الميكانيكا الحيوية في فسيولوجيا الاستنشاق والزفير. التنفس الخارجي. الميكانيكا الحيوية للاستنشاق والزفير. العوامل التي تحدد الارتداد المرن للرئتين. دور الفاعل بالسطح في تهوية الرئة. طرق دراسة تهوية الرئة

التنفس هو مجموعة من العمليات التي يستهلك من خلالها الجسم الأكسجين من البيئة ويطلق ثاني أكسيد الكربون.

مراحل التنفس:

1. التنفس الخارجي / تهوية الرئتين / - تبادل الغازات بين الهواء الجوي والهواء السنخي ، التهوية الرئوية.

2. انتشار الغازات في الرئتين - تبادل الغازات بين الهواء السنخي والدم في الشعيرات الدموية في الرئتين.

3. نقل الغازات عن طريق الدم - تتم هذه المرحلة بسبب نشاط الجهاز القلبي الوعائي ، ونتيجة لذلك يتم توصيل الأكسجين إلى الأنسجة ، ويتم توصيل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين.

4. انتشار الغازات في الأنسجة - تبادل الغازات بين الدم والأنسجة.

5. تنفس الأنسجة - تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال مع استهلاك الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون.

تتم دراسة المراحل الأربع الأولى عن طريق علم وظائف الأعضاء ، والأخيرة ، والمراحل الخامسة - عن طريق الكيمياء الحيوية.

يعتمد تزويد الأنسجة بـ O2 وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم على أربع عمليات:

1- تهوية الرئتين

2. انتشار الغازات في الحويصلات الهوائية والأنسجة من الدم إلى الدم.

3. نضح الرئتين بالدم / شدة تدفق الدم في الرئتين /.

4. نضح الأنسجة بالدم

يلعب الضغط السلبي في الفضاء الجنبي دورًا مهمًا في عمليات الشهيق والزفير. الضغط السلبي في الشق الجنبي هو مقدار الضغط في الشق الجنبي أقل من الضغط الجوي. مع التنفس الهادئ ، يساوي 4 ملم زئبق. فن. في نهاية الزفير و -8 ملم زئبق. فن. في نهاية التنفس. وبالتالي فإن الضغط الحقيقي في الشق الجنبي يبلغ حوالي 752756 ملم زئبق. فن. ويعتمد على مرحلة الدورة التنفسية. ينخفض الضغط السلبي من أعلى إلى أسفل بنحو 0.2 مم زئبق. فن. لكل سنتيمتر ، حيث يتم شد الأجزاء العلوية من الرئتين أكثر من الأجزاء السفلية ، والتي يتم ضغطها إلى حد ما تحت تأثير وزنها.

تكمن أهمية الضغط السلبي في الشق الجنبي في حقيقة أنه 1) يوفر وضعًا على شكل قبة للحجاب الحاجز ، نظرًا لأن الضغط في تجويف الصدر أقل من الضغط الجوي ، وفي التجويف البطني يكون أعلى قليلاً من الضغط الجوي بسبب نغمة عضلات جدار البطن. 2) يوفر إزاحة للحجاب الحاجز إلى أسفل أثناء تقلص عضلاته أثناء الاستنشاق ؛ 3) يعزز تدفق الدم عبر الأوردة إلى القلب ؛ 4) يعزز الضغط صدرعند الزفير (انظر الفقرة 10.2 أدناه).

أصل الضغط السلبي. في عملية تطور الكائن الحي ، يتأخر نمو الرئتين عن نمو الصدر. نظرًا لأن الهواء الجوي يعمل على الرئة من جانب واحد فقط - عبر المجاري الهوائية ، فإنه يتم شدها وضغطها على الجزء الداخلي من الصدر. بسبب حالة تمدد الرئتين ، تنشأ قوة تميل إلى التسبب في انهيار الرئتين. تسمى هذه القوة الارتداد المرن للرئتين (ETL). تتضح حقيقة أن الرئتين في حالة تمدد من خلال حقيقة أنهما تنهاران أثناء استرواح الصدر (pne-ita اليوناني - الهواء ، torax - الصدر) - وهي حالة مرضية تحدث عندما ينكسر ضيق الشق الجنبي ، مثل ونتيجة لذلك تمتلئ بهواء الغلاف الجوي ، بين غشاء الجنب الجداري والحشوي. المرونة - قدرة النسيج على العودة إلى حالته الأصلية بعد توقف قوة الشد. نظرًا لأن الشق الجنبي لا يتواصل عادةً مع الغلاف الجوي ، فإن الضغط فيه أقل من الضغط الجوي بقيمة ETL: مع التنفس الهادئ ، بمقدار 8 ملم زئبق. الفن ، مع زفير هادئ عند 4 ملم زئبق. فن. يتم امتصاص السائل الذي يتم ترشيحه في الفضاء الجنبي مرة أخرى إلى الجهاز اللمفاوي بواسطة الجنبة الحشوية والجدارية ، وهو عامل مهم في الحفاظ على الضغط السلبي في الفضاء الجنبي.

العناصر المكونة لـ ETL هي: 1) ألياف الإيلاستين والكولاجين. 2) العضلات الملساء لأوعية الرئتين ، والأهم من ذلك ، 3) التوتر السطحي لفيلم غطاء السائل السطح الداخليالحويصلات الهوائية. تبلغ قوى التوتر السطحي 2/3 من قيمة ETL ، ويقل التوتر السطحي للفيلم السنخي بشكل كبير في وجود الفاعل بالسطح.

الطريقة: الضغط السلبي في التجويف الجنبي. إذا قمت بقياس الضغط في التجويف الجنبي أثناء توقف التنفس ، يمكنك أن تجد أنه أقل من الضغط الجوي بمقدار 34 ملم زئبق ، أي نفي. يحدث هذا بسبب الجر المرن للرئتين إلى الجذر ، مما يؤدي إلى حدوث بعض الخلخلة في التجويف الجنبي.

أثناء الشهيق ، ينخفض الضغط في التجويف الجنبي أكثر بسبب زيادة حجم الصدر ، مما يعني زيادة الضغط السلبي. قيمة الضغط السلبي في التجويف الجنبي تساوي: بحلول نهاية الحد الأقصى للانتهاء - 1-2 ملم زئبق. الفن ، في نهاية الزفير الهادئ - 2-3 ملم زئبق. الفن ، بنهاية التنفس الهادئ -5-7 ملم زئبق. الفن ، في نهاية الحد الأقصى للتنفس - 15-20 ملم زئبق. فن.

آلية الاستنشاق. يحدث الاستنشاق بمساعدة ثلاث عمليات تحدث في وقت واحد: 1) توسيع الصدر. 2) زيادة حجم الرئة. 3) دخول الهواء إلى الرئتين. عند الشبان الأصحاء ، يكون الفرق بين محيط الصدر في وضعية الشهيق والزفير 710 سم ، وعند النساء 58 سم.

يتم توفير تمدد الصدر أثناء الشهيق من خلال تقلص عضلات الشهيق - الحجاب الحاجز والوربي الخارجي وبين الغضروف. يتمدد الصدر في ثلاثة اتجاهات أثناء الاستنشاق.

في الاتجاه العمودي ، يتمدد الصدر بشكل أساسي بسبب تقلص الحجاب الحاجز وإزاحة مركز الوتر لأسفل ، نظرًا لأن نقاط ربط أجزائه المحيطية بالسطح الداخلي للصدر على طول المحيط بالكامل تقع أسفل قبة الحجاب الحاجز. مع التنفس الهادئ ، تنخفض قبة الحجاب الحاجز بحوالي 2 سم ، مع نفس عميق يصل إلى 10 سم. عضلة الحجاب الحاجز هي عضلة الجهاز التنفسي الرئيسية ، وعادة ما يتم تهوية الرئتين بنسبة 2/3 بسبب حركتها . يساهم الحجاب الحاجز في إحداث تفاعل السعال ، والتقيؤ ، والإجهاد ، والفواق ، وآلام المخاض.

