Légzőizmok. Tüdők – hogyan működnek

Részt vesz a légzésben és a belégzés-kilégzés mechanizmusában.

Minden egy lélegzettel kezdődik...

A levegő belélegzéséhez a légköri nyomásnál alacsonyabb nyomást kell létrehoznunk a tüdőben. Kilégzés - a légkörnél magasabb légkör létrehozása. A valóságban ez abból adódik, hogy a belégzést a mellkas térfogatának növekedése, a kilégzést pedig a térfogat csökkenése biztosítja. Minden egyszerűnek tűnik. Valójában a légzési erőfeszítések nagy részét a belégzésre fordítják - normál körülmények között a kilégzés a tüdő rugalmas tulajdonságainak és a mindenütt jelenlévő gravitációs erőnek köszönhetően történik.

légzőizmok

A belégzési erőfeszítést a belégzés légzőizmoi (belégzési izmok) hozzák létre. Funkcióikra és nevükre továbbra is szükségünk lesz - ha figyelembe vesszük a test izmainak felkészítését légzőgyakorlatok szóval próbáld meg kitalálni.

A belélegzés fő izma a rekeszizom - az izom-ín septum a mellüreg és a mellkas között. hasi üreg. Egy fontos tényre szeretném felhívni a figyelmet: a rekeszizom egészségünk egyik legfontosabb szerve. Figyeljük meg – nem a testünket, hanem az egészségünket. Általában véve az egészség a gerincen múlik, és a rekeszizom hozza létre. Feltéve persze, ha a fej egészséges...

A rekeszizom külső részeinek izomrostjainak összehúzódása következtében a felső része, beleértve az ínközpontot is, lefelé tolódik el. Ebben az esetben a hasüreg összenyomhatatlan szervei lefelé és oldalra tolódnak, megfeszítve a hasüreg falait. Csendes lélegzetvétellel a membrán kupolája körülbelül 1,5 cm-t leereszkedik, a függőleges méret ennek megfelelően növekszik mellkasi üreg. Ugyanakkor az alsó bordák kissé eltérnek, növelve a mellkas kerületét, ami különösen észrevehető az alsó részeken.

Rizs. 4. A mellkas térfogatának és a rekeszizom helyzetének változása csendes légzés során (folytonos vonalak - kilégzés, szaggatott vonalak - belégzés)

A rekeszizom mellett a mellkas térfogatának növekedése is érintett külső ferde bordaközi és porcközi izmok. A rostok ferde iránya miatt ezekben az izmokban a bordák a gerinchez, a porcok a szegycsonthoz való csatlakozási helyétől a távolság nagyobb az alsó bordáknál, mint a felsőeknél. Ezért az erőnyomaték, amely meghatározza a karok mozgását, nagynak bizonyul az alsó borda vagy a porc számára - emiatt úgy tűnik, hogy az alsó borda „nyúlik” a felső mögött. A bordák emelkedése következtében megnövekszik a szegycsont előretolódása, valamint a bordák oldalsó részeinek oldalra való távozása.

Nagyon mély intenzív légzéssel vagy a belégzési ellenállás növekedésével egy sor járulékos légzőizmok, amely képes felemelni az éleket: lépcső, pectoralis major és moll, serratus anterior. A belégzést segítő izmok közé tartoznak azok az izmok is, amelyek a mellkasi gerincet kiterjesztik és hátrafont karra támaszkodva rögzítik a vállövet ( trapéz alakú, rombusz alakú, levator scapula).

Ahogy már mondtuk, a nyugodt lélegzet passzívan halad, szinte az inspiráció izomzatának ellazulásának hátterében. Aktív intenzív kilégzéssel a hasfal izmai „összekapcsolódnak” ( ferde, keresztirányú és egyenes), ami a hasüreg térfogatának csökkenését és a nyomás növekedését eredményezi. nyomás átkerül a membránra és megemeli azt. A csökkentés miatt belső ferde bordaközi izmok a bordák lesüllyedése és éleik konvergenciája tapasztalható. A járulékos kilégzési izmok közé tartozik a gerincet hajlító izmok.

Mint már említettük, a tüdőt és a mellkasi üreg belső falait savós membrán borítja - mellhártya. A zsigeri és a parietális mellhártya lapjai között keskeny (5-10 mikron) rés van, amely savós folyadékot tartalmaz, amely a nyirok összetételéhez hasonló. Emiatt a tüdő folyamatosan feszített állapotban van.

Ha egy manométerhez csatlakoztatott tűt szúrunk a pleurális repedésbe, akkor megállapítható, hogy a nyomás légköri alatt van. Negatív nyomás a pleurális térben miatt a tüdő rugalmas visszarúgása, vagyis a tüdő állandó vágya térfogatának csökkentésére.

A tüdő rugalmas visszarúgása három tényezőnek köszönhető:

1) az alveolusok falának szövetének rugalmassága a bennük lévő rugalmas rostok miatt;
2) a hörgőizmok tónusa;
3) az alveolusok belső felületét borító folyadékfilm felületi feszültsége.

Normál körülmények között nincsenek gázok a pleurális repedésben. Ha bizonyos mennyiségű levegőt vezet be a pleurális repedésbe, az fokozatosan megoldódik. Ha kis mennyiségű levegő kerül a pleurális résbe, akkor pneumothorax képződik - a tüdő részben összeesik, de szellőzése folytatódik. Ezt az állapotot zárt pneumothoraxnak nevezik. Egy idő után a mellhártya üregéből származó levegő beszívódik, és a tüdő kitágul.

A mellkas kinyitásakor, például sérülések vagy intrathoracalis műtétek esetén, a tüdő körüli nyomás egyenlővé válik a légköri nyomással, és a tüdő teljesen összeesik. Szellőztetése leáll, a légzőizmok munkája ellenére.

Ezt a pneumothoraxot nyitottnak nevezik. A kétoldali nyitott pneumothorax sürgősségi segítség nélkül halálhoz vezet. Vagy sürgősen el kell kezdeni a mesterséges lélegeztetést úgy, hogy ritmikusan a légcsövön keresztül levegőt juttatnak a tüdőbe, vagy azonnal le kell zárni a pleurális üreget.

Légző mozgások

A légzési mozgások normájának élettani leírása nem egészen felel meg annak, amit magunkon és barátainkon megfigyelhetünk. Láthatjuk a légzést, amelyet elsősorban a rekeszizom biztosít, és a légzést, amelyet főként a bordaközi izmok munkája biztosít. És ez a normál tartományon belül van. A vállöv izmai gyakrabban kapcsolódnak súlyos betegségekhez vagy intenzív munkához, de normális állapotban, viszonylag egészséges embereknél szinte soha.

A légzést elsősorban a rekeszizom mozgása biztosítja. jellemzőbb a férfiakra. Normális esetben a belégzést a hasfal enyhe kitüremkedése, a kilégzést pedig annak enyhe visszahúzódása kíséri. azt hasi típusú légzés közvetlen változatában.

Azonban ritkábban, de még mindig elég gyakran előfordul paradox vagy fordított típusú hasi légzés , melyben a hasfal belégzésre visszahúzódik, kilégzéskor kinyúlik. Az ilyen típusú légzést kizárólag a rekeszizom biztosítja, anélkül, hogy összekapcsolná a hasüregben lévő szervek mozgását. Ez a légzés férfiaknál is gyakoribb.

Leggyakrabban nőknél mellkas típus lélegző, amelyet elsősorban a bordaközi izmok munkája biztosít. Ennek oka lehet a nő biológiai felkészültsége az anyaságra, és ennek eredményeként a terhesség alatti hasi légzési nehézségei. Ennél a légzéstípusnál a legszembetűnőbb mozgásokat a szegycsont és a bordák teszik.

A légzést, amelyben a vállak és a kulcscsontok aktívan mozognak, a vállöv izomzatának munkája biztosítja. A tüdő szellőztetése ebben az esetben nem hatékony, és csak a tüdő felső részét érinti. Ezért az ilyen légzés típusa hívott csúcsi. Normál körülmények között ez a fajta légzés gyakorlatilag nem fordul elő, és vagy bizonyos torna során alkalmazzák, vagy súlyos betegségekkel (nem csak a tüdővel!) alakul ki.

A következő cikkben megtudhatja

Előkészített anyag: Atamovich

Légzés - az oxigén és a szén-dioxid gázcseréje a test sejtjei és a külső környezet között a következő lépésekből áll: külső légzés(a légzőrendszerben fordul elő) gázszállítás a szervezet belső környezetében (a vérben fordul elő) és szöveti légzés.

külső légzés- levegő beszívása (belégzés) és levegő eltávolítása (kilégzés). A külső környezet levegője a légutakon keresztül jut be a tüdő légzőszakaszába, ahol a levegő-vér gáton keresztül (az alveolusok ürege és a vérkapillárisok lumenje között) a gázok kétirányú diffúziója megy végbe. az interalveoláris septa). Ebben a fejezetben a külső légzés funkcióját tárgyaljuk.

Gázszállítás a vérben a 24. fejezetben tárgyaljuk.

szöveti légzés- gázok kétoldali diffúziója a vérkapillárisok lumenéből a belső szervek sejtjeinek mitokondriumaiba - a 23. és 24. fejezetben tárgyaljuk. A "szöveti légzés" kifejezés tágabb jelentésű - az O 2 hasznosítása a sejtanyagcserében, pontosabban - oxidatív foszforiláció (egy felnőtt ember nyugalomban van 1 kg tömegen 1 perc alatt 3,5 ml oxigént fogyaszt).

külső légzés

A külső légzés a légzőkészülék fő funkciója. A légzőszervek a külső légzés funkciója mellett számos konjugált és járulékos funkciót látnak el [a sav-bázis egyensúly szabályozása, hangképzés, szaglás (lásd 12. fejezet), légkondicionálás], valamint endokrin, metabolikus és immunológiai funkciókat.

Légzőkészülék tartalmazza légutak, a tüdő légző szakasza, a mellkas (beleértve annak csontporcos vázát és a neuromuszkuláris rendszert), a tüdő érrendszere, valamint a légzést szabályozó idegközpontok.

A külső légzés funkciója- a tüdőszövet szellőztetése és perfúziója.

F Szellőzés(V) - a légutak működése. Ф Q - a külső légzés funkciójának fontos jellemzője.

Pulmonális lélegeztetés

A külső légzés funkcióját a tüdő látja el, amely a légutakból és a légzőszakaszból (légzési felület) áll.

légutak (25-1. ábra, A): itt aktív légáramlás (nyomáskülönbség miatt) konvekcióval a légkörből a légzőfelület felé és ellenkező irányba. A légcsőből kiindulva a légúti csövek dichotóm módon (kettőre) oszlanak, egymás után alkotva a hörgőket (és hörgőket): a fő- saját tőke - szegmentális - karéjos - acinus (terminál)- légúti. A munkának köszönhetően aktív légi szállítás történik légzőizmok, légzőmozgások biztosítása 12/1 perc gyakorisággal (f). Más szóval a légutak funkciója az tüdő szellőzés(V). A csendes légzés során a kilégzés általában passzív.

F belélegezni nyugalmi állapotban átlagosan 2 másodpercig tart. Belégzéskor a légzőizmok, növelve a mellkasi üreg méretét, légköri levegőt pumpálnak a légutakba. E folyamat során azon dolgoznak, hogy leküzdjék a légutak ellenállását és a mellkas szerkezeteinek ellenállását. Belégzéskor aktívan növeli a mellüreg térfogatát és passzívan növeli a tüdő térfogatát. A belégzés során fellépő izomösszehúzódás energiájának egy része felhalmozódik a mellkas és a tüdő rugalmas rugalmas struktúráiban.

F Kilégzés nyugalomban átlagosan 3 másodpercig tart. Nyugalomban a kilégzés passzívan történik (beleértve a feszített rugalmas szerkezetek miatt). Az orgonát érő terhelésekkel-

Rizs. 25 -1. A tüdő légvezető és légzési szakasza. A - a tüdőlebeny vaszkuláris és hörgőfájának diagramja. Az ábra felső részén - a légutak, az alsó részben - a légzőszakasz két acini formájában. A pulmonalis keringés artériáinak és vénáinak elágazása gyakorlatilag megismétli a légutak elágazásának lefolyását; B - alveolusok csoportja az acinusban, amelyet a tüdő keringési rendszerének vérkapillárisai és számos rugalmas szerkezet vesz körül.

Rizs. 25 -1. A vége. B - az alveolust öt szakasz veszi körül az interalveoláris septumokban található vérkapillárisokon keresztül. Az alveolusok felszínét lapos sejtek (légúti alveolociták) alkotják, amelyek a levegő-vér gát részét képezik. Számos légúti alveolocita (I. típusú alveolocita) mellett egyetlen hámsejtek is beágyazódnak az alveolus falába, amelyek felületaktív komponenseket szintetizálnak (II. típusú alveolociták), az alveoláris makrofágok pedig az alveolus felszínén helyezkednek el; D - a levegő-vér gátat (balról jobbra, az alveolus üregétől a vérkapilláris lumenjéig) a felületaktív anyag film, a légúti alveolocita, annak alapmembránja, az endothel sejt alapmembránja, ill. az endothel sejt. Az alveolocita bazális membránjai és az endotélium között találhatók az intercelluláris mátrix komponensei (beleértve a rugalmas struktúrákat is), de a gázok diffúziója leghatékonyabban a levegő-vér gáton keresztül történik, ennek minimális vastagsága körülbelül 0,5 mikron.

nismus, amikor az oxigénigény növekszik, a légzőizmok további munkája szükséges. Kilégzéskor a mellüreg térfogatának csökkenéseés tüdő. Φlégzőizmok belégzésre (belégzési, belégzési izmok) és kilégzésre (kilégzési, kilégzési izmok), valamint belégzési légzőizmokra - fő- és segédizmokra oszthatók.

♦ belégzési izmok

■ Fő(nyugalomban inspirációt biztosít): rekeszizom, külső bordaközi, belső intercostalis. Nyugalmi légzés során a rekeszizom kupolája függőlegesen kb. 2 cm-t, erőltetett légzéskor a rekeszizom kupolája mozgásai elérhetik a 10 cm-es mellkasátmérőt anteroposterior és lateralis irányban.

■ Kiegészítő az izmok (scalene, sternocleidomastoideus, trapezius, pectoralis major and minor, és még számos egyéb) szerepelnek az inspiráció biztosításában, jelentős szervezet oxigénigényével.

♦ kilégzési izmok- belső bordaközi, valamint belső és külső ferde, egyenes és keresztirányú hasizmok. Amikor a hasizmok összehúzódnak, megnő a nyomás a hasüregben, ez megemeli a rekeszizomzatot és a mellkasi üreg térfogatának csökkenését okozza.

♦ Légzés típusa. A mellkas térfogatának változása férfiaknál és nőknél elsősorban a rekeszizom mozgása miatt következik be (hasi, vagy rekeszizom- légzés típusa). Korábban úgy vélték, hogy a nőkre jellemző az ún mellkasi (parti) a légzés olyan fajtája, amelyben az összehúzódó külső bordaközi izmok aktívan részt vesznek a mellkas térfogatának növelésében.

Φ Ellenállás(R). A légzőizmok által végzett munka minden típusú ellenállás leküzdésére irányul: a légutak légmozgásával szembeni ellenállás (kb. 80%), szöveti ellenállás, i.e. a mellkas és a hasüreg tüdőszerkezetei és szervei (kb. 20%), valamint a gravitációs erők. Különbséget kell tenni viszkózus (rugalmatlan) és rugalmas (rugalmas) ellenállás között. A viszkózus ellenállás aránya körülbelül 60%, az elasztikus részaránya - körülbelül 40% a teljes ellenállásból. ♦ Viszkózus ellenállás a légutak aerodinamikai ellenállása (a teljes viszkózus ellenállás kb. 90%-a) és a szervek és szövetek rugalmatlansága (kb. 10%) miatt.

■ Aerodinamikus légellenállás légutak az utak lumenében való áramlás jellegétől és sebességétől, valamint az utak teljes keresztmetszeti területétől függ.

Az áramlás természete(25-2. ábra) lehet lamináris, turbulens, vagy mindkettő kombinációja (köztes típusú). A lamináris áramlás jellemzőit a Poiseuille-törvény írja le: légáramlás, vagy belégzési térfogat (dagálytérfogat, lásd alább) - V E egyenesen arányos a nyomáskülönbséggel(Δ Ρ) és fordítottan arányos az ellenállással (R). A gyakorlatban a légáramlások mérése (pneumotachometria, áramlásmérő) pneumotachométer (áramlásmérő) segítségével történik.

