А. И. КИЕНЯ
ФИЗИОЛОГИЯ
ДЫХАНИЯ
Министерство здравоохранения Республики Беларусь
Гомельский государственный медицинский институт
Кафедра физиологии человека
А. И. КИЕНЯ
доктор биологических наук, профессор
ФИЗИОЛОГИЯ
ДЫХАНИЯ
Учебное пособие
Гомель 2002
УДК 612.
К38
Печатается по рекомендации Центральной учебно-методического совета Гомельского государственного медицинского института
Рецензенты:
Рузанов Д.Ю., кандидат медицинских наук, заведующий кафедрой фтизиопульмонологии Гомельского государственного медицинского института.
Киеня А. И.
К38 Физиология дыхания : Учебное пособие.- Гомель.-2002 .- с.
В основу пособия положен материал лекций по разделу "Физиология дыхания" нормальной физиологии, читаемых автором студентам лечебного факультета и факультета по подготовке специалистов для зарубежных стран.
В пособии представлены современные сведения о дыхании, как системе, обслуживающей метаболические процессы в организме. Рассматриваются основные этапы дыхания, механизмы дыхательных движений (вдоха и выдоха), роль отри-цательного давления в плевральной полости, вентиляция легких и легочные объемы и емкости, анатомическое и функциональное мертвое пространство, их физиологическое значение, процессы газообмена в легких, транспорт газов (О2 и СО2) кровью, факторы, влияющие на образование соединений гемоглобина с О2 и СО2 и их диссоциацию, газообмен между кровью и тканями. Рассматриваются нейрогуморальные механизмы регуляции дыхания, анализируется структурная организация дыхательного центра, роль газового состава и различных рецепторов в регуляции дыхания. Описываются особенности дыхания в разных условиях. Излагается механизм и теории возникновения первого вдоха новорожденного. Рассматриваются возрастные особенности дыхания.
Для студентов, преподавателей, аспирантов ВУЗов медицинского и биологического профиля и смежных с ними специальностей.
© А. И.Киеня
Предисловие
Настоящее пособие представляет собой конспективный текст лекций по разделу “Физиология дыхания” нормальной физиологии, читаемых автором студентам Гомельского государственного медицинского института. Материал пособия изложен в соответствии с Программой по нормальной физиологии для студентов лечебно-профилактического факультета высших медицинских учебных заведений № 08-14/5941, утвержденной Министерством здравоохранения Республики Беларусь от 3 сентября 1997 г.
В пособии представлены современные сведения о дыхании, как системе, обслуживающей метаболические процессы в организме. Рассматриваются основные этапы дыхания, механизмы дыхательных движений (вдоха и выдоха), роль отри-цательного давления в плевральной полости, вентиляция легких и легочные объемы и емкости, анатомическое и функциональное мертвое пространство, их физиологическое значение, процессы газообмена в легких, транспорт газов (О2 и СО2) кровью, факторы, влияющие на образование соединений гемоглобина с О2 и СО2 и их диссоциацию, газообмен между кровью и тканями. Рассматриваются нейрогуморальные механизмы регуляции дыхания, анализируется структурная организация дыхательного центра, роль газового состава и различных рецепторов в регуляции дыхания. Описываются особенности дыхания в разных условиях. Излагается механизм и теории возникновения первого вдоха новорожденного. Рассматриваются возрастные особенности дыхания.
Отдельно рассматриваются возрастные особенности системы дыхания.
В конце пособия представлены основные константы крови здорового человека.
При этом автор осознает, что в данном пособии в связи с небольшим его объемом не представилось возможным осветить подробно все аспекты физиологии дыхания, поэтому часть из них представлена в конспективном виде, более расширенные сведения о которых можно найти в приведенных в конце пособия источниках литературы.
Автор будет весьма благодарен всем, кто сочтет возможным высказать свои критические замечания в адрес предлагаемого пособия, которые будут восприняты как выражение желания оказать помощь в его улучшении при последующим переиздании.
Внешнее дыхания
Образование энергии, необходимой для обеспечения жизнедеятельности организма человека происходит на основе окислительных процессов. Для их осуществления необходим постоянный приток из внешней среды О2 и непрерывное удаление из него СО2 , образующийся в тканях в результате метаболизма.
Совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм О2 , доставку и потребление его тканям и выделение конечного продукта дыхания СО2 во внешнюю среду, называется дыханием. Это физиологическая система.
Человек может прожить без:
-
пищи меньше месяца,
-
воды - 10 дней,
-
кислорода - 4-7 минуты (запаса нет). При этом прежде всего наступает гибель нервных клеток.
Сложный процесс газообмена с окружающей средой складывается из ряда последовательных процессов.
Внешнее дыхание (легочное):
1. Обмен газов между легочным воздухом и атмосферным (вентиляция легких).
2. Обмен газов между легочным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения.
Внутреннее:
3. Транспорт О2 и СО2 кровью.
4. Обмен газов между кровью и клетками (тканевое дыхание), то есть потребление О2 и выделение СО2 в процессе метаболизма.
Функцию внешнего дыхания и обновление газового состава крови у человека выполняют воздухоносные дыхательные пути и легкие.
Дыхательные пути: носовая и ротовая полость, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолярные ходы. Трахея у человека приблизительно равна 15 см и делится на два бронха: правый и левый. Они разветвляются на более мелкие бронхи, а последние - на бронхиолы (диаметром до 0,3 - 0,5 мм). Общее число бронхиол приблизительно равно 250 млн. Бронхиола ветвится на альвеолярные ходы, а они заканчиваются слепыми мешочками - альвеолами. Альвеолы внутри выстланы респираторным эпителием. Площадь поверхности всех альвеол у человека достигает 50-90 м2.
Каждая альвеола оплетена густой сетью кровеносных капилляров.
В слизистой оболочке дыхательных путей два вида клеток:
а) клетки мерцательного эпителия;
б) секреторные клетки.
Снаружи легкие покрыты тонкой, серозной оболочкой - плеврой.
В правом легком различают три доли: верхняя (верхушечная), средняя (сердечная), нижняя (диафрагматическая). В левом легком две доли (верхняя и нижняя).
Для осуществления процессов газообмена в строении легких имеется ряд приспособительных особенностей:
1. Наличие русла воздушного и кровеносного, разобщенных между собой тончайшей пленкой, состоящей из двойного слоя - самой альвеолы и капилляра (раздел воздуха и крови - толщина 0,004 мм). Через этот аэрогематический барьер происходит диффузия газов.
2. Обширная дыхательная площадь легких 50-90 м2 приблизительно равно увеличению поверхности тела (1,7 м20) в несколько десятков раз.
3. Наличие особого - малого круга кровообращения, специально выполняющего окислительную функцию (функцио-нальный круг). Малый круг частица крови проходит за 5 сек, а время ее соприкосновения со стенкой альвеолы только 0,25 - 0,7 сек.
4. Наличие в легких эластической ткани, способствующей расправлению и спаданию легких при вдохе и выдохе. Легкие находятся в состоянии эластического напряжения.
5. Наличие в дыхательных путях опорной хрящевой ткани в виде хрящевых бронхов. Это предупреждает спадение дыхательных путей и способствует быстрому и легкому прохождению воздуха.