في الاتجاه الأمامي ، يتمدد الصدر بسبب ظهور بعض الأضلاع على الجانبين عند تحريكها للأعلى.

في الاتجاه السهمي ، يتمدد الصدر نتيجة إزالة نهايات الأضلاع من القص إلى الأمام عند رفعها.

يتم أيضًا تسهيل تمدد الصدر من خلال قوى مرونته ، حيث يتم ضغط الصدر بشدة أثناء الزفير بمساعدة ETL ، ونتيجة لذلك يميل إلى التوسع. لذلك ، يتم إنفاق الطاقة أثناء الاستنشاق فقط على التغلب الجزئي على ETL و جدار البطنوالصدر يرتفع من تلقاء نفسه ويتسع في نفس الوقت إلى حوالي 60٪ من السعة الحيوية. يساعد توسيع الصدر تلقائيًا أيضًا في التغلب على ETL. مع توسع الصدر ، تتوسع الرئتان أيضًا. مع تمدد الصدر ، يكون لحركة الأضلاع السفلية تأثير أكبر على حجمه ، بالإضافة إلى الحركة الهبوطية للحجاب الحاجز ، يوفران تهوية أفضل للفصوص السفلية من الرئتين أكثر من أعلى الرئتين.

يتم تفسير الزيادة في حجم الرئة أثناء الشهيق بطرق مختلفة: تتمدد الرئتان إما بسبب زيادة الضغط السلبي في الفراغ الجنبي ، أو قوة الالتصاق (التصاق غشاء الجنب الجداري والحشوي) ، أو كليهما.

في رأينا ، تتمدد الرئتان تحت تأثير الضغط الجوي للهواء الموجه إليهما من جانب واحد فقط (عبر الممرات الهوائية) ؛ يتم لعب دور مساعد من خلال قوى التماسك (الالتصاق) للغشاء الجنبي الحشوي والجداري. القوة التي تضغط بها الرئتان على السطح الداخلي للصدر بواسطة الهواء الجوي تساوي Ratm.

من أجل تحسين إدراك المادة ، يمكن إهمال التغيير في الضغط في الرئتين أنفسهما (عند الشهيق 2 مم زئبق ، عند الزفير +2 مم زئبق).

في الخارج ، يعمل Ratm على الصدر ، لكنه لا ينتقل إلى الرئتين ، لذلك يتأثرون فقط بالضغط الجوي أحادي الجانب عبر الممرات الهوائية. نظرًا لأن Ratm يعمل على الجزء الخارجي من الصدر ، ويعمل Ratm-Retl من الداخل ، عند الاستنشاق ، من الضروري التغلب على قوة ETL. منذ زيادة ETL أثناء الإلهام بسبب التوسع (التمدد)

الرئتين ، ثم يزداد الضغط السلبي في الفضاء الجنبي أيضًا. وهذا يعني أن زيادة الضغط السلبي في الفضاء الجنبي ليس سببًا ، بل نتيجة لتوسع الرئة.

يتم تسهيل توسع الرئتين أثناء الشهيق من خلال قوة الالتصاق (الالتصاق) بين غشاء الجنب الجداري والحشوي. لكن هذه القوة صغيرة للغاية مقارنة بالضغط الجوي الذي يؤثر على الرئتين عبر الممرات الهوائية. يتضح هذا من خلال حقيقة أن الرئتين مع استرواح الصدر المفتوح تنهار عندما يدخل الهواء في الفجوة الجنبية والرئتين على كلا الجانبين (من جانب الحويصلات الهوائية ومن جانب الفجوة الجنبية) تتأثر بنفس الضغط الجوي ( انظر الشكل 10.2). نظرًا لأن الرئتين في ظل ظروف استرواح الصدر تنفصل عن السطح الداخلي للصدر ، فإن هذا يعني أن ETL يتجاوز قوة الالتصاق بين الجنبة الجدارية والجنبة الحشوية. لذلك ، لا يمكن لقوة الالتصاق توفير شد للرئتين أثناء الشهيق ، لأنها أقل من ETL التي تعمل في الاتجاه المعاكس.

كل ما سبق يشير إلى أن الرئتين تتبعان توسيع الصدر أثناء الشهيق ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تأثير الضغط الجوي عليهما من جانب واحد فقط - عبر الممرات الهوائية. يعمل باستمرار - سواء عند الاستنشاق أو الزفير. مع تمدد الصدر والرئتين ، ينخفض الضغط في الأخير بحوالي 2 مم زئبق. الفن ، ولكن لا يمكن اعتبار هذا الانخفاض كبيرًا ، لأن الضغط الذي يساوي Ratm - 2 مم زئبق يستمر في التأثير على الرئتين. فن. يضغط هذا الضغط على الرئتين على السطح الداخلي للصدر - وهذا هو السبب في أن الرئتين تتبعان توسيع الصدر عند الاستنشاق.

يدخل الهواء إلى الرئتين أثناء تمددهما بسبب انخفاض الضغط (بمقدار 2 مم زئبق) فيها. هذا التدرج الطفيف في الضغط كافٍ لأن الشعب الهوائية كبيرة ولا تقدم مقاومة كبيرة لحركة الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الزيادة في ETL أثناء الإلهام توفر توسعًا إضافيًا في الشعب الهوائية. بعد الاستنشاق ، يبدأ الزفير بسلاسة ، والذي ، مع التنفس الهادئ ، يتم تنفيذه دون إنفاق مباشر للطاقة.

آلية الزفير. يتم إجراء الزفير نتيجة حدوث ثلاث عمليات في وقت واحد: 1) تضييق الصدر. 2) انخفاض في حجم الرئة. 3) طرد الهواء من الرئتين. عضلات الزفير هي العضلات الوربية الداخلية وعضلات جدار البطن.

يتم توفير تقلص الصدر أثناء الزفير بواسطة ETL والشد المرن لجدار البطن. يتم تحقيق ذلك بالطريقة التالية. عند الاستنشاق ، يتم شد الرئتين ، مما يؤدي إلى زيادة ETL. بالإضافة إلى ذلك ، ينزل الحجاب الحاجز ويدفع أعضاء البطن ، مما يؤدي إلى شد جدار البطن نفسه ، مما يؤدي إلى زيادة ارتداده المرن. بمجرد توقف تدفق النبضات إلى العضلات الشهية من خلال الأعصاب الحجابية والعصبية الوربية ، تتوقف إثارة عضلات الشهيق ، ونتيجة لذلك تسترخي. بعد ذلك ، يضيق الصدر تحت تأثير ETL والنغمة الموجودة باستمرار لعضلات جدار البطن بينما تضغط أعضاء البطن على الحجاب الحاجز وترفعه.

يساهم ETL أيضًا في رفع قبة الحجاب الحاجز. تساهم كتلة الصدر أيضًا في تضييق الصدر (خفض الضلوع) ، ولكن الدور الرئيسي يلعبه ETL.

آلية انتقال ETL إلى الصدر وتضييقه. يتم ذلك عن طريق تقليل ضغط الهواء الجوي على الصدر من الداخل عبر الشعب الهوائية والرئتين (انظر الشكل 10.2). الانخفاض في الضغط يساوي قوة ETL ، نظرًا لأن الضغط الحقيقي الذي يمارسه الهواء على الصدر من الداخل يساوي Ratm-Ratm ، ومن الخارج ، يعمل Ratm على الصدر. يعمل فرق الضغط هذا على الاستنشاق و الزفير ، لكنه يمنع الاستنشاق (التغلب على ETL) ، والزفير ، على العكس من ذلك ، يساهم. يضغط ETL على الصدر مثل الزنبرك.

قوة الالتصاق (الالتصاق) لغشاء الجنب الحشوي والجداري صغيرة ولا يتم إضافتها إلى ETL ، ولا يتم طرحها منه ، ولكنها تساعد فقط في الحفاظ على صفائح غشاء الجنب معًا.

يتم ضغط الرئتين أثناء الزفير تحت تأثير الجر المرن الخاص بهما ، مما يؤدي إلى تضييق الصدر.

يطرد الهواء من الرئتين بسبب زيادة الضغط فيهما (مع زفير هادئ - بمقدار 2 مم زئبق) ، حيث يتناقص حجم الرئتين أثناء الزفير ، مما يؤدي إلى ضغط الهواء وضغطه خارج الرئتين .

بالإضافة إلى ذلك: عند الاستنشاق يتم التغلب على عدد من القوى:

1) مقاومة مرنة للصدر ،

2) المقاومة المرنة للأعضاء الداخلية التي تضغط على الحجاب الحاجز ،

3) مقاومة مرنة للرئتين ،

4) مقاومة اللزوجة الديناميكية لجميع الأنسجة المذكورة أعلاه ،

5) المقاومة الديناميكية الهوائية للقناة التنفسية ،

6) جاذبية الصدر ،

7) قوى القصور الذاتي للجماهير / الأعضاء المتحركة /

الميكانيكا الحيوية لهدوء الاستنشاق والزفير ...

الميكانيكا الحيوية للإلهام الهادئ

يلعب تقلص الحجاب الحاجز وتقلص العضلة الوربية المائلة الخارجية والعضلات بين الغضروف دورًا في تطوير التنفس الهادئ.

تحت تأثير إشارة العصب ، الحجاب الحاجز / أقوى عضلة شهيق / انقباض ، تقع عضلاته بشكل شعاعي بالنسبة لمركز الأوتار ، وبالتالي فإن قبة الحجاب الحاجز تتسطح بمقدار 1.5-2.0 سم ، مع التنفس العميق - بمقدار 10 سم ويزداد الضغط في التجويف البطني. يزداد حجم الصدر في الحجم الرأسي.

تحت تأثير إشارة عصبية ، تنقبض العضلة الوربية المائلة الخارجية والعضلات بين الغضروف. في الألياف العضلية ، يكون مكان ارتباطها بالضلع الأساسي بعيدًا عن العمود الفقري أكثر من مكان تعلقه بالضلع العلوي ، وبالتالي ، فإن لحظة قوة الضلع الأساسي أثناء تقلص هذه العضلة تكون دائمًا أكبر من ذلك من الضلع المغطي. هذا يؤدي إلى حقيقة أن الأضلاع تبدو وكأنها ترتفع ، والنهايات الغضروفية الصدري ، كما كانت ، ملتوية قليلاً. نظرًا لأن الأطراف الصدرية للأضلاع أثناء الزفير تكون أقل من الأطراف الفقرية / القوس بزاوية / ، فإن تقلص العضلات الوربية الخارجية يجعلها في وضع أفقي أكثر ، ويزداد محيط الصدر ، ويرتفع القص ويتقدم للأمام ، تزداد المسافة الوربية. لا يرتفع الصدر فحسب ، بل يزيد أيضًا من أبعاده السهمية والأمامية. بسبب تقلص الحجاب الحاجز والعضلات الوربية المائلة الخارجية والعضلات بين الغضروف ، يزداد حجم الصدر. حركة الحجاب الحاجز تسبب ما يقرب من 70-80٪ من تهوية الرئتين.

الصدر مبطن من الداخل بغشاء الجنب الجداري ، والذي يلتحم معه بقوة. تُغطى الرئة بغشاء الجنب الحشوي الذي تلتحم معه بقوة أيضًا. في ظل الظروف العادية ، تتلاءم صفائح غشاء الجنب بشكل مريح مع بعضها البعض ويمكن أن تنزلق / بسبب إفراز المخاط / بالنسبة لبعضها البعض. قوى التماسك بينهما عظيمة ولا يمكن فصل غشاء الجنب.

عند الاستنشاق ، تتبع غشاء الجنب الجداري الصدر المتوسع ، وتسحب معه الرقاقة الحشوية ، وتمدد أنسجة الرئة ، مما يؤدي إلى زيادة حجمها. في ظل هذه الظروف ، يتم توزيع الهواء في الرئتين / الحويصلات الهوائية / في حجم جديد أكبر ، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط في الرئتين. يوجد فرق ضغط بين البيئة والرئتين / الضغط عبر الجهاز التنفسي /.

الضغط عبر الجهاز التنفسي (Рtrr) هو الفرق بين الضغط في الحويصلات الهوائية (رالف) والضغط الخارجي / الجوي / الضغط (Рext). Rtrr = رالف. - رفنشن. يساوي عند الإلهام - 4 ملم زئبق. فن. يجبر هذا الاختلاف جزءًا من الهواء على الدخول عبر الممرات الهوائية إلى الرئتين. هذا هو التنفس.

الميكانيكا الحيوية للزفير الهادئ

يتم إجراء الزفير الهادئ بشكل سلبي ، أي لا يوجد تقلص في العضلات ، وينهار الصدر بسبب القوى التي نشأت أثناء الاستنشاق.

أسباب الزفير:

1. ثقل الصدر. يتم خفض الضلوع المرتفعة بالجاذبية.

2. ترفع أعضاء تجويف البطن ، التي يتم دفعها لأسفل بواسطة الحجاب الحاجز أثناء الشهيق ، الحجاب الحاجز.

تشمل حركات الجهاز التنفسي:

1. مجرى هوائي قليل الشد ، قابل للانضغاط ومنتج لتدفق الهواء.

تشمل الممرات الهوائية التي تتحكم في تدفق الهواء الأنف ، وتجويف الأنف ، والبلعوم الأنفي ، والحنجرة ، والقصبة الهوائية ، والشعب الهوائية ، والقصيبات.

يعمل الأنف والتجويف الأنفي كقنوات موصلة للهواء ، حيث يتم تسخينه وترطيبه وتصفيته.

تجويف الأنف مبطن بغشاء مخاطي غني بالأوعية الدموية. تكمن المستقبلات الشمية في الجزء العلوي من تجويف الأنف. تفتح الممرات الأنفية في البلعوم الأنفي.

تقع الحنجرة بين القصبة الهوائية وجذر اللسان.

في الطرف السفلي من الحنجرة ، تبدأ القصبة الهوائية وتنزل إلى تجويف الصدر ، حيث تنقسم إلى الشعب الهوائية اليمنى واليسرى.

الشعب الهوائية من القصبة الهوائية إلى الوحدات التنفسية الطرفية (الحويصلات الهوائية) فرع (منقسمة) 23 مرة.

أول 16 "جيلاً" من الجهاز التنفسي - تؤدي القصبات والشعيبات وظيفة موصلة.

"الأجيال" 17 ... 22 ، القصيبات التنفسية والقنوات السنخية ، تشكل منطقة انتقالية (عابرة).

والجيل الثالث والعشرون فقط هو منطقة تنفسية ويتكون بالكامل من الحويصلات السنخية مع الحويصلات الهوائية.

يزداد إجمالي مساحة المقطع العرضي للقناة التنفسية بأكثر من 4.5 ألف مرة كلما تفرعت. عادة ما تكون القصبة الهوائية اليمنى أقصر وأعرض من اليسرى.

2. أنسجة الرئة المرنة والقابلة للتمدد.

تتكون الرئتان من القصيبات والأكياس السنخية ، وكذلك الشرايين والشعيرات الدموية وأوردة الدورة الدموية الرئوية.

يتم تمثيل قسم الجهاز التنفسي بالحويصلات الهوائية.

هناك ثلاثة أنواع من الخلايا الهوائية (الخلايا الرئوية) في الرئتين تؤدي وظائف مختلفة.

تقوم الخلايا السنخية من النوع الثاني بتركيب الدهون والفوسفوليبيدات من الفاعل بالسطح الرئوي.

تبلغ المساحة الإجمالية للحويصلات الهوائية في شخص بالغ 80 ... 90 مترًا مربعًا ، أي حوالي 50 ضعف سطح جسم الإنسان.

3. الصدر يتكون من قاعدة عظمي غضروفية سلبية ، متصلة بواسطة الأربطة الضامة وعضلات الجهاز التنفسي ، والتي تقوم برفع وخفض الضلوع وحركة قبة الحجاب الحاجز.

نظرًا للكمية الكبيرة من الأنسجة المرنة ، فإن الرئتين ، التي تتمتع بقابلية تمدد ومرونة كبيرة ، تتبع بشكل سلبي جميع التغييرات في تكوين وحجم الصدر.

هناك آليتان تسببان تغييراً في حجم الصدر: رفع وخفض الضلوع وحركة قبة الحجاب الحاجز.

تنقسم عضلات الجهاز التنفسي إلى الشهيق والزفير.

عضلات الشهيق هي عضلات الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية والعضلات بين الغضروف.

أثناء التنفس الهادئ ، يتغير حجم الصدر بشكل أساسي بسبب تقلص الحجاب الحاجز وحركة القبة.

يتوافق خفض الحجاب الحاجز بمقدار 1 سم فقط مع زيادة سعة تجويف الصدر بحوالي 200 ... 300 مل.

مع التنفس القسري العميق ، تشارك عضلات الشهيق الإضافية: شبه المنحرف ، والعضلات القصية الترقوية الخشائية.

يتم تضمينها في عملية التنفس النشطة بقيم أعلى بكثير للتهوية الرئوية ، على سبيل المثال ، عندما يصعد المتسلقون إلى ارتفاعات عالية أو في حالة فشل الجهاز التنفسي ، عندما تدخل جميع عضلات الجسم تقريبًا في عملية التنفس.

عضلات الزفير هي عضلات جدار البطن الداخلية والوربي ، أو عضلات البطن.

كل ضلع قادر على الدوران حول محور يمر عبر نقطتين من الاتصال المتحرك مع الجسم والعملية العرضية للفقرة المقابلة.

أثناء الاستنشاق ، تتمدد الأجزاء العلوية من الصدر بشكل رئيسي في الاتجاه الأمامي الخلفي ، بينما تتوسع الأقسام السفلية بشكل جانبي أكثر ، حيث يحتل محور دوران الضلوع السفلية الموضع السهمي.

أثناء مرحلة الاستنشاق ، تنقبض العضلات الوربية الخارجية ، وترفع الضلوع ، وأثناء مرحلة الزفير ، تنخفض الضلوع بسبب نشاط العضلات الوربية الداخلية.

مع التنفس الطبيعي الهادئ ، يتم الزفير بشكل سلبي ، حيث ينهار الصدر والرئتان - يميلون بعد الاستنشاق إلى اتخاذ الوضع الذي خرجوا منه عن طريق تقلص عضلات الجهاز التنفسي.

ومع ذلك ، عند السعال والقيء والإجهاد ، تكون عضلات الزفير نشطة.

مع التنفس الهادئ ، تبلغ الزيادة في حجم الصدر حوالي 500 ... 600 مل.

تؤدي حركة الحجاب الحاجز أثناء التنفس إلى تهوية تصل إلى 80٪.

البحث عن محاضرة

عضلات الجهاز التنفسي هي "محرك" التهوية. يختلف التنفس الهادئ والقسري من نواحٍ عديدة ، بما في ذلك عدد عضلات الجهاز التنفسي التي تؤدي حركات التنفس. يميز الشهيق(مسؤول عن الاستنشاق) و زفيري(الزفير) عضلات. تنقسم عضلات الجهاز التنفسي أيضًا إلى رئيسيو مساعد. إلى الشهيق الرئيسيتشمل العضلات: أ) الحجاب الحاجز. ب) العضلات الوربية الخارجية. ج) عضلات بين الغضروف الداخلية.

الشكل 4. آلية حركات التنفس (تغير في حجم الصدر) بسبب الحجاب الحاجز والعضلات بطني(أ) وتقلص العضلات الوربية الخارجية (ب) (يسار - نموذج لحركة الضلع)

مع التنفس الهادئ ، يتم تنفيذ 4/5 من الشهيق بواسطة الحجاب الحاجز. يؤدي تقلص الجزء العضلي من الحجاب الحاجز ، الذي ينتقل إلى مركز الوتر ، إلى تسطيح قبة الحجاب الحاجز وزيادة الأبعاد الرأسية لتجويف الصدر. مع التنفس الهادئ ، تنخفض قبة الحجاب الحاجز بحوالي 2 سم ، وتشارك العضلات الوربية الداخلية والعضلات بين الغضروف في رفع الضلوع. يركضون بشكل غير مباشر من الضلع إلى الضلع من الخلف والأعلى ، من الأمام وإلى الأسفل (الظهري القحفي والبطني). بسبب تقلصها ، تزداد الأبعاد الجانبية والسهمية للصدر. مع التنفس الهادئ ، يحدث الزفير بشكل سلبي بمساعدة قوى العودة المرنة (تمامًا مثل الزنبرك الممتد نفسه الذي يعود إلى موضعه الأصلي).

أثناء التنفس القسري ، يتم ربط عضلات الشهيق الرئيسية مساعد: الصدر الكبير والصغير ، السكين ، القصية الترقوية الخشائية ، شبه المنحرفة.

الشكل 5. أهم ملحقات عضلات الشهيق (أ) وعضلات الزفير الملحقة (ب)

لكي تشارك هذه العضلات في عملية الاستنشاق ، من الضروري أن تكون مواقع التعلق بها ثابتة. مثال نموذجي هو سلوك مريض يعاني من صعوبة في التنفس. يضع هؤلاء المرضى أيديهم على جسم غير متحرك ، ونتيجة لذلك يتم تثبيت الكتفين وإمالة الرأس إلى الخلف.

يتم توفير الزفير أثناء التنفس القسري زفيريالعضلات: رئيسي- العضلات الوربية الداخلية و مساعد- عضلات جدار البطن (خارجية وداخلية مائلة ، عرضية ، مستقيمة).

اعتمادًا على ما إذا كان تمدد الصدر أثناء التنفس الطبيعي مرتبطًا بشكل أساسي برفع الضلوع أو تسطيح الحجاب الحاجز ، فهناك الصدر (الضلعي) وأنواع التنفس البطني.

أسئلة الاختبار

1. ما هي العضلات الرئيسية عضلات الشهيق والزفير؟

2. بمساعدة ما العضلات يتم التنفس الهادئ؟

3. ما هي العضلات الشهيقية المساعدة والزفير؟

4. ما هي العضلات المستخدمة في التنفس القسري؟

5. ما هي أنواع التنفس الصدري والبطن؟

مقاومة التنفس

تؤدي عضلات الجهاز التنفسي عملًا يساوي 1-5 J في حالة الراحة وتوفر التغلب على مقاومة التنفس وخلق تدرج في ضغط الهواء بين الرئتين والبيئة الخارجية. مع التنفس الهادئ ، يتم إنفاق 1٪ فقط من الأكسجين الذي يستهلكه الجسم على عمل عضلات الجهاز التنفسي (يستهلك الجهاز العصبي المركزي 20٪ من إجمالي الطاقة). استهلاك الطاقة للتنفس الخارجي ضئيل للأسباب التالية:

1. عند الاستنشاق ، يتوسع الصدر بسبب قوى المرونة الخاصة به ويساعد على التغلب على الارتداد المرن للرئتين ؛

2. يعمل الرابط الخارجي للجهاز التنفسي مثل التأرجح (يذهب جزء كبير من طاقة تقلص العضلات إلى الطاقة الكامنة للشد المرن للرئتين)

3. القليل من المقاومة غير المرنة للاستنشاق والزفير

هناك نوعان من المقاومة:

1) مقاومة الأنسجة اللزجة غير المرنة

2) مقاومة مرنة (مرنة) للرئتين والأنسجة.

المقاومة اللزجة غير المرنة ناتجة عن:

- المقاومة الديناميكية الهوائية للممرات الهوائية

مقاومة الأنسجة اللزجة

أكثر من 90٪ من المقاومة غير المرنة ترجع إلى الديناميكية الهوائيةمقاومة مجرى الهواء (تحدث عندما يمر الهواء عبر جزء ضيق نسبيًا من الجهاز التنفسي - القصبة الهوائية والشعب الهوائية والقصيبات). عندما تتفرع الشجرة القصبية إلى الأطراف ، تصبح الممرات الهوائية أضيق وأضيق ، ويمكن افتراض أن أضيق الفروع هي التي توفر أكبر مقاومة للتنفس. ومع ذلك ، يزداد القطر الإجمالي نحو المحيط وتقل المقاومة. لذلك ، على مستوى الجيل 0 (القصبة الهوائية) ، يبلغ إجمالي مساحة المقطع العرضي حوالي 2.5 سم 2 ، على مستوى القصيبات الطرفية (الجيل 16) - 180 سم 2 ، القصيبات التنفسية (من الجيل الثامن عشر) - حوالي 1000 سم 2 و ثم> 10000 سم 2. لذلك ، تتمركز مقاومة مجرى الهواء بشكل أساسي في الفم والأنف والبلعوم والقصبة الهوائية والفصوص والشعب الهوائية القطعية حتى الجيل السادس المتفرّع تقريبًا. تمثل الممرات الهوائية المحيطية التي يقل قطرها عن 2 مم أقل من 20٪ من مقاومة التنفس. هذه الأقسام لديها أكبر قابلية للتوسع ( ج- الامتثال).

الامتثال أو التمدد (C) - مؤشر كمي يميز الخصائص المرنة للرئتين

ج =د الخامس/د ص

حيث C هي درجة التمدد (عمود مائي مل / سم) ؛ DV - تغيير الحجم (مل) ، DP - تغيير الضغط (سم عمود الماء)

يبلغ الامتثال الكلي لكل من الرئتين (C) في شخص بالغ حوالي 200 مل من الهواء لكل 1 سم من الماء. وهذا يعني أنه مع زيادة الضغط عبر الرئوي (Ptp) بمقدار 1 سم من الماء. يزيد حجم الرئة بمقدار 200 مل.

R = (RA-Rao) / V.

حيث RA هو الضغط السنخي

باو - ضغط في الفم

V هو معدل التهوية الحجمي لكل وحدة زمنية.

لا يمكن قياس الضغط السنخي مباشرة ، ولكن يمكن اشتقاقه من الضغط الجنبي. يمكن تحديد الضغط الجنبي بالطرق المباشرة أو بشكل غير مباشر عن طريق تخطيط التحجم المتكامل.

وبالتالي ، فإن أعلى V ، أي كلما تنفسنا أكثر ، كلما زاد فرق الضغط في المقاومة المستمرة. من ناحية أخرى ، كلما زادت مقاومة مجرى الهواء ، يجب أن يكون فرق الضغط أعلى للحصول على معدل تدفق تنفس معين. غير مرنتعتمد مقاومة التنفس على تجويف الممرات الهوائية - خاصة المزمار والشعب الهوائية. يتم التحكم في العضلة المقربة والمُبعدة للطيات الصوتية ، والتي تنظم عرض المزمار ، من خلال العصب الحنجري السفلي بواسطة مجموعة من الخلايا العصبية التي تتركز في المجموعة التنفسية البطنية للنخاع المستطيل. هذا الحي ليس عرضيًا: أثناء الاستنشاق ، يتوسع المزمار إلى حد ما ، بينما يضيق الزفير ، مما يزيد من مقاومة تدفق الهواء ، وهو أحد أسباب طول مدة مرحلة الزفير. وبالمثل ، فإن تجويف القصبات الهوائية وقدرتها على المباح تتغير دوريًا.

تعتمد نغمة العضلات الملساء في القصبات على نشاط التعصيب الكوليني: تمر الألياف الصادرة المقابلة عبر العصب المبهم.

يتم توفير تأثير الاسترخاء على نغمة الشعب الهوائية من خلال التعصيب الودي (الأدرينالي) ، وكذلك النظام "المثبط غير الأدرينالي" الذي تم اكتشافه مؤخرًا. يتم توسط تأثير هذا الأخير بواسطة بعض الببتيدات العصبية ، وكذلك العقد الدبقية الصغيرة الموجودة في الجدار العضلي للممرات الهوائية ؛ يساهم توازن معين بين هذه التأثيرات في إنشاء التجويف الأمثل لشجرة القصبة الهوائية لمعدل تدفق هواء معين.

يشكل عدم انتظام نغمة الشعب الهوائية في الإنسان أساس التشنج القصبي , مما يؤدي إلى انخفاض حاد في انفتاح مجرى الهواء (انسداد) وزيادة مقاومة التنفس. ويشارك النظام الكوليني للعصب المبهم أيضًا في تنظيم إفراز المخاط وحركات أهداب الظهارة الهدبية للممرات الأنفية والقصبة الهوائية والشعب الهوائية ، وبالتالي تحفيز النقل المخاطي الهدبي. - إطلاق الجسيمات الغريبة التي دخلت الشعب الهوائية. كما أن المخاط الزائد الذي يميز التهاب الشعب الهوائية يؤدي أيضًا إلى انسداد ويزيد من مقاومة التنفس.

تشمل المقاومة المرنة للرئتين والأنسجة ما يلي: 1) القوى المرنة لأنسجة الرئة نفسها ؛ 2) القوى المرنة الناتجة عن التوتر السطحي للطبقة السائلة على السطح الداخلي لجدران الحويصلات الهوائية والممرات الهوائية الأخرى للرئتين.

ينتج الكولاجين والألياف المرنة المنسوجة في حمة الرئتين شدًا مرنًا لأنسجة الرئة. في حالة انهيار الرئتين ، تكون هذه الألياف في حالة من الانكماش والتواء مرن ، ولكن عندما تتمدد الرئتان ، فإنها تتمدد وتستقيم ، بينما تتمدد وتطور ارتدادًا مرنًا أكثر فأكثر. حجم القوى المرنة للأنسجة ، التي تسبب انهيار الرئتين المملوءتين بالهواء ، هي فقط ثلث المرونة الكلية للرئتين.

عند السطح الفاصل بين الهواء والسائل ، والذي يغطي الظهارة السنخية بطبقة رقيقة ، تنشأ قوى التوتر السطحي. علاوة على ذلك ، كلما كان قطر الحويصلات أصغر ، زادت قوة التوتر السطحي. على السطح الداخلي للحويصلات الهوائية ، يميل السائل إلى الانقباض وضغط الهواء خارج الحويصلات الهوائية باتجاه الشعب الهوائية ، ونتيجة لذلك تبدأ الحويصلات في الانهيار. إذا تصرفت هذه القوى دون عوائق ، فبفضل النواسير بين الحويصلات الفردية ، سيمر الهواء من الحويصلات الصغيرة إلى الحويصلات الكبيرة ، وسيتعين أن تختفي الحويصلات الصغيرة نفسها. لتقليل التوتر السطحي والحفاظ على الحويصلات الهوائية في الجسم ، هناك تكيف بيولوجي بحت. هو - هي - السطحي(المواد الخافضة للتوتر السطحي) تعمل كمنظف.

