Ventilarea plămânilor în corpul uman

Figura 3. Volumele și capacitățile pulmonare
(explicație în text)

Caracteristica cantitativă a ventilației pulmonare este volumul mic de respirație (MOD) - volumul de aer care trece prin plămâni în 1 minut. În repaus, frecvența mișcărilor respiratorii umane este de aproximativ 16 pe minut, iar volumul aerului expirat este de aproximativ 500 ml. Înmulțind rata de respirație cu 1 minut cu cantitatea de volum respirator, obținem MOD, care la om este la o medie de 8 litri pe minut.

ventilație maximă (MVV) - cantitatea de aer care trece prin lumina timp de 1 minut la frecvența maximă și profunzimea mișcărilor respiratorii, ventilația maximă apare în timpul lucrului intensiv, lipsa de conținut 02 (hipoxie) și CO 2 excesul (hipercapnie) în inspiratul aer. În aceste condiții, MOD poate ajunge la 150 la 200 de litri pe minut.

Volumul de aer in plamani si caile respiratorii depinde konstitutsionalno caracteristicile antropologice și vârstă ale proprietăților țesutului pulmonar uman, tensiunea superficială a alveolelor, precum și forța dezvoltată de musculatura respiratorie.

Pentru a evalua funcția de ventilație a plămânilor, starea tractului respirator, studiul modelului de respirație, diferite metode de investigare sunt utilizate: pneumografie, spirometrie, spirografie, pneumoscreen. Cu ajutorul unui spirograf, este posibil să se determine și să se înregistreze valorile volumelor pulmonare ale aerului care trece prin căile respiratorii ale unei persoane (Figura 3).

Cu o inhalare și o expirație blândă, un volum relativ mic de aer trece prin plămâni. Acesta este volumul mare (DO), care la un adult este de aproximativ 500 ml. În acest caz, inspirația are loc oarecum mai repede decât actul de expirație. De obicei, timp de 1 minut sunt efectuate 12-16 cicluri respiratorii. Acest tip de respirație se numește de obicei "eupnoe" sau "respirație bună".

Cu inspirație forțată (profundă) o persoană poate respira în plus într-o anumită cantitate de aer. Acest volum de rezervă de inspirație (Rovd) este volumul maxim de aer pe care o persoană îl poate inhala după o inspirație calmă. Dimensiunea volumului de rezervă de inspirație este de aproximativ 1,8-2,0 litri la un adult.

După o exhalare liniștită, o persoană poate expira, în plus, cu o exhalare forțată o anumită cantitate de aer. Acesta este volumul rezervelor de expirație (Rovyd), valoarea căreia reprezintă o medie de 1,2-1,4 litri.

1. capacitatea pulmonară totală (OEL) - volumul de aer din plămâni după inspirația maximă - toate cele patru volume;
2. capacitatea vitală a plămânilor (ZHEL) include volumul respirator, volumul rezervelor de inspirație, volumul rezervelor de expirație. ZHEL este volumul de aer expirat din plămâni după inhalarea maximă la expirarea maximă. ZHEL = OEL - volumul rezidual al plămânilor. ZHEL este de 3,5-5,0 litri la bărbați, 3,0-4,0 la femei;
3. Capacitatea de inspirație (unitate) este egală cu suma volumului respirator și volumul de rezervă de inspirație, în medie de 2,0-2,5 litri;
4. capacitatea reziduală funcțională (FOE) - volumul de aer din plămâni după o exhalare calmă. În plămâni, cu o respirație și expirație calmă, există aproximativ 2500 ml de aer care umple alveolele și tractul respirator inferior. Datorită acestui fapt, compoziția de gaz a aerului alveolar este menținută la un nivel constant.

Pentru comparabilitatea măsurătorilor volumelor și capacităților de gaz, materialele studiilor ar trebui reduse la starea BTPS standard, adică se corelează cu condițiile din plămân unde temperatura aerului alveolar corespunde temperaturii corpului, în plus, aerul este la o anumită presiune și este saturat cu vapori de apă.