- Teljes keresztmetszeti terület légutak növekszik, ahogy a csövek kalibere csökken. A légutakban a csövek dichotóm módon válnak el egymástól; a légcsőtől (egy cső) az alveoláris járatokig (lásd 25-1. ábra, A) és az alveolusokig (a teljes szám körülbelül 350 millió) 23 egymást követő tubusgeneráció található. Tehát a 0. generáció (légcső) szintjén a teljes keresztmetszeti terület körülbelül 2,5 cm 2, a terminális hörgők (16. generáció) szintjén - 180 cm 2, a légző bronchiolok (a 18. generációtól) - körülbelül 1000 cm 2 és tovább >10 000 cm2. Ennek megfelelően az áramlási sebesség meredeken csökken. A bronchiolák (a falukban porc nélküli csövek) a 11. generációtól kezdődnek. A 17. generációtól kezdve jelennek meg

Rizs. 25-2. Az áramlás jellege a légutakban. A lamináris áramlás nyugodtan mozog, a levegő sebessége kicsi, kis légutakban figyelhető meg. Az áramlás turbulenciája jelentős mozgási sebességnél fordul elő (például nagy légutakban) a csövek falával szembeni súrlódás miatt, olyan helyeken, ahol a csövek konfigurációja megváltozik (szűkülés, hajlítás, elágazás). Köztes típusú mozgás figyelhető meg a nagy és közepes hörgőkben, különösen elágazásuk és szűkületük helyén.

alveolusok (a tüdő légúti szakasza). A légcsőtől a terminális hörgőcsövekig (azaz a gázcserében nem részt vevő, légutakat vezető csövek) tartó csövek teljes térfogata anatómiailag holttér(kb. 150 ml férfiaknál, több mint 125 ml nőknél). Az összes cső teljes térfogata az alveolusokkal együtt körülbelül 5800 ml (teljes tüdőkapacitás). ♦ Rugalmas ellenállás a szervek és szövetek rugalmassága határozza meg (elsősorban a tüdőben lévő rugalmas struktúrák, amelyek szinte beépültek

minden légútba, különösen sok van belőlük az alveolusok szintjén) és felületi feszültség hatására a fázishatáron (főleg az alveolusok felületaktív anyaggal borított felületén). A rugalmas szerkezetek részaránya hozzávetőlegesen 40%, a felületi feszültség aránya körülbelül 60% a teljes rugalmas ellenállásból. Φ nyomás a légzőkészülékben. A légzési ciklus végrehajtásakor a nyomás megváltozik az alveolusokban és a tüdő intrapleurális terében. Az alveoláris (P A), intrapleurális (P PL) és transzpulmonáris (P TP) nyomás a be- és kilégzésnél, valamint a külső légzés funkcióit meghatározó paraméterek értékelésénél a legnagyobb jelentőséggel bír (25-3. ábra).

♦ Alveoláris nyomás(P A) - légnyomás a pulmonalis alveolusokban. A P A egy dinamikus (változó) paraméter, amely a légáramlásokat jellemzi, amely a tüdő ellenállásától függ, és nem közvetlenül a tudat szabályozza.

■ Légzési szünet. Nyugalomban (be- és kilégzésen kívül) a nyomás minden részében légzőrendszerés minden alveolusban megegyezik az atmoszférikus (P B), azaz. P A 0 cm-es vízoszlop; más szóval, nincs légmozgás.

■ Lélegezz be. A belégzés során a P A vízoszlop -1 cm-re csökken, és a légáramlás az alveolusokba áramlik.

■ Kilégzés. Kilégzéskor a P A + 1 cm-es vízoszlopra nő, a légáramlás az alveolusokból a külső környezetbe áramlik.

♦ intrapleurális nyomás(P PL) - folyadéknyomás a zsigeri és a parietális pleura közötti szűk térben. A P PL értékét az agy szabályozza a légzőizmok összehúzódásán keresztül. A P PL két összetevőből áll: statikus (-P TP) és dinamikus (PA). A P PL-t a tüdő befelé irányuló rugalmas visszarúgása és a mellkas kiegyensúlyozó rugalmas visszarúgása hozza létre, amely kifelé irányul. A P PL nyugalmi állapotban -4-5 cm víz. (0,3-0,5 kPa). Belégzéskor a mellkas kifelé húzó ereje megnöveli a negatív P PL értéket, és -7,5 cm-re hozza a vizet.

Rizs. 25-3. Az erők irányai a légzési ciklus során. Magyarázatok a szövegben.

♦ transzpulmonális nyomás(P TP) - az alveoláris és intrapleurális nyomás közötti különbség (PA - P PL). A P TP egy statikus paraméter, amely nem befolyásolja a légáramlást, és nem szabályozza közvetlenül az agy. Általában a P TP -3-4 cm-es vízoszlop kilégzéskor, -9-10 cm-es vízoszlop belégzéskor, mély lélegzetvétellel -20 cm-es vízoszlopig.Légzési osztály (lásd 25-1. ábra, B-D): itt diffúzióval a gázok az alveolusok légzőfelületére kerülnek, és a levegő-vér gáton keresztül (az alveolusok ürege és a vérkapillárisokban lévő vér között) gázcsere történik. az interalveoláris septa). A légzési szakasz gázcseréje nagymértékben függ az interalveoláris septa kapillárisain keresztül történő véráramlás paramétereitől, azaz az ún. vérrel való átszivárgásuktól. Légúti perfúzió(Q) - a külső légzés funkciójának fontos jellemzője. Φ A légúti osztály légutak(légúti hörgők- alveoláris járatok- előszoba - alveoláris zacskók- alveolusok ürege) a 17-23. számú csövek generációinak felelnek meg, amelyekben nagyon alacsony az áramlási sebesség. Vagyis a gázok mozgása bennük nem konvekcióval (mint a nagyobb kaliberű légutakban), hanem diffúzióval történik. Φ Alveolusok- 70-300 mikron átmérőjű félgömb alakú szerkezetek. Az összes alveolus teljes területe (kb. 300 millió) 50-100 m 2, maximális térfogatuk 5-6 liter, ami a tüdő térfogatának legalább 97%-a. Φ Légi gát. Gázcsere történik az alveolusok ürege és a kapilláris lumenje között. Minimális vastagságú lég-vér gátat képező szerkezetek, I. típusú alveoláris sejtek (0,2 µm), közös bazális membrán (0,1 µm), a kapilláris endothel sejt lapított része (0,2 µm). Ez összesen 0,5 µm. Valójában a gát egy felületaktív filmből áll, amely az alveoláris felületet borítja, és egy intercelluláris anyagból (interstitium) az alveolociták és a kapillárisok alapmembránjai között, amely több mikrométerre növeli a gázcsere útvonalát. Φ Felületaktív anyag- foszfolipidek, fehérjék és szénhidrátok emulziója; 80%-a glicerofoszfolipidek, 10%-a kole-

szterin és 10% fehérje. A tüdőben lévő felületaktív anyag teljes mennyisége rendkívül kicsi. Az alveoláris felület 1 m 2 -én körülbelül 50 mm 3 felületaktív anyag jut. Filmjének vastagsága a légi gát teljes vastagságának 3%-a. Az emulzió monomolekuláris réteget képez az alveolusok felületén. A felületaktív anyag fő felületaktív komponense a dipalmitoil-foszfatidil-kolin, egy telítetlen foszfolipid, amely a felületaktív anyag foszfolipideinek több mint 50%-át teszi ki. A felületaktív anyag számos egyedi fehérjét tartalmaz, amelyek elősegítik a dipalmitoil-foszfatidil-kolin adszorpcióját a két fázis határfelületén. A felületaktív fehérjék közül megkülönböztetünk SP-A, SP-B, SP-C, SP-D. Az SP-B, SP-C fehérjék és a felületaktív glicerofoszfolipidek felelősek a felületi feszültség csökkentéséért a levegő-folyadék határfelületen. Az SP-A és SP-D fehérjék a fagocitózis közvetítésével vesznek részt a helyi immunválaszokban. Az SP-A receptorok jelen vannak a II-es típusú alveolocitákban és a makrofágokban. ♦ A vízzel körülvett r sugarú gázbuborék felületi feszültsége (T) csökkenti a buborékban lévő gáz térfogatát és növeli annak nyomását (P). A ható erők közötti egyensúlyi állapotot a Laplace-egyenlet írja le:

♦ A felületaktív anyag nélküli alveolusok T értéke körülbelül 50 dyn/cm, a felületükön normál mennyiségű felületaktív anyaggal rendelkező alveolusok T értéke 5-30 dyn/cm.

♦ Születéskor a légzés megkezdéséhez felületaktív anyag szükséges. Születés előtt a tüdő összeesett állapotban van. Születés után a baba több erős légzőmozgást végez, a tüdeje kiegyenesedik, és a felületaktív anyag megakadályozza, hogy leessen (összeessen). A felületaktív anyag hiánya vagy hiányosságai súlyos betegséget (légzési distressz szindrómát) okoznak. Ezeknek a gyerekeknek a tüdejében nagy a felületi feszültség, ezért sok alveolus összeomlott.

Az alveoláris felületi feszültség csökkentése és az alveoláris stabilitás megőrzése mellett a felületaktív anyag segít

megelőzi a tüdőödémát. A befelé irányuló összehúzó erők, amelyek hajlamosak az alveolusok összeomlására, szintén csökkentik az intersticiális nyomást, ami "kihúzza" a folyadékot a kapillárisokból. A felületaktív anyag ellensúlyozza ezt a tendenciát a felületi feszültségi erők csökkentésével.

Az alveolusok stabilitásának megőrzésének másik mechanizmusa a szomszédos alveolusok kölcsönös támogatása. Például, ha az alveolusok egy csoportja összeesik, akkor a környező alveolusok jelentős húzóerőt fejlesztenek ki.

A pulmonalis keringés funkcionális szerveződése Φ A tüdő vérellátása Két forrásból hajtják végre - a pulmonális törzs pulmonális artériáiból, a jobb kamrától kezdve (tüdőkeringés), és a hörgő artériákból (a mellkasi aorta ágai, szisztémás keringés).

♦ Pulmonalis artériák oxigénmentesített vénás vért tartalmaznak, ágaik a légutak ágaival együtt követik és az interalveoláris septa kapillárisaira bomlanak. A gázcsere után vért gyűjtenek a tüdővénás medencében.

♦ Funkcionális szempontból pulmonalis erek osztályozása extraalveoláris(tüdőartériák és vénák) és alveoláris(arteriolák, kapillárisok és venulák).

♦ hörgő artériák oxigéndús vért tartalmaznak, elsősorban a vezető légutakat látják el vérrel. A vénás vér a pulmonalis vénák medencéjébe, és jóval kisebb mértékben az azygous vénába áramlik.

Pulmonális keringés nem regionális, mint a vese, a máj vagy a szívkoszorúér, mivel az összes perctérfogatot megkapja. A pulmonalis vaszkuláris rezisztencia változásai ugyanolyan hatással vannak a jobb kamrában, mint a bal kamrában a szisztémás vaszkuláris rezisztencia változásai. A tüdő ereiben lévő vér a tüdő tömegének több mint 40% -át foglalja el. A pulmonalis keringésben (a fő pulmonalis artériától a bal pitvarig) a vér teljes térfogata körülbelül 500 ml, vagyis a keringő teljes vérmennyiség (5000 ml) 10%-a. A tüdővénák több vért (270 ml) tartalmaznak, mint az artériák (150 ml). A tüdő kapillárisaiban lévő vér térfogata kb

vénák a jobb kamra sokk-ejekciója (kb. 80 ml) a legtöbb fiziológiás állapotban.

A tüdőkeringés másodlagos funkciói, elősegítve a gázcserét

A tüdőkeringésnek a gázcsere mellett három másodlagos funkciója van: szűrőként, anyagcsere-szervként és vértárolóként szolgál.

A tüdőerek védik a szervezetet a vérrögök(vérrögök) és embólia(zsírrészecskék és légbuborékok). A pulmonalis arteriolák és kapillárisok felfogják a vérrögöket és az embóliákat, és megakadályozzák, hogy bejussanak az életveszélyes koszorúér-, agy- és veseerekbe. A tüdőereket bélelő endothel sejtek fibrinolitikus anyagokat választanak ki, amelyek elősegítik a vérrögök oldódását. Az embóliák, különösen a légembóliák a tüdő-kapilláris falakon keresztül szívódnak fel. Ha egy nagy thrombus lezár egy nagy tüdőeret, az ebből eredő súlyos gázcserezavarok halált is okozhatnak.

A pulmonalis keringési rendszerben a vazoaktív hormonok metabolizmusa megy végbe (lásd a fejezet végén).

A tüdő a vér tárolójaként szolgál. Körülbelül 500 ml, vagyis a teljes keringő vérmennyiség 10%-a található a tüdő ereiben. A hemorrhagiás sokk során a vér egy része mobilizálódik a szívműködés támogatására.

A pulmonalis keringés hemodinamikai jellemzői

A szisztémás keringéshez képest a pulmonalis keringést az jellemzi nagy áramlási sebesség, alacsony nyomás és alacsony ellenállás. A pulmonalis artéria falai sokkal vékonyabbak, mint az aorta, kevés elasztint és simaizomot tartalmaznak, és hajlékonyabbak. A pulmonalis vénák szintén vékony falúak és nagyon jól alkalmazkodnak. A szisztémás kapillárisokkal ellentétben, amelyek egymással kölcsönhatásba lépő tubuláris erek hálózatát alkotják, a tüdőkapillárisok az alveoláris falhoz kapcsolódó hálózatot alkotnak, és a vér vékony rétegben áramlik.

Az átlagos pulmonális artériás nyomás 15 Hgmm. A nyomást kiváltó vér (10 Hgmm) a pulmonalis artériában (15 Hgmm) és a bal kamrában uralkodó nyomás (5 Hgmm) közötti különbség. A teljes perctérfogat (5 l / perc), nagy körben haladva, közel 100 Hgmm nyomásgradienssel. átpumpálta a kis körön

10 Hgmm nyomásgradiens. Ennek oka a kivételesen alacsony pulmonalis vaszkuláris rezisztencia, a szisztémás vaszkuláris rezisztencia körülbelül 1/10-e. A rezisztencia különbsége annak a ténynek köszönhető, hogy a tüdőben a kis rezisztív erek nagy száma ellazult állapotban van.

A tüdő keringésének fontos tulajdonsága az a képessége, hogy csökkenti az ellenállást a pulmonalis artériás nyomás növekedésével, amelyet a perctérfogat növekedése okoz. Hasonló jelenség figyelhető meg a tüdő vénás ágyában: a pulmonalis vénás nyomás növekedése az ellenállás csökkenéséhez vezet. Két helyi mechanizmus felelős ezért a tulajdonságért. Az egyik a tüdő felső részeiben további kapillárisok megnyílásával kapcsolatos, amelyek a test normál állapotában az alacsony perfúziós nyomás miatt részben vagy teljesen záródnak. Amint a véráramlás megnövekszik, a megnövekedett nyomás hatására az összeesett erek kinyílnak, csökkentve az általános ellenállást. Egy másik mechanizmus a kapilláris nyújtás a falak vékonysága és nagy megfelelősége miatt.

A pulmonalis vaszkuláris ellenállás csökkenésének a perctérfogat növekedésére adott válaszként két jótékony hatása van. Megzavarja a felgyorsult véráramlás tendenciáját, miközben növeli a véráramlást, így fenntartja a megfelelő időt a gázcserére. Ezenkívül hozzájárul a teljes kapilláris felület növekedéséhez, javítva az O 2 és a CO 2 diffúziós feltételeit.

A pulmonalis vaszkuláris rezisztencia azzal nő nagy és kis tüdőtérfogat. A tüdő nagy térfogata növeli az alveolusok átmérőjét, csökkenti a transzmurális nyomást az alveoláris erekben. Az alveoláris erek összeesnek, és az ellenállás növekszik. Kis térfogatú tüdő esetén a tüdőerek ellenállása megnő a megnövekedett pleurális nyomás miatt, amely összenyomja az extraalveoláris ereket.

A légzésfunkció felmérése

A külső légzés funkcióinak jellemzésekor számos mutatót alkalmaznak a tüdő lélegeztetésének és a légzési osztály perfúziójának különböző szempontjainak értékelésére (beleértve az obstruktív és restriktív tüdőbetegségben szenvedőket is).

A külső légzés funkciójának vizsgálatában azt vizsgálják a tüdő térfogata és kapacitása(V) térfogati áramlási sebességek(V) és diffúziós kapacitás(D).

Tüdőtérfogat (V) spirométerrel határozzuk meg. Számos spirogram paraméter relatív értékben van kifejezve (%), a normál tartomány 80-120%. A pulmonalis lélegeztetés értékeléséhez az alábbiakban tárgyalt négy statikus tüdőtérfogat értékeit használjuk (lásd 25-4. ábra); légzési térfogat, belégzési tartaléktérfogat, kilégzési tartaléktérfogat és maradék tüdőtérfogat.

Φ Árapály térfogata(DO) - az egy lélegzetvétellel a tüdőbe belépő vagy a tüdőt elhagyó levegő mennyisége a következő kilégzés során csendes légzés során (a norma 0,4-0,5 l, gyermekeknél - 3-5 ml / kg). Mivel a szervezet több O 2 -t fogyaszt (~250 ml/perc), mint amennyi CO 2 -t termel (~200 ml/perc), a belélegzett levegő térfogata körülbelül 4%-kal nagyobb, mint a kilélegzett levegő térfogata. Ezért a pontosabb vizsgálatok érdekében a kilégzési térfogatot (EV) mérik.

■ Alveoláris térfogat(AO) - az árapály térfogatának része a gázcserében.

■ Anatómiailag holt tér- a légút egy része, amely gázcserében nem részt vevő levegővel van megtöltve, - a maradék (DO - AO) - kb. 155 ml, a légzéstérfogat kb. 30%-a. A holttér nem korlátozódik a légutakra. Előfordul, hogy az alveolusokban lévő gázok nem vesznek részt a gázcserében, és ezek a gázok a fel nem használt levegő részévé válnak, például ha a belélegzett levegő eloszlik az alveolusokban, amelyekben nincs véráramlás. (alveoláris holttér). Két holttér összege: élettani holttér. Egészséges emberekben a fiziológiai holttér megközelítőleg megegyezik az anatómiai holttérrel.

Φ Belégzési tartalék térfogat(RO vd) - normál belégzés után belélegezhető további levegőmennyiség (1,9-2,5 l).

Φ kilégzési tartalék térfogata(RO kilégzés) - további levegőmennyiség (1,1-1,5 l), amely a normál kilégzés befejezése után kilélegezhető.

Φ Maradék tüdőtérfogat(OOL) - a maximális kilégzés után a tüdőben maradó levegő térfogata (1,5-1,9 l).

