Дыхательная система человека

При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы вернуть их в положение, предшествующее вдоху.

Таким образом, выдох в покое  происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих  условие для вдоха. Активный выдох  может возникнуть вследствие сокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые  опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и  расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти  вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме и  уменьшает продольный размер грудной  полости.

Расширение легкого снижает (на время) общее внутрилегочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).

Изменения объема легких.

 

У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса. Объем  легкого меняется при вдохе не всюду одинаково. Для этого имеются  три главные причины, во-первых, грудная  полость увеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе  части легкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существование  гравитационного эффекта, который  способствует смещению легкого книзу.

Объем воздуха, вдыхаемый при обычном (неусиленном) вдохе и выдыхаемой при обычном (неусиленном) выдохе, называется дыхательным воздухом. Объем максимального выдоха после предшествовавшего максимального вдоха называется жизненной емкостью. Она не равна всему объему воздуха в легком (общему объему легкого), поскольку легкие полностью не спадаются. Объем воздуха, который остается в наспавшихся легких, называется остаточным воздухом.

Имеется дополнительный объем, который  можно вдохнуть при максимальном усилии после нормального вдоха.

А тот воздух, который выдыхается максимальным усилием после нормального  выдоха, это резервный объем выдоха. Функциональная остаточная емкость  состоит из резервного объема выдоха и остаточного объема. Это тот  находящийся в легких воздух, в  котором разбавляется нормальный дыхательный  воздух. Вследствие этого состав газа в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется.

Минутный объем V-это воздух, вдыхаемый  за одну минуту. Его можно вычислить, умножив средний дыхательный  объем (Vt) на число дыханий в минуту (f), или V=fVt.

Часть Vt, например, воздух в трахее и бронхах до конечных бронхиол и в некоторых альвеолах, не участвует в газообмене, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кроватоком - это так называемое «мертвое» пространство (Vd). Часть Vt, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом (VA).

С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция (VA) - наиболее существенная часть наружного дыхания  VA=f(Vt-Vd), так как она является тем объемом вдыхаемого за минуту воздуха, который обменивается газами с кровью легочных капилляров.

Легочное дыхание.

 

Газ является таким состоянием вещества, при котором оно равномерно распределяется по ограниченному объему. В газовой  фазе взаимодействие молекул между  собой незначительно.

Когда они сталкиваются со стенками замкнутого пространства, их движение создает определенную силу; эта сила, приложенная к единице площади, называется давлением газа и выражается в миллиметрах ртутного столба, или  торрах; давление газа пропорционально числу молекул и их средней скорости. При комнатной температуре давление какого-либо вида молекул; например, O2 или N2, не зависит от присутствия молекул другого газа. Общее измеряемое давление газа равно сумме давлений отдельных видов молекул (так называемых парциальных давлений) или РB=РN2+Ро2+Рн2o+РB, где РB - барометрическое давление.

Долю (F) данного газа (x) в сухой газовой смеси мощно вычислить по следующему уравнению:

Fx=Px/PB-PH2O

И наоборот, парциальное давление давнего газа (x) можно вычислить из его доли: Рx-Fx(РB-Рн2o). Сухой атмосферный воздух содержит 2О,94% O2*Рo2=20,94/100*760 торр (на уровне моря) =159,1 торр.

Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходит путем диффузии. Диффузия возникает в силу постоянного  движения молекул газа к обеспечивает перенос молекул из области более высокой их концентрации в область, где их концентрация ниже.

Транспорт дыхательных  газов.

 

Около О,3% О2, содержащегося в артериальной крови большого круга при нормальном Ро2, растворено в плазме. Все остальное количество находится в непрочном химическом соединении с гемоглобином (НЬ) эритроцитов. Гемоглобин представляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой. Fе + каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одной молекулой О2. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин содержит 1,39 мл. О2 на 1 г Нb (в некоторых источниках указывается 1,34 мл), если Fе + окислен до Fе +, то такое соединение утрачивает способность переносить О2.

Полностью насыщенный кислородом гемоглобин (НbО2) обладает более сильными кислотными свойствами, чем восстановленный  гемоглобин (Нb). В результате в растворе, имеющем рН 7,25, освобождение 1мМ О2 из НbО2 делает возможным усвоение О,7 мМ Н+ без изменения рН; таким образом, выделение О2 оказывает буферное действие.