Aerul prins în căile respiratorii (gura, nas, faringe, trahee, bronhii și bronhiole), nu participă la schimbul de gaze și, prin urmare, spațiul cailor respiratorii se numesc spațiu de respirație mort sau dăunătoare. În timpul unei inspirații calme de 500 ml, doar 350 ml de aer atmosferic inhalat intră în alveole. Restul de 150 ml este reținut în spațiul mort anatomic. Făcând o medie de o treime din volumul respirator, spațiul mort reduce eficiența ventilației alveolare cu o respirație liniștită la această valoare. În aceste cazuri, atunci când se efectuează muncă fizică maree volumul crește de mai multe ori volumul spațiului mort anatomic nu afectează eficiența ventilației alveolare.

În unele condiții patologice - cu anemie, embolie pulmonară sau emfizem, pot apărea focare ale spațiului mort alveolar. În astfel de zone ale plămânilor nu există schimb de gaze.

Schimbul de gaz și transportul gazelor

Schimbul de gaz O2 și CO2 prin membrana alveolară-capilară are loc prin difuzie, care se desfășoară în două etape. In primul transfer de difuzie a gazului etapă are loc peste bariera de aer de sânge în al doilea - legarea unei pulmonare gazele sanguine capilare, volumul care lasă la o grosime de 80-150 ml de sânge în stratul capilare numai 5-8 microni. Plasma sanguină practic nu interferează cu difuzia de gaze, spre deosebire de membrana eritrocitară.

structurii pulmonare creează condiții favorabile pentru schimbul de gaze: respirator fiecare zonă de plămân conține aproximativ 300 de milioane alveolelor și aproximativ același număr de capilare are o suprafață de 40-140 m2, la o grosime a barierei de aer de sânge numai 0.3-1.2 microni ..

Caracteristicile difuziei gazului sunt caracterizate cantitativ prin difuzia plămânilor. Pentru lumina O2 capacitatea de difuzie - este volumul de gaz transportat din alveolele în sânge în gradient de presiune de gaz-alveolar capilar 1 minute de 1 mmHg

Mișcarea de gaze are loc ca urmare a diferenței de presiuni parțiale. Presiunea parțială este acea parte a presiunii pe care acest gaz o face din amestecul total de gaze. Presiunea scăzută a OD în țesut favorizează mișcarea oxigenului spre acesta. Pentru CO2, gradientul de presiune este îndreptat în direcția opusă, iar CO2 cu aer expirat este eliberat în mediul înconjurător. Studiul fiziologiei respirației reduce de fapt studiul acestor gradienți și modul în care sunt menținute.

Gradientul presiunii parțiale a oxigenului și a dioxidului de carbon este forța cu care moleculele acestor gaze tind să penetreze membrana alveolară în sânge. Stresul parțial al gazului din sânge sau țesuturi este forța cu care moleculele de gaze solubile tind să scape în mediul gazos.

În sângele arterial tensiunea parțială a oxigenului atinge aproape 100 mm Hg. în sânge venos - aproximativ 40 mm Hg. și în fluidul tisular, în celule - 10-15 mm Hg. Tensiunea de dioxid de carbon din sângele arterial este de aproximativ 40 mm Hg. în vena - 46 mm Hg. și în țesuturi - până la 60 mm Hg.

Gazele din sânge se află în două stări: dizolvate fizic și legate chimic. Disoluția are loc în conformitate cu legea lui Henry, conform căreia cantitatea de gaz dizolvată în lichid este direct proporțională cu presiunea parțială a acestui gaz asupra lichidului. Pentru fiecare unitate de presiune parțială în 100 ml de sânge se dizolvă 0,003 ml de O2 sau 3 ml / l de sânge.

Fiecare gaz are propriul coeficient de solubilitate. La temperatura corpului solubilitatea CO2 este de 25 de ori mai mare decât D2 datorită bunei solubilității a dioxidului de carbon în sânge și țesuturi de CO2 transferat la 20 de ori mai ușoare decât aspirația O2 gazele să treacă din lichidul la tensiunea de fază gazoasă numit gaz. În condiții normale, în 100 ml de sânge se află într-o stare dizolvată de numai 0,3 ml de O2 și 2,6 ml de CO2. Aceste valori nu pot oferi cererile organismului în O2

Fig. 4. Curbele de disociere ale sângelui întreg de oxihemoglobină la pH diferit de sânge [A] și cu o schimbare a temperaturii (5)
Curbele 1-6 corespund la 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 38 ° și 43 ° C (creștere)

Acest grafic - oxihemoglobină curba de disociere sau curba Saturation arată proporția de hemoglobină din sânge este asociat cu un 02, atunci când una sau alta dintre presiunea parțială și care - este disociată, adică, este lipsit de Oxigen. Curba de disociere are o formă S. Platoul curbei caracteristice a O2 saturat arterial (saturat) și porțiunea descendentă abruptă a curbei - venoase sau desaturated, sânge în țesuturi (Figura 4.).