Rizs. 25-4. A tüdő térfogatának és kapacitásának spirogramja . Jobb oldalon számos légzési mozgást mutat fel különböző mélységű be- és kilégzéssel, bal a légzési mozgások rögzítéséből (első oszlop) különböző tüdőtérfogatokat neveznek meg. TO - légzési térfogat, RO kilégzés - kilégzési tartalék térfogat, ROL - maradék tüdőtérfogat. A három bal oldali oszlop a különböző tárolók nevei.

tüdő kapacitás (25-4. ábra) két vagy több tüdőtérfogat összege.

Φ Belégzési kapacitás E vd \u003d (DO + RO vd) egyenlő a légzési térfogat (DO) és a belégzési tartaléktérfogat (RO ind) összegével - a levegő mennyiségével, amelyet a normál kilégzés után a lehető legnagyobb mértékben be lehet lélegezni. Yo vd 2,3-3,0 liter.

Φ Funkcionális maradék kapacitás(FOYO) - a tüdőben maradó levegő térfogata a normál kilégzés végén (kb. 2,5 liter): FOYO = OOL + RO VID FOYO normál esetben 2,6-3,4 liter.

Φ A tüdő létfontosságú kapacitása(VC) egyenlő a légzési térfogat (TO), a belégzési tartalék térfogat (IR) és a kilégzési tartalék térfogat (ER) összegével. Ez a maximális levegőmennyiség (3,4-4,5 liter) a tüdőből kilökődik a maximális légzés után: VL = DO + RO + RO.

Φ kényszerű életképesség- Az FZHOL (4,6 l) hasonló a VZHOL-hoz, a lehető legnagyobb inspirációval és Ön

doha maximális erővel és sebességgel (lásd alább a „Dinamikus tüdőtérfogatok és -kapacitások” részt). Φ Teljes tüdőkapacitás(ОЁL) - a maximális levegőmennyiség (4,9-6,4 l) a tüdőben a maximális belégzés után megegyezik a tüdő létfontosságú kapacitásának (VCL) és a tüdő maradék térfogatának (RRL) összegével.

♦ A maradék tüdőtérfogat és a teljes tüdőkapacitás aránya- Az OOL/OJOL értéke általában kisebb, mint 0,25. Ennek a mutatónak a növekedése a ROL növekedése miatt obstruktív betegségekben, és a ROL csökkenése miatt - restrikciós betegségekben. Φ A fenti statikus tüdőtérfogatok és -kapacitások a tüdő és a mellkas rugalmas tulajdonságait tükrözik.

Dinamikus tüdőtérfogat és -kapacitás tükrözi a légutak átjárhatóságát. A következő indikátorok némelyikének eléréséhez nemcsak spirometria, hanem más megközelítések (például hélium-hígítási teszt) alkalmazására is szükség van.

Φ Percnyi légzési térfogat(MOD) - percenként a légutakon áthaladó levegő mennyisége. A MOD egyenlő a légzési térfogat (TO) és a légzési mozgások percenkénti gyakoriságának (RR) szorzatával: MOD = TO xChDD. Mivel a TO általában körülbelül 0,5 l, és a normál NPV 12-15 percenként, a MOD 6-8 l / perc.

Φ A tüdő maximális szellőzése(MVL) - a tüdőn keresztül 1 perc alatt szellőztethető maximális levegőmennyiség, - a légzési mozgások gyakoriságának (RR) és a belégzési kapacitásnak (E vd: MVL \u003d NPV χ E) szorzata. Az MVL átlagos értéke férfiaknál 140 l / perc, nőknél - 130 l / perc.

Φ Kényszerkilégzési térfogat 1 s alatt(FEV 1) - a tüdőből a maximális erőfeszítéssel kiszorított levegő mennyisége a kilégzés első másodpercében. Mély lélegzetet, azaz az FJOL egy része az első másodpercben kilélegzett. Először is, a FEV 1 a nagy légutak állapotát tükrözi, és gyakran a vitálkapacitás (VC) százalékában fejezik ki. A FEV 1 normál értéke = 75% VC.

Φ Csúcs kilégzési térfogatáram(kilégzési teljesítmény - az a maximális térfogati sebesség, amelyet a páciens ki tud fejleszteni a kényszerkilégzés során, - a légutak átjárhatóságának mutatója a légcső és a nagy hörgők szintjén. A páciens izomerőfeszítésétől függ.

Φ Légzéstartalék(RD) a pulmonalis lélegeztetés növelésének lehetőségét jellemzi (általában 85-90%), és a tüdő maximális lélegeztetése (MVL) és a percnyi légzési térfogat MOD különbségéből számítják ki. Egyéb tüdőfunkciós vizsgálatok

Φ Diffúziós képesség(diffúziós kapacitás, Ds) - egy mutató, amely alapján megítélhető, hogy az alveolusokból származó gáz mennyire hatékonyan jut el a tüdő kapilláris keringésébe, tükrözi az alveoláris-kapilláris membrán - a levegő-vér gát - állapotát.

Φ megfelelési görbe(nyújthatóság). A tüdő rugalmassága (a feszített anyag azon képessége, hogy visszatérjen eredeti, feszítetlen helyzetébe) meghatározza a tüdőtérfogat változásának (V) és a transzpulmonális nyomás változásának (P tr) arányát.

♦ A "nyomás-térfogat" görbe. A transzpulmonális nyomásnak a légzőrendszer egyes részeinek térfogatától való függése a tüdő compliance görbéjeként jelenik meg (25-5. ábra).

♦ Rugalmasság vagy nyújtás(C), - a tüdő rugalmassági tulajdonságait jellemző mennyiségi mutató, amelyet a nyomás-térfogat (P-V) görbék dagálytérfogat szintje feletti meredeksége határoz meg. Felnőttnél mindkét tüdő teljes kompatibilitása (C) körülbelül 200 ml levegő/1 cm víz. Ez azt jelenti, hogy a transzpulmonális nyomás (P tp) 1 cm-rel történő növekedésével. a tüdő térfogata 200 ml-rel nő.

♦ A tüdő rugalmas visszarúgásának változása fordított hatással van a megfelelési görbére.

Φ Volumetrikus kilégzési áramlás- a légutak maximális légáramlási sebessége kényszerített (maximális) kilégzéskor.

Φ Pulmonális lélegeztetési együttható(CLV, általában 1/7) - a légzési térfogat (TO) aránya a tartalék kilégzési térfogatok (RO EX) és a maradék levegő térfogat (ROV) összegéhez viszonyítva.

Rizs. 25-5. A légzőrendszer egyes részeinek nyújthatóságát ábrázoló görbék . 1 - mellkas, 2 - tüdő, 3 - a teljes légzőkészülék.

Alveoláris szellőzés

Gázok az alveolusokban. A levegő (gázkeverék) kívülről kerül a légutakba, főként nitrogént és oxigént, és sokkal kevesebb szén-dioxidot, argont és egyéb inert gázokat tartalmaz. A belélegzett levegő párásításával a légutakban a részleges (részleges, feltéve, hogy egy adott gáz aránya a gázelegyben 1) oxigénnyomás (Po 2) csökken (25-1. táblázat).

25-1. táblázat.Gázok parciális nyomása (Hgmm) a légutakban és a vérben

* 0,8-as légzési együtthatóval (R).

** A teljes gáznyomás a vénás vérben kisebb, mint az artériás vérben, mivel a Po 2 jobban csökken, mint a Po 2 növekszik.

Légzési együttható(R) - az Oso 2 (a vérből az alveolusokba belépő, azaz az anyagcsere során képződő szén-dioxid) és az Oo 2 (belélegzett oxigén sebessége) aránya. Az R érték a szénhidrátok (gyakorlatilag szénhidráttáplálkozás) vagy zsírok túlsúlyától függ az élelmiszerben, és 0,7 és 1,0 (általában 0,8) között változik.

Az alveoláris lélegeztetés jellemzői

Φ Alveoláris és pulmonalis lélegeztetés. Ellentétben a pulmonalis lélegeztetéssel, amelyet csak belégzéskor végeznek, az alveoláris lélegeztetés folyamatosan történik.

Φ R A 2-től és alveoláris lélegeztetés. Az alveoláris lélegeztetés és a P a co 2 közötti kapcsolat fordított, és nem függ a kilégzett szén-dioxidtól.

Φ A gravitáció hatása.Álló helyzetben a tüdőcsúcsban lévő alveolusok belégzés előtt jobban kitágulnak, mint az alsó lebenyekben, mivel a P PL intrapleurális nyomás, amely a tüdő súlyosságától függ, a tüdő csúcsán kisebb, mint az alsó lebenyekben. alapja [az intrapleurális nyomás (P PL) értéke a transzpulmonáris nyomáson (P TP) keresztül határozza meg az alveoláris nyomás (PA) értékét (P PL = P A - P TP)]. Ezért az alveoláris szellőzés nagyobb a tüdő apikális részein.

Φ Az ellenállás és a megfelelés hatása. Különböző acinusokban (többek között a hozzájuk vezető légutak hosszától függően) eltérő az ellenállás és a compliance, ami meghatározza az alveoláris lélegeztetés eltérő mértékét is.

Perfúzió

A perfúzió az a folyamat, amelynek során a tüdőartériákból származó oxigénmentesített vér áthalad a tüdőn, és oxigénnel gazdagodik. Más szóval, az alveolus ürege és az interalveoláris septa kapillárisának lumene között a gázcsere a gázok egyszerű diffúziójával megy végbe a koncentrációgradiens mentén (Fick törvényének megfelelően). Különösen, minél kevesebb struktúra van az alveoláris üreg és a kapilláris lumen között, annál hatékonyabb a diffúzió. A gázcsere során a diffúziós utat 0,2-3,0 μm-re becsülik. Így a perfúziós jellemzők (Q), az alveoláris lélegeztetés (VA), valamint a lélegeztetés-perfúzió aránya (VA /Q) fontosak a pulmonális gázcsere értékeléséhez.

Pulmonalis artériák (átmérő kb. 3 cm, intravaszkuláris nyomás 9-24 Hgmm) oxigénmentesített vénás vért tartalmaznak, ezek ágai (200 mikronnál kisebb átmérőjű artériák, 10-200 mikron átmérőjű arteriolák) követik a vese ágait. légutakat és az interalveoláris septa kapillárisaira bomlik fel. Ezeknek az intrapulmonáris kapillárisoknak a belső átmérője körülbelül 8 mikron, a hossza pedig körülbelül 10 mikron (egy eritrocita körülbelül 0,75 s alatt halad át egy ilyen szegmensen, és ezalatt körülbelül 2-3 alveolussal gázt cserél). A gázcsere után a vért a tüdővénák medencéjében gyűjtik össze (a vénák, az artériákkal ellentétben, a légutak ágaitól elkülönítve helyezkednek el). Φ A pulmonalis keringés teljes térfogata körülbelül 500 ml (az összes vér 10%-a).

Φ Pulmonalis vaszkuláris rezisztencia. A pulmonalis véráramlás jellemzőit befolyásolja a gravitáció (g), az alveoláris nyomás (PA), az artériás és vénás áramlási gradiens (P - P) és a pulmonalis vaszkuláris ellenállás (R PV):

ahol PPA- nyomás a pulmonalis artériában (jobb kamra), PLA- nyomás a bal kamrában, Q T - áramlási sebesség (szívtérfogat).

♦ A normál RPV 1,0 Hgmm/L/perc [(14 Hgmm - 8 Hgmm) +- 6 L/perc]. Más szóval, a pulmonalis keringés ellenállása körülbelül egy nagyságrenddel kisebb, mint a szisztémás keringésben.

♦ Az R PV kis értéke szükség esetén lehetővé teszi a tüdő perfúziójának jelentős növelését (elsősorban az erek belső átmérőjének növekedése és az ideiglenesen kikapcsolt erek mobilizálása miatt, de nem az intraartériás nyomás növekedése miatt).

Φ intravaszkuláris nyomás(25-2. táblázat). A pulmonalis keringés artériáinak és arterioláinak átmérője nagyobb, mint a szisztémás keringésben lévő azonos kaliberű erek átmérője, a pulmonalis erek fala pedig sokkal vékonyabb és hajlékonyabb, így a véráramlással szembeni ellenállás kicsi. A pulmonalis artéria és a bal kamra intravaszkuláris nyomáskülönbsége mindössze 6 Hgmm, ami megkönnyíti a jobb kamra munkáját a tüdő perfúziójában.

Ugyanakkor ez a körülmény a vér stagnálásához vezethet a tüdőkeringésben a kapillárisfalon keresztüli szűrés károsodásával és tüdőödéma kialakulásával (lásd 25-6. ábra).

25-3. táblázat.Átlagos nyomás a tüdő ereiben felnőtt férfiban fekvő helyzetben

*Katéterezés közben mérve.

Φ hajszálerek

♦ Vérmennyiség nyugalmi állapotban lévő felnőtt hajszálereiben körülbelül 75 ml (nem minden kapilláris töltődik fel). Szükség esetén (például edzés közben) a tüdőkapillárisokban lévő vér mennyisége 200 ml-re nő (egyidejűleg további kapillárisok „nyitnak ki”).

♦ Teljes endoteliális terület A vér kapillárisait 70 m 2 -re becsülik, ami megközelítőleg egybeesik az alveolusok felületével.

♦ Kapillárisok és P A . Az intrapleurális (P PL) és az intersticiális nyomás (lásd 25-6. ábra) nem befolyásolja a kapilláris véráramlást. Ugyanakkor az alveoláris nyomás (PA) értékei fontosak a kapilláris véráramlás állapotához, annak befejezéséig.

Nyirok elvezetés.Az interalveoláris septák intersticiális teréből a vérkapillárisokból kiszűrve képződő intersticiális folyadék nemcsak a tüdővénákon, hanem a nyirokereken is átáramlik (25-6. ábra). Ez a nyirokelvezetés mennyisége általában körülbelül 30 ml/óra.

Rizs. 25-6. Az interalveoláris septa intersticiális folyadékának egyensúlya (a Starling-egyenlet illusztrációja) . Normális esetben az interstitium folyadéktartalmára ható különböző erők okozzák a folyadék kiszűrését a vérkapillárisokból (A-V). Az interstitiumból ez a folyadék a nyirokereken (L) keresztül áramlik. A - a kapilláris artériás vége, V - a kapilláris vénás vége, P - hidrosztatikus nyomás, π - kolloid ozmotikus (onkotikus) nyomás.

Intersticiális folyadék. Az intersticiális folyadék dinamikus térfogatát az interalveoláris septumokban számos tényező befolyásolja, amelyeket a Starling-egyenlet ír le:

Folyadékáramlás(ml/perc) = K fc [(Pv- R]- δ Λ (π γ - π.)], ♦ ahol K fc - szűrési együttható a kapillárisokból, P - nyomás, v - intrakapilláris, i - intersticiális,δ ά - makromolekulák permeabilitási együtthatója, π - kolloid ozmotikus (onkotikus) nyomás.

Gázok parciális nyomása pulmonális véráramlás (lásd. 25-1. táblázat), valamint a vér pH-értéke - a tüdőfunkció értékeléséhez fontos paraméterek. A tüdő és a vér közötti gázcsere állapotát jelzik.

Φ Po 2 patológia hiányában az életkor előrehaladtával csökken a tüdő rugalmasságának elvesztése miatt (a Po 2 általában

és 90 Hgmm 20 évesen és körülbelül 70 Hgmm-en. 70 éves korig). A Po 2 normál alá csökkenése hypoxémiát (csökkent oxigén a vérben) jelez, de a szöveti oxigéntelítettség nem csökken jelentősen, amíg a Po 2 60 Hgmm alá nem csökken. Φ PC 2(általában 35-45 Hgmm) az alveoláris lélegeztetés állapotát tükrözi; hypercapnia (magas Pco 2) hypoventillációt (csökkent tüdőszellőzést) jelez. Φ pH(általában 7,35-7,45). Az artériás pH-érték összehasonlítása a Pco 2-vel segít megkülönböztetni a légzőszervi és az anyagcserezavarokat. Tehát, ha a Pco 2 és a pH fordítottan arányos (az egyik indikátor a másik növekedésével csökken), akkor a sav-bázis egyensúlyhiány (lásd a 27. fejezetet) légzőszervi jellegű. perfúzió és gravitáció. Mivel a pulmonalis vaszkuláris rezisztencia és az intravaszkuláris nyomás értékei a pulmonalis keringési rendszerben alacsonyak, a gravitációs erő jelentős hatással van a perfúziós paraméterekre. Akár állva, akár fekve, mindenki? 1 cm függőleges távolság a pulmonalis törzs helyzetétől a hidrosztatikus nyomást (intravascularis nyomást) a? 0,74 Hgmm Ez a körülmény a pulmonalis artériákra (P a) és a pulmonalis vénákra (P v) is igaz. A pulmonalis véráramlás értékét az alveoláris nyomás is jelentősen befolyásolja (P A). Más szavakkal, a perfúziós paraméterek jelentősen eltérnek a tüdő különböző területein. Ebben a tekintetben az álló személy tüdőterületei három zónára oszthatók a pulmonalis artériás (P a), a pulmonalis vénás (P v) és az alveoláris nyomás (PA) arányától függően.

(25-7. ábra).

Φ 1. zóna(P A > P a > P v) a tüdő csúcsában akkor fordul elő, amikor az alveoláris nyomás nagyobb lesz, mint az artériás nyomás. Ebben az esetben a tüdőkapillárisok összeomlanak, a véráramlás leáll. Az 1. zóna egészséges emberekben gyakorlatilag nem létezik, mert a pulzáló artériás nyomás részben nyitva tartja a kapillárisokat a tüdő csúcsán. Az 1. zóna akkor fordulhat elő, amikor az alveoláris nyomás emelkedik vagy a pulmonalis artériás nyomás csökken.

