ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

(Внешнее дыхание и методы его исследования) План лекции

Представления о механизмах вентиляции легких:

а) основные понятия необходимые для рассмотрения вопроса вентиляции легких (плевральная полость, плевральное давление, дыхательные мышцы, эластическая тяга легких, отрицательное давление);

б) современные представления о вентиляции легких;

Краткие сведения о диффузионных процессах в легких и тканях и транспорте кислорода и углекислого газа кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина;

Методы исследования дыхания;

1. Дыхание: содержание термина, этапы дыхания, методы исследования

Под дыханием высших животных и человека понимают совокупность процессов, обеспечивающих поступление во внутреннюю среду организма кислорода, использование его для окисления органических веществ, образование при этом углекислого газа и выделение его из организма в окружающую среду.

Дыхание включает пять этапов:

1 этап. Вентиляция легких – обмен газами между альвеолярной газовой смесью и атмосферным воздухом;

2 этап. Газообмен между альвеолярной газовой смесью и кровью;

3 этап. Транспорт кислорода от легких к тканям, а углекислого газа от тканей к легким;

4 этап. Газообмен между кровью и тканями;

5 этап. Тканевое или внутреннее дыхание.

Первые два этапа объединяют под общим названием внешнее дыхание. Последний, 5 этап дыхания является предметом изучения биологической химии и молекулярной биологии. Первые же четыре этапа дыхания являются традиционно предметом изучения физиологии и на наших лекциях и занятиях мы их будем рассматривать.

1 Этап дыхания – вентиляция легких

Грудная клетка и дыхательные мышцы.

Грудная полость представляет из себя герметичное пространство снизу ограниченное диафрагмой, а с других сторон костно-мышечным каркасом грудной клетки. Диафрагма – это скелетная мышца, представленная в основном радиально ориентированными мышечными волокнами. Одна точка фиксации мышечных волокон находится на внутренней стороне костного каркаса грудной клетки, другая в области так называемого сухожильного центра. Сухожильный центр диафрагмы имеет отверстие, через которое проходит пищевод и сосудисто-нервные пучки. В состоянии относительного покоя диафрагма имеет куполообразную форму. Эта форма сформировалась во многом благодаря тому, что внутрибрюшное давление больше, чем внутригрудное. При сокращении мышечных волокон диафрагмы ее форма становится плоской и она опускается, увеличивая вертикальные размеры грудной клетки. Костный каркас грудной клетки сформирован позвоночником, ребрами и грудиной. Ребра, составляющие основу данного каркаса с позвонками формируют по два сустава – одни с телами позвонков, другие с их поперечными отростками. Спереди ребра достаточно жестко при помощи хрящей фиксированы к грудине. Наружные косые межреберные мышцы являются мышцами, которые при сокращении меняют объем грудной клетки во фронтальном и сагитальном размерах. При их сокращении ребра поднимаются вместе с грудиной и несколько раздвигаются. Следует отметить, что диафрагма и наружные косые межреберные мышцы обеспечивают акт вдоха в условиях относительного физиологического покоя. При этом выдох в этих условиях является пассивным актом и связан с расслаблением данных мышц. При повышении активности организма увеличивается метаболизм в тканях, возрастает метаболический запрос в тканях, дыхание становится более частым и глубоким. В этих условиях в акт дыхания подключаются дополнительные группы мышц. К дополнительным мышцам, обеспечивающим вдох (инспирацию) относят большие и малые грудные, лестничные, грудино-ключично-сосцевидные, зубчатые. К дополнительным мышцам, обеспечивающим акт выдоха (экспирацию) относят внутренние косые межреберные мышцы, мышцы передней брюшной стенки.

Основные понятия, необходимые для рассмотрения процессов вентиляции легких.

Плевральная полость – пространство заключенное между висцеральным и париетальным листками плевры.

