2. Физиология дыхательной системы

Дыхательная система человека представляет совокупность органов, обеспечивающих внешнее дыхание, или обмен газов между кровью и внешней средой и ряд других функций.

Наряду с внешним дыханием в организме осуществляется транспорт дыхательных газов кровью, а также газообмен 0₂ и С0₂ между кровью и тканями, который называется внутренним (тканевым) дыханием.

Главными органами дыхательной системы являются лёгкие. Легкие обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразного продукта жизнедеятельности - углекислого газа.

Атмосферный воздух поступает в легкие и выводится из них благодаря системе трубок, называемых дыхательными путями. Выделяют верхние и нижние дыхательные пути.

Система верхних дыхательных путей состоит из носа, носоглотки и ротоглотки, а также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани, трахей, бронхов, бронхиол, альвеол.

Рисунок 1.3 . Дыхательная система

Анатомическим мертвым пространством (Vm) называют воздухопроводящую зону легкого, которая не участвует в газообмене (верхние дыхательные пути, трахея, бронхи). Оно выполняет ряд важных функций: нагревает вдыхаемый атмосферный воздух, задерживает примерно 30% выдыхаемых тепла и воды.

В состоянии покоя тканями организма взрослого человека потребляется примерно 0,3 л кислорода в 1 мин. Отношение количества образующегося в его тканях С0₂ к потребляемому количеству 0₂ называется дыхательным коэффициентом, величина которого в обычных условиях равна 0,9. Поддержание нормального уровня газового гомеостаза 0₂ и С0₂ организма является основной функцией.

Для оценки дыхательной системы удобно выделять две функции:

• транспорт молекул газов в легких (включая воздухоносные пути и легочные капилля­ры);

• механика легких.

Показателями, описывающими газовый транспорт, являются концентрации различ­ных газовых компонентов и объемной скорости потока газа, а механическими– давление, объем легких и скорость его изменения.

Анализ состава газовой смеси является одним из способов оценки функции легких. При исследовании дыхания концентрацию отдельных газов представляют в форме парциального давления т. е. давления, приходящегося на долю данного газа в смеси. Согласно закону Дальтона, парциальное давление газа в какой-либо смеси прямо пропорционально его объемному содержанию.

Газы, входящие в состав атмосферного, альвеолярного и выдыхаемого воздуха, имеют различное парциальное давление. Альвеолярный воздух представлен смесью в основном О₂, СО₂ и N₂. Кроме того, в альвеолярном воздухе содержатся водяные пары, которые также оказывают определенное парциальное давление, поэтому при общем давлении смеси газов 760,0 мм рт.ст. парциальное давление 0₂(РО₂) в альвеолярном воздухе составляет около 104,0 мм рт.ст., СО₂(РСО₂) — 40,0 мм рт.ст. N₂(PN₂) — 569,0 мм рт.ст. Парциальное давление водяных паров при температуре 37 °С составляет 47 мм рт.ст.

Парциальное давление O₂ влияет на сатурацию кислорода крови. Сатурацией кислорода (SpO₂) называют отношение количества оксигемоглобина к общему количеству гемоглобина в крови, выраженное в процентах. Гемоглобин является основным перевозчиком кислорода в теле человека, поэтому его содержание чрезвычайно важно.

Наиболее часто используемыми индексами, характеризующими состояние механики дыхания, являются абсолютный объем легких и объем газа в легких при раз­личных дыхательных маневрах.

Наиболь­ший объем, до которого можно произвольно расширить легкие (рис. 4), называется общая емкость легких (ОЕЛ) Наименьший объем, до которого человек может «сдуть» свои легкие при медленном выдохе, называется остаточный объем легких (ООЛ). Объем легких я конце спокойного выдоха, когда респираторные мышцы расслаблены, называется функциональной остаточной емкостью (ФОЕ). Разность между ОЕЛ и ООЛ составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ), которая определяет максимальное изменение объема легких, достигаемое в результате мышечного усилия. ЖЕЛ делится на емкость вдоха - инспираторная емкость - ИЕ =ОЕЛ - ФОЕ и на экспираторный резервный объем (ЭРО =ФОЕ - ООЛ). Объем воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый при каждом спокойном дыхательном цикле, называется дыхательным объемом (ДО). В норме он составляет 500—800 мл. Объем закрытия легких (ОЗЛ) и емкость закрытия легких (EЗЛ) определяются из пробы с вымыванием индикаторного газа в одном цикле дыхания.

Рисунок 1. 4. Объемы легких на респирограмме

Минутный объем дыхания (МОД) — это общее количество воздуха, которое проходит через легкие за 1 мин. У человека в покое МОД составляет в среднем 8 л*мин^-1.

Технические методы диагностики организма человека