Rizs. 25-7. Különböző perfúziós paraméterekkel rendelkező tüdőzónák . Bal- a tüdő rendszere, a központban- zónahatárok és azok száma, jobb oldalon- a perfúzió mennyisége. P A - alveoláris nyomás, P a - artériás nyomás, P v - vénás nyomás, a - artériás véráramlás, v - vénás véráramlás, h - a tüdőtér távolsága a pulmonalis törzs kezdetétől.

Például az 1. zóna feltételei a tüdő mesterséges szellőztetése során jönnek létre. A vérveszteség vagy az alacsony vérnyomás hozzájárul az 1. zónához a pulmonális artériás nyomás csökkentésével. Az 1. zóna kialakulásának feltételei megteremthetők az űrhajósok számára a süllyedés során.

Φ 2. zóna(P a > P A > P v) - a tüdő középső része, ahol a hidrosztatikus nyomás miatti artériás nyomás magasabb, mint az alveoláris nyomás. A vénás nyomás kisebb, mint az alveoláris nyomás. Ennek eredményeként a 2. zónában a véráramlás feltételeit az artériás és az alveoláris nyomás különbsége határozza meg. Ennek a jelenségnek az a funkcionális jelentősége, hogy a 2. zónában a vénás nyomás nem befolyásolja a véráramlást (más szóval a vénás nyomás csökkenése nem növeli a kapilláris véráramlást ebben a zónában).

Φ 3. zóna(P a > P v > P A) - a tüdő alsó kétharmada. Itt a perfúziót a P a és a P v különbsége határozza meg. A P A értéke gyakorlatilag nem játszik szerepet.

A tüdő véráramlásának szabályozásaΦ Oxigén(pontosabban a P a O 2 változása) vagy értágulatot, vagy érszűkületet okoz.

♦ Vasodilatáció. A P a O 2 növekedésének hatására (például magas oxigéntartalmú kamrába helyezve - hiperbár oxigenizáció vagy 100%-os oxigén belélegzése esetén - oxigénpárna) csökken a pulmonalis vaszkuláris ellenállás (R PV), és a perfúzió növekszik.

♦ Érszűkület. A csökkentett P a O 2 hatására (például hegymászáskor) az R PV megnő, és a perfúzió csökken.

Φ Biológiailag aktív anyagok Az erek SMC-jeire ható szerek (vazokonstriktorok és értágítók) számos, de hatásuk lokális és rövid távú. A szén-dioxid (megnövekedett P a C0 2) szintén enyhe, átmeneti és lokális érösszehúzó hatással van az erek lumenére.

♦ Tüdő értágítók- prosztaciklin, nitrogén-monoxid, acetilkolin, bradikinin, dopamin, β-adrenerg ligandumok.

♦ Érszűkítők- tromboxán A 2, α-adrenerg ligandumok, angiotenzinek, leukotriének, neuropeptidek, szerotonin, endotelin, hisztamin, Pg, megnövekedett P a CO 2.

Szellőztetés-perfúzió kapcsolat

A pulmonalis gázcsere megítéléséhez a perfúzió (Q) és a lélegeztetés (V) jellemzői mellett a lélegeztetés-perfúzió aránya (V A /Q) is fontos. Ezt az arányt egy egyedi alveolusra (ebben az esetben a V A értéke az alveoláris lélegeztetés), a tüdő egészére (ebben az esetben a Q érték megegyezik a perctérfogat értékével) és egy szakaszra becsülik. tüdőszövet.

Φ Általában a tüdőben a V A / Q 0,8 (általában megengedett a V / Q fiziológiai egyensúlyhiánya, ami megfelel a pulmonalis artériás vér 2%-os söntésének, közvetlenül a tüdő vénás keringésébe gázcsere nélkül). A lélegeztetés-perfúzió arányának értékelése három következtetés levonását teszi lehetővé.

A szellőzés és a tüdő véráramlása gravitációfüggő; a légáramlás és a véráramlás fokozódik a tüdő alsó részein.

A véráramlás ötszörös eltérést mutat a tüdőcsúcs és az alap között, míg a lélegeztetés kétszeres. Ez gravitációtól függő regionális eltéréseket okoz a V A /Q arányokban az alap 0,6-tól a csúcson lévő 3-ig.

A véráramlás arányosan nagyobb, mint a tövénél, és a szellőzés arányosan nagyobb, mint a csúcson.

Szellőztetés szabályozása

A légzés (szellőztetés) szabályozásának általános sémája az ábrán látható. 25-8. A légzés idegi szabályozásának funkcióját a légúti neuronok - számos, az agytörzsben található idegsejt - látják el. A légzőmozgások (efferens idegimpulzusok a légzőizmokhoz) szabályozását úgy végezzük önkéntelenül(az agytörzs légző neuronjainak automatikus ritmusa, az ábrán - "ritmusgenerátor"), és önkényesen(ebben az esetben az efferens idegimpulzusok bejutnak a légzőizmokba, megkerülve az agytörzs légző neuronjait; az ábrán: „a központi idegrendszer magasabb részei” - „gerincvelő” - „légzőizmok”). Ezen és más légzésszabályozó áramkörök megfelelő működése biztosítja a normál légzést. (eupnea).

A légzés szabályozása két feladat elvégzésére irányul: először, at a légzőizmok összehúzódási gyakoriságának és erejének automatikus generálása, másodszor - be a légzési mozgások ritmusának és mélységének beállítása a szervezet valós szükségleteire (elsősorban a metabolikus paraméterek változására az artériás vér ∆Po 2 , ∆Pco 2 és ΔρΗ, valamint az agy sejtközi folyadékának ∆Pco 2 és ΔρΗ formájában).

A légzésszabályozó rendszer három fő blokkból áll: receptor (kemo- és baroreceptorok, amelyek információt regisztrálnak és továbbítanak az agynak), szabályozó vagy vezérlő (légzési neuronok halmaza) és effektor (légzőizmok, amelyek közvetlenül végzik a tüdő szellőzését). . ábrán. A 25-8. ábrán a rendszert alkotó blokkok láthatók

Rizs. 25-8. A szellőzés idegi szabályozása . A vezérlő (idegközpontok), a végrehajtó (légzőizmok) és az érzékeny (kemo- és mechanoreceptorok) blokkok közötti kapcsolatokat nyilak jelzik, beleértve a szaggatottakat a felszálló (afferens) impulzusok, és a pontozottak a leszálló (efferens) impulzusok esetében. A római számok koponya idegeket jelölnek: VII - arc (motoros, érző és paraszimpatikus rostokat tartalmaz), IX - glossopharyngealis (idegkárosodást nyelési zavar, a garat felső harmadának érzéstelenítése, csökkent palatinus és garatreflexek), X - vagus (motoros, szenzoros és autonóm rostokat tartalmaz), XI - kiegészítő (idegzi a sternocleidomastoideus és trapezius izmokat), XII - hyoid (idegzi a nyelv izmait, sternohyoid, sternothyroid és lapocka-hyoid izmokat). Az ábra jobb oldalán a nyilak a keringési rendszerben lévő vérre utalnak. A vastag téglalap az agytörzs struktúráit jelöli, melynek parenchimáját a vér-agy gát választja el a keringő vértől (lásd 25-11. ábra).

légzésszabályozás: irányító(idegközpontok) végrehajtó(légző izmok) receptor(kemo- és mechanoreceptorok), - és ezen blokkok közötti kapcsolatok. Így a teljes légzésszabályozó rendszer több, egymással összefüggő szabályozókörből áll.

Idegközpontokaz agytörzsben található (főleg a medulla oblongata). A légzésszabályozási séma előírja a légzési ritmusgenerátor jelenlétét és a szenzoros információk integrálásának központját. A „ritmusgenerátor” és „érzékszervi információ-integrátor” fogalmakon elvont integrál fogalmakat kell érteni, nem pedig specifikus neurális struktúrákat, mivel az anatómiai struktúrák megfelelése a vizsgált fogalmaknak nem minden esetben állapítható meg.

Φ Ritmus generátormagában foglalja a főként a medulla oblongatában, valamint a hídban és az agytörzs néhány más részein található neuronokat. A neuronok különböző csoportjai a légzési mozgások különböző fázisaiban különböző impulzuskitörések spektrumát - akciós potenciált (AP) - generálnak, beleértve vagy túlnyomórészt belégzéskor (belégzési neuronok), vagy túlnyomórészt kilégzéskor (kilégzési neuronok). ábrán látható a belégzési és kilégzési neuronok elhelyezkedésének térképe a medulla oblongata szerkezetében. 25-9.

♦ bejövő jelek. A ritmusgenerátor az agykéregből leszálló impulzusokat, valamint a szenzoros információs integrátor idegsejtjeiből és közvetlenül a központi kemoreceptorokból kapja az idegi jeleket.

♦ kimenő jelek. A ritmusgenerátor idegimpulzusai a koponyaidegek megfelelő magjainak légzőizmait beidegző motoros idegsejtekhez (VII, IX-XII) és a gerincvelő elülső szarvának motoros neuronjaihoz (az axonjaik részeként) jutnak el. a gerincvelői idegek a légzőizmokhoz jutnak).

■ Mechanizmusa generátor ritmikus tevékenysége nincs telepítve. Számos modellt javasoltak, amelyek figyelembe veszik az elektrogén egyedi jellemzőit

Rizs. 25-9. Belégzési (bal, belégzés) és kilégzési (jobbra, kilégzés) neuroncsoportok és kapcsolataik a légzőizmokkal . Dorsalis (mögött) kilátás a medulla oblongata és a gerincvelő (kisagy eltávolítva). A római számok a koponya idegeit jelölik. A légúti neuronok teljes készlete anatómiai szempontból ventrális és dorsalis légzőcsoportokra (RDH, illetve DDH) van felosztva. Mind a CDH, mind az FDH bilaterálisan jelenik meg, azaz. megkettőzve. A dorsalis légúti csoport (DRG) túlnyomórészt belégzési idegsejteket tartalmaz (beleértve az autonóm idegrendszer fontos magkomplexumának neuronjait - a magányos útvonal magjait, amelyek érzékszervi információkat kapnak a mellkas és a hasüreg belső szerveitől az idegrostok mentén a glossopharyngealis és vagus idegek). A ventrális légzési csoport (VRG) belégzési és kilégzési neuronokat egyaránt tartalmaz. Rostrocaudalis irányban a CDH a rostrális részből áll - a Bötzinger komplexből (főleg kilégzési idegsejteket tartalmaz, beleértve a retrofaciális sejtmagot is), intermedierből (főleg a kettős és közel kettős mag belégzési neuronjait tartalmazza) és a caudális (kilégzési neuronok a háta mögött) a kettős mag) részek. Az impulzusok iránya a légúti neuronokból: 1) a DRG idegsejtjeiből a CDH-ba, valamint a premotoros neuronokba, majd a motoros neuronokba és a fő belégzési izmokba; 2) a VDC közbülső részétől, végső soron a fő és a kiegészítő belégzési izmok felé; 3) a VDH caudalis részétől a további kilégzési izmok felé.

membrán, amely azonos típusú idegsejtek csoportjaiból áll (például különböző ioncsatornák jelenléte), a szinaptikus kapcsolatok spektruma (beleértve a különböző neurotranszmitterek segítségével végzetteket is), a pacemaker jelenléte (a tulajdonságokkal pacemaker) légúti neuronok (ilyeneket találtak) vagy a lokális neuronhálózatok pacemaker tulajdonságait. Az sem világos, hogy a ritmikus aktivitás az idegsejtek egy korlátozott csoportjának vagy a légúti neuronok összességének tulajdonsága.

Φ Érzékszervi információs integrálóérzékeny információkat kap különféle kemo- és mechanoreceptoroktól, amelyek a légzőszervekben és a légzőizmokban, a fő erek mentén (perifériás kemoreceptorok), valamint a medulla oblongatában (centrális kemoreceptorok) találhatók. Ezeken a közvetlen jeleken kívül az integrátor sok információt kap különféle agyi struktúrák által közvetítve (beleértve a központi idegrendszer magasabb részeiből is). Az integrátor idegsejtjeinek impulzusa a ritmusgenerátor neuronjaihoz megy, modulál a belőlük származó váladékok természete. érzékeny szerkezetek, jelek: amelyekből közvetlenül vagy közvetve (a szenzoros információs integrátoron keresztül) befolyásolják a ritmusgenerátor ritmikus aktivitását, ide tartoznak a perifériás és centrális kemoreceptorok, az artériás fal baroreceptorai, a tüdő mechanoreceptorai és a légzőizmok. A ritmusgenerátor tevékenysége szempontjából a legjelentősebb a pH és a vérgázok perifériás és központi kemoreceptorok általi szabályozása. Φ Perifériás kemoreceptorok(carotis és aortatestek) regisztrálják az artériás vér pH-ját, PO 2-t (P a O 2) és PCO 2-t, különösen érzékenyek a P a O 2 csökkenésére (hipoxémia) és kisebb mértékben a PCO 2 növekedésére. (hiperkapnia) és a pH csökkenése (acidózis). ♦ carotis test(25-10. ábra) sejtcsoportokból (glomerulusok, glomusok) áll, amelyek sűrű vérkapilláris hálózatba merülnek (a testek perfúziójának intenzitása maximális a szervezetben, 40-szer nagyobb, mint a go-

Rizs. 25-10. Carotis (carotis) sinus és carotis (carotis) test .

A - carotis sinus - a belső nyaki artéria lumenének kitágulása közvetlenül a közös nyaki artériától való elágazás helyén. Az artéria falában számos baroreceptor található a tágulási területen, amelyek regisztrálják a vérnyomás értékeit és továbbítják ezt az információt a központi idegrendszer felé a sinus ideg részeként áthaladó idegrostok mentén (Hering ) - a glossopharyngeális ideg ága. A carotis test a közös nyaki artéria bifurkációjában található; B - a carotis test glomerulusa 2-3 I-es típusú sejtből (glomus sejtből) áll, amelyeket támasztósejtek vesznek körül (II. típusú). Az I-es típusú sejtek szinapszisokat képeznek afferens idegrostvégződésekkel.

agy agy). Minden glomerulus 2-3 kemoszenzitív glomus sejtet tartalmaz, amelyek szinapszisokat képeznek a sinus ideg - a glossopharyngeális ideg egyik ága - idegrostjainak terminális ágaival. A testek tartalmazzák az autonóm idegrendszer szimpatikus és paraszimpatikus részlegének idegsejtjeit is. A preganglionális szimpatikus és paraszimpatikus idegrostok ezeken a neuronokon és a glomussejteken végződnek, a glomussejteken pedig a felső nyaki szimpatikus ganglionból származó posztganglionális idegrostok [e rostok terminálisai könnyű (acetilkolin) vagy szemcsés (katekolaminok) szinaptikus vezikulákat tartalmaznak].

■ Glomus sejtek gap juncciókkal kapcsolódnak egymáshoz, plazmolemmájuk feszültségfüggő ioncsatornákat tartalmaz, a sejtek AP-t generálhatnak, és különféle szinaptikus vezikulákat tartalmaznak, köztük acetilkolint, dopamint, noradrenalint, P-anyagot és metionin-enkefalint.

■ Regisztrációs mechanizmus A ΔΡο 2, ∆Pco 2 és ΔρΗ nem teljesen kimutatható, de a K+ csatornák blokkolásához vezet, ami a glomussejtek plazmolemmájának depolarizációját, feszültségfüggő Ca 2 + csatornák megnyílását, intracelluláris [Ca 2 + növekedést okoz. ] és a neurotranszmitterek szekréciója.

■ Szinapszisok a glomussejtek és a sinus ideg afferensek között. A glomussejtekből felszabaduló neurotranszmitterek hatására a terminálisokban posztszinaptikus potenciál, majd AP keletkezik. Ezek a szenzoros neuronok pedig szinapszisokat alkotnak a dorsalis légúti csoportban található szoliter traktus magjának légző neuronjaival (lásd 25-9. ábra).

♦ Aorta (paraaorta) testek szétszórva az aortaív belső felületén, és glomus kemoszenzitív sejteket tartalmaznak, amelyek szinapszisokat képeznek a vagus ideg afferenseivel.

FKözponti kemoreceptorok (agytörzs idegsejtjei) pH-t és PCO 2 -t regisztrálnak az agy intercelluláris folyadékában, különösen érzékenyek a PCO 2 növekedésére (hiperkapnia), egy részük pedig a pH csökkenésére (acidózis). Lényeges, hogy a centrális kemoreceptorok a vér-agy gáton belül helyezkednek el, pl. az általános keringésben elkülönülnek a vértől, és különösen savasabb környezetben vannak, mint amennyi a vérben ugyanakkor megfigyelhető.

♦ Vér-agy gát(25-11. ábra) elszigeteli az agyat a vérösszetétel átmeneti változásaitól. A vér-agy gát alapja a folytonos kapilláris endotélium, amelynek sejtjeit szoros csomópontok láncai kötik össze. A vér-agy gát szűrőként működik. A legnagyobb áteresztőképesség

Rizs. 25-11. A vér-agy gátat az agy vérkapillárisainak endothel sejtjei alkotják. Az endotéliumot és a pericitákat körülvevő bazális membrán, valamint az asztrociták, amelyek lábai kívülről teljesen körülveszik a kapillárist, nem képezik a gát alkotórészeit.

