Механізми зовнішнього дихання

Диханням називається комплекс фізіологічних процесів, що забезпечують обмін кисню і вуглекислого газу між клітинами організму і зовнішнім середовищем. Воно включає наступні етапи:
1. Зовнішнє дихання або вентиляція. Це обмін дихальних газів між атмосферним повітрям і альвеолами.
2. Дифузія газів у легенях. Тобто їх обмін між повітрям альвеол і кров’ю.
3. Транспорт газів кров’ю.
4. Дифузія газів в тканинах. Обмін газів між кров’ю капілярів і внутрішньоклітинної рідиною.
5. Клітинне подих. Поглинання кисню і утворення вуглекислого газу в клітинах.
Зовнішнє дихання здійснюється в результаті ритмічних рухів грудної клітки. Дихальний цикл складається з фаз вдиху (inspiratio) і видиху (exspiratio), між якими відсутній пауза. У спокої у дорослої людини частота дихальних рухів 16-20 на хвилину. Вдих це активний процес. При спокійному вдиху скорочуються зовнішні міжреберні і межхрящевимі м’язи. Вони піднімають ребра, а грудина відсувається вперед. Це веде до збільшення сагитального і фронтального розмірів грудної порожнини. Одночасно скорочуються м’язи діафрагми. Її купол опускається і органи черевної порожнини зсуваються вниз, в сторони і вперед. За рахунок цього грудна порожнина збільшується і у вертикальному напрямку. Після закінчення вдиху дихальні м’язи розслабляються. Починається видих. Спокійний видих пасивний процес. Під час нього відбувається повернення грудної клітки в початковий стан. Це відбувається під дією її власної ваги, натягнутого зв’язкового апарату і тиску на діафрагму органів черевної порожнини. При фізичному навантаженні, патологічних станах, що супроводжуються задишкою (туберкульоз легень, бронхіальна астма і т.д.) виникає форсоване подих. У акт вдиху і видиху залучаються допоміжні м’язи. При форсованому вдиху додатково скорочуються грудино-ключично-сосцевидні, сходові, грудні і трапецієподібні м’язи. Вони сприяють додатковому підняттю ребер. При форсованому видиху скорочуються внутрішні міжреберні м’язи, які підсилюють опускання ребер. Тобто це активний процес. Розрізняють грудної та черевної тип дихання. При першому дихання в основному здійснюється за рахунок міжреберних м’язів, при другому за рахунок м’язів діафрагми. Грудної або реберний тип дихання характерний для жінок. Черевний або діафрагмальний для чоловіків. Фізіологічно більш вигідний черевний тип, так як він здійснюється з меншою витратою енергії. Крім того, руху органів черевної порожнини при диханні перешкоджають їх запальних захворювань. Іноді зустрічається змішаний тип дихання.
Незважаючи на те, що легені не зрощені з грудною стінкою, вони повторюють її руху. Це пояснюється тим, що між ними є замкнута плевральна щілину. Зсередини стінка грудної порожнини покрита парієтальним листком плеври, а легкі її вісцеральним листком. У Межплевральное щілини знаходиться невелика кількість серозної рідини. При вдиху об’єм грудної порожнини зростає. А так як плевральна ізольована від атмосфери, то тиск у ній знижується. Легені розширюються, тиск в альвеолах стає нижче атмосферного. Повітря через трахею і бронхи вступає у альвеоли. Під час видиху об’єм грудної клітки зменшується. Тиск у плевральній щілини зростає, повітря виходить з альвеол. Руху або екскурсії легень пояснюються коливаннями негативного Межплевральное тиску. Після спокійного видиху воно нижче атмосферного на 4-6 мм.рт.ст. На висоті спокійного вдиху на 8-9 мм.рт.ст. Після форсованого видиху воно нижче на 1-3 мм.рт.ст., а форсованого вдиху на 10-15 мм. рт. ст. Наявність негативного Межплевральное тиску пояснюється еластичної тягою легенів. Це сила, з якою легкі прагнуть стиснутися до коріння, протидіючи атмосферному тиску. Вона обумовлена ​​пружністю легеневої тканини, яка містить багато еластичних волокон. Крім того, еластичну тягу збільшує поверхневий натяг альвеол. Зсередини вони покриті плівкою сурфактанту. Це ліпопротеїд, вироблюваний мітохондріями альвеолярного епітелію. Завдяки особливій будові його молекули, на вдиху він підвищує поверхневий натяг альвеол, а на видиху, коли їх розміри зменшуються, навпаки знижує. Це перешкоджає спаданню альвеол, тобто виникненню ателектазу. При генетичної патології, у деяких новонароджених порушується вироблення сурфактанта. Виникає ателектаз і дитина гине. У старості, а також при деяких хронічних захворювань легень, кількість еластичних волокон зростає. Це явище називається пневмофиброзом. Дихальні екскурсії утрудняються. При емфіземі еластичні волокна навпаки руйнуються і еластична тяга легень знижується. Альвеоли роздуваються, величина екскурсій легенів також зменшується.
При попаданні повітря в плевральну порожнину виникає пневмоторакс. Розрізняють його наступні види:
1. По механізму виникнення: патологічний (рак легенів, абсцес, проникаюче поранення грудної клітки) і штучний (лікування туберкульозу).
2. Залежно від того, який листок плеври пошкоджений виділяють зовнішній і внутрішній пневмоторакс.
3. За ступенем сполучення з атмосферою розрізняють відкритий пневмоторакс, коли плевральна порожнина постійно повідомляється з атмосферою. Закритий, якщо відбулося одноразове потрапляння повітря. Клапанний, коли на вдиху повітря з атмосфери входить в плевральну щілину, а на видиху отвір закривається.
4. Залежно від боку ураження – односторонній (правобічний, лівобічний), двосторонній.
Пневмоторакс є небезпечним для життя ускладненням. У результаті нього легке спадается і вимикається з дихання. Особливо небезпечний клапанний пневмоторакс.

Посилання на основну публікацію