Плевральное давление – давление содержимого плевральной полости на органы грудной полости и стенки грудной клетки. В норме у здорового человека плевральное давление на несколько мм. рт. ст. ниже, чем атмосферное давление.

Эластическая тяга легких (упругое сопротивление легких) – это сила с которой легочная ткань препятствуетее растяжению атмосферным давлением. Эластическая тяга легких создается эласти-ческими элементами легочной ткани и специфическим веществом сурфактантом, который выстилает альвеолы изнутри.

Неэластическое сопротивление – сопротивление тканей дыхательных путей и вязкое сопротивление тканей, участвующих в процессе дыхания (ткани грудной и брюшной полостей). Имеет значение при форсированном дыхании и при различной патологии органов дыхания. В условиях относительного физиологического покоя по существу не влияет на формирование частоты и глубины дыхательных движений.

Отрицательное давление – разница между плевральным и атмосферным давлением. Поскольку плевральное давление несколько ниже атмосферного эта величина отрицательна.

Р отр = Р пл – Р атм

Эластическая тяга легких – сила, с которой легкие стремятся сжаться.

Она возникает за счет следующих причин: 2/3эластической тяги легких обусловлено сурфактантом – поверхностным натяжением жидкости, выстилающей альвеолы, около 30%-эластическими волокнами легких и бронхов, 3%-тонусом гладкомышечных волокон бронхов. Сила эластической тяги всегда направлена с наружи внутрь. Т.е. на величину растяжимости и эластической тяги легких сильное влияние оказывает наличие на внутриальвеолярной поверхности сурфактанта – вещества, представляющего собой смесь фосфолипидов и белков.

Роль сурфактанта :

1) снижает поверхностное натяжение в альвеолах и таким образом увеличивает растяжимость легких;

2) стабилизирует альвеолы, препятствует слипанию их стенок;

3) снижает сопротивление диффузии газов через стенку альвеол;

4) препятствует отеку альвеол путем снижения величины поверхностного натяжения в альвеолах;

5) облегчает расправление легких при первом вдохе новорожденного;

6) способствует активации фагоцитоза альвеолярными макрофагами и их двигательной активности.

Синтез и замена сурфактанта происходит довольно быстро, поэтому нарушение кровотока в легких, воспаление и отеки, курение, избыток и недостаточность кислорода, некоторые фармакологические препараты могут снизить его запасы и увеличить поверхностное натяжение жидкости в альвеолах. Все это ведет к их ателектазу или спадению.

Пневмотороксом

Пневмотороксом называется поступление воздуха в межплевральное пространство, возникающее при проникающих ранениях грудной клетки, нарушениях герметичность плевральной полости. При этом легкие спадаются, так как внутриплевральное давление становится одинаковым с атмосферным. Эффективный газообмен в этих условиях является невозможным. У человека правая и левая плевральные полости не сообщаются, и благодаря этому односторонний пневмоторокс, например, слева, не ведет к прекращению легочного дыхания правого легкого. Со временем воздух из плевральной полости рассасывается, и спавшееся легкое вновь расправляется и заполняет всю грудную полость. Двусторонний пневмоторокс несовместим с жизнью.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Физиология дыхания

Спирометрия метод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра.. спирография методика непрерывной регистрации объемов выдыхаемого и.. пневмотахография методика непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Физиология дыхания
Дыхание является одной из жизненно важных функций организма, направленной на поддержание оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов в клетках. Дыхание – комплекс

Внешнее дыхание
Внешнее дыхание осуществляется циклически и состоит из фазы вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У человека частота дыхательных движений в среднем равна 16-18 в одну минуту. Внешнее дыхание

Отрицательное давление в плевральной щели
Грудная клетка образует герметичную полость, обеспечивающую изоляцию легких от атмосферы. Легкие покрывает висцеральный плевральный листок, а внутреннюю поверхность грудной клетки - париетальная пл

Легочные объемы и емкости
При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает около 500 мл воздуха. Этот объем воздуха называется дыхательным объемом (ДО) (рис.3).

Транспорт газов кровью
Кислород и углекислый газ в крови находятся в двух состояниях: в химически связанном и в растворенном. Перенос кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолярный

Транспорт кислорода
Из общего количества кислорода, который содержится в артериальной крови, только 5% растворено в плазме, остальное количество кислорода переносится эритроцитами, в которых он находится в химической

Гидрокарбонатный буфер
Из вышеприведенных газообменных реакция следует, что их течение на уровне легких и тканей оказывается разнонаправленным. Чем в этих случаях определяется направленность образования и диссоциации фор

Виды соединений Hb
Гемоглобин – особый белок хромопротеида, благодаря которому эритроциты выполняют дыхательную функцию и поддерживают рН крови. Основная функция гемоглобина - перенос кислорода и частично углекислого

Основные системы регуляции кислотно – щелочного равновесия в организме
Кислотно – щелочное равновесие (КЩР) (кислотно –щелочной баланс, кислотно –щелочное состояние (КЩС), кислотно – основное равновесие) – это постоянство концентрации Н+ (протонов) в жидких

Регуляция дыхания
Как и все системы в организме, дыхание регулируется двумя основными механизмами – нервным и гуморальным. Основой нервной регуляции является реализация рефлекса Геринга –Бреера, который по

Подробности

Внешнее (легочное) дыхание = конвекционный транспорт в альвеолы + диффузия из альвеол в кровь легочных капилляров.

Мышцы, участвующие в акте дыхания:

1. Основные инспираторные – наружные межреберные (поднимают ребра); вспомогательные – большая и малая грудные, лестничнные и грудино-ключно-сосцевидная

2. Основные экспираторные – внутренние межреберные; вспомогательные – мышцы живота.

Типы дыхания : внешнее (легочная вентиляция и газообмен между альвеолами и кровью) и внутреннее (тканевое).

В зависимости от того, в каком направлении изменяются размеры грудной клетки при дыхании, различают грудной, брюшной и смешанный типы дыхания . Грудной тип дыхания чаще встречается у женщин. При нем грудная полость расширяется преимущественно в переднезаднем и боковых направлениях, тогда вентиляция нижних участков легких часто оказывается недостаточной.
Брюшной тип дыхания более характерен для мужчин. Расширение грудной полости при нем происходит преимущественно в вертикальном направлении, за счет диафрагмы, вентиляция верхушек легких может оказаться недостаточной. При смешанном типе дыхания равномерное расширение грудной полости во всех направлениях обеспечивает вентиляцию всех частей легких.

Сопротивления воздушному потоку:

1. Эластические

2. Вязкие (при спокойном дыхании незначительны).

I. Эластическое сопротивление.

Альвеолярное давление (PA) = разница давлений между альвеолярным и атмосферным воздухом. На кривой участок нормального дыхания ≈прямая =>упругое сопротивление всей дыхательной системы при нормальном дыхании почти постоянно.

Плевральное давление (PПЛ) =разница между атмосферным и внутриплевр.давлением. Из графика =>упруг.сопротивление грудн.клетки возрастает с увеличением давления.

Транспульмональное давление (PT) =разница между альвеолярн. и внутриплевр.давления. Все действующие на легкие силы уравновеш-ся в момент полного выдоха (V=ФОЕ).

Показатель эластических свойств – растяжимость (tg угла наклона релакс.кривой) – Compliance: Cдых.системы=ΔV/ΔPa – прирост давления, необходимого для растяжения все больше с увеличивающимся количеством воздуха. Elastance – способность тканей легких вернуться в прежнее состояние после растяжения.

Связь с растяжимостями других структур: 1/CДС=1/СГК +1/СЛ. (СГК=СЛ=2∙CДС=0,2 л/см вод.ст.). Для определения – упрощен.формула (испытуемый вдыхает опр.V воздуха, фиксир. ГК мышцами, открывает голос.щель) =>РА=0 =>Сл=ΔV/ΔPПЛ.