A semleges anyagok (pl. O 2 és CO 2 ,) és lipidben oldódó anyagok (pl. nikotin, etil-alkohol, heroin) hidat alkotnak, de az ionáteresztő képesség (pl. Na+, Cl - , H+, HCO 3 -) alacsony. ♦ Acidosisra érzékeny (∆Pco 2-ra és ApH-ra kemoszenzitív) neuronokat, amelyek aktivitása befolyásolja a pulmonalis lélegeztetést, a ventrolateralis medulla oblongatában, a nucleus binosban, a velő szoliter traktusának magjaiban, valamint a hypothalamusban, locus coeruleusban találtak. , és maghíd varrat. Ezen kemoszenzitív neuronok közül sok szerotonerg idegsejt. Baroreceptorok az artériák és a vénák falában. Ezek a mechanoreceptorok a lumenben és az érfalban bekövetkező nyomásváltozásokra reagálnak, a vaguson és a glossopharyngealis idegeken áthaladó rostok termináljai alkotják őket. Barore-

A receptorok különösen nagy számban találhatók az aortaívben, a nyaki artériákban (lásd 25-10. ábra, A), a pulmonalis törzsben, a pulmonalis artériákban, valamint a szisztémás és pulmonalis keringés nagy vénáiban. A baroreceptorok a vérkeringés és a légzés reflexszabályozásában vesznek részt, a vérnyomás emelkedése reflex hypoventillációhoz vagy akár légzésleálláshoz (apnoe) is vezethet, a vérnyomás csökkenése pedig hiperventilációt. Φ Légúti és légzési receptorok regisztrálják a tüdőtérfogat változásait, az idegen részecskék és irritáló anyagok jelenlétét, és információt továbbítanak a vagus és a glossopharyngealis idegrostok mentén (a felső légutakból) a dorsalis légúti csoport idegsejtjei felé (lásd 25-9. ábra). . Az ebbe a csoportba tartozó receptorok közé tartoznak a lassan alkalmazkodó stretch receptorok, a gyorsan alkalmazkodó irritáló receptorok és a J receptorok.

♦ Lassan alkalmazkodó nyújtási receptorok a légutak falát alkotó simaizomsejtek között helyezkedik el. Reagálnak a tüdőszövet térfogatának növekedésére (a tüdőszövet duzzanata), regisztrálva a légutak falának megnyúlását, és impulzuskitöréseket vezetnek a mielinizált idegrostok mentén. E mechanoreceptorok sajátossága a lassú alkalmazkodóképességük (amikor a receptorok izgatottak, az impulzusaktivitás hosszú ideig folytatódik). Ezek a receptorok akkor aktiválódnak, amikor a légutak lumenje kitágul (hörgőtágulás), és kiváltják a Hering-Breuer reflexet (amikor a tüdő felfújódik, csökken a légzéstérfogat és felgyorsul a légzés; más szóval a Hering-Breuer reflex célja, hogy elnyomja a tüdőt. a belégzés időtartama és növelje a kilégzés időtartamát). A tachycardia (fokozott szívfrekvencia) egyidejűleg és reflexszerűen jelentkezik.

♦ Gyorsan alkalmazkodó (irritáló) receptorok nagy légutak nyálkahártyájának hámsejtjei között helyezkedik el. Ezek (mint a lassan alkalmazkodó stretch receptorok) reagálnak a tüdőszövet erős inflációjára, de főleg

a marógázok (például ammónia), a dohányfüst, a por, a hideg levegő irritáló szöveteinek hatására, valamint a hisztamin jelenlétére a légutak falában (allergiás reakciók során felszabadul a hízósejtekből), Pg és bradikininek (ezért irritáló - irritáló - receptoroknak is nevezik őket). A receptorok gerjesztése a vagus ideg myelinizált afferens idegrostjai mentén terjed. E receptorok sajátossága a gyors alkalmazkodóképességük (a receptorok gerjesztésekor az impulzusaktivitás egy másodpercen belül gyakorlatilag leáll). Az irritáló receptorok gerjesztésekor a légutak ellenállása megnő, légzésvisszatartás és reflexszerűen köhögés lép fel.

♦ J receptorok(angolról. juxtacapilláris- közel-kapilláris) az interalveoláris septumokban találhatók, kemo- és mechanoreceptorok. A J-receptorok izgalomba jönnek, ha a tüdőszövet túlfeszül, valamint különböző exogén és endogén kémiai vegyületek (kapszaicin, hisztamin, bradikinin, szerotonin, prosztaglandinok) hatására. Ezekből a receptorokból impulzuscsomagokat küldenek a központi idegrendszerbe a vagus ideg nem myelinizált idegrostjai (C-rostok) mentén. Ezeknek a receptoroknak a stimulálása a légzés reflexes késését és a jövőben gyakori, felületes légzés megjelenését, a légúti lumen szűkülését (hörgőszűkület), a nyálkakiválasztás fokozódását, valamint a vérnyomás csökkenését és a szívműködés csökkenését okozza. ráta (bradycardia).

Φ Extrapulmonális receptorok

♦ Az arc és az orrüreg receptorai. Stimulációjuk, amikor vízbe merülnek, reflexszerűen légzésleállást, bradycardiát és tüsszögést okoz.

♦ A nasopharynx és a garat receptorai. Amikor izgatottak, erős belégzési erőfeszítés („szippantás”) alakul ki, amely az orrgaratból a garatba juttatja az idegen anyagokat. Ezek a receptorok a nyelés szempontjából is fontosak, amikor a gégerepedés egyidejűleg záródik (az újszülöttek azonban egyszerre tudnak lélegezni és nyelni).

♦ Gége receptorok. Irritációjuk reflexszerűen légzésleállást (apnoét), köhögést és erős kilégzési mozgásokat okoz, amelyek szükségesek ahhoz, hogy megakadályozzák az idegen anyagok légutakba jutását (aspiráció).

♦ Ízületek és izmok mechanoreceptorai(beleértve a neuromuszkuláris orsókat is). A belőlük érkező információk az izomösszehúzódás reflexszabályozásához szükségesek. Ezeknek a receptoroknak a gerjesztése bizonyos mértékig meghatározza a légszomj (dyspnoe) érzését, amely akkor jelentkezik, ha a légzés nagy erőfeszítést igényel (például légúti elzáródás esetén).

♦ Fájdalom és hőmérséklet receptorok. Különféle afferens idegek stimulációja hatására a szellőzés megváltozhat. Tehát a fájdalomra válaszul gyakran késik a légzés, majd hiperventiláció következik be.

A központi idegrendszer és a tüdő lélegeztetése. A központi idegrendszer nemcsak ritmusgenerátorként (lásd 25-8. ábra) és e központi generátor modulátoraként (az ábrán „érzékszervi információ-integrátorként”) működik, nem csak a ritmusgenerátor tevékenységét befolyásolja a a légutak egyéb funkcióinak ellátása (hangképzés és szaglás), de módosítja a légzésritmus paramétereit is a központi idegrendszer által irányított egyéb funkciók (például rágás, nyelés, hányás, székletürítés, hőszabályozás, különféle érzelmek, felébredés az alvásból stb.). A központi idegrendszer ilyen részlegei közé tartozik különösen a híd retikuláris képződménye, az agy limbikus lebenye, a diencephalon hipotalamusza és az agykéreg. Φ Alvás és légzés. Az alvás közbeni légzés kevésbé szigorúan ellenőrzött, mint az ébrenlét alatt; ugyanakkor az alvásnak van a legerősebb hatása a légzési paraméterekre, elsősorban a kemoreceptorok AP-ra való érzékenységére. co 2 és a légzés ritmusa.

■ A "lassú" alvás fázisában a légzésritmus általában szabályosabbá válik, mint ébren, de a kemoreceptorok érzékenysége az AP-ra co 2 csökken, valamint efferens hatást gyakorol a légzőizmokra és a garat izmaira.

■ A „REM” alvás fázisában az AP iránti érzékenység tovább csökken co 2 , de a légzés ritmusa szabálytalanná válik (a ritmus hiányáig).

■ A REM alvás figyelemre méltó jellemzője az izomtónus általános csökkenése. A gége, a garat és a nyelv izmai vesznek részt a relaxációban, ami a felső légúti elzáródáshoz vezethet. A horkolás az alvás közbeni légutak szűkületének gyakori következménye.

■ A légzésfunkció és a homeosztázis A külső légzés funkciójának megfelelő teljesítése nagyon

fontos a homeosztázis számos paraméterének fenntartásához, elsősorban a sav-bázis egyensúlyhoz (ABR), a vér oxigéntelítettségéhez (P a o 2) és a vér szén-dioxidjához - CO 2 (P a co 2). Ezeket a kérdéseket (beleértve a vérpufferrendszereket is) a 27. fejezet tárgyalja.

Φ A szervezetben található erőteljes és gyorsan ható kémiai rendszerek mellett olyan szervi mechanizmusok is léteznek, amelyek kompenzálják és kiküszöbölik a sav-bázis egyensúly eltolódásait. Az ASR szabályozás leghatékonyabb fiziológiai mechanizmusai a tüdőben, vesében, májban és a gyomor-bél traktusban lezajló folyamatok.

♦ Tüdő biztosítsa a sav-bázis egyensúly eltolódásainak megszüntetését vagy csökkentését az alveoláris lélegeztetés térfogatának változtatásával. A külső légzőrendszer néhány percen belül képes kiküszöbölni vagy csökkenteni a pH-eltolódást és megakadályozni az acidózis vagy alkalózis kialakulását: a tüdő szellőztetésének kétszeresére növelve a vér pH-értéke körülbelül 0,2-vel; a szellőzés 25%-os csökkentése 0,3-0,4-el csökkentheti a pH-t.

■ pH csökkenés testnedvekben (vérplazmában, agy-gerincvelői folyadékban) erőteljes inger a légzőmozgások fokozására és elmélyítésére. Ennek eredményeként a tüdő felesleges CO 2 -t bocsát ki (a szénsav disszociációja során keletkezik). Ennek eredményeként csökken a H+ (HCO 3 - + H+ = H 2 CO 3 - H 2 O + CO 2) tartalma a vérplazmában és más testnedvekben.

■ pH-növekedésa test folyékony közegében csökkenti a belégzési neuronok ingerlékenységét. Ez az alveoláris szellőzés csökkenéséhez és hypercapniához vezet. Ezzel kapcsolatban a szervezet folyékony közegében a szénsav szintje, amely a H+ képződésével disszociál, növekszik, és a pH csökken.

hypoxia

A légzés (külső légzés a tüdőben, gázszállítás a vérben és szöveti légzés) a sejtek, szövetek, szervek és a szervezet oxigénnel való ellátását célozza. A légzésfunkció elégtelen teljesítménye oxigénéhezés - hipoxia - kialakulásához vezet.

Terminológia.hypoxia(oxigén éhezés, oxigénhiány) - olyan állapot, amely abból a tényből ered, hogy a szervezet nem rendelkezik kellőképpen oxigénnel és/vagy a szöveti légzés során az oxigénfelvétel megzavarodik. hipoxémia(csökkenés a megfelelő feszültségszinthez és a vér oxigéntartalmához képest) gyakran kombinálódik hipoxiával. Oxigénhiány(oxigénhiány és a biológiai oxidációs folyamatok leállása) ill anoxémia(oxigénhiány a vérben) nem figyelhető meg egy egész élő szervezetben, ezek a körülmények kísérleti vagy speciális (egyes szervek perfúziós) helyzetei.

A légzés adaptív mechanizmusai

A légzőrendszer alkalmazkodását (adaptációját) az izommunkához, a szokatlan környezeti feltételekhez (alacsony és magas légnyomás, hipoxia, szennyezett környezet stb.), valamint a légzési rendellenességek helyes diagnózisát és kezelését az határozza meg, hogy hogyan mélyen a légzés és a gázcsere alapvető élettani elveit. Számos légúti betegség a nem megfelelő szellőztetés eredménye, míg mások a légúti gáton keresztüli diffúzió akadályozásának a következményei.

A megemelkedett légnyomás hatása(hiperbárium). A nyomás vízbe merüléskor 1 atm-rel növekszik minden 10 méteres mélységben (ennek megfelelően nő az oldott gázok mennyisége). A nyomáskamrák létrehozása lehetővé tette a megnövekedett légköri nyomás és a magas gáznyomás emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának tanulmányozását mély merülés nélkül.

Φ Oxigén. P-nél o 2 körülbelül 3000 Hgmm (kb. 4 atm), a Hb-hez nem kapcsolódó, de a vérben fizikailag oldott oxigén teljes mennyisége 9 ml / 100 ml vér. ♦ Az agy különösen érzékeny az akut oxigénmérgezésre. 30 perces expozíció után o 2-4 atm nyomású környezetben görcsös rohamok lépnek fel, majd kóma következik be. Az o 2 idegrendszerre gyakorolt ​​toxikus hatását az ún aktív formák oxigén: szingulett (1 O 2), szuperoxid gyök (O 2 -), hidrogén-peroxid (H 2 O 2), hidroxil gyök (OH -). Φ Nitrogén. A merülés során a N 2 parciális nyomása megnő, ennek következtében ez a rosszul oldódó gáz felhalmozódik a szövetekben. Az emelkedés során a nitrogén lassan távozik a szövetekből. Ha a dekompresszió túl gyorsan megy végbe, nitrogénbuborékok képződnek. A buborékok nagy részét fájdalom kíséri, különösen az ízületek területén (caisson-kór). Súlyos esetekben látászavarok, süketség, sőt bénulás is előfordulhat. A dekompressziós betegség kezelésére az áldozatot egy speciális magasnyomású kamrába helyezik. Szennyezett légkör. Az autók és az ipari vállalkozások számának növekedése a szennyezett légkört megszokott élőhellyé teszi. A fő légszennyező anyagok a különböző nitrogén-, kén-, ózon-, szén-monoxid-, szénhidrogén- és por-oxidok. A levegő szennyezőanyag-tartalma jelentősen megnő a hőmérsékleti inverzió során, amikor a felmelegített felszíni levegő nem tud feljutni a légkör felső rétegeibe (szmog).

Egyéb légzési funkciók

A külső légzés mellett a légzőszervek számos további funkciót is ellátnak. Ide tartozik a szaglás, a hangképzés, a védekező és az anyagcsere funkciók.

Szag

A szaglóelemző felépítését és funkcióit a 12. fejezet tárgyalja.

Hangtermelés és beszéd

A gégét az epiglottis rostrálisan választja el a garattól, kaudálisan a légcső első porcos félköre határolja, és két funkciót lát el: a gégét a gége kiszorításával és a glottis lezárásával megakadályozza a táplálék bejutását a légcsőbe, valamint hangképzést biztosít.

Hangszalagok- a nyálkahártya felső és alsó redői a gége középső részében - hamis és igaz formák hangszalagok. A valódi hangszálak közötti tér a hangsor. Légzés közben a glottis nyitva van. A hangszalagok feszülését a gége izmai szabályozzák, amelyek megfeszítik a gége hátsó részén található kis porcokat, valamint a nagy arytenoid porcokat. Ahogy az izmok összehúzódnak, a hangszálak közelebb kerülnek egymáshoz, és a hanghártyán áthaladó levegő rezgésbe hozza őket. Minél gyorsabban halad át a levegő a glottiszon, annál hangosabb a hang. Minél közelebb vannak egymáshoz a zsinórok, annál magasabb a hang; minél lazábban vannak megfeszítve, annál alacsonyabb a hang.

hangprodukció- összetett folyamat, amelyben a légzőizmok, a gége izomzata, a hangszalagok, az ajkak és a nyelv tevékenysége összehangolódik. A hangszálak széles skálájú zenei hangokat (hangokat) képesek produkálni, és a hangok rezonanciája (felhangok jelenléte) elsősorban az orrmelléküregektől függ. A hangok minőségét a mellkas, a gége, a nasopharynx, a nyelv és az ajkak formája is meghatározza.

A két nemhez tartozó gyermekek hangjának hangtartománya azonos. A pubertás alatt a fiúk hangja "megtörik", mivel a tesztoszteron hatására a gége térfogata megnő, a hangszálak megnyúlnak.

Légkondíciónálás

A légutak légkondicionáló egységként funkcionálnak. A külső levegő jellemzői: hőmérséklet, páratartalom, szennyeződés különböző részecskékkel, beleértve az allergén tulajdonságúakat is (növényi pollen, házipor atkákkal stb.), mikroorganizmusok jelenléte, irritáló illékony vegyületek stb. - nagyon változó. Hanem az alveolusok légzőfelületére (gyakorlatilag a belsőre

a test környezetének) nedvesített levegőt kell kapnia a belső környezet hőmérsékletén, ideális esetben idegen részecskéktől mentesen. A levegőt a szükséges feltételekhez hozó funkciót a légutak látják el. Ebben az esetben a légutak felülete és a nyálkahártya (különösen az orrjáratok) erős erhálózata, a hám felszínén lévő nyálkahártya, valamint a csillós csillók, alveoláris makrofágok és a légúti immunrendszer összetevői különösen fontosak.

Orrüreg és nasopharynx

Φ Idegen részecskék A 15 mikronnál nagyobb átmérőjűeket az orr előcsarnokának szőrzete megtartja, a 10 mikronnál nagyobb átmérőjű részecskéket pedig nyálka rakja le az orrjáratok és a nasopharynx felületén.

Φ A belélegzett levegő felmelegítése főként az orrjáratokban fordul elő, amit elősegít, hogy a nyálkahártyájukban vékonyfalú, endotéliummal bélelt üregek találhatók, amelyeket SMC-k vesznek körül. Általában ezek az üregek összeomlott állapotban vannak, de nyújtással jelentős mennyiségű vért képesek felhalmozni, ami megnöveli a nyálkahártya vastagságát, jelentősen csökkenti az orrjáratok átmérőjét, és ezáltal elősegíti a vér közötti hőcserét. és levegő. A vér ezekbe a vékony falú üregekbe arteriolákon keresztül jut be, amelyek záróizomzattal rendelkeznek, és szabályozzák a beáramlást, és a venulákon keresztül áramlik ki, amelyekben nagyszámú, körkörösen orientált SMC (a kiáramlást szabályozó záróizom) található. A valós helyzettől függően (a termoreceptorok folyamatosan regisztrálják a levegő hőmérsékletét) az autonóm idegrendszer motoros idegvégződésein keresztül impulzusokat küldenek az arteriolákba és venulákba, szabályozva ezen erek SMC-összehúzódásának mértékét.