التوتر السطحيعبارة عن خليط يتكون أساسًا من الدهون الفوسفورية (90-95٪) ، بما في ذلك الفوسفاتيديل كولين (الليسيثين). إلى جانب ذلك ، يحتوي على أربعة بروتينات خاصة بالفاعل السطحي ، بالإضافة إلى كمية صغيرة من هيدرات الكربون. إجمالي كمية الفاعل بالسطح في الرئتين صغير للغاية. يوجد حوالي 50 مم 3 من الفاعل بالسطح لكل 1 م 2 من السطح السنخي. تبلغ سماكة غشاءها 3٪ من السماكة الكلية للحاجز المحمول جواً. يتم إنتاج الفاعل بالسطح بواسطة الخلايا الظهارية السنخية من النوع الثاني. تقلل طبقة الفاعل بالسطح من التوتر السطحي للحويصلات الهوائية بحوالي 10 مرات. يحدث الانخفاض في التوتر السطحي بسبب حقيقة أن الرؤوس المحبة للماء لهذه الجزيئات ترتبط بقوة بجزيئات الماء ، ونهاياتها الكارهة للماء تنجذب بشكل ضعيف للغاية إلى بعضها البعض والجزيئات الأخرى في المحلول. تصد قوى التنافر للمادة الخافضة للتوتر السطحي القوى الجذابة لجزيئات الماء.

وظائف الفاعل بالسطح:

1) استقرار حجم الحويصلات الهوائية في المواقف المتطرفة - عند الشهيق والانتهاء

2) دور وقائي: يحمي جدران الحويصلات الهوائية من التأثيرات الضارة للعوامل المؤكسدة ، وله نشاط جراثيم ، ويوفر النقل العكسي للغبار والميكروبات عبر الممرات الهوائية ، ويقلل من نفاذية غشاء الرئة (منع الوذمة الرئوية).

يبدأ تصنيع المواد الخافضة للتوتر السطحي في نهاية فترة داخل الرحم. وجودهم يسهل التنفس الأول. في المخاض المبكر ، قد تكون رئتا الطفل غير مهيأتين للتنفس. يسبب نقص أو عيوب الفاعل بالسطح مرضًا خطيرًا (متلازمة الضائقة التنفسية). التوتر السطحي في الرئتين عند هؤلاء الأطفال مرتفع ، لذا فإن العديد من الحويصلات الهوائية في حالة انهيار.

أسئلة الاختبار

1. لماذا استهلاك الطاقة للتنفس الخارجي ضئيل؟

2. ما هي أنواع مقاومة مجرى الهواء المميزة؟

3. ما الذي يسبب المقاومة اللزجة غير المرنة؟

4. ما هي القابلية للتوسعة ، وكيفية تحديدها؟

5. ما هي العوامل التي تعتمد عليها المقاومة اللزجة غير المرنة؟

6. ما الذي يسبب المقاومة المرنة في الرئتين والأنسجة؟

7. ما هي المواد الخافضة للتوتر السطحي ، ما هي الوظائف التي تؤديها؟

© 2015-2018 poisk-ru.ru
جميع الحقوق تنتمي إلى مؤلفيها. لا يدعي هذا الموقع حقوق التأليف ، ولكنه يوفر الاستخدام المجاني.
انتهاك حقوق النشر وانتهاك البيانات الشخصية

آلية التنفس الخارجي. الميكانيكا الحيوية للاستنشاق والزفير.

التنفس الخارجيهو تبادل الغازات بين الجسم والبيئة. يتم إجراؤه باستخدام عمليتين - التنفس الرئوي والتنفس من خلال الجلد.

يتكون التنفس الرئوي من تبادل الغازات بين الهواء السنخي والبيئة وبين الهواء السنخي والشعيرات الدموية. أثناء تبادل الغازات مع البيئة الخارجية ، يدخل الهواء الذي يحتوي على 21٪ أكسجين و 0.03-0.04٪ ثاني أكسيد الكربون ، ويحتوي هواء الزفير على 16٪ أكسجين و 4٪ ثاني أكسيد كربون. يدخل الأكسجين الهواء السنخي من الهواء الجوي ، وينطلق ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس.

عند التبادل مع الشعيرات الدموية للدورة الرئوية في الهواء السنخي ، يكون ضغط الأكسجين 102 ملم زئبق. الفن ، وثاني أكسيد الكربون - 40 ملم زئبق. الفن ، التوتر في الدم الوريدي للأكسجين - 40 ملم زئبق. الفن ، وثاني أكسيد الكربون - 50 ملم زئبق. فن. نتيجة للتنفس الخارجي ، يتدفق الدم الشرياني من الرئتين ، وهو غني بالأكسجين ويفتقر إلى ثاني أكسيد الكربون.

يتم التنفس الخارجي نتيجة الحركات الإيقاعية للخلية الصعبة. تتكون الدورة التنفسية من مرحلتين شهيق وزفير ، لا يوجد بينهما توقف. عند الراحة عند البالغين ، يكون معدل التنفس 16-20 في الدقيقة.

يستنشقهي عملية نشطة. مع التنفس الهادئ ، تنقبض العضلات الوربية والعضلات بين الغضروف. يرفعون الضلوع ، بينما يتحرك القص إلى الأمام. هذا يؤدي إلى زيادة في الأبعاد السهمي والأمامي لتجويف الصدر. في نفس الوقت تنقبض عضلات الحجاب الحاجز. تنزل قبه ، وتتحرك أعضاء البطن إلى الأسفل ، إلى الجانبين وإلى الأمام. نتيجة لذلك ، يزداد تجويف الصدر أيضًا في الاتجاه الرأسي.

بعد نهاية الاستنشاق ، تسترخي عضلات الجهاز التنفسي - تبدأ زفير.الزفير الهادئ هو عملية سلبية.

خلال ذلك ، يعود الصدر إلى حالته الأصلية تحت تأثير وزنه ، وجهاز الرباط المشدود والضغط على الحجاب الحاجز لأعضاء البطن. في النشاط البدني، الحالات المرضية المصحوبة بضيق في التنفس (السل الرئوي ، الربو القصبي ، إلخ) يحدث التنفس القسري. تشارك العضلات المساعدة في فعل الشهيق والزفير. مع الإلهام القسري ، تتقلص العضلة القصية الترقوية الخشائية ، والعضلة الصدرية ، والعضلات شبه المنحرفة. تساهم في رفع الأضلاع الإضافي. أثناء الزفير القسري ، تنقبض العضلات الوربية الداخلية ، مما يزيد من نزول الضلوع. أولئك. الزفير القسري هو عملية نشطة.

الضغط في التجويف الجنبي وأصله ودوره في آلية التنفس الخارجي. تغيرات الضغط في التجويف الجنبي في مراحل مختلفة من الدورة التنفسية.

يكون الضغط في التجويف الجنبي دائمًا أقل من الضغط الجوي - الضغط السلبي.

قيمة الضغط السلبي في التجويف الجنبي:

بحلول نهاية الحد الأقصى للانتهاء - 1-2 ملم زئبق. فن.،
بنهاية زفير هادئ - 2-3 ملم زئبق. فن.،
بنهاية نفس هادئ - 5-7 ملم زئبق. فن.،
في نهاية الحد الأقصى للتنفس - 15-20 ملم زئبق. فن.

شدة نمو الصدر أعلى من أنسجة الرئتين. يؤدي هذا إلى زيادة حجم التجويف الجنبي ، وبما أنه محكم الإغلاق ، يصبح الضغط سالبًا.

الارتداد المرن للرئتين- القوة التي تميل بها الأنسجة إلى السقوط.

يرجع ذلك إلى الارتداد المرن للرئتين :

1) التوتر السطحي للفيلم السائل الذي يغطي السطح الداخلي للحويصلات الهوائية ؛

2) مرونة نسيج جدران الحويصلات الهوائية بسبب وجود الألياف المرنة فيها ؛

3) تناغم عضلات الشعب الهوائية.

