Физиология дыхания2.77 MB

ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ
СПЕЦИАЛИСТОВ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
ХАБАРОВСКОГО КРАЯ
КАФЕДРА СЕСТРИНСКОГО ДЕЛА
ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ
доцент кафедры к.м.н. Неврычева Е.В.
ХАБАРОВСК
2016г.
ДЫХАТЕЛЬНАЯ
СИСТЕМА
это совокупность
органов,
обеспечивающих в
организме внешнее
дыхание, а также ряд
важных
недыхательных
функций.
Дыхание – газообмен
кислорода и углекислого
газа между клетками
организма и внешней
средой состоит из
следующих этапов:
внешнее дыхание
(происходит в органах
дыхания), транспорт газов
во внутренней среде
организма (происходит в
крови) и тканевое дыхание.
Наружное или внешнее дыхание
осуществляется в легких.
Внешнее дыхание, т.е. поглощение из
вдыхаемого воздуха кислорода и снабжение
им крови, а также удаление из организма
углекислого газа, является основной
функцией дыхательной системы.
Тканевое дыхание двусторонняя диффузия
газов из просвета
кровеносных капилляров к
митохондриям клеток
внутренних органов.
Термин «тканевое
дыхание» имеет более
широкое значение утилизация О2 в
метаболизме клеток.
Функцию внешнего
дыхания
осуществляют легкие,
состоящие из
воздухоносных путей и
респираторного
отдела.
В состав
воздухоносных путей
входит:
- полость носа
- носоглотка
- гортань
- трахея
- бронхи.
В воздухоносных путях по мере
продвижения воздуха происходят
очищение, увлажнение, приближение
температуры вдыхаемого воздуха к
температуре тела, рецепция газовых,
температурных и механических
раздражителей, а также регуляция объема
вдыхаемого воздуха.
Эпителий слизистой оболочки
воздухоносных путей состоит из реснитчатых
клеток, бокаловидных железистых клеток,
антигенпредставляющих, нейроэндокринных,
щеточных, секреторных клеток и базальных
эпителиоцитов.
Реснитчатые клетки снабжены
мерцательными ресничками, которые своими
движениями, более сильными в сторону носовой
полости, способствуют выведению слизи и
осевших пылевых частиц.
Эпителиальные клетки синтезируют и
секретируют бронхо- и вазоконстрикторы.
Бокаловидные клетки выделяют
слизистый секрет. Он примешивается к
секрету желез подслизистой оболочки и
увлажняет поверхность эпителиального
пласта.
Антигенпредставляющие клетки
захватывают антигены, вызывающие
аллергические реакции.
Нейроэндокринные клетки способны
синтезировать кальцитонин, серотонин,
бомбезин и др. вещества, применяющие
участие в местных регуляторных реакциях.
Щеточные (каемчатые) клетки реагируют на
изменения химического состава воздуха,
циркулирующего в воздухоносных путях, и являются
хеморецепторами.
Секреторные клетки вырабатывают липо- и
гликопротеины, ферменты, принимающие участие в
инактивации поступающих с воздухом токсинов.
Базальные клетки являются источником для
физиологической и репаративной регенерации.
БРОНХИ
Бронхиальное дерево
включает главные
бронхи (правый и
левый), которые
подразделяются на
внелегочные долевые
бронхи (крупные бронхи
1-го порядка), крупные
зональные внелегочные
(по 4 в каждом легком)
бронхи (2-го порядка).
Внутрилегочные бронхи
сегментарные (по 10 в каждом
легком) подразделяются на
бронхи 3-5 порядка
(субсегментарные), которые
по своему диаметру относятся
к средним бронхам.
Средние бронхи,
разветвляясь, переходят в
мелкие бронхи и затем в
терминальные бронхиолы.
За ними начинаются
респиратоные отделы легкого,
выполняющие газообменную
функцию.
Бронхи крупного калибра характеризуются
складчатой слизистой оболочкой.
