Вопрос 2: Внешнее дыхание

Вопрос 1: Введение

Физиология дыхания

Лекция № 6

Вопросы:

1. Введение

2. Внешнее дыхание

3. Диффузия газов в легких и транспорт газов кровью

4. Регуляция дыхания

Клетки живых организмов, как правило, получают энергию в результате окислительного распада питательных веществ, и поэтому к ним должен постоянно поступать кислород. Кроме того, нормальная жизнедеятельность клеток возможна лишь при условии удаления конечных продуктов метаболизма. Важнейшим таким продуктом является углекислый газ.

Дыханием называется совокупность процессов, в результате которых происходит потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа. Дыхание объединяет следующие процессы:

1) обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких (внешнее дыхание или вентиляция легких);

2) обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью (диффузия газов в легких);

3) транспорт газов кровью;

4) диффузии газов в тканях;

5) потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (внутреннее дыхание).

Основная функция легких – дыхательная. Выделяют так называемые НЕДЫХАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ:

1. Метаболическая. Участие в обмене жиров для образования сурфактантов, синтез простагландинов, синтез тромбопластина и гепарина, синтез протеолитических и липолитических ферментов.

2. Терморегуляторная. При снижении температуры в легких активируются экзотермические процессы (химическая теплопродукция), одновременно уменьшается капиллярный кровоток, а значит и физическая теплоотдача.

3. Барьерная. При вдыхании задерживаются механические частицы, которые потом удаляются ресничками мерцательного эпителия. Для крови – инактивация серотонина, простагландинов, ацетилхолина, брадикина, а также очистка крови от механических примесей.

4. Секреторная. Железы и секреторные клетки продуцируют 300-400 мл в сутки серозно-мукоидного секрета (защита). Эндокринная функция: продукция простагландинов и других биологические активных веществ.

5. Экскреторная. Удаляется углекислый газ и другие летучие метаболиты (например: ацетоновый запах при диабетической коме). Кроме того удаляется до 500 мл воды в сутки.

6. Всасывательная. Хорошо всасывается эфир, хлороформ. Возможен ингаляционный путь введения паров и аэрозолей ряда лекарственных веществ.

7. Очистительная. Секреторная деятельность. Активность ресничного эпителия, сосудисто-лимфатический путь.

Внешнее дыхание, т.е. обмен воздуха между альвеолами легких и внешней средой, осуществляется благодаря чередованию вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает насыщенный кислородом атмосферный воздух, а при выдохе в окружающую среду удаляется воздух, бедный кислородом, но богатый углекислым газом.

Механизм вдоха (инспирация).У плода легочного дыхания нет. В момент рождения, когда обрывается пуповина и нарушается связь плода и матери, в организме новорожденного накапливается углекислый газ, который вызывает раздражение дыхательного центра и происходит вдох, в результате этого между легкими и грудной клеткой образуется межплевральная полость.

При спокойном вдохе сокращаются наружные межреберные вдыхательные мышцы, все ребра приподнимаются вверх и частично смещаются вперед, объем грудной клетки расширяется поперечно и продольно. Купол диафрагмы направлен в длину. Вслед за расширением грудной клетки, легкие легко растягиваются вследствие своей эластичности. Увеличение объема легких приводит к уменьшению давления в их полости, и поэтому атмосферный воздух в силу разности давлений поступает в них.

Механизм выдоха (экспирация).Он осуществляется пассивно вследствие расслабления вдыхательных мышц и частичном сокращении внутренних межреберных выдыхательных мышц. Грудная клетка в силу собственной тяжести и эластичности возвращается в исходное положение, купол диафрагмы направлен внутрь грудной клетки. Объем грудной клетки уменьшается, она сдавливает легкие и выжимает из них воздух – происходит выдох.

Давление в плевральной полости как во время вдоха, так и выдоха ниже атмосферного, т.е. отрицательное.

У животных в фазе выдоха оно ниже атмосферного на 7 мм рт. ст., а при вдохе – примерно на 9 мм рт. ст.

Отрицательное давление в плевральной полости создается эластической тягой легких (Это сила, с которой легкие стремятся вернуться в исходное положение).

Эластическая тяга легких обусловлена двумя факторами: наличием в стенке альвеол большого количества эластических волокон и поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей стенки альвеол. Внутренняя поверхность альвеол покрыта нерастворимой в воде тонкой (10-100 мкм) пленкой фосфолипида, называемого сурфактантом, который стабилизирует силы поверхностного натяжения. Сурфактант препятствует слипанию альвеол. При отсутствии этого вещества у новорожденных животных легкие не расправляются.

Легкие в грудной клетке всегда находятся в растянутом состоянии, причем растяжение это увеличивается во время вдоха. При повреждении грудной клетки воздух может попасть в плевральную полость, это состояние называется пневмотораксом.

Типы дыхания:

1. Грудной (реберный) у собак;

2. Грудо-брюшной у с.-х. животных;

3. Брюшной (при патологии).

Тип дыхания не является строго постоянным и может приспосабливаться к условиям данного момента.