II.Неэластическое сопротивление.

90% - аэродинамическое сопротивление дыхательных путей (поток образует завихрения в местах разветвления бронхов и патологических сужений).

Закон Хагена-Пуазейля : V=ΔP/R=Pa/R (турбулентным потоком пренебрегают). Сопротивление воздухоносных путей R≈2см водн.ст. (Осн.вклад – трахеи и бронхов, у мелких путей – оч.большое сумм.сечение). 10% - Сопротивление тканей (внутр.трение и деформация). Соотношения давление/объем. 1.Форма гр.клетки =Const (i.e., смена выдоха вдохом): действует только эласт.тяга легких =>созд-ся отриц.относительно атмосферного внутриплевр.давления (PПЛ,СТАТ<0; РА,СТАТ=0). 2.Норм.дыхание. Вдох: поступление воздуха в расшир. альвеолы затруднено аэродин.сопротивлением =>А<0 =>PПЛ становится еще более отрицательным (РПЛ,ДИН =РПЛ,СТАТ +РА).

Поверхностное натяжение в альвеолах в 10 раз меньше, чем расчетное натяжение для слоя воды <=за счет сурфактанта - состоит из белков и липидов, в основном произв-х лецитина (гидрофил.головки молекул связаны с молекулами Н2О, а гидрофоб.головки друг от друга отталкиваются). +препятствуют выходу воздуха из мелких альвеол в крупные (по з.Лапласа) – т.к.молекулы сурфактанта располагаются плотнее с уменьшением радиуса альвеолы =>↓пов.натяжение в мелких альвеолах.

Величину растяжения легких в ответ на каждую единицу увеличения транспульмонального давления (если для достижения равновесия имеется достаточно времени) называют растяжимостью легких. У здорового взрослого человека общая растяжимость обоих легких составляет примерно 200 мл воздуха на 1 см вод. ст. трансмурального давления. Таким образом, каждый раз, когда транспульмональное давление увеличивается на 1 см вод. ст., через 10-20 сек объем легких увеличивается на 200 мл.

Диаграмма растяжимости легких . На рисунке показана диаграмма соотношения изменений объема легких и изменений транспульмонального давления. Обратите внимание, что эти соотношения во время вдоха отличаются от таковых во время выдоха. Каждая кривая регистрируется при изменении транспульмонального давления на небольшую величину после установления объема легких на постоянном уровне. Эти две кривые называют, соответственно, кривой инспираторной растяжимости и кривой экспираторной растяжимости, а всю диаграмму - диаграммой растяжимости легких.

Характер кривой растяжимости определяется главным образом эластическими свойствами легких. Эластические свойства можно разделить на две группы: (1) эластические силы самой легочной ткани; (2) эластические силы, вызванные поверхностным натяжением слоя жидкости на внутренней поверхности стенок альвеол и других дыхательных путей легких.

Эластическая тяга легочной ткани определяется главным образом волокнами эластина и коллагена, вплетенными в паренхиму легких. В спавшихся легких эти волокна находятся в эластически сокращенном и скрученном состоянии, но когда легкие расширяются, они растягиваются и расправляются, при этом удлиняются и развивают все большую эластическую тягу.

Вызванные поверхностным натяжением эластические силы являются намного более сложными. Значение поверхностного натяжения показано на рисунке, где сравниваются диаграммы растяжимости легких в случаях наполнения их солевым раствором и воздухом. При наполнении легких воздухом в альвеолах существует поверхность раздела между альвеолярной жидкостью и воздухом. В случае наполнения легких солевым раствором такой поверхности нет и поэтому отсутствует влияние поверхностного натяжения - в наполненных солевым раствором легких действуют только эластические силы ткани.