Бронхи среднего калибра отличаются
снижением толщины слизистой оболочки.
В бронхах малого калибра желез нет,
мышечная пластинка слизистой оболочки
становится более мощной по отношению к
толщине всей стенки.
Продолжительное сокращение мышечных
пучков при патологических состояниях,
например при бронхиальной астме, резко
уменьшает просвет мелких бронхов и
затрудняет дыхание.
Следовательно, мелкие бронхи выполняют
функцию не только проведения, но и
регуляции поступления воздуха в
респираторные отделы легких.
ФУНКЦИИ БРОНХОВ
здесь происходят:
осаждение посторонних
частиц, дальнейшее
увлажнение воздуха и
направленный наружу так
называемый
мукоцилиарный транспорт.
Загрязненная вдыхаемыми частицами
пленка слизи удаляется из воздухоносных
путей при ее постоянном перемещении по
направлению к выходу из дыхательной
системы (в глотку) с последующим
проглатыванием (в носоглотке слизь
перемещается также по направлению к
глотке).
Такое постоянное движение слизистой
пленки обеспечивается за счет направленных
к глотке синхронных и волнообразных
колебаний ресничек, находящихся на
поверхности реснитчатых клеток сами
реснички в покое окружены жидкостью, лишь
верхушка реснички погружена в пленку слизи.
РЕСПИРАТОРНЫЙ
ОТДЕЛ
Структурнофункциональной
единицей
респираторного
отдела легкого
является ацинус.
Он представляет
собой систему
альвеол,
расположенных в
стенках
респираторных
бронхиол,
альвеолярных ходов и
мешочков, которые
осуществляют
газообмен м/д кровью
и воздухом альвеол.
Альвеолы имеют вид открытого пузырька,
внутренняя поверхность выстлана
респираторными и секреторными
альвеолоцитами.
Респираторные
альвеолоциты создают
чрезвычайно тонкий
барьер м/д базальной
мембраной эндотелия
капилляров и базальной
мембраной эпителия
(аэрогематический
барьер).
Секреторные
альвеолоциты
участвуют в
образовании
сурфактантного
альвеолярного
комплекса (САК).
ФУНКЦИИ СУРФАКТАНТА
1. Сурфактант предотвращает контакт
поверхности альвеолоцитов с посторонними
частицами и инфекционными агентами,
попадающими в альвеолы с выдыхаемым
воздухом.
2. Обвалакиваемые сурфактантом частицы
аэрозоля транспортируются из альвеол в
бронхиальную систему, из которой они
удаляются мукоцилиарным транспортом.
3. Сурфактант опсонирует микроорганизмы,
что облегчает их фагоцитоз альвеолярными
макрофагами.
4. Сурфактант снижает поверхностное
натяжение и тем самым стабилизирует
мелкие дыхательные пути.
Альвеолоциты
активно синтезируют
белки, фосфолипиды,
углеводы, образующие
поверхностноактивные вещества
(ПАВ), входящие в
состав САК.
ПАВ играет важную роль в предотвращении
спадения альвеол при выдохе, а также в
предохранении их от проникновения через
стенку альвеол микроорганизмов из
вдыхаемого воздуха и транссудации
жидкости из капилляров межальвеолярных
перегородок в альвеолы.
В стенке альвеол обнаруживаются
макрофаги, они фагоцитируют пылевые
частицы, фрагменты клеток, микробы,
частицы сурфактанта.
АНАТОМИЧЕСКИ МЕРТВОЕ ПРОСТРАНСТВО
Анатомически мертвым
пространством называют объем
воздухоносных путей - трахеи,
бронхов и бронхиол вплоть до их
перехода их в альвеолы.
Это пространство является
«мертвым» лишь в смысле, что в
нем не происходит газообмена;
однако структуры, образующие
мертвое пространство,
выполняют важные
вспомогательные функции - они
обеспечивают вентиляцию легких
и очищение, увлажнение и
согревание вдыхаемого воздуха.