 

Насыщение тканей кислородом.

 

Транспорт O2 из крови в те участки  ткани, где он используется, происходит путем простой диффузии.

Поскольку кислород используется главным  образом в митохондриях, расстояния, на которые происходит диффузия в  тканях, представляются большими по сравнению  с обменом в легких. В мышечной ткани присутствие миоглобина, как  полагают, облегчает диффузию O2. Для  вычисления тканевого Po2 созданы теоретически модели, которые предусматривают  факторы, влияющие на поступление и  потребление O2, а именно расстояние между капиллярами, кроваток в капиллярах и тканевой метаболизм.

Самое низкое Po2 установлено в венозном конце и на полпути между капиллярами, если принять, что кроваток в капиллярах одинаковый и что они параллельны.

Гигиена дыхания.

 

Физиологии наиболее важные газы - O2, CO2, N2. Они присутствуют в атмосферном  воздухе в пропорциях указанных  в табл. 1. Кроме того, атмосфера  содержит водяные пары в сильно варьирующих  количествах.

Табл. 1

Компонент	Содержание, %
Кислород Двуокись углерода Азот Аргон	20,95 0,03 78,09 0,93

 

 С точки зрения медицины при недостаточном снабжении  тканей кислородом возникает гипоксия. Краткое изложение разных причин гипоксии может служить и сокращенным  обзором всех дыхательных процессов. Ниже в каждом пункте указаны нарушения  одного или более процессов.

Систематизация их позволяет рассматривать  все эти явления одновременно.

I. недостаточный транспорт  О2 кровью (аноксемическая гипоксия) (содержание О2 в артериальной крови большого круга понижено).

А. Сниженное РO2:

1) недостаток О2 во вдыхаемом воздухе;

2) снижение легочной вентиляции;

3) снижение газообмена между  альвеолами и кровью;

4) смешивание крови большого  и малого круга,

Б. Нормальное РO2:

1) снижение содержания гемоглобина  (анемия);

2) нарушение способности гемоглобина  присоединять O2

II. Недостаточный транспорт крови (гипокинетическая гипок- сия).

А. Недостаточное кровоснабжение:

1) во всей сердечно-сосудистой системе (сердечная недостаточность)

2) местное (закупорка отдельных артерий)

Б. Нарушение оттока крови;

1) закупорка определенных вен;

В. Недостаточное снабжение кровью при возросшей потребности.

Неспособность ткани использовать поступающий О2 (гистотоксическая гипоксия).

III. Введение в легочные заболевания.

Повсеместно, особенно в индустриально  развитых странах, наблюдается значительный рост заболеваний дыхательной системы, которые вышли уже на 3-4-е место среди причин смертности населения. Что же касается, например, рака легких, то это патология по ее распространенности опережает у мужчин все остальные злокачественные новообразования. Такой подъем заболеваемости связан в первую очередь с постоянно увеличивающийся загрязненностью окружающего воздуха, курением, растущей аллергизацией населения (прежде всего за счет продукции бытовой химии). Все это в настоящее время обуславливает актуальность своевременной диагностики, эффективного лечения и профилактики болезней органов дыхания. Решением этой задачи занимается пульмонология (от лат. Pulmois - легкое, греч. - logos - учение), являющаяся одним из разделов внутренней медицины.

В своей повседневной практике врачу  приходится сталкиваться с различными заболеваниями дыхательной системы. В амбулаторно-поликлинических условиях, особенно в весенне-осенний период, часто встречается такие заболевания, как острый ларингит, острый трахеит, острый и хронический бронхит. В  отделениях стационара терапевтического профиля нередко находятся на лечении больные с острой и  хронической пневмонией, бронхиальной астмой, сухим и экссудативным  плевритом, эмфиземой легких и легочно-сердечной  недостаточностью. В хирургические  отделения поступают для обследования и лечения больные с бронхоэктатической болезнью, абсцессами и опухолями  легких.

Современный арсенал диагностических  и лечебных средств, применяемых  при обследовании и лечении больных  с заболеваниями органов дыхания, является весьма обширным. Сюда относятся различные лабораторные методы исследования (биохимические, иммунологические, бактериологические и др.), функциональные способы диагностики - спирография и спирометрия (определение и графическая регистрация тех или иных параметров, характеризующих функцию внешнего дыхания), вневмотахография и пневмотахометрия (исследование максимальной объемной скорости форсированного вдохы и выдоха), исследование содержания (парциального давления) кислорода и углекислого газа в крови и др.

Весьма информативными являются различные  рентгенологические методы исследования дыхательной системы: рентгеноскопия и рентгенография органов грудной  клетки, флюорография (рентгенологические исследование с помощью специального аппарата, позволяющего делать снимки размером 70X70 мм, применяющееся при  массовых профилактических обследованиях  населения),томография (метод прослойного рентгенологического исследования легких, точнее оценивающий характер опухолевидных образований), бронгография, дающая возможность с помощью введения в бронхи через катетер контрастных веществ получить четкое изображение бронхиального дерева.

Важное место в диагностике  заболеваний органов дыхания  занимают эндоскопические методы исследования, представляющий собой визуальный осмотр слизистой оболочки трахеи и бронхов  и помощью введения в них специального оптического инструмента - бронхоскопа.

Бронхоскопия позволяет установить характер поражения слизистой оболочки бронхов (например, при бронхитах  и бронхоэктатической болезни), выявить  опухоль бронха и взять с помощью  щипцов кусочек ее ткани (провести биопсию) с последующим морфологическим  исследованием, получить промывание воды бронхов для бактериологического  или цитологического исследования. Во многих случаях бронхоскопию проводят и с лечебной целью. Например, при  бронхоэктатической болезни, тяжелым  течении бронхиальной астмы можно  осуществить санацию бронхиального дерева с последующим отсасыванием вязкой или гнойной мокроты и введением лекарственных средств.

Уход за больными с заболеваниями  органов дыхания обычно включает в себе и ряд общих мероприятий, проводимых при многих заболеваниях других органов и систем организма.

Так, при крупозной пневмонии  необходимо строго придерживаться всех правил и требований ухода за лихорадящими больными (регулярное измерение температуры  тела и ведение температурного листа, наблюдение за состоянием сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, уход за полостью рта, подача судна и мочеприемника, своевременная смена нательного белья и т.д.) При длительном пребывании больного и в постели уделяют особое внимание тщательному уходу за кожными покровами и профилактике пролежней. Вместе с тем уход за больными с заболеваниями органов дыхания предполагает и выполнение целого ряда дополнительных мероприятий, связанных с наличием кашля, кровохарканье, одышки и других симптомов.

Кашель.

 

Кашель представляет собой сложнорефлекторный акт, в котором участвует ряд  механизмов (повышение внутригрудного давления за счет напряжения дыхательной  мускулатуры, изменения просвета голосовой  щели т.д.) и который при заболеваниях органов дыхания обусловлен обычно раздражением рецепторов дыхательных  путей и плевры. Кашель встречается  при различных заболеваниях дыхательной  системы - ларингитах, трахеитах, острых и хронических бронхитах, пневмониях и др. Он может быть связан также  с застоем крови в малом  кругу кровообращения (при пороках  сердца), а иногда имеет центральное  происхождение.

Кашель бывает сухим или влажным  и выполняет часто защитную роль, способствуя удалению ссодержимого из бронхов (например, мокроты). Однако сухой, особенной мучительный кашель, утомляет больных и требует применения отхаркивающих (препараты термопсиса, и пекакуаны) и противокашлевых средств (либексин, глауцин и др.). В таких случаях больным целесообразно рекомендовать теплое щелочное тепло (горячее молоко с боржомом или с добавлением ? чайной ложки соды), банки, горчичники).

Нередко кашель сопровождается выделением мокроты: слизистой, бесцветной, вязкой (например, при бронхиальной астме), слизисто-гнойной (при бронхопневмонии), гнойной (при прорыве абсцесса легкого  в просвет бронха).

Очень важно добиться свободного отхождения мокроты, поскольку ее задержка (например, при бронхоэктатичской болезни, абсцессе легкого) усиливает интоксикацию организма. Поэтому больному помогают найти положение (так называемое дренажное, на том или ином боку, на спине), при котором мокрота отходит наиболее полно, т.е. осуществляется эффективный дренаж бронхиального дерева. Указанное положение больной должен принимать раз в день в течении 20-30 минут.