Légcső és hörgők. Itt idegen részecskék rakódnak le, a levegő további nedvesítése és az úgynevezett mukociliáris transzport kifelé irányul - a nyálka állandó mozgása a hám felszínén.

Φ Idegen részecskék 10 mikronnál kisebb átmérőjű nyálka rögzíti a légcső és a hörgők felületén, valamint a hörgőket.

Φ nyálkás film 5-10 mikron vastagságú szigeteken helyezkedik el a hám csillós csillóit körülvevő (2-5 mikron vastag) folyadékréteg felett. A nyálka gél tulajdonságaival rendelkezik, alacsony viszkozitása és jelentős rugalmassága jellemzi, 96% vizet és elektrolitokat, glikoproteineket és fehérjemolekulákat (beleértve a lizozimot és a laktoferrint) tartalmaz.

♦ A nyálkát a légcső és a hörgők felületi hámjában található kehelysejtek, valamint a hám alatt elhelyezkedő mirigyek kiválasztó sejtjei választják ki.

♦ Egy felnőtt ember légútjai naponta körülbelül 100 ml nyákot választanak ki, amelyből 90 ml-t a hámsejtek felszívnak, körülbelül 10 ml pedig a hám felszínén haladva eljut a garatba, ahol lenyeli.

♦ A hám felszínén lévő nyálkahártya nem köhögődik fel. A felköhögött légutak tartalma köpet. A köpet a légutak összes mirigye által kiválasztott nyálka mellett különféle degeneráló sejteket, valamint mikroorganizmusokat is tartalmaz.

♦ A mirigyekből történő nyálkakiválasztás paraszimpatikus (acetilkolin), szimpatikus (adrenalin és noradrenalin) és peptiderg (VIP) kontroll alatt áll. A hízósejtekből szekretált hisztamin, valamint számos különböző forrásból származó arachidonsav-származék hatására jelentősen megnő a nyálkakiválasztás.

Mukociliáris transzport - a légutak (légcső és hörgők) állandó tisztításának (tisztításának) rendszere. A belélegzett részecskékkel szennyezett nyálkahártya a légutakból a légutakból folyamatosan haladva (a garatba) távolodik el a légutakból, majd lenyeléssel (a nasopharynxben a nyálka is a garat felé halad). A nyálkahártya ilyen állandó mozgását a csillók garat felé irányuló szinkron és hullámszerű rezgései biztosítják, amelyek a csillós sejtek felszínén helyezkednek el. Ez a mentesítő rendszer nagyon hatékony: lerakódik a filmben

a nyálkarészecskék percek és órák alatt eltávolíthatók (a légcsőben és a főhörgőkben a mukociliáris transzport sebessége 5-20 mm/perc, a csövek kaliberének csökkenésével a sebesség csökken, a kis hörgőkben és hörgőkben pedig 0,5-től 1,0 mm/perc) . Magukat a csillókat nyugalmi állapotban folyadék veszi körül, csak a csillók hegye merül el nyálkahártyába. Φ Csillogó szempillák koordinált, mindig egyirányú és lokálisan szinkron ütéseket végezzen percenként 900-1200 frekvenciával. Minden ütem egy függőlegesen orientált csilló gyors hajlításából és lassú kiterjesztéséből áll. A flexió kezdetén a csillók hegyei erővel mozognak a nyálkahártyán belül, a flexió irányába tolva azt, hajlítás után és nyújtás közben a csilló egy folyadékrétegben találja magát, és csak teljes kinyújtáskor kerül a nyálkahártya. a csilló hegye belesüllyed a nyálkahártyába. Φ Ionok és víz szállítása. A hám csillós sejtjei ionspecifikus csatornák segítségével a légutak falának intercelluláris tereiből a hám felszínére Cl -, a hám felszínéről - Na + (transzepiteliális transzport) jutnak. Ezekkel az ionokkal a víz is együtt mozog. A Cl - szekréció és a Na + abszorpció egyensúlya közvetlenül befolyásolja a csillós csillót körülvevő folyadékréteg vastagságát, így meghatározza a csilló aktivitását, ami egyenesen arányos a folyadékréteg vastagságával. Φ vámkezelési szabályozás. A légutak hámsejtjei (mind a felületes, mind a mirigyekben) számos biológiailag aktív anyag receptorral rendelkeznek. Az aktivált receptorok típusától függően az epiteliális sejtek reakciója eltérő lehet: az aktív iontranszport stimulálásaés megnövekedett csillók ütemének gyakorisága megy keresztülR 2 -adrenerg, M 3 -kolinerg, VIP-, NK 1 - (tachykinin) receptorok, amelyek a kalcitonin génpeptidhez, a PAF vérlemezke aktiváló faktorhoz és a bradikininhez kapcsolódnak. A bradikinin, valamint a hisztamin serkenti a PgE 2 (hörgőtágító), a hisztamin-nitrogén-monoxid (NO) és a TNF felszabadulását-α, IL-1 és γ Az -IFN nitrogén-monoxid (NO) és különböző citokinek szintézisét indukálja.

Bronchiolák és légúti osztály. A hörgők falában rendesen hiányoznak a serlegsejtek (dohányzókban és krónikus hörghurutban a kehelysejtek a légúti hörgőkig) és mirigyek, valamint a légzőfelülethez közeledve a csillós sejtek is eltűnnek. Ezért ezekben a kis légcsövekben nincs mukociliáris transzportrendszer, és a 0,5 mikronnál kisebb átmérőjű részecskék aeroszol formájában érik el a légzőfelületet. Ennek ellenére itt is működik a légtisztító (clearance) rendszer, amit az alveoláris makrofágok, Clara sejtek, felületaktív anyag, valamint a levegő mozgása biztosít. légzőmozgások(ami hozzájárul a lebegő részecskék eltávolításához). Φ Alveoláris makrofágok az alveolusok felszínén találhatók, hosszú folyamatok segítségével a hám felszínéhez kapcsolódnak és aktívan mozognak rajta. Az alveoláris makrofágok funkciói sokrétűek.

♦ Fagocitózis. A makrofágok fagocitizálják a felületaktív anyagok maradékait, az elhalt sejteket, a mikroorganizmusokat, az aeroszol részecskéket és a porszemcséket.

♦ Antimikrobiális és daganatellenes aktivitás A makrofágokat oxigéngyökök, proteázok és különféle citokinek közvetítik.

♦ Antitripszin. Az alveoláris makrofágok α 1 -antitripszint választanak ki, a szerin proteázok családjából származó glikoproteint, amely megvédi az alveoláris elasztint a leukocita elasztáz általi hasadástól. Az α 1 -antitripszin gén mutációja a veleszületett tüdőemphysema (az alveolusok rugalmas vázának károsodása) oka.

♦ Antigén prezentáló funkció gyengén kifejezve. Ezenkívül az alveoláris makrofágok olyan faktorokat termelnek, amelyek gátolják a T-limfociták működését, ami csökkenti az immunválaszt.

♦ Migrációs utak. A fagocitált anyaggal terhelt makrofágok különböző irányokba vándorolnak: felfelé a hörgőkön és a kis hörgőkön, ahol a makrofágok belépnek a nyálkahártyába, és befelé - az interalveoláris septákba, ahol az összes septális sejt 10-15% -át teszik ki.

Φ Felületaktív anyag számos funkciója van: 1) megakadályozza az alveolociták felületének érintkezését idegen részecskékkel és fertőző ágensekkel, amelyek a belélegzett levegővel belépnek az alveolusokba; 2) a felületaktív anyaggal bevont aeroszol részecskék az alveolusokból a hörgőrendszerbe kerülnek, ahonnan nyálkahártya-transzporttal eltávolítják őket; 3) a felületaktív anyag opszonizálja a mikroorganizmusokat, ami megkönnyíti fagocitózisukat az alveoláris makrofágok által; 4) a felületaktív anyag csökkenti a felületi feszültséget, és ezáltal stabilizálja a kis légutakat.

Φ Sejtek Clara a csillós sejtek közötti terminális bronchiolusokban helyezkednek el, és a hám disztális (nem csillós) területeit alkotják. Ezek a sejtek glükózaminoglikánokat választanak ki, amelyek meghatározzák a hörgőszekréció konzisztenciáját, és lipoproteinek forrásaként is szolgálnak a terminális hörgők felületaktív anyagához. Végül a Clara sejtek részt vesznek a belélegzett levegőben lévő toxinok koleszterin-monooxigenáz (citokróm P450) általi inaktiválásában.

A légutak lumenje

A légutak nem esnek össze, lumenük folyamatosan változik és szabályozódik a valós helyzethez kapcsolódóan. A légutak lumenének összeomlása megakadályozza, hogy falukban sűrű struktúrák jelenjenek meg, amelyeket a kezdeti szakaszokban a csont, majd a porcszövet képez. A légutak lumenének méretét a nyálkahártya redői, az SMC (SMC tónus) és a fal rugalmas szerkezetei is megváltoztatják. A hörgőfa lumenének állapotát jelentősen befolyásolja a hörgőfával szorosan érintkező erek SMC tónusa is.

A légutak SMC tónusa szabályozzák a neurotranszmittereket, a hormonokat, az arachidonsav metabolitjait. A hatások a megfelelő receptorok jelenlététől függenek. A légutak MMC falaiban m-kolinerg receptorok, hisztamin receptorok, a- és β-adrenerg receptorok stb. találhatók. A neurotranszmitterek az autonóm idegrendszer idegvégződéseinek terminálisaiból választódnak ki (a vagus ideg esetében acetilkolin; a szimpatikus törzs – noradrenalin).

Φ Hörgőszűkület. A légutak lumenének szűkülését acetilkolin, P anyag, neurokinin A, hisztamin, PgG_) 2, tromboxán TXA 2, leukotriének LTC okozzák. 4, LTD 4, LTE 4.

Φ Hörgőtágulás. VIP, adrenalin, bradikinin, PgE 2 okozzák a légúti lumen tágulását.

A hörgőerek SMC tónusa

Φ Érszűkület. A hörgőerek MMC csökkenését az adrenalin, leukotriének LTC 4, LTD 4, LTE 4, angiotenzin II, endotelin okozzák.

Φ Vasodilatáció. A hisztamin, a bradikinin, a VIP, a PgD 2, a tromboxán TXA 2, a nitrogén-monoxid (NO), a prosztaciklin I2 lazító hatással van a hörgőerek SMC-jére.

immunvédelem

A légutak nyálkahártyája részt vesz a védő immunválaszokban. A hám egyedi limfocitákból és antigénprezentáló Langerhans sejtekből áll (lásd 25-12. ábra), míg maga a nyálkahártya réteg jelentős számú különböző immunkompetens sejtet (T- és B-limfociták; Ig-szintetizáló plazmasejtek; makrofágok, ill. dendritikus sejtek). A légutak immunrendszerének jellemzői: speciális antigénprezentáló sejtek (dendritikus és Langerhans), limfociták állandó jelenléte a hámban, az IgA transzepiteliális átvitele a hám felszínére, az azonnali típusú allergiás reakciók súlyossága ( típusú túlérzékenységi reakciók), amelyekben a hízósejtek degranulálódnak és felszabadulnak belőlük hisztamin és egyéb mediátorok, amelyek erős hörgőszűkítő hatással bírnak és jelentősen növelik a mirigyek szekrécióját.

Antigén prezentáló sejtek. A dendritikus sejtek és a Langerhans-sejtek (25-12. ábra) a tüdő fő antigénprezentáló sejtjei. Különösen nagy számban fordulnak elő a felső légutakban. A hörgők kaliberének csökkenésével ezeknek a sejteknek a száma csökken. Antigénprezentálóként a Langerhans tüdősejtek és a dendritikus sejtek MHC I és MHC II molekulákat expresszálnak. Ezek a sejtek rendelkeznek az IgG Fc fragmentum, a komplement C3bi fragmentum és az IL-2 receptoraival. A sejtek számos citokint szintetizálnak, beleértve az IL-1-et, IL-6-ot és a nekrózis faktort

Rizs. 25-12. A hörgők falának immunkompetens sejtjei . Az egyrétegű hám felett sematikusan megadjuk az Ag-t (háromszögek) és az AT-t (Y betű formájában). Az ábra alsó része egy vérkapilláris (bal) és egy nyiroker (jobb) lumenét mutatja. A nyálkahártya saját rétegében (az ábra középső része) balról jobbra: limfocita, dendritikus sejt (DC), hízósejt, plazmasejt, limfociták. A dendritikus sejtek vérrel lépnek be a tüdő parenchymájába. Némelyikük az intrapulmonális légutak hámjába vándorol, és Langerhans-sejtekké (CL) differenciálódik. Ez utóbbi felfogja az Ag-t és átviszi a regionális nyirokcsomókba.

holi a (TNF-a); stimulálják a T-limfocitákat, fokozott aktivitást mutatva a szervezetben először megjelent antigének (allergén) ellen. plazmasejtek. Ezen sejtek klónjai különböznek a B-limfocitáktól, és felelősek az antitestek (IgG, IgE, IgA) szintéziséért. Az IgG bejut a vérbe és a γ-globulin frakció részeként kering benne, az IgE részt vesz a helyi allergiás reakciókban, az IgA a hámszöveten keresztül szállítódik

sejteket receptor által közvetített endocitózissal (lásd 2. fejezet és 2-12. ábra) és ezt követő exocitózissal a légutak felszínére, és itt semlegesíti az Ag-t. hízósejtek morfológiailag és funkcionálisan hasonlóak a vér bazofiljeihez, de különböző sejttípusok. A hízósejt, akárcsak a bazofil, a csontvelőben lévő prekurzorból származik, de a végső differenciálódás a kötőszövetben megy végbe. Különösen sok van belőlük a bőrben, a légző- és emésztőrendszer szerveinek nyálkahártyájában, az erek környékén. A hízósejtek számos nagy granulátumot (módosított lizoszómákat) tartalmaznak. Különféle receptorok épülnek be a plazmalemmába, beleértve az IgE Fc fragmentumának receptorait. Φ Granulátum. A hízósejtek különféle biológiailag aktív anyagokat, mediátorokat és enzimeket szintetizálnak és granulátumban halmoznak fel: heparin (heparin-szulfát), hisztamin, triptáz, kimáz, elasztáz, dipeptidáz, plazminogén aktivátor, savas hidrolázok, eozinofil kemotaxis faktor (ECF), neutrofil kemotaxis faktor (NCF) . A granulátum fő összetevője a negatív töltésű szulfatált glikozaminoglikán heparin, amelyet kizárólag hízósejtek szintetizálnak és tárolnak. A sejt által kiválasztott heparin megköti a vérben keringő antitrombin III-at, jelentősen fokozva annak véralvadásgátló aktivitását. A hisztamin az SMC csökkenését, a nyálka túlzott elválasztását, az érpermeabilitás növekedését és az ödéma kialakulását okozza. A triptáz elősegíti a fibrinogén lebomlását, a komplement C3 komponensének anafilatoxin C3a átalakulását, a kollagenáz aktiválását és a fibronektin lebomlását. A degranuláló sejtből felszabaduló triptáz, kimáz, karboxipeptidáz B, egyéb proteázok és savas hidrolázok a szöveti mátrix pusztulását okozzák. A hízósejtek aktiválásakor (a szemcsék tartalmának szekréciójával együtt) az arachidonsav - Pg, tromboxán TXA 2 és leukotriének metabolitjai képződnek. Ezek a mediátorok vaso- és bronchoaktív tulajdonságokkal rendelkeznek. A membránfoszfolipidek vérlemezke-aktiváló faktort (PAF) is képeznek, amely az egyik legerősebb görcsös anyag.

Φ Funkciók. A hízósejtek részt vesznek a gyulladásos és allergiás reakciókban.

Φ Degranuláció. Az IgE molekula Ag-kötő Fab-fragmensei specifikusan reagálnak a szervezetbe kerülő Ag-vel. A kialakult immunkomplex kölcsönhatásba lép a hízósejt-membránba ágyazott IgE Fc fragmentumok receptoraival. Ez a kölcsönhatás a degranuláció jele a hisztamin és más biológiailag aktív anyagok felszabadulásával és akut allergiás reakció kialakulásával, amely a venulák lumenének éles tágulásában és falaik permeabilitásának növekedésében nyilvánul meg (ödéma alakul ki). . Ezzel egyidejűleg a sejtek szekréciós aktivitása fokozódik és a légutak lumenje nyálkával megtelik, valamint a légútfal SMC-je is csökken, lumenük is csökken. Hasonló kép figyelhető meg allergiás reakciókkal (például bronchiális asztma, allergiás rhinitis, csalánkiütés).

A tüdő metabolikus funkciói

Számos biológiailag aktív anyagot metabolizál a tüdőben.

Angiotenzinek. A dekapeptid angiotenzin I (gyenge érösszehúzó aktivitással rendelkezik) erős érösszehúzó hatásúvá - angiotenzin II -oktapeptiddé alakul. Az átalakulást az alveoláris kapillárisok endothel sejtjeinek angiotenzin-konvertáló enzime katalizálja.

Inaktiválás. Számos biológiailag aktív anyag részben vagy teljesen inaktiválódik a tüdőben. Tehát a bradikinin 80%-ban inaktiválódik az angiotenzin-konvertáló enzim segítségével. A PgE 1, PgE 2 (de nem PgA 1, PgA 2 PgI 2), a leukotriének, a szerotonin és a noradrenalin inaktiválódnak a tüdőben a megfelelő enzimek segítségével. A tüdőben a szerotonin is inaktiválódik, de nem enzimatikusan, hanem a vérből kiürülve.

Az arachidonsav származékai. Néhány vazoaktív és bronchoaktív anyag metabolizálódik a tüdőben, és felszabadulhat a véráramba. Ezek közül a legfontosabbak az arachidonsav metabolitjai: a leukotriének, amelyek a légutak szűkületét okozzák, és részt vesznek a

gyulladásos reakciók és Pg (erős érszűkítő vagy értágító szerek).

Fejezet összefoglaló

A tüdő fő funkciója a gázcsere, amely számos szakaszból áll: szellőzés, gázellátás, véráramlás, véráramlás és légáramlás konjugációja, valamint gázszállítás.

Az alveoláris-kapilláris membrán hatalmas kölcsönhatási felületet képez a gáz és a vér között az oxigén és a szén-dioxid diffúziójához.

A levegő tüdőbe és onnan történő mozgása az alveoláris nyomással függ össze.

A negatív alveoláris nyomás belégzéskor a levegőt a tüdőbe mozgatja, míg a pozitív alveoláris nyomás kilégzéskor a levegőt a tüdőből.

Alveoláris szellőzés - az alveolákba belépő friss levegő mennyisége, amely szabályozza a vér szén-dioxid szintjét.

A megfelelőség a tüdő megfelelőségének mértéke.

A felületaktív anyagok és az interalveoláris kölcsönhatás fenntartja az alveoláris stabilitást.

A légáramlás turbulenciája jelentősen befolyásolja a légutak ellenállását.

A légzés munkája szükséges a tüdő kitágításához és a légutak ellenállásának leküzdéséhez.

A tüdőkeringés nagy áramlású, alacsony ellenállású és alacsony nyomású rendszer.

A pulmonalis vaszkuláris ellenállás csökkenésének elsődleges oka a perctérfogat növekedésével a pulmonalis kapillárisok egyidejű megnyílása (rekruitációja).

A gravitáció regionális különbségeket okoz a szellőzés/perfúzió arányában a tüdőben.

A pulmonalis lélegeztetést pozitív és negatív visszacsatolási rendszerek szabályozzák automatikusan az oxigénfogyasztástól és a sav-bázis egyensúlytól függően, valamint tetszőlegesen tevékenységkoordinációval.

Az artériás vér normál gáztartalma stabil szinten marad, és a légzési munka minimális,

az aktivitás változása, a külső környezet és a tüdőfunkció ingadozása ellenére.

Az alapvető légzési ritmust az agytörzsben lévő neuronok generálják, és a légzési reflexek módosíthatják.

A légzés sebességét és mélységét végső soron a vagus idegvégződései szabályozzák, amelyek érzékenyek a tüdő megnyúlására.

A vagus ideg vegetatív idegei és afferens rostjai biztosítják a légvezető funkció helyi szabályozását.

Pco 2 artériás vér - a legfontosabb tényező, amely meghatározza a nyugalmi állapotban lévő ember légzését.

A központi kemoreceptorok csak az artériás vér Pco 2 változásaira reagálnak; perifériás kemoreceptorok határozzák meg az artériás vér Po 2 , Pco 2 és pH változásait.

Az alveoláris levegő összetételének állandóságának megőrzését a folyamatosan végrehajtott légzési ciklusok - belégzés és kilégzés - biztosítják. Belégzéskor a légutakon keresztül légköri levegő jut a tüdőbe, kilégzéskor pedig megközelítőleg ugyanannyi levegő távozik a tüdőből. Az alveoláris levegő egy részének megújulása miatt állandó marad.

A belégzést a külső ferde bordaközi izmok és egyéb belégzési izmok összehúzódása miatti mellkasi üreg térfogatnövekedése miatt hajtják végre, amelyek biztosítják a bordák oldalra húzódását, valamint a borda összehúzódása miatt. a rekeszizom, amely kupolája alakjának megváltozásával jár együtt. A rekeszizom kúp alakú lesz, az íncentrum helyzete nem változik, az izomterületek a hasüreg felé tolódnak el, visszaszorítva a szerveket. A mellkas térfogatának növekedésével a pleurális résben lévő nyomás csökken, különbség keletkezik a légköri levegő nyomása a tüdő belső falán és a tüdő külső falán lévő pleurális üreg légnyomása között. A légköri levegő nyomása a tüdő belső falán kezd uralkodni, és a tüdő térfogatának növekedését okozza, és ennek következtében a légköri levegő áramlása a tüdőbe.

1. táblázat: A tüdő szellőzését biztosító izmok

Jegyzet. Az izmok fő- és segédcsoportokhoz való tartozása a légzés típusától függően változhat.

A belégzés befejeztével a légzőizmok ellazulnak, a rekeszizom bordái és kupolája visszatér a belégzés előtti helyzetbe, miközben a mellkas térfogata csökken, a pleurális térben megnő a nyomás, a tüdő külső felületére nehezedik. növekszik, az alveoláris levegő egy része kiszorul és kilégzés történik.

A bordák belégzés előtti helyzetbe való visszatérését a bordaporcok rugalmas ellenállása, a belső ferde bordaközi izmok, a ventralis serratus izmok és a hasizmok összehúzódása biztosítja. A rekeszizom visszaáll belégzés előtti helyzetébe a hasfalak ellenállása, a hátrafelé történő belégzéskor elmozduló hasi szervek, valamint a hasizmok összehúzódása miatt.

A belégzés és a kilégzés mechanizmusa. Légzési ciklus

A légzési ciklus magában foglalja a belégzést, a kilégzést és a köztük lévő szünetet. Időtartama a légzésszámtól függ és 2,5-7 s. Az inspiráció időtartama a legtöbb ember számára rövidebb, mint a kilégzés időtartama. A szünet időtartama nagyon változó, előfordulhat, hogy a belégzés és a kilégzés között hiányzik.

A beavatáshoz belélegzés szükséges, hogy a belégzési (aktiváló belégzés) szakaszban idegi impulzusok röpje jöjjön létre, és ezek a gerincvelő fehérállományának ventrális és elülső oldalsó zsinórjaiban lefelé haladó pályákon jutjanak el a nyaki és a mellkasi régiókba. Ezeknek az impulzusoknak el kell jutniuk a phrenicus idegeket alkotó C3-C5 szegmensek elülső szarvainak motoros neuronjaihoz, valamint a bordaközi idegeket alkotó Th2-Th6 mellkasi szegmensek motoros neuronjaihoz. A gerincvelő motoros neuronjai, amelyeket a légzőközpont aktivál, a phrenicus és a bordaközi idegek mentén jeleket küldenek a neuromuszkuláris szinapszisokba, és a rekeszizom, a külső bordaközi és az intercostalis izmok összehúzódását idézik elő. Ez a membrán kupolájának lesüllyesztése (1. ábra) és a bordák mozgása (emelés forgatással) következtében a mellüreg térfogatának növekedéséhez vezet. Ennek eredményeként csökken a nyomás a pleurális repedésben (a belélegzés mélységétől függően akár 6-20 cm vízoszlopig), a transzpulmonális nyomás nő, a tüdő rugalmas vonóereje megnő, és megnyúlnak, növelve a tüdőt. hangerő.

Rizs. 1. A mellkas méretének, a tüdő térfogatának és a pleurális térbeli nyomásának változásai be- és kilégzéskor

A tüdőtérfogat növekedése az alveolusokban a légnyomás csökkenéséhez vezet (csendes lélegzetvétellel 2-3 cm-rel alacsonyabb lesz a légköri nyomásnál), és nyomásgradiens mentén légköri levegő jut a tüdőbe. Lélegzet van. Ebben az esetben a légutak térfogati áramlási sebessége (O) egyenesen arányos a légkör és az alveolusok közötti nyomásgradienssel (ΔP), és fordítottan arányos a légutak légáramlással szembeni ellenállásával (R).

A belégzési izmok fokozott összehúzódásával a mellkas még jobban kitágul és a tüdő térfogata megnő. Az inspiráció mélysége nő. Ez a kisegítő belégzési izmok összehúzódása révén érhető el, amelyek magukban foglalják a vállöv, a gerinc vagy a koponya csontjaihoz kapcsolódó összes izmot, amelyek képesek a bordák, a lapocka megemelésére és a vállöv rögzítésére hátrafektetett vállak mellett. Ezen izmok közül a legfontosabbak a következők: kis- és nagy mellizom, scalene, sternocleidomastoideus és serratus anterior.

Kilégzési mechanizmus abban különbözik, hogy a nyugodt kilégzés passzívan megy végbe a belégzés során felhalmozódott erők miatt. A belégzés leállításához és a belégzés kilégzésre való átállításához le kell állítani az idegimpulzusok küldését a légzőközpontból a gerincvelő és a belégzési izmok motoros neuronjaiba. Ez a belégzési izmok ellazulásához vezet, aminek következtében a mellkas térfogata csökkenni kezd a következő tényezők hatására: a tüdő rugalmas visszarúgása (mély lélegzet után és a mellkas rugalmas visszarúgása), a mellkas gravitációja, felemelve és stabil helyzetből kihozva a belégzés során, és a hasi szerveket a rekeszizomba nyomja. A fokozott kilégzés megvalósításához idegimpulzus-áramot kell küldeni a kilégzés központjából a gerincvelő motoros neuronjaiba, amely beidegzi a kilégzés izmait - a belső bordaközi és hasi izmokat. Összehúzódásuk a mellkas térfogatának még nagyobb csökkenéséhez és több levegő eltávolításához vezet a tüdőből a rekeszizom kupolájának megemelésével és a bordák leengedésével.

A mellkas térfogatának csökkentése a transzpulmonális nyomás csökkenéséhez vezet. A tüdő rugalmas visszarúgása nagyobb lesz, mint ez a nyomás, és a tüdő térfogatának csökkenését okozza. Ez megnöveli a légnyomást az alveolusokban (a légköri nyomásnál 3-4 cm-rel több vízoszloppal), és a levegő a nyomásgradiens mentén távozik az alveolusokból a légkörbe. Kilégzés történik.

Légzés típusa Ezt a különböző légzőizmok hozzájárulása határozza meg a mellkasi üreg térfogatának növekedéséhez és a tüdő levegővel való feltöltéséhez a belégzés során. Ha a belégzés főként a rekeszizom összehúzódása és a hasi szervek elmozdulása (le és előre) miatt következik be, akkor az ilyen légzés ún. hasi vagy rekeszizom-; ha a bordaközi izmok összehúzódása miatt - mellkas. A nőknél a mellkasi típusú légzés dominál, a férfiaknál - a hasi. A nehéz fizikai munkát végző embereknél általában a hasi légzés alakul ki.

A légzőizmok munkája

A tüdő szellőztetéséhez munkát kell fordítani, amelyet a légzőizmok összehúzásával hajtanak végre.

Nyugodt légzéssel a bazális anyagcsere körülményei között a test által felhasznált teljes energia 2-3% -a a légzőizmok munkájára fordítódik. Fokozott légzés esetén ezek a költségek elérhetik a szervezet energiaköltségének 30%-át. A tüdő- és légúti betegségben szenvedőknél ezek a költségek még nagyobbak lehetnek.

A légzőizmok munkája a rugalmas erők (tüdő és mellkas) leküzdésére, a légutakon áthaladó légáramlással szembeni dinamikus (viszkózus) ellenállásra, az elmozdult szövetek tehetetlenségi erejére és gravitációjára fordítódik.

A légzőizmok munkájának (W) értékét a tüdőtérfogat (V) és az intrapleurális nyomás (P) szorzatának integrálja számítja ki:

A teljes költség 60-80%-át a rugalmas erők leküzdésére fordítják W, viszkózus ellenállás - akár 30% W.

A viszkózus ellenállást a következőkkel jellemezzük:

• a légutak aerodinamikai ellenállása, amely a teljes viszkózus ellenállás 80-90%-a, és a légutak légáramlási sebességének növekedésével növekszik. Ennek az áramlásnak a térfogati sebességét a képlet számítja ki

ahol R a- az alveolusokban és a légkörben uralkodó nyomás közötti különbség; R- Légúti ellenállás.

Az orron keresztül lélegezve körülbelül 5 cm víz. Művészet. l -1 * s -1, szájon keresztül történő légzéskor - 2 cm víz. Művészet. l -1 *s -1 . A légcső, a lebeny és a szegmentális hörgők 4-szer nagyobb ellenállással rendelkeznek, mint a légutak távolabbi részei;

• szöveti ellenállás, amely a teljes viszkózus ellenállás 10-20%-a, és a mellkas és a hasüreg szöveteinek belső súrlódásának és rugalmatlan deformációjának köszönhető;
• tehetetlenségi ellenállás (a teljes viszkózus ellenállás 1-3%-a), a légúti légtérfogat felgyorsulása miatt (leküzdve a tehetetlenséget).

Csendes légzés esetén a viszkózus ellenállás leküzdésére irányuló munka jelentéktelen, de fokozott légzés vagy károsodott légúti átjárhatóság esetén meredeken növekedhet.

A tüdő és a mellkas rugalmas visszarúgása

A tüdő rugalmas visszarúgása az az erő, amellyel a tüdő hajlamos összehúzódni. A tüdő rugalmas visszarúgásának kétharmada a felületaktív anyag felületi feszültségének és az alveolusok belső felületének folyadékának köszönhető, körülbelül 30%-át a tüdő rugalmas rostjai, körülbelül 3%-át a tüdő tónusa hozzák létre. az intrapulmonalis hörgők simaizomrostjai.

A tüdő rugalmas visszarúgása- az az erő, amellyel a tüdőszövet ellensúlyozza a pleurális üreg nyomását, és biztosítja az alveolusok összeomlását (az alveolusok falában található nagyszámú rugalmas rost és a felületi feszültség miatt).

A tüdő rugalmas vonóerejének értéke (E) fordítottan arányos nyújthatóságuk értékével (C l):

A tüdő tágíthatósága egészséges emberekben 200 ml / cm3 víz. Művészet. és a tüdő térfogatának (V) növekedését tükrözi válaszul a transzpulmonális nyomás (P) 1 cm-rel történő megnövekedésére. utca.:

Emfizéma esetén a nyújthatóságuk nő, fibrózis esetén csökken.

A tüdő nyújthatóságát és rugalmas visszarúgását erősen befolyásolja egy felületaktív anyag jelenléte az intraalveoláris felületen, amely a 2-es típusú alveoláris pneumociták által alkotott foszfolipidek és fehérjék szerkezete.

A felületaktív anyag fontos szerepet játszik a tüdő szerkezetének és tulajdonságainak megőrzésében, elősegíti a gázcserét, és a következő funkciókat látja el:

• csökkenti a felületi feszültséget az alveolusokban és növeli a tüdő megfelelőségét;
• megakadályozza az alveolusok falának tapadását;
• növeli a gázok oldhatóságát és megkönnyíti diffúziójukat az alveoláris falon keresztül;
• megakadályozza az alveolusok ödéma kialakulását;
• megkönnyíti a tüdő tágulását az újszülött első lélegzetvételénél;
• elősegíti az alveoláris makrofágok fagocitózisának aktiválását.

A mellkas rugalmas vontatása a bordaközi porcok, az izmok, a mellhártya mellhártya és a kötőszöveti struktúrák rugalmasságának köszönhetően jön létre, amelyek összehúzódhatnak és kitágulhatnak. A kilégzés végén a mellkas rugalmas húzóereje kifelé irányul (a mellkas tágulása felé), és a legnagyobb. Az inspiráció fejlődésével fokozatosan csökken. Amikor a belégzés eléri maximális lehetséges értékének 60-70%-át, a mellkas rugalmas visszarúgása nullával egyenlővé válik, és a belégzés további elmélyítésével befelé irányul, és megakadályozza a mellkas tágulását. Normális esetben a mellkas nyújthatósága (C | k) megközelíti a 200 ml/cm víz. Művészet.

A mellkas és a tüdő teljes nyújthatóságát (C 0) az 1 / C 0 \u003d 1 / C l + 1 / C gk képlettel számítjuk ki. A C 0 átlagos értéke 100 ml/cm víz. Művészet.

A csendes kilégzés végén a tüdő és a mellkas rugalmas visszarúgása egyenlő, de ellentétes irányú. Kiegyensúlyozzák egymást. Ekkor a mellkas a legstabilabb helyzetben van, amit ún nyugodt légzési szintés különféle tanulmányok kiindulópontjául vették.

Negatív pleurális nyomás és pneumothorax

A mellkas légmentesen záródó üreget képez, amely elszigeteli a tüdőt a légkörtől. A tüdőt zsigeri mellhártya borítja, a mellkas belső felületét pedig parietális pleura borítja. A levelek a tüdő kapujában haladnak át egymásba, és közöttük résszerű rés képződik, amelyet pleurális folyadék tölt ki. Ezt a helyet gyakran pleurális üregnek nevezik, bár a lapok közötti üreg csak speciális esetekben alakul ki. A pleurális repedésben lévő folyadékréteg összenyomhatatlan és nyújthatatlan, a pleurális lapok nem tudnak eltávolodni egymástól, bár könnyen elcsúszhatnak (mint két nedves felülettel összeerősített pohár, nehezen szétválaszthatók, de könnyen elmozdíthatók a repülőgépek).

Normál légzés során a pleurális lapok közötti nyomás alacsonyabb, mint az atmoszférikus; neveztetik negatív nyomás a pleurális térben.

A pleurális repedésben kialakuló negatív nyomás okai a tüdő és a mellkas rugalmas vontatásának jelenléte, valamint a pleurális lapok azon képessége, hogy megragadják (szorbeálják) a gázmolekulákat a pleurális repedés folyadékából vagy a levegőbe, amely a mellkasba kerül. mellkasi sérülések vagy szúrások terápiás célból. A pleurális térben lévő negatív nyomás miatt az alveolusokból kis mennyiségű gáz folyamatosan szűrődik bele. Ilyen körülmények között a pleurális lapok szorpciós aktivitása megakadályozza a gázok felhalmozódását, és védi a tüdőt a leeséstől.