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МЕРТВОЕ ПРОСТРАНСТВО
Под функциональным (физиологическим) мертвым
пространством понимают все те участки дыхательной
системы, в которых не происходит газообмена.
К функциональному мертвому пространству в отличие
от анатомического относятся такие альвеолы, которые
вентилируются, но не перфузируются кровью. В таких
альвеолах газообмен невозможен, хотя их вентиляция и
происходит.
В здоровых легких количество подобных альвеол
невелико, и поэтому в норме объем анатомического и
функционального мертвого пространства практически
одинаков.
Легкие выполняют не только функцию
газообмена м/д кровью и воздухом, но и
многообразные другие, так называемые
недыхательные функции.
ЗВУКООБРАЗОВАНИЕ И РЕЧЬ
Гортань рострально отделена от глотки
надгортанником, ограничена первым
хрящевым полукольцом трахеи и выполняет
две функции - предотвращает попадание
пищи в трахею путем смещения
надгортанника и смыкания голосовой щели и
обеспечивает звукообразование.
ЗАЩИТНАЯ ФУНКЦИЯ
Обладая огромной суммарной площадью
(50-100 м2), они представляют самую
большую поверхность организма,
соприкасающуюся со все более
агрессивной окружающей средой.
Легкие способны задерживать вредные
механические и токсические продукты,
поступающие с вдыхаемым воздухом
(задерживается до 90% частиц диаметром
больше 2 мкм).
ЗАЩИТНАЯ ФУНКЦИЯ
Осевшие в легких частицы с
бронхов удаляются с восходящим
током слизи (мукоцилиарный
транспорт).
Слизь оттекает вверх благодаря
ритмичным движениям огромного
числа тонких ресничек, работа
которых может быть
парализована некоторыми
токсическими продуктами.
Частицы же, осевшие в
альвеолах, преимущественно
поглощаются макрофагами,
которые в дальнейшем покидают
легкие с током крови или лимфы.
ОЧИСТИТЕЛЬНАЯ (ФИЛЬТРАЦИОННАЯ) ФУНКЦИЯ
легкие способны очищать кровь от
различных механических примесей - капель
жира, мелких тромбов, бактерий и т.д.
Все это задерживается в легких,
подвергается деструкции и метаболизму.
ЭКСКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ
Проявляется в выведении ряда летучих
метаболитов (например, ацетона, аммиака и
др.) или экзогенных веществ (алкоголь,
бензол), что имеет значение при
интоксикациях.
ВСАСЫВАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ
Многие жиро- и водорастворимые
вещества, главным образом летучие,
аэрозоли, способны с большой скоростью
всасываться легкими. Ингаляционный путь
введения применяется для ряда
лекарственных препаратов.
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ
Легкие участвуют в обмене белков, жиров и
углеводов.
Они исключительно богаты
липолитическими и протеолитическими
ферментами и по интенсивности обмена
липидов могут сравниться с печенью.
Легкие регулируют поступление жира в
артериальную кровь.
Они могут синтезировать жирные
кислоты и фосфолипиды, входящие в
состав сурфактанта.
Существенную роль играет также синтез
белков, так как структурная основа легких
образована коллагеном и эластином.
Нарушение синтеза, распад или
гиперпродукция этих белков могут лежать в
основе развития эмфиземы и
пневмосклероза.
Большое значение имеет также обмен
углеводов, особенно
мукополисахаридов, входящих в состав
бронхиальной слизи.
В легких происходит обмен многих
веществ, влияющих на сосуды.
Многие вазоактивные вещества
полностью или частично теряют
активность при прохождении через
сосуды легких.
Легкие играют важную роль в
поддержании фибринолитической и
антикоагулянтной активности крови.
В интерстиции присутствует большое
количество тучных клеток, содержащих
гепарин.
Легкие принимают участие в
детоксикации ряда лекарственных
препаратов (аминазин,
сульфаниламиды и др.).
ТЕРМОРЕГУЛЯТОРНАЯ ФУНКЦИЯ
При низкой температуре вдыхаемого
воздуха в легких активируются процессы
биологического окисления и
увеличивается теплопродукция.
Одновременно происходит снижение
капиллярного кровотока в малом круге и
уменьшение теплоотдачи через легкие.
РЕЗЕРВУАРНАЯ ФУНКЦИЯ
Легкие являются резервуаром крови
благодаря выраженной способности сосудов
малого круга изменять свой объем даже при
незначительных изменения давления в них.
Легкие играют определенную роль в
поддержании водного баланса, поскольку с
выдыхаемым воздухом удаляется из
организма и вода.
РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ
Непроизвольную регуляцию дыхания осуществляет
дыхательный центр, находящийся в продолговатом
мозге (одном из отделов заднего мозга).
Вентральная (нижняя) часть дыхательного центра
ответственна за стимуляцию вдоха; ее называют центром
вдоха (инспираторным центром). Стимуляция этого
центра увеличивает частоту и глубину вдоха.
Дорсальная (верхняя) часть и обе латеральные
(боковые) тормозят вдох и стимулируют выдох; они
носят собирательное название центра выдоха
(экспираторного центра).
Дыхательный центр связан с межреберными
мышцами межреберными нервами, а с
диафрагмой — диафрагмальными.
Бронхиальное дерево (совокупность бронхов и
бронхиол) иннервируется блуждающим нервом.
Ритмично повторяющиеся нервные импульсы,
направляющиеся к диафрагме и межреберным
мышцам обеспечивают осуществление
вентиляционных движений.
Расширение легких при вдохе стимулирует
находящиеся в бронхиальном дереве рецепторы
растяжения (проприоцепторы) и они посылают через
блуждающий нерв все больше и больше импульсов в
экспираторный центр.
Это на время подавляет инспираторный центр и вдох.
Наружные межреберные мышцы теперь
расслабляются, эластично сокращается растянутая
легочная ткань — происходит выдох.
После выдоха рецепторы растяжения в бронхиальном
дереве более уже не подвергаются стимуляции.
Поэтому экспираторный центр отключается и вдох
может начаться снова.
Весь этот цикл непрерывно и ритмично
повторяется на протяжении всей жизни организма.
Форсированное дыхание осуществляется при
участии внутренних межреберных мышц.
Основной ритм дыхания поддерживается
дыхательным центром продолговатого мозга, даже
если все входящие в него нервы перерезаны.
Однако в обычных условиях на этот основной
ритм накладываются различные влияния.
Главным фактором, регулирующим частоту дыхания, служит не
концентрация кислорода в крови, а концентрация С02.
Когда уровень С02 повышается (например, при физической
нагрузке), имеющиеся в кровеносной системе хеморецепторы
каротидных и аортальных телец посылают нервные импульсы в
инспираторный центр.
В самом продолговатом мозге также имеются хеморецепторы.
От инспираторного центра через диафрагмальные и межреберные
нервы поступают импульсы в диафрагму и наружные межреберные
мышцы, что ведет к их более частому сокращению, а следовательно,
к увеличению частоты дыхания.
Накапливающийся в организме С02 может причинить большой
вред организму.
При соединении С02 с водой образуется кислота, способная
вызвать денатурацию ферментов и других белков. Поэтому в
процессе эволюции у организмов выработалась очень быстрая
реакция на любое повышение концентрации С02.
Если концентрация С02 в воздухе увеличивается на 0,25%, то
легочная вентиляция удваивается.
Чтобы вызвать такой же результат, концентрация кислорода в
воздухе должна снизиться с 20% до 5%.
Концентрация кислорода тоже влияет на дыхание, однако в
обычных условиях кислорода всегда бывает достаточно, и потому
его влияние относительно невелико.
Хеморецепторы, реагирующие на концентрацию кислорода,
располагаются в продолговатом мозге, в каротидных и аортальных
тельцах, так же, как и рецепторы С02.
Возбуждение и торможение ДЦ, а,
следовательно, и учащение и замедление
дыхания и даже его остановку могут
вызвать раздражения, поступающие из
различных зон организма.
Такие зоны есть в слизистой оболочке
носа, гортани, внутренних органах - печени,
почках, селезенке, матке, яичниках,
желудочно-кишечном тракте.
Поражение этих органов может
сопровождаться нарушением ритма и
глубины дыхания.
Раздражителями ДЦ являются также
высокая температура и боль.
Типы дыхания. Различают реберный (грудной) и брюшной типы
дыхания.
При грудном типе дыхание обеспечивается в основном за счет
работы межреберных мышц, а диафрагма смещается в известной
степени пассивно в соответствии с изменениями внутригрудного
давления.
При брюшном типе в результате
мощного сокращения диафрагмы органы
брюшной полости смещаются, и поэтому
при вдохе живот «выпячивается».
Дыхание Грокка
Дыхание Чейн-Стокса
Дыхание Биота
Дыхание
Куссмауля
ЛЕГОЧНЫЕ ОБЪЕМЫ И ЕМКОСТИ
Дыхательным объемом (ДО) - количество
воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при
спокойном дыхании.
Резервный объем вдоха (РОВ) - количество
воздуха, которое человек может дополнительно
вдохнуть после нормального вдоха.
Резервный объем выдоха - количество воздуха,
которое человек может дополнительно выдохнуть
после спокойного выдоха.
Остаточный объем (ОБ) - количество воздуха,
остающееся в легких после максимального вдоха.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)- наибольшее
количество воздуха, которое можно выдохнуть
после максимального вдоха.
Резерв вдоха (РВ)- максимальное количество
воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного
выдоха.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ)количество воздуха, остающееся в легких после
спокойного выдоха.
Общая емкость легких (ОЕЛ) - количество
воздуха, содержащееся в легких на высоте
максимального вдоха.
Из всех этих величин наибольшее
практическое значение имеют
дыхательный объем, жизненная емкость
легких и функциональная остаточная
емкость.
МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ
1. Лабораторные и инструментальные методы исследования:
a) Рентгеноскопия;
b) Рентгенография;
c) Томография;
d) Бронхография;
e) Флюорография.
2. Эндоскопичекое исследование:
a) Бронхоскопия;
b) Торакоскопия.
3. Методы функциональной диагностики:
a) Легочная вентиляция;
4. Плевральная пункция.
5. Исследование мокроты.
РЕНТГЕНДИАГНОСТИКА ЛЕГКИХ
Рентгеноскопия и
рентгенография грудной клетки
позволяют выявить в легких
уплотненные участки (например,
при раке или туберкулезе легких,
пневмонии и т. д.), определить
повышенную воздушность легких
при эмфиземе, содержащие
воздух полости (абсцесс,
каверна), разрастание
соединительнотканных тяжей в
легких (при пневмосклерозе),
жидкость или газ в полости
плевры.
РЕНТГЕНОСКОПИЯ ЛЕГКИХ
Это специфическая форма рентгенологических
исследований. В этом случае, используя рентгеновские
лучи, получают не снимок легких, а их изображение на
экране.
Однако после проведения исследования не остается
никакого документа, характеризующего состояние легких
больного, поэтому все зависит от квалификации и
внимательности рентгенолога.
РЕНТГЕНОГРАФИЯ
Рентгенография – способ рентгеновского
исследования, при котором рентгеновское
изображение объекта получают на твердом
носителе.
ФЛЮОРОГРАФИЯ ЛЕГКИХ
Флюорография легких (рентгенологические
исследования легких) - это исследования, во время
которых легкие пациента обследуются с помощью
рентгеновского аппарата; иногда делаются снимки
легких.
Использование рентгеновского излучения позволяет
точно оценить состояние легких и диагностировать
заболевание.
