Анатомия и физиология внешнего дыхания Доцент В.А. Мазурок

1. Анатомия и физиология внешнего дыхания Доцент В.А. Мазурок

2. Система дыхания

3. Главная функция • Доставить кислород и удалить углекислый газ • 4 отдельных процесса: • Легочная вентиляция – движение воздуха в легкие и обратно • Наружное дыхание – газообмен между легкими и кровью • Транспорт – перенос кислорода и углекислого газа между легкими и тканями • Внутреннее дыхание – газообмен между кровью и тканями

4. Система дыхания • Включает кондуктивную и дыхательную зоны • Кондуктивная зона • Нос, носоглотка, глотка, трахея • Воздухопроводящие пути • Дыхательная зона • Газообменная зона • Бронхиолы, альвеолярные каналы, альвеолы • Дыхательная мускулатура – диафрагма, межреберные, косые и прямые живота, лестничные, грудинно-ключично-сосцевидные

5. Нос • Увлажнение и согревание • Фильтрация и очистка входящего воздуха • Резонирующая камера • Содержит обонятельные рецепторы • Чувствительная слизистая запускает чихание

6. Полость носа

7. Глотка • Воронкообразная трубка скелетной мускулатуры соединенная с: • Полостью носа сверху • Трахеей снизу • Располагается от основания черепа до 6 шейного позвонка

8. Гортань • Несет три функции: • Обеспечивает открытое положение дыхательных путей • «Переключает» направления движения воздуха и пиши • Продуцируетголос

9. Структура гортани • Хрящевая • Щитовидный с передним выбуханием (Адамово яблоко) • Перстневидный • Три пары маленьких хрящей (черпаловидные, клинообразные, рожковидные) • Надгортанник – эластичный хрящ

11. Гортань – сфинктер • Закрытие во время кашля, чихания и маневра Вальсальвы • Маневр Вальсальвы (натуживание) • Задержка воздуха в нижних дыхательных путях за счет закрытия надгортанника • Вызывает повышение внутрибрюшного давления при сокращении брюшных мышц • Помогает опустошить кишечник • Работает аналогично «шинированию», стабилизируя тело при поднятии тяжестей

12. Трахея • Эластичная – подвижная трубка, распространяющаяся от гортани до средостения • Состоит из 3 слоев: • Слизистая – бокаловидные клетки и реснитчатый эпителий • Подслизистый слой – соединительная ткань • Адвентиция – наружный слой, собранный из С-образных хрящей

13. Трахея

14. Легкие • Сердечная выемка • Левое легкое – разделено на верхнюю и нижнюю долю косой щелью • Правое легкое – разделено на три доли косой и горизонтальной щелями • 10 бронхопульмональных сегментов в каждом легком

15. Кровоснабжение легких • Две системы циркуляции: легочная и бронхиальная • Легочные артерии – доставляют системную венозную кровь для газообмена • Бронхиальные артерии – берут начало в аорте, сплетения идут вдоль бронхов, питают легочную ткань за исключением альвеол • Бронхиальные вены – анастомозируют с легочными венами • Легочные вены – несут оксигенированную кровь от дыхательной зоны с сердцу

16. Плевра • Тонкая, двухслойная серозная оболочка • Париетальная плевра • Покрывает грудную стенку и переднюю поверхность диафрагмы • Висцеральная плевра • Продолжается вокруг сердца и легких

17. Кондуктивная зона: бронхи • Карина – последний трахеальный хрящ, окончание трахеи и начало правого и левого главных бронхов • Воздух, достигающий бронхов: • Согрет и очищен от примесей • Насыщен водяными парами • Главные бронхи подразделяются на вторичные, снабжающие легочные доли • Мельчайшие бронхи – бронхи 23 порядка

18. Кондуктивная зона: бронхиальное дерево • Структура стенки бронхов напоминает структуру трахеи • Уменьшение диаметра – структурные изменения: • Строение хрящей • Бронхиолы – хрящевой остов отсутствует • Тип эпителия • Бронхиолы – кубический, нет желез • Увеличивается количество гладкой мускулатуры • Бронхиолы – циркулярный охват

19. Дыхательная зона • Альвеолы и терминальные бронхиолы • Дыхательные (терминальные) бронхиолы ведут в альвеолярные каналы, затем в терминальные грозди альвеол • Приблизительно 300 миллионовальвеол: • Формируют объем легких • Образуют огромную газообменную поверхность

21. Дыхательная мембрана • Барьер кровь-воздух состоит из: • Стенки альвеолы и капилляра • Склеенной единой базальной мембраны • Альвеолярная стенка: • Один слой альвеоцитов I типа • Газообмен за счет простой диффузии • Секретирует ангиотензин-превращающий фермент • Альвеоциты II типа секретируют сурфактант

22. Альвеолы • Окружены тонкими эластичными фибрами • Содержат открытые поры которые: • Соединяют соседние альвеолы • Выравнивают давление воздуха во всем легком • Содержат макрофаги, которые поддерживают стерильность поверхности