A pleurális térben kialakuló negatív nyomás fontos szerepe, hogy a tüdőt kilégzéskor is feszült állapotban tartsa, ami szükséges ahhoz, hogy a mellüreg teljes, a mellkas mérete által meghatározott térfogatát kitöltsék.

Újszülöttben a tüdőparenchyma és a mellüreg térfogatának aránya nagyobb, mint a felnőtteknél, ezért a csendes kilégzés végén megszűnik a pleurális repedés negatív nyomása.

Felnőttnél a csendes kilégzés végén a mellhártya közötti negatív nyomás átlagosan 3-6 cm víz. Művészet. (azaz 3-6 cm-rel kisebb, mint a légköri). Ha egy személy függőleges helyzetben van, akkor a mellhártya repedésében a negatív nyomás a test függőleges tengelye mentén jelentősen változik (0,25 cm-rel változik a vízoszlop minden centiméterenként). A tüdő felső részénél maximális, ezért kilégzéskor azok jobban megnyúlnak, és az ezt követő belégzéssel kis mértékben megnő a térfogatuk és a szellőzésük. A tüdő tövében a negatív nyomás megközelítheti a nullát (vagy akár pozitív is lehet, ha a tüdő öregedés vagy betegség miatt elveszíti rugalmasságát). Tömegükkel a tüdő megnyomja a membránt és a mellkasnak a vele szomszédos részét. Ezért a lejárat végén az alap régiójában a legkevésbé megnyúltak. Ez megteremti a feltételeket a nagyobb nyúláshoz és fokozott szellőzéshez a belégzés során, fokozva a gázcserét a vérrel. A gravitáció hatására több vér áramlik a tüdő tövébe, a tüdő ezen területén a véráramlás meghaladja a szellőzést.

Egészséges embernél csak kényszer kilégzéssel a pleurális térben a nyomás nagyobb lehet a légköri nyomásnál. Ha a kilégzést maximális erőfeszítéssel kis zárt térbe (például pneumotonométerbe) hajtják végre, akkor a mellhártya üregében a nyomás meghaladhatja a 100 cm-t. Művészet. Egy ilyen légzési manőver segítségével a pneumotonométer meghatározza a kilégzési izmok erejét.

A csendes légzés végén a negatív nyomás a pleurális térben 6-9 cm víz. Art., és a legintenzívebb inspirációval nagyobb értéket érhet el. Ha a belégzést maximális erőfeszítéssel végzik a légutak átfedésének és a légkörből a tüdőbe való levegő bejutásának lehetetlensége esetén, akkor a pleurális repedésben a negatív nyomás egy kis idő(1-3 s) eléri a 40-80 cm-es vizet. Művészet. Egy ilyen teszt és egy pneumogonométer eszköz segítségével meghatározzák a belégzési izmok erejét.

A külső légzés mechanikájának mérlegelésekor azt is figyelembe kell venni transzpulmonális nyomás- az alveolusokban és a pleurális térben uralkodó nyomás közötti különbség.

pneumothorax levegőnek a pleurális térbe való áramlásának nevezik, ami a tüdő összeomlásához vezet. Normál körülmények között a rugalmas húzóerők hatása ellenére a tüdő kiegyenesedett, mert a pleurális repedésben lévő folyadék miatt a mellhártya nem tud szétválni. Amikor levegő jut a térfogatban összenyomható vagy kitágítható pleurális repedésbe, a negatív nyomás mértéke csökken, vagy egyenlővé válik a légköri nyomással. A tüdő rugalmas erőinek hatására a zsigeri réteg leválik a parietális rétegről, és a tüdő mérete csökken. A levegő bejuthat a pleurális repedésbe a sérült mellkasfal nyílásán keresztül, vagy a sérült tüdőnek (például tuberkulózis esetén) a pleurális repedéssel való kommunikációján keresztül.

A légzőizmok, ha megfeszülnek, a mellkas méretének növekedését vagy csökkenését okozzák, ami a mellüreg és a benne található tüdő térfogatának megváltozásához vezet.

A mellkas méretének növekedésével nő a mellüreg és a tüdő térfogata, csökken a légnyomás a tüdőben, a légköri nyomás hatására a levegő belép a tüdőbe - belégzés történik.

Amikor a mellkast kitágító izmok ellazulnak, és az összeomlásához hozzájáruló izmok tónusa, pl. a mellkasi üreg térfogatának csökkenése, növekszik, kilégzés történik.

A mellkas általában egyidejűleg három, egymásra merőleges irányban tágul: függőleges, keresztirányú és anteroposterior.

A mellkas függőleges irányú kitágulása elsősorban a rekeszizom süllyedésének köszönhető, míg anteroposterior és keresztirányú méretének növekedése a bordák egyidejű oldalra, felfelé és előre történő mozgásából ered.

A mellüreg tágulásakor az izmoknak le kell győzniük magának a mellkasnak és a hozzá kapcsolódó képződményeknek a nehézségét és rugalmas ellenállását, míg leengedéskor ez a két momentum nemhogy nem zavarja, hanem éppen ellenkezőleg, segíti a mozgást. A mellkas lesüllyedése csak a súlya és rugalmassága miatt fordulhat elő. Azonban minden többé-kevésbé kényszerített kilégzéshez az izmok részvétele szükséges.

Légzéskor az egyes bordák mozgása egyszerre két ízületben történik: a borda feje és két szomszédos csigolya teste közötti ízületben (az utolsó két borda kivételével), valamint a borda gumója közötti ízületben. és az alatta lévő csigolya keresztirányú folyamata. Ezeknek az ízületeknek a forgástengelyei úgy vannak elhelyezve, hogy a felső bordáknál metszik egymást, miközben hátrafelé tompa szögben folytatódnak, mint az alsó bordáknál. Ennek eredményeként a felső bordák nagyobb mértékben, mint az alsók, előrefelé mozognak. Ugyanakkor az alsó bordák túlnyomórészt oldalra mozognak.

A légzési mechanizmusban részt vevő összes izmot általában két csoportra osztják: a belégzést és a kilégzést előidéző ​​izmokra.

A csoportok mindegyike három alcsoportra osztható:

a) a fő légzőizmok, amelyek összehúzódásukkor mindig részt vesznek a légzőmozgásokban (például bordaközi izmok);

b) a légzőmozgásban részt vevő segédizmok csak akkor, ha az izmok rögzített és mozgékony helyei funkcionálisan kölcsönösen megváltoznak (például a mellizom csak akkor működik légzőizomként, ha a lapockán lévő rögzítési pontja fix ponttá válik, és kiindulási pont a mellkason - mobil);

c) olyan izmok, amelyek valamilyen köztes mozgásszervi komplexum révén közvetetten hatnak a mellkasra (pl. a lapocka-emelő izom összehúzódása következtében annak coracoid nyúlványa is megemelkedik valamelyest, amelyhez a kis mellizom kapcsolódik, amely fokozza ennek az izomnak a funkcióját, mint a légzés segítését).

Az inspiráció fő izmai a következők:

1) a rekeszizom, amelynek összehúzódása lelapítja a kupolát, és ugyanakkor függőleges irányban növeli a mellkasi üreg térfogatát;

2) külső és belső bordaközi izmok; az előbbieknek nagyobb az erőkarja és nagyobb a forgási nyomatéka belégzéskor, az utóbbiak pedig éppen ellenkezőleg, kilégzéskor;

3) izmok, amelyek felemelik a bordákat;

4) serratus posterior superior;

5) serratus posterior inferior izom (rekeszizom és teljes légzés során);

6) a hát alsó részének négyzet alakú izma (ugyanolyan állapotban);

7) iliocostalis izom (ugyanolyan állapotban);

Az inspiráció kiegészítő izmai a következők:

1) scalene izmok - elülső, középső és hátsó (a gerincoszlop rögzített nyaki részével);

2) sternocleidomastoideus izom (rögzített fejjel);

3) kis mellizom (a felső végtag rögzített övével);

4) szubklavia (ugyanolyan állapot mellett);

5) a nagy mellizom alsó részével (rögzített felkarcsonttal);

6) az elülső serratus izom alsó kötegei (rögzített lapockával);

7) a nyak elülső izmai - sternohyoid, sternothyroid stb. (rögzített hyoid csonttal)

Ezenkívül a mellkasi üreg függőleges méretének növekedése hozzájárul a gerincoszlop megnyúlásához, főként annak mellkasi régiójában. Ezért a segédizmok száma a következőket is magában foglalhatja:

8) a gerincoszlopot mellkasi régiójában kiterjesztő izmok, amelyek közül legmagasabb érték van egy izma, amely kiegyenesíti a gerincet.

Közvetve a mellkas kitágulásában részt vesz:

1) a trapézizom felső része, amely hozzájárul a lapocka oldalsó szögének megemeléséhez, és ezzel egyidejűleg felfelé húzza a kis mellizom rögzítési helyét;

2) rombusz alakú izmok, amelyek a lapocka megemelésével, azon keresztül és a mellizomon keresztül, részben a serratus anterioron keresztül hozzájárulnak a bordák megemeléséhez;

3) a lapockat emelő izom;

4) a sternocleidomastoideus izom clavicularis feje. Ez a lista azt mutatja, hogy az erőltetett belégzés során jelentős számú izom vesz részt a légzési mechanizmusban. A kilégzés során működő izmok a következők:

1) hasi izmok - a rekeszizom közvetlen antagonistái:

2) belső és külső bordaközi;

3) hipochondria;

4) a mellkas keresztirányú izma;

5) serratus posterior inferior;

6) négyzet alakú izom a hát alsó részén;

7) iliocostalis izom.

12. Az izommunka típusai. Légzőizmok és hasizom.

Az izommunka típusai.

Az izommunkának több módja van: legyőzés, engedés, tartás és vegyes mód.

Nál nél legyőzni Munka közben az izom külső terhelést győz le, miközben az izom vagy izomcsoport erőnyomatéka nagyobb, mint ennek a terhelésnek az erőnyomatéka. (A keresztrúd felhúzásakor a leküzdési munka a test felemelésének fázisában történik). A legyőző munka egy fajtája ballisztikus izommunka. Ez egy éles, gyorsan leküzdhető összehúzódás az izmok előzetes nyújtása után. Ebben az esetben az izom lendületet ad a test láncszemének és ellazul, és ennek az izomnak a mozgása tehetetlenséggel folytatódik. (A ballisztikus üzemmód a sportdobásra jellemző).

Nál nél utat adva a munkának az izom feszült maradva fokozatosan ellazul, engedve a külső terhelés erejének; az izom erőnyomatéka kisebb, mint a külső terhelés nyomatéka. (Felhúzáskor az izom gyengébb működési módja figyelhető meg a test eredeti helyzetébe süllyesztésének fázisában)

Nál nél munka tartása az izmok kiegyenlítik az ellenállás hatását, az erőnyomatékok egyenlőek, aminek következtében nincs mozgás.(Adott ideig tartsa megbízható fogást a keresztlécen, a sporteredmény közvetlenül függ)

Egy másik példa: a deltoid izom a kar oldalra mozgatásakor és vízszintes helyzetben tartásakor, és lassan a testhez hozva megfeszül, de a munkája nem ugyanaz. 1. szakasz - a munka leküzdése, 2. szakasz - az izmok munkájának megtartása, 3. szakasz - az izmok munkájának megadása.

Az izmok gyengébb munkavégzés során fellépő nyújtása a rugalmas deformációs energia felhalmozódásához vezet bennük, amelyet ezt követően a test a „visszatérő mozgás” végrehajtására használ fel. A megtermékenyítő izommunkát néha ún pihenés.

légzőizmok.

légzőizmok, amelyek miatt a mellkas térfogatának periodikus változásai a harántcsíkolt vázizmokhoz tartoznak, de különböznek a többi vázizmotól. Ezek az egyetlen vázizmok, amelyeken az élet függ; ezért egész életen át ritmikusan csökkenteni kell őket.

A légzési mechanizmusban részt vevő izmok két csoportra oszthatók: légzőizmok és a kilégző izmokat. Mindegyik csoport három alcsoportra oszlik: fő, kiegészítő és közvetett.

a ) fő légzőizmok, amelyek összehúzódása esetén mindig részt vesznek a légzőmozgásban. azt

1. Diafragma, harántcsíkolt izomszövetből felépülő vékony izom, melynek összehúzódása ellaposítja kupoláját és egyben függőleges irányban növeli a mellüreg térfogatát.

2. Külső és belső bordaközi izmok. Az előbbiek belégzéskor nagy erőkarral és nagy forgási nyomatékkal rendelkeznek, az utóbbiak pedig kilégzéskor.

3. A bordákat felemelő izmok csak a gerinc mellkasi régiójában vannak jelen. A mellkasi csigolyák harántnyúlványaitól lefelé haladnak a közeli bordáig.

4. Serratus posterior superior a két alsó nyaki és két felső mellkasi csigolya tövisnyúlványaiból indul ki, és a II-V bordák hátsó felületéhez kapcsolódik.

5. Serratus posterior inferior az ágyéki-mellkasi fasciából indul ki a két alsó mellkasi és két felső ágyéki csigolya tövisnyúlványai tartományában, és a négy alsó borda hátsó felületéhez kapcsolódik.

6. Szögletes izom A hát alsó része az alsó ágyékcsigolyák harántnyúlványainak csípőcsontjából indul ki, és a felső ágyékcsigolyák XII bordájához és harántnyúlványaihoz kapcsolódik. A szabálytalan prolate négyszög típusa.

7. iliocostalis izom, melynek kötegei a csípőcsontra, a keresztcsontra és a bordákra vannak rögzítve.

b) járulékos izmok, ez:

1. Scalene izmok- elülső, középső és hátsó. A középső pikkelyes izom az összes nyaki csigolya harántnyúlványaiból indul ki, és a borda felső felületéhez kapcsolódik. A hátsó pikkelyizmok a VI. és VI. nyakcsigolyák harántnyúlványaiból erednek, és a II. bordához kötődnek.

2. Sternocleidomastoideus izom. Az anterolaterális nyak legerősebb izma.

3. kis mellizom a II-V bordákból indul ki, amelyek felemelkednek a lapocka coracoid nyúlványáig, amelyhez kapcsolódik.

4. szubklavia izom. Az első borda és a kulcscsont között helyezkedik el.

5. nagy mellizom jelentős vastagsága és szélessége van. Lefedi a felső bordák elülső részét, és részt vesz a hónalj elülső falának kialakításában.

6. Az elülső serratus izom alsó kötegei. A felső kilenc vagy nyolc borda fogaival kezdődik, és a lapocka alsó sarkához kapcsolódik.

7. Elülső nyakizmok - sternohyoid, sternothyroid.

8. A mellkasi üreg függőleges méretének növekedését elősegíti a gerincoszlop meghosszabbítása, amely magában foglalja a tüskés izmot, a longissimus izmot és a csípőizmot.

c) izmok közvetett hatással, ez:

1. A trapézizom felső része, amely hozzájárul a lapocka oldalszögének megemeléséhez, és egyúttal felfelé húzza a kis mellizom rögzítési helyét.

2. Rombusz izomzat, amely a lapocka megemelésével, azon keresztül és a mellizomon keresztül, részben a serratus anterioron keresztül hozzájárul a bordák megemeléséhez.

3. A lapockat emelő izom.

4. A sternocleidomastoideus izom clavicularis feje.

Hasizmok . A hasizmok védik a belső szerveket és tartják a helyükön. helyes pozíció. Hozzájárulnak egy gyönyörű törzs létrehozásához. A hasizmokat úgy kell fejleszteni, hogy ne csak a mellkas nyomását bírják, hanem aktívan részt vegyenek a test mozgásában is.

Ráadásul a gyomornak nemcsak szépnek kell lennie, hanem az izomzatának is el kell látnia bizonyos funkciókat. És ez nem mindig ugyanaz. Mivel a hasizmok alkotják a hasfalat, a belső szerveket egy bizonyos helyzetben kell tartaniuk.

Emellett testtartást is kialakítanak, és aktívan részt vesznek a gerinc egy bizonyos pozícióban tartásában. Vagyis a sajtó gyengül, a hát előrehajlik. Talán nem azonnal, de visszafordíthatatlan. Tudnia kell, hogy a hasizmok az úgynevezett állóképességi izmok, amelyek edzésük során nagy számú ismétlést igényelnek.

Hasi sajtó- ezek széles izomrétegek, amelyek a középvonalhoz közelebb kerülnek az inakba. Ezek az inak ugyanazok, mint az izmok: laposak és szélesek. Mivel, mint tudjuk, az ember szerkezetében nincs elöl csonttámasz, a jobb és a bal inak össze vannak kötve, és ezt a kapcsolatot a has fehér vonalának nevezik.

A hasizmok a mellkastól indulnak és a medencecsontoknál érnek véget. Segítik a testet mindenféle billentéssel, csavarással, aktívan részt vesznek a légzésben, és ami nagyon fontos, olyan intraabdominális nyomást hoznak létre, amely szabályozza az olyan tevékenységeket, mint a vizelés, a szülés és hasonlók.

A hasi izomcsoportok rétegekbe vannak rendezve, és három csoportra oszthatók:

az oldalfalak izmai a has külső, belső ferde és keresztirányú izmai;

az elülső fal izmai a piramis izom és a rectus abdominis;

a hátfal izmai a hát alsó részének négyzet alakú izma, a nagy psoas izom.

Ezek a hasizmok alkotják a hasprést is, ezáltal védik a belsőket a külső hatásoktól. Ezen túlmenően, nyomást gyakorolva rájuk, rögzítik őket egy bizonyos helyzetben, és részt vesznek a gerinc és a bordák mozgásában.