1. الميكانيكا الحيوية للاستنشاق والزفير

Zhel ومكوناته. طرق تحديدها. الهواء المتبقي.

يمكن الحكم على عمل جهاز التنفس الخارجي من خلال حجم الهواء الداخل إلى الرئتين خلال دورة تنفسية واحدة. يشكل حجم الهواء الذي يدخل الرئتين أثناء الاستنشاق الأقصى سعة الرئة الكلية. يبلغ حجمها 4.5-6 لترات وتتكون من السعة الحيوية للرئتين والحجم المتبقي.

القدرة الحيوية للرئتين- كمية الهواء التي يمكن للشخص أن يزفرها بعد التنفس العميق. إنه أحد مؤشرات التطور البدني للجسم ويعتبر مرضيًا إذا كان 70-80٪ من الحجم المناسب. خلال الحياة ، قد تتغير هذه القيمة. يعتمد ذلك على عدد من الأسباب: العمر ، الطول ، وضع الجسم في الفضاء ، تناول الطعام ، النشاط البدنيوجود أو عدم وجود الحمل.

تتكون السعة الحيوية للرئتين من أحجام تنفسية واحتياطية. حجم المد والجزرهي كمية الهواء التي يستنشقها الشخص ويزفرها أثناء الراحة. قيمتها 0.3-0.7 لتر. يحافظ عند مستوى معين على الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي. حجم احتياطي الشهيق هو كمية الهواء التي يمكن أن يستنشقها الشخص بشكل إضافي بعد الاستنشاق الطبيعي. كقاعدة عامة ، تتراوح من 1.5 إلى 2.0 لتر. يميز قدرة أنسجة الرئة على التمدد الإضافي. حجم احتياطي الزفير هو كمية الهواء التي يمكن زفيرها بعد الزفير الطبيعي.

حجم المتبقية- حجم ثابت للهواء في الرئتين حتى بعد الزفير الأقصى. حوالي 1.0-1.5 لتر.

من الخصائص المهمة للدورة التنفسية تواتر حركات التنفس في الدقيقة. عادة ما تكون من 16 إلى 20 حركة في الدقيقة. يتم حساب مدة الدورة التنفسية بقسمة 60 ثانية على قيمة معدل التنفس.

يمكن تحديد أوقات الدخول والانتهاء من مخطط التنفس.

أحجام الرئة:

1. حجم المد والجزر (TO) = 500 مل

2. حجم احتياطي الشهيق (RIV) = 1500-2500 مل

3. حجم احتياطي الزفير = 1000 مل

4. الحجم المتبقي (RO) = 1000 - 1500 مل

قدرة الرئة:

- إجمالي سعة الرئة (TLC) \ u003d (1 + 2 + 3 + 4) = 4-6 لترات

- السعة الحيوية للرئتين (VC) = (1 + 2 + 3) = 3.5-5 لترات

- السعة المتبقية الوظيفية للرئتين (FRC) \ u003d (3 + 4) \ u003d 2-3 لتر

- سعة الشهيق (EV) = (1 + 2) = 2-3 لترات

الحجم الدقيق لتهوية الرئتين وتغيراته تحت الأحمال المختلفة وطرق تحديدها. "مساحة ضارة" وتهوية رئوية فعالة. لماذا يعتبر التنفس العميق والنادر أكثر فعالية.

حجم الدقيقة- كمية الهواء المتبادل مع البيئة أثناء التنفس الهادئ. يتم تحديده من خلال ناتج حجم المد والجزر ومعدل التنفس وهو 6-8 لترات.

تبلغ قيمته ، في المتوسط ، 500 مل ، ومعدل التنفس في الدقيقة هو 12-16 ، وبالتالي ، فإن الحجم الدقيق للتنفس ، في المتوسط ، هو 6-8 لترات.

ومع ذلك ، لا يشارك كل الهواء الذي يدخل الجهاز التنفسي في تبادل الغازات. جزء من الهواء يملأ المسالك الهوائية (الحنجرة ، القصبة الهوائية ، القصبات الهوائية ، القصيبات) ولا يصل إلى الحويصلات الهوائية ، لأنه أول من يخرج من الجسم أثناء الزفير.

هذا الهواء يسمى هواء الفضاء الضار.حجمه ، في المتوسط ، 140-150 مل. لذلك ، تم تقديم مفهوم التهوية الرئوية الفعالة. هذه هي كمية الهواء في الدقيقة التي تشارك في تبادل الغازات. يمكن أن تكون التهوية الرئوية الفعالة في نفس حجم التنفس دقيقة مختلفة. لذلك ، كلما زاد حجم المد والجزر ، قل الحجم النسبي للهواء في الفضاء الضار. لذلك ، يكون التنفس العميق والنادر أكثر فاعلية لتزويد الجسم بالأكسجين ، حيث تزداد تهوية الحويصلات الهوائية.

التنفس ، مراحله الرئيسية. آليات التنفس الخارجي. الميكانيكا الحيوية للاستنشاق والزفير.

التنفس هو عملية مستمرة معقدة ، ونتيجة لذلك يتم تحديث تركيبة الغاز في الدم باستمرار.

في عملية التنفس ، يتم تمييز ثلاث روابط: التنفس الخارجي ، أو التنفس الرئوي ، ونقل الغازات عن طريق الدم ، والتنفس الداخلي ، أو التنفس الأنسجة.

التنفس عبارة عن مجموعة من العمليات الفسيولوجية التي تضمن الإمداد المستمر بالأكسجين للأنسجة ، واستخدامه في التفاعلات التأكسدية ، وكذلك إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم والماء جزئيًا أثناء عملية التمثيل الغذائي. يشمل الجهاز التنفسي تجويف الأنف والحنجرة والشعب الهوائية والرئتين. يتكون التنفس من الخطوات الرئيسية التالية:

التنفس الخارجي ، والذي يوفر تبادل الغازات بين الرئتين والبيئة الخارجية ؛

تبادل الغازات بين الهواء السنخي والدم الوريدي المتدفق إلى الرئتين ؛

نقل الغازات عن طريق الدم. تبادل الغازات بين الدم والأنسجة الشريانية ؛

تنفس الأنسجة.

التنفس الخارجي هو تبادل الغازات بين الجسم والهواء الجوي المحيط. يتم إجراؤه على مرحلتين - تبادل الغازات بين الهواء الجوي والسنخي وتبادل الغازات بين دم الشعيرات الدموية الرئوية والهواء السنخي.

يشمل الجهاز التنفسي الشعب الهوائية والرئتين والجنبة والهيكل العظمي للصدر والعضلات والحجاب الحاجز. تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز التنفس الخارجي في تزويد الجسم بالأكسجين وإطلاقه من ثاني أكسيد الكربون الزائد. يمكن الحكم على الحالة الوظيفية لجهاز التنفس الخارجي من خلال الإيقاع والعمق وتكرار التنفس وقيمة أحجام الرئة ومؤشرات امتصاص الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، إلخ.

يتم نقل الغازات عن طريق الدم. يتم توفيره من خلال الاختلاف في الضغط الجزئي (الجهد) للغازات على طول مسارها: الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة ، وثاني أكسيد الكربون من الخلايا إلى الرئتين.

يمكن أيضًا تقسيم التنفس الداخلي أو التنفس النسجي إلى مرحلتين. المرحلة الأولى هي تبادل الغازات بين الدم والأنسجة. والثاني هو استهلاك الأكسجين للخلايا وإطلاق ثاني أكسيد الكربون بواسطتها (التنفس الخلوي).

يستنشق والزفير

يبدأ الاستنشاق بانقباض عضلات الجهاز التنفسي.