Curba de temperatură influențează de asemenea curba de disociere a oxihemoglobinei. Creșterea temperaturii crește semnificativ viteza de scădere a oxihemoglobină și a redus afinitatea hemoglobinei la 02. Creșterea temperaturii în mușchi de lucru ajută la eliberarea O2 02 hemoglobină afinitate de legare reduce grupările sale amino CO2 (efect Haldane). Difuziunea CO2 din sânge, în alveolă este asigurată prin admiterea de CO2 dizolvat (5-10%) în plasma sanguină a hidrocarburilor (80-90%) și, în final, de la compușii eritrocitele ilcarbamic (5-15%), care se poate disocia.

Procesul de legare a CO2 de sânge depinde de stresul parțial al dioxidului de carbon dizolvat fizic. Acidul carbonic intră în eritrocite, unde există o enzimă de anhidrază carbonică, care poate crește viteza de formare a acidului carbonic de 10 000 de ori. Trecând prin eritrocite, acidul carbonic se transformă în bicarbonat și se transferă în plămâni.

Eritrocitele au de 3 ori mai mult CO2 decât plasma. Proteinele plasmatice sunt de 8 g pe 100 cm3 de sânge, hemoglobina este conținută în sânge de 15 g / 100 cm3. Cea mai mare parte a CO2 este transportată în organism într-o stare legată sub formă de hidrocarburi și compuși de carbamină, ceea ce crește timpul de schimb al CO2.

Mai mult dizolvat fizic în CO2 molecular plasmei din sânge din sânge în alveolele pulmonare diffuses CO2 care este eliberat din eritrocite datorită ilcarbamic reacției compușilor hemoglobină oxidare în capilare pulmonare și plasma sanguină a hidrocarburilor, ca rezultat al disocierii lor rapide folosind eritrocite conținute în anhidraza carbonică enzimă. Această enzimă este absentă în plasma. bicarbonat de plasmă pentru a elibera CO2 trebuie să pătrundă mai întâi celulele roșii din sânge pentru a fi expuse anhidraza carbonică. Plasma este bicarbonat de sodiu, iar eritrocitele - bicarbonat de potasiu. membranei eritrocitare este bine permeabilă la CO2 astfel încât o parte din CO2 Difuzează rapid din plasmă în eritrocite. Cel mai mare număr de bicarbonat de plasmă este format cu participarea anhidrazei carbonice eritrocitare.

Trebuie remarcat faptul că procesul de eliminare a CO2 din sânge în alveolele pulmonare este mai puțin limitat decât oxigenarea sângelui, deoarece CO2-ul molecular este mai ușor de penetrat prin membranele biologice decât O2.

Diverse otrăvuri limitare Od transport, cum ar fi CO, nitriți, ferocianurile și multe altele, cu aproape nici un efect asupra transportului blocanților de CO2 anhidrazei carbonice, de asemenea, nu poate perturba complet formarea unui CO2 molecular. În cele din urmă, țesăturile au o mare capacitate de tamponare, dar nu este protejat de deficitul de O2. CO2 deducând poate fi ușor de spart cu o scădere semnificativă a ventilației pulmonare (hypoventilation) care rezultă din boli pulmonare, ale tractului respirator, intoxicație sau lezarea reglarea respirației. CO2 Latenta duce la acidoza respiratorie - scăderea concentrației de bicarbonați, schimbare de pH sanguin la partea acidă. îndepărtarea excesivă a CO2 în timpul hiperventilație în timpul lucrului musculare grele, in timp ce urca la altitudini mai mari pot cauza alcaloză respiratorie cu schimbare de pH sanguin la partea alcalină.

Articole similare

• Consecințele fumatului pentru corpul uman, efectele negative ale fumatului asupra vasculare și

• Undele radio de înaltă frecvență afectează negativ corpul uman

• Uleiuri esențiale și efectul lor asupra corpului uman, sănătate și frumusețe din natură

Trimiteți-le prietenilor: