Презентация Физиология дыхания: внешнее дыхание онлайн

Содержание слайда: Физиология дыхания: внешнее дыхание Проф. Мухина И.В. Лекция №15 Лечебный факультет

Содержание слайда: Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду. Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду. ЭТАПЫ ДЫХАНИЯ Различают несколько этапов дыхания: Вентиляция легких - поступление воздуха в воздухоносные пути и обмен газов между альвеолами и окружающей средой; Газообмен в легких - газообмен между альвеолярным воздухом и кровью; Транспорт газов кровью – О2 от легких к тканям и СО2 от тканей организма к легким; Газообмен в тканях – газообмен между кровью и тканями организма; Тканевое дыхание - потребление О2 тканями и выделение СО2. Совокупность первого и второго этапов дыхания – это внешнее звено дыхания, обеспечивающее газообмен между окружающей средой и кровью. Совокупность третьего, четвертого и пятого этапов дыхания - это внутреннее звено дыхания, в конечном итоге обеспечивающее тканевое (внутреннее) дыхание.

Содержание слайда: Конвекция – перенос молекул газа с потоком газовой смеси и/или жидкости. Конвекция – перенос молекул газа с потоком газовой смеси и/или жидкости. Диффузия – движение частиц веществ, приводящее к выравниванию его концентрации в среде (например, движение молекул газа из области большего в область меньшего парциального давления).

Содержание слайда: Структуры, обеспечивающие внешнее звено дыхания Воздухоносный путь Легкие Грудная клетка

Содержание слайда: Механизм вдоха и выдоха Дыхательный цикл включает две фазы: вдох (инспирацию) выдох (экспирацию).

Содержание слайда: Внутриплевральное давление Давление в герметично замкнутой плевральной щели ниже атмосферного на 3-4 мм рт.ст. При спокойном вдохе разница в давлении возрастает до 9 мм рт.ст., при максимальном вдохе – до 20 мм рт.ст., при максимальном выдохе внутриплевральное давление становится почти равным атмосферному давлению. Эластическую тягу легких (ЭТЛ) формируют: поверхностное натяжение жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол; эластиновые и коллагеновые волокна; гладкие мышцы сосудов легких. Пневмоторакс - нарушении герметичности плевральной щели.

Содержание слайда: Сурфактант лецитин (фосфатидилхолин), триглицериды, холестерин, протеины (SP-A, SP-B, SP-C, SP-D), углеводы. Сурфактант образуется в эпителиальных клетках типа II альвеол, слой около 50 нм. Период полураспада составляет 12-16 часов. Активное поверхностное натяжение обусловлено межмолекулярными силами липофильных частей сурфактанта. Сурфактанты начинают синтезироваться в конце внутриутробного периода. Их присутствие облегчает выполнение первого вдоха. Роль сурфактанта: уменьшает поверхностное натяжение жидкости ; обладает бактериостатической активностью; облегчает диффузию кислорода из альвеол в кровь

Содержание слайда: Легочная вентиляция Легочная вентиляция, т.е. газообмен между атмосферным воздухом и легкими, зависит от глубины дыхания (дыхательного объема) и частоты дыхательных движений. Статические и динамические показатели вентиляции легких

Содержание слайда: Статические показатели вентиляции легких ОБЪЕМЫ: Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании (N=0,5 л). Резервный объем вдоха (РОвд) – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха (N=1,5 – 1,8 л). Резервный объем выдоха (РОвыд) – количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха (N=1,0 – 1,4 л). Остаточный объем (ОО) – количество воздуха, остающееся в легких после максимального выдоха (N=1,0-1,5 л). ЕМКОСТИ: Общая емкость легких (ДО+Ровд+РОвыд+ОО) – количество воздуха, содержащегося в легких на высоте максимального вдоха. Жизненная емкость легких - ЖЕЛ (ДО+РОвд+РОвыд) – наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха (3,0-5,0 л). Емкость вдоха (ДО+Ровд) – максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха. Функциональная остаточная емкость – ФОЕ (РОвыд+ОО) – количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха.

Содержание слайда: Спирография

Содержание слайда: Анатомическое и функциональное мертвое пространство Анатомическое мертвое пространство – объем воздухоносных путей, в которых не происходит газообмена (кондуктивная область). Это пространство включает носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи, бронхиолы. Объем мертвого пространства (МП) зависит от роста и положения тела. Приближенно считается, что у сидящего человека объем мертвого пространства в среднем составляет 2 мл на 1 кг массы тела, т.е. 150 мл при массе тела 75 кг. При глубоком дыхании он увеличивается вследствие расширения бронхов с бронхиолами. Функциональное мертвое пространство – все участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена. К ним относят все воздухоносные пути и те альвеолы, которые не перфузируются кровью. В таких альвеолах газообмен невозможен, хотя их вентиляция происходит.

Содержание слайда: Динамические показатели вентиляции легких Минутный объем дыхания, минутный объем альвеолярной вентиляции, коэффициент легочной вентиляции. Минутный объем дыхания (МОД) - это объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за 1 мин: МОД = ДО (глубина дыхания) х ЧД (л/мин) Минутный объем альвеолярной вентиляции (МОАВ) – это объем воздуха, достигающего альвеол за 1 мин: МОАВ = ЧД ∙ (ДО-МП) Коэффициент легочной вентиляции (КЛВ) –часть воздуха, которая обменивается в легких при каждом вдохе: КЛВ = (ДО – МП) / ФОЕ

Содержание слайда: ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ

Содержание слайда: Процесс газообмена между: Процесс газообмена между: вдыхаемым воздухом и альвеолярной газовой смесью, между альвеолярной газовой смесью и кровью, между кровью и тканью, определяется составом газов в указанных средах.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Газообмен между вдыхаемым воздухом и альвеолами Газообмен между вдыхаемым воздухом и альвеолами

Содержание слайда: Воздух поступает в бронхи до 17-й генерации конвекционным путем. Начиная с 17-й генерации бронхиол к струйному поступлению воздуха присоединяется диффузионный способ обмена О2 и СО2.

Содержание слайда: Происходящий в воздухоносных путях перенос газов направлен на поддержание постоянства (гомеостаза) парциального давления О2 и СО2 в легочных альвеолах. Происходящий в воздухоносных путях перенос газов направлен на поддержание постоянства (гомеостаза) парциального давления О2 и СО2 в легочных альвеолах. Постоянство (гомеостаз) состава альвеолярного газа обеспечивается альвеолярной вентиляцией

Содержание слайда: При диффузии движущей силой газообмена является разность парциальных давлений, в данном случае между воздухоносными путями и альвеолами. При диффузии движущей силой газообмена является разность парциальных давлений, в данном случае между воздухоносными путями и альвеолами. Кислород диффундирует в альвеолы, а в противоположном направлении поступает углекислота. Согласно закону Дальтона, парциальное давление каждого газа в смеси пропорционально его доле от общего объема. Парциальное напряжение газа в жидкости численно равно парциальному давлению этого же газа над жидкостью в условиях равновесия.

Содержание слайда: Газообмен между легкими и кровью Газообмен между легкими и кровью

Содержание слайда: Газообмен между альвеолярным воздухом и венозной кровью осуществляется путем диффузии. Газообмен между альвеолярным воздухом и венозной кровью осуществляется путем диффузии.

Содержание слайда: Газообмен между альвеолами и венозной кровью зависит от: Газообмен между альвеолами и венозной кровью зависит от: градиента давления газов в альвеолах и крови (60 мм рт. ст. для О2, 6 мм рт. ст. для СО2); коэффициента диффузии (коэффициент диффузии для СО2 в легких в 23 раза больше, чем для О2); площади поверхности, через которую осуществляется диффузия (50-90 м2 ); толщины мембраны (0,4 – 1,5 мкм); функционального состояния мембраны.

Содержание слайда: Парциальные давления О2 и СО2 в альвеолах зависят от соотношения альвеолярной вентиляции к перфузии легких. У взрослого человека в покое отношение или коэффициент альвеолярной вентиляции составляет 0,8.

Содержание слайда: Газообмен между кровью и тканями Газообмен между кровью и тканями

Содержание слайда: Кислород и углекислый газ проникают из крови в клетки тканей путем диффузии, обусловленной разностью их парциальных давлений по обе стороны гематопаренхиматозного барьера, который включает: Кислород и углекислый газ проникают из крови в клетки тканей путем диффузии, обусловленной разностью их парциальных давлений по обе стороны гематопаренхиматозного барьера, который включает: эндотелий кровеносного сосуда, клеточную мембрану межклеточную жидкость

Содержание слайда: Газообмен между кровью и тканями зависит от: Газообмен между кровью и тканями зависит от: градиента давления газов между кровью и клетками (в среднем для О2 99 мм.рт.ст, для СО2 20 мм рт.ст.); коэффициента диффузии; площади поверхности, через которую осуществляется диффузия; расстояния, которое проходит газ; функционального состояния мембраны.

Содержание слайда: ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА КРОВЬЮ ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА КРОВЬЮ

Содержание слайда: Газы переносятся кровью: Газы переносятся кровью: в растворенном виде в виде химических соединений.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Растворенные О2 и СО2 определяют: парциальное напряжение Ро2 и Рсо2; определяют направление и скорость диффузии газов; количество НbO2 и HbCO2; являются важными факторами регуляции дыхания и кровообращения.

Содержание слайда: Транспорт кислорода Кислород транспортируется в: физически растворенном виде (0,3 об.%) в форме оксигемоглобина. Hb+4О2 = Hb(О2)4 Реакция взаимодействия кислорода с гемоглобином называется оксигенацией

Содержание слайда: Количество кислорода, которое связывается кровью до полного насыщения гемоглобин - кислородная емкость крови. Количество кислорода, которое связывается кровью до полного насыщения гемоглобин - кислородная емкость крови. Процент оксигемиглобина от общего содержания гемоглобина называется кислородным насыщением (Sо2) гемоглобина (сатурацией). [HbО2] Sо2 = ------------------- · 100% [Hb] + [HbО2] Если гемоглобин полностью дезоксигенирован, то Sо2=0%, если же весь гемоглобин превратился в оксигемоглобин, то Sо2=100%.

Содержание слайда: Кривая диссоциации оксигемоглобина

Содержание слайда: Факторы, влияющие на кривую диссоциации оксигемиглобина

Содержание слайда: Транспорт углекислого газа Углекислый газ переносится в: физически растворенном виде (2,6 об.%); в составе химических соединений – бикарбоната (Н2СО3), гидрокарбоната (НСО3-), солей натрия и калия, карбаминового соединения с гемоглобином (карбогемоглобина).

Содержание слайда: Проникший в кровь углекислый газ вначале подвергается гидратации с образованием угольной кислоты: Проникший в кровь углекислый газ вначале подвергается гидратации с образованием угольной кислоты: карбоангидраза СО2 + Н2О ↔ Н2СО3 ↔ НСО3- + Н+

Содержание слайда: С гемоглобином СО2 связывается через аминогруппы белкового компонента молекулы. Hb-NH2 + СО2 ↔ Hb- NHСООН- + Н+ Гемоглобин, связанный с СО2, называется карбогемоглобин.

Содержание слайда: Химические реакции, происходящие в эритроцитах при газообмене в легких и тканях

Содержание слайда: МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ

Содержание слайда: Функциональная система поддержания газового гомеостаза

Содержание слайда: ХАРАКТЕРИСТИКА ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА По современным представлениям под дыхательным центром понимают сравнительно ограниченную совокупность нейронов в области продолговатого мозга, способных генерировать дыхательный ритм. 2 скопления нейронов ретикулярной формации, импульсная активность которых меняется в соответствии с фазами дыхательного цикла – дорсальная группа ядер и вентральная группа ядер.

Содержание слайда:

Содержание слайда: ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ РИТМОГЕНЕЗ Ритмическая смена вдоха и выдоха обеспечивается циркуляцией возбуждения и реципрокного торможения в дыхательных нейронах продолговатого мозга, чей объединенный импульсный паттерн вызывает вдох и выдох – колебательный дыхательный контур

Содержание слайда: Дыхательный цикл Дыхательный цикл, задаваемый центральными нервными структурами продолговатого мозга, состоит из трех фаз (D.W. Richter, 1992): Инспираторная. Постинспираторная (плавное снижение активности инспираторных мышц. Экспираторная (соответствует второй половине выдоха)

Содержание слайда: Генератор ритма состоит из механизмов включения и последующего выключения инспираторной и экспираторной активности (J.L.Feldman, 1986)

Содержание слайда: Автоматия дыхательных нейронов Автоматия дыхательных нейронов отличается от истинной автоматии, свойственной клеткам проводящей системы сердца и гладкой мускулатуры. Дыхательные нейроны функционируют лишь при условиях: Сохранности синаптических связей между различными группами дыхательных нейронов; Наличия афферентной стимуляции со стороны центральных и периферических рецепторов, среди которых особая роль принадлежит хеморецепторам; Поступления сигналов от других отделов ЦНС, вплоть до коры.

Содержание слайда: МОДУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ Все афферентные факторы, влияющие на глубину и частоту дыхания, можно разделить на специфические и неспецифические. Среди специфических факторов выделяют влияние: Ро2,Рсо2, рН; импульсации с рецепторов растяжения легких; импульсации с проприорецепторов дыхательных мышц.   Среди неспецифических факторов выделяют влияние: импульсации с механорецепторов легких и верхних дыхательных путей; импульсации с барорецепторов рефлексогенных сосудистых зон; импульсации с механорецепторов кожи; температуры тела; гормонов и БАВ.

Содержание слайда: СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ Центральные бульбарные хеморецепторы;

Содержание слайда: Периферические хеморецепторы

Содержание слайда: Импульсация с рецепторов растяжения легких. Рефлекс Геринга-Брейера Импульсация с рецепторов растяжения легких. Рефлекс Геринга-Брейера Проприоцептивные афференты

Содержание слайда: НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ Механорецепторы легких и верхних дыхательных путей Ирритатные рецепторы; С-волокна (в том числе J-рецепторы или юкстаальвеолярные рецепторы); Рецепторы верхних воздухоносных путей; Кожные и висцеральные рецепторы Температура тела Гуморальная регуляция

Содержание слайда: РОЛЬ ВЫСШИХ ОТДЕЛОВ ЦНС В РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ Центральный дыхательный механизм находится под контролем высших надмостовых (супрапонтийных) структур – мозжечка, среднего и промежуточного мозга, коры больших полушарий.

Содержание слайда: РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ДЫХАНИЯ