Для растяжения наполненных воздухом легких потребуются трансплевральные давления, примерно в 3 раза превышающие необходимые для расширения наполненных солевым раствором легких. Можно сделать вывод, что величина тканевых эластических сил, обусловливающих спадение наполненных воздухом легких, составляет только около 1/3 всей эластичности легких, в то время как поверхностное натяжение на границе слоев жидкости и воздуха в альвеолах создает оставшиеся 2/3.

Эластические силы , обусловленные поверхностным натяжением на границе слоев жидкости и воздуха, значительно увеличиваются, когда в альвеолярной жидкости отсутствует определенное вещество - сурфактант. Теперь обсудим действия этого вещества и его влияние на силы поверхностного натяжения.

Вернуться в оглавление раздела " "

Составляющими элементами, необходимыми для проведения ортодонтической коррекции, являются не только брекеты, дуги и лигатуры, но еще и эластические тяги на брекеты. Пациентам дополнительные приспособления доставляют небольшой дискомфорт, но исправить прикус, увы, без них нельзя. В статье мы рассмотрим основные задачи эластиков, их виды и правила использования.

В клинической практике ортодонты применяют не только эластические резиночки, но и металлические, тефлоновые лигатуры, а также лигатуры Кобаяши. Разберем основные их характеристики подробнее.

1. Крепятся лигатуры на конструктивных элементах брекетов – крыльях. Основное их предназначение заключается в фиксации дуги. Раз в 3-4 недели необходимо проводить смену резинок, ведь эластические лигатуры под воздействием слюны теряют свои прежние физические свойства. И если на коррекцию своевременно не приходить, брекет-система просто перестанет работать. В продаже представлены прозрачные, белые, разноцветные эластики, изготавливают их путем штамповки.
2. Металлические лигатуры выполнены из нержавеющей стали. Их также фиксируют на крыльях с помощью специального инструментария. Применяют, как правило, на заключительном этапе лечения для закрепления полученного результата. Резиночки для брекетов по своей структуре не раздражают поверхности слизистой, так как изготовлены они из латекса. Кончики же металлических лигатур могут в незначительной мере натирать слизистую оболочку. Если появилось покраснение, необходимо обратиться к врачу для сглаживания контуров или же с целью изоляции выступающих элементов.
3. Лигатуры Кобаяши – это по сути те же металлические лигатуры, разница лишь в наличии специального изгиба на кончике. Крючок образован с помощью метода точечной сварки. Основные задачи заключается в фиксации межчелюстной эластической тяги, эластических цепочек или пружин.
4. Лигатуры с тефлоновым покрытием – хорошее компромиссное решение, обеспечивающие одновременно эстетичность и надежность лигирования. Нанесение на поверхность стали тонкого тефлонового слоя позволяет достичь идеального сочетания данных лигатур с керамическими или сапфировыми брекетами.

Эластические силовые компоненты

Лигатуры предназначены для удерживания дуги, фиксируют их сразу же после установки брекетов. Но кроме лигатур существуют и эластические силовые резинки, материалом для изготовления которых служит гипоаллергенная хирургическая резина. Применяют силовые модули после этапа выравнивания зубных рядов. К их числу можно отнести:

• цепочки;
• нити;
• тяги.

По силе действия различают эластики: light (малые силы), medium (средние), heavy (высокоамплитудные, тяжелые). Давление на зубы от применения эластических резинок не должно превышать 20-25 г/мм 2 . Использование чрезмерных сил может привести к осложнениям. Поэтому тяги с маркировкой heavy используют очень редко.

Важно отметить: на каждой упаковке указывается сила действия тех или иных эластических модулей. И что интересно, достигается это давление при растяжении резинки в три раза больше ее исходного диаметра.

Цепочки

Цепочки могут быть прозрачными, серыми или цветными. Состоят из колец, связанных между собой в единую цельную систему. Фиксируют звенья на крыльях брекетов или же на крючках лигатур Кобаяши. Для закрытия малых, средних и больших промежутков ортодонты применяют цепочки с соответствующей длиной шага.