ТУБЕРКУЛЕЗ ЛЕГКИХ
РАК
ЛЕГКОГО
КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ
лучевая диагностическая
методика, основанная на получении
изображения легочной ткани и
структур в виде послойных срезов
толщиной 0,1-1 см.
С помощью КТ легких
определяются опухолевые
процессы и их распространенность,
поражение внутригрудных
лимфоузлов, образования
средостения, патологические
изменения в легочной ткани и
плевральной полости, состояние
легочной артерии, грудной аорты,
верхней полой вены, трахеи и
бронхов различного калибра.
БРОНХОГРАФИЯ
Бронхография - это рентгенологическое исследование
трахеобронхиального дерева, осуществляемое вслед за
введением в просвет трахеи и бронхов йодсодержащего
рентгеноконтрастного вещества.
Фиброоптическим бронхоскопом контрастное
вещество можно ввести в нужную часть легкого и
получить ее снимок.
Ее могут производить под местной анестезией
с введением анестетика через катетер,
подведенный через бронхоскоп;
ИЗМЕРЕНИЕ ЛЕГОЧНЫХ ОБЪЕМОВ
Объем вдыхаемого и выдыхаемого
воздуха можно непосредственно измерить
при помощи спирометра или
пневмотахометра.
Спирометрия. Метод исследования функции
внешнего дыхания, включающий в себя измерение
объѐмных и скоростных показателей дыхания.
Спирометрами называются приборы, вмещающие
различное количество воздуха при постоянном
давлении.
ИЗМЕРЕНИЕ ЛЕГОЧНЫХ ОБЪЕМОВ
Пневмотахография. Непрерывная регистрация
объемной скорости потока вдыхаемого и выдыхаемого
воздуха при спокойном и форсированном дыхании.
Исследовать дыхание в течение длительного времени
значительно удобнее спирометрами открытого типа.
В этом случае регистрируют не сами дыхательные
объемы, а объемную скорость воздушной струи.
Для этого используют пневмотахографы приборы, основной частью которых является
широкая трубка с малым аэродинамическим
сопротивлением.
При прохождении воздуха ч/з трубку м/д ее
началом и концом создается небольшая разность
давлений, которую можно зарегистрировать при
помощи двух манометрических датчиков.
Действие пикфлоуметров
основано на оценке пиковой
скорости выдоха (ПСВ,
пиковый экспираторный
поток, PEF).
Пикфлоуметры
используются как в
стационарах и поликлиниках,
так и персонально
пациентами для
самостоятельного контроля
тяжести течения
бронхиальной астмы.
Метод мониторирования ПСВ может
использоваться как при амбулаторном лечении,
так и в клинических условиях для оптимизации
лечения больных бронхиальной астмой, а также
самостоятельно пациентами для самоконтроля
и выполнения плана лечения.
ИССЛЕДОВАНИЕ МОКРОТЫ
Проводя лабораторное исследование,
определяют цвет мокроты, ее запах, количество,
характер (слои) и различные включения
(примеси).
МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ
При микроскопическом исследовании мокроты
обнаруживаются эритроциты, лейкоциты,
спирали Куршмана, кристаллы Шарко-Лейдена,
тирозин, жирные кислоты, пробки Дитриха,
паразиты, фибринозные сгустки.
БАКТЕРИОСКОПИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ
Бактериоскопическое исследование мокроты
используется для выявления возбудителя
легочной инфекции, таких как пневмококки,
стафилококки, стрептококки, спирохеты и
микобактерии туберкулеза.
ПОСЕВ МОКРОТЫ
ПЛЕВРАЛЬНАЯ ПУНКЦИЯ
Плевральная пункция – это пункция
плевральной полости, то есть полости,
расположенной между висцеральным и
париетальным листками плевры.
Основным показанием к плевральной
пункции служит наличие в ней жидкости,
которую можно определить при УЗИ
плевральной полости, либо при
рентгенографии.