23. Дыхательная мембрана

24. Управление вентиляцией • Нервная система • Физические факторы • Эмоциональные факторы • Химические факторы • Изменения концентрации • СО2 • Повышение • Снижение • Гипервентиляция • O2

26. Центральные хеморецепторы Продолговатый мозг, вентролатерально, близко к поверхности Стимулы: [H+]– pH СМЖи интерстициальной жидкости; легко изменяемый при сдвигах paCO2 Ответ: увеличение вентиляции, гипервентиляция

28. Периферические хеморецепторы Каротидные тела 3 типа нейронных компонентов тип I (клубочковые) тип II (оболочка, покрытие) окончания чувствительных нервов Каротидные нервы(черепные) – IX, глоссо-фарингеальный Стимулы: paCO2и pH paO2(особенно < 60 mmHg) Ответ:увеличение вентиляции Обусловливают 15% вентиляционного драйва в покое У новорожденных: гипоксия подавляет вентиляцию за счет прямого угнетения центров продолговатого мозга

30. Кривые ответа CO2

31. Хроническая гипоксемия (годы) Каротидные тела теряют ответ на гипоксемию Пример: цианоз при застойной сердечной недостаточности (после восстановления нормоксии ответ восстанавливается)

32. Хроническая дыхательная недостаточность с гиперкапнией Гипоксемические стимулыкаротидных хеморецепторов становятся главными стимулами дыхательных центров. Назначение кислорода можетпривести к гиповентиляции со значительным подъемом paCO2

33. Дыхательные объемы и емкости • Объем вдоха – Tidal Volume (TV) • 500ml - (здоровый мужчина) • Резервный объемвдоха – Inspiratory Reserve Volume (IRV) • 3100ml • Резервный объем выдоха – Expiratory Reserve Volume (ERV) • 1200ml • Жизненная емкость – Vital Capacity (VC) • 4800ml • VC=TV+IRV+ERV • Остаточный объем – Residual Volume (RV) • 1200ml • Общая емкость легких – Total Lung Capacity • TLC=VC+RV • 6000ml

34. Дыхательные объемы и емкости

36. 125 IRV TV 100 VC ERV IRV 75 VC % Normal TLC TV IRV 50 FRC VC ERV RV TV 25 ERV FRC FRC RV RV 0 Normal Obstructive Restrictive Объемы легких: норма и патология

37. Давление

39. Внутригрудное давление • Всегда описывается относительно атмосферного • Внутрилегочное давление – давление внутри альвеол • Внутриплевральное давление – давление в плевральной полости

40. Взаимозависимость давлений • Внутрилегочное и интраплевральное давления изменяются в зависимости от фазы дыхания • Внутрилегочное давление в конечном счете всегда выравнивается с атмосферным • Интраплевральное всегда меньше внутрилегочного и атмосферного

41. Взаимозависимость давлений • Разнонаправленные силы легких • Эластичность легких вызывает движение в сторону минимально возможного размера • Поверхностное натяжение альвеолярной жидкости противодействует спадению альвеол • Эластичность грудной стенки тянет легкие в сторону расширения

42. Коллапс легких • Наступает при выравнивании внутрилегочного и интраплеврального давлений • Транспульмональное давление поддерживает легкие в открытом состоянии • Транспульмональное давление – разница между внутрилегочным и интраплевральным давлениями

43. Вдох Выдох

44. Биомеханика

45. Физические факторы, определяющие вентиляцию: резистивность • Трение неэластичных компонентов, вызываемое потоком газа • Соотношение между потоком (F), давлением (P), и резистансом (R): P F = R

46. Сопротивление дыхательных путей • Повышение резистивности – затрудненное дыхание • Значительная констрикция или обструкция бронхов (бронхиол)приводит к: • Затруднению искусственной вентиляции • Остановке дыхания во время тяжелой атаки бронхиальной астмы • Выброс адреналина расширяет бронхиолы и снижает сопротивление

47. Легочный комплайенс • Легкость с которой легкие могут быть растянуты • В частности – изменение легочного объема в ответ на изменение транспульмонального давления • Определяется двумя основными факторами • Растяжимостью легочной ткани и грудной клетки • Поверхностным натяжением в альвеолах

48. Альвеолярное поверхностное натяжение • Поверхностное натяжение – выстраивание молекул рядом друг с другом на границе жидкость-газ • Жидкость, покрывающая альвеолярную поверхность, обусловливает тенденцию к уменьшению их размера • Сурфактант (естественный фофсолипидный комплекс) – снижает поверхностное натяжение и предотвращает альвеолы от спадения

49. Факторы, снижающие легочный комплайенс • Рубцовая ткань или фиброз легких • Блокада бронхиол-альвеол секретом или жидкостью • Уменьшение продукции сурфактанта • Уменьшение податливости или растяжимости грудной клетки • Деформации грудной клетки • Оссификация хрящевой ткани • Паралич межреберной мускулатуры

50. Газообмен