Эластические цепочки предназначены для выполнения следующих задач:

• закрытия диастемы;
• устранения трем и промежутков, которые возникли после удаления зубов;
• исправления тортоаномалии – поворота зуба вокруг своей оси;
• корпусного перемещения зубов.

Важно отметить: так как все дополнительные элементы коррекции являются ретенционными пунктами, способствующими накоплению налета, чистка брекетов с резинками требует использования не только зубной щетки и пасты. В состав инструментов ежедневной гигиены полости рта необходимо включить ершики и ирригаторы.

Нити

Эластическая нить считается достойной альтернативой цепочке. С одной стороны охватывает брекет, к точке опоры привязывается с помощью узла. Функции нити следующие:

• перемещение зубов;
• закрытие промежутков;
• консолидация зубного ряда;
• вытягивание сформированных, но не прорезавшихся (или не полностью прорезавшихся) зубов.

Эластическую нить часто применяют при использовании лингвальной техники коррекции.

Тяги

Для чего нужны эластические тяги? Эластики предназначены для исправления межчелюстных контактов. Отличаются между собой диаметром и толщиной. Для удобства и облегчения запоминания (как врачами, так и пациентами) разных по силе эластиков, компанией Ormco предложена специальная маркировка «Zoo», где каждому диаметру эластической тяги соответствует название определенного животного.

Применение эластиков показано при выявлении у пациентов следующих патологий:

• дистальный прикус;
• мезиальный прикус;
• перекрестный прикус;
• открытый прикус;
• дизокклюзия – отсутствие контакта между зубами верхней и нижней челюсти на определенном участке зубного ряда;
• вытягивание не полностью прорезавшихся зубов.

Для исправления зубочелюстных патологий ортодонты используют и различные варианты крепления эластиков.

1. Диагональные симметрические тяги предназначены для коррекции дистального и мезиального прикуса.
2. Диагональные асимметрические необходимы для создания срединной линии.
3. Box-эластики для брекетов используют в переднем участке с целью устранения открытого прикуса.
4. Зигзагоподобные тяги предназначены для создания правильных окклюзионных контактов между зубами верхней и нижней челюсти.
5. Треугольные эластики способствуют нормализации прикуса по вертикали.
6. Тяги «спагетти» направлены на устранение выраженных форм мезиального или дистального прикуса.

Важно знать: эффект от эластической тяги увеличивается при движениях нижней челюсти. Бывают клинические случаи, когда при проведении ортодонтической коррекции необходимо использовать одновременно горизонтальные и вертикальные эластики.

Правила применения эластиков

Фиксация тяги и обучение пациентов правилам крепления проводится в стоматологическом кабинете ортодонтом . Пациенты должны быть предельно внимательными, так как им придется самостоятельно выполнять эту процедуру в домашних условиях и не единожды.

Зачем нужно регулярно менять тяги? Доказано, что уже через 2 часа после закрепления эластиков потеря их эффективности составляет 30%, через 3 часа – 40%. Чтобы поддерживать силовое воздействие на необходимом уровне, нужно проводить замену 2-3 раза в день.

После постановки эластиков может быть небольшой дискомфорт. Это вполне нормальное, физиологически обоснованное явление. Но если вы не можете полноценно открыть рот, возникли проблемы с жеванием, глотанием, необходимо снять тяги и обратиться к специалисту.

Важно отметить: индикатором того, что на зубы действует чрезмерная сила, является появление бледности в участке десны после фиксации эластиков.

Лигатуры, цепочки, тяги – все эти элементы являются неотъемлемыми составляющими ортодонтической коррекции. Кроме своей непосредственной задачи, тяги служат своего рода маркером того, насколько серьезно пациент относится к лечению. Если эластики носить время от времени, а не постоянно, полноценной положительной динамики не будет. Поэтому чтобы добиться максимально продуктивного результата, нужно безоговорочно выполнять все предписания ортодонта, своевременно приходить на коррекцию и не забывать о соблюдении базовых правил гигиены.