تسمى العضلات ، التي يؤدي انقباضها إلى زيادة حجم التجويف الصدري ، الشهيق ، وتسمى العضلات ، التي يؤدي تقلصها إلى انخفاض حجم تجويف الصدر ، الزفير. العضلة الشهية الرئيسية هي عضلة الحجاب الحاجز. يؤدي تقلص عضلة الحجاب الحاجز إلى حقيقة أن قبةها تتسطح ، ويتم دفع الأعضاء الداخلية للأسفل ، مما يؤدي إلى زيادة حجم تجويف الصدر في الاتجاه الرأسي. يؤدي تقلص العضلات الوربية الخارجية وبين الغضروف إلى زيادة حجم تجويف الصدر في الاتجاهين السهمي والأمامي.

الرئتين مغطاة بغشاء مصلي - غشاء الجنب ، يتكون من صفائح حشوية وجدارية. ترتبط الطبقة الجدارية بالصدر ، وتتصل الطبقة الحشوية بأنسجة الرئة. مع زيادة حجم الصدر نتيجة تقلص عضلات الشهيق ، تتبع الصفيحة الجدارية الصدر. نتيجة لظهور قوى التصاق بين صفائح غشاء الجنب ، ستتبع الصفيحة الحشوية الجدارية ، وبعدها الرئتان. يؤدي هذا إلى زيادة الضغط السلبي في التجويف الجنبي وزيادة حجم الرئة ، ويصاحب ذلك انخفاض في الضغط فيها ، ويصبح أقل من الضغط الجوي ويبدأ الهواء بالتدفق إلى الرئتين - يحدث الشهيق.

بين الطبقات الحشوية والجدارية من غشاء الجنب هو فراغ يشبه الشق يسمى التجويف الجنبي. يكون الضغط في التجويف الجنبي دائمًا أقل من الضغط الجوي ، ويسمى الضغط السلبي. قيمة الضغط السلبي في التجويف الجنبي تساوي: بحلول نهاية الحد الأقصى للانتهاء - 1-2 ملم زئبق. الفن ، في نهاية الزفير الهادئ - 2-3 ملم زئبق. الفن ، بنهاية التنفس الهادئ -5-7 ملم زئبق. الفن ، في نهاية الحد الأقصى للتنفس - 15-20 ملم زئبق. فن.

الضغط السلبي في التجويف الجنبي يرجع إلى ما يسمى الارتداد المرن للرئتين - القوة التي تسعى بها الرئتان باستمرار لتقليل حجمهما. يعود الارتداد المرن للرئتين إلى سببين:

وجود عدد كبير من الألياف المرنة في جدار الحويصلات ؛

التوتر السطحي للفيلم السائل الذي يغطي السطح الداخلي لجدران الحويصلات الهوائية.

المادة التي تغطي السطح الداخلي للحويصلات الهوائية تسمى الفاعل بالسطح.

الميكانيكا الحيوية للزفير

يحتوي الفاعل بالسطح على توتر سطحي منخفض ويعمل على استقرار حالة الحويصلات الهوائية ، أي عند الاستنشاق ، فإنه يحمي الحويصلات الهوائية من التمدد المفرط (توجد جزيئات الفاعل بالسطح بعيدًا عن بعضها البعض ، والتي يصاحبها زيادة في التوتر السطحي) ، و عند الزفير ، من السقوط (توجد جزيئات الفاعل بالسطح بالقرب من بعضها البعض). إلى بعضها البعض ، ويصاحب ذلك انخفاض في التوتر السطحي).

تتجلى قيمة الضغط السلبي في التجويف الجنبي في عملية الشهيق عندما يدخل الهواء التجويف الجنبي ، أي استرواح الصدر. إذا دخلت كمية صغيرة من الهواء في التجويف الجنبي ، تنهار الرئتان جزئيًا ، لكن تهويتها تستمر. هذه الحالة تسمى استرواح الصدر المغلق. بعد فترة ، يتم امتصاص الهواء من التجويف الجنبي وتتوسع الرئتان.

في حالة انتهاك ضيق التجويف الجنبي ، على سبيل المثال ، مع اختراق جروح الصدر أو تمزق أنسجة الرئة نتيجة هزيمتها من قبل بعض الأمراض ، يتواصل التجويف الجنبي مع الغلاف الجوي والضغط فيه يصبح مساوياً للضغط الجوي ، تنهار الرئتان تمامًا ، وتتوقف التهوية. يسمى هذا استرواح الصدر مفتوحًا. استرواح الصدر الثنائي المفتوح لا يتوافق مع الحياة.

استرواح الصدر الصناعي الجزئي المغلق (إدخال كمية معينة من الهواء في التجويف الجنبي بإبرة) يستخدم لأغراض علاجية ، على سبيل المثال ، في مرض السل ، يساهم الانهيار الجزئي للرئة المصابة في شفاء التجاويف المرضية (الكهوف).

مع التنفس العميق ، يشارك عدد من عضلات الجهاز التنفسي المساعدة في فعل الاستنشاق ، والتي تشمل: عضلات الرقبة والصدر والظهر. يؤدي تقلص هذه العضلات إلى تحريك الضلوع ، مما يساعد عضلات الشهيق.

أثناء التنفس الهادئ ، يكون الشهيق نشطًا ويكون الزفير سلبيًا. قوى الزفير الهادئ:

قوة الجاذبية في الصدر.

سحب مرن من الرئتين.

ضغط أعضاء البطن.

شد مرن للغضاريف الساحلية الملتوية أثناء الاستنشاق.

يشمل الزفير النشط العضلات الوربية الداخلية ، والعضلات الخلفية السفلية عضلة سيراتوس، عضلات البطن.

الميكانيكا الحيوية للتنفس. الميكانيكا الحيوية للإلهام.

اسم المعلمة	المعنى
موضوع المقال:	الميكانيكا الحيوية للتنفس. الميكانيكا الحيوية للإلهام.
قواعد التقييم (فئة مواضيعية)	الدواء

أرز. 10.1. تأثير تقلص عضلة الحجاب الحاجز على حجم التجويف الصدري. يؤدي تقلص عضلة الحجاب الحاجز أثناء الاستنشاق (الخط المتقطع) إلى هبوط الحجاب الحاجز وتحرك أعضاء البطن إلى أسفل وإلى الأمام. نتيجة لذلك ، يزداد حجم التجويف الصدري.

تضخم التجويف الصدري أثناء الاستنشاقيحدث نتيجة تقلص عضلات الشهيق: الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية. العضلة التنفسية الرئيسية هي الحجاب الحاجز الذي يقع في الثلث السفلي من تجويف الصدر ويفصل بين الصدر وتجويف البطن. عندما تنقبض عضلة الحجاب الحاجز ، يتحرك الحجاب الحاجز لأسفل ويزيل أعضاء البطن إلى أسفل وإلى الأمام ، مما يزيد من حجم تجويف الصدر عموديًا بشكل أساسي (الشكل 10.1).

تضخم التجويف الصدري أثناء الاستنشاقيعزز تقلص العضلات الوربية الخارجية ، مما يرفع الصدر ، ويزيد من حجم تجويف الصدر. يرجع تأثير تقلص العضلات الوربية الخارجية إلى خصائص ارتباط ألياف العضلات بالأضلاع - تنتقل الألياف من أعلى إلى أسفل ومن الخلف إلى الأمام (الشكل 10.2). مع اتجاه مماثل للألياف العضلية للعضلات الوربية الخارجية ، يؤدي انقباضها إلى تحويل كل ضلع حول محور يمر عبر نقاط مفصلية رأس الضلع مع الجسم والعملية العرضية للفقرة. نتيجة لهذه الحركة ، يرتفع كل قوس ضلعي أساسي أكثر من ارتفاعه. تؤدي الحركة الصعودية المتزامنة لجميع الأقواس الساحلية إلى حقيقة أن القص يرتفع لأعلى وأمامًا ، ويزداد حجم الصدر في المستويين السهمي والأمامي. لا يؤدي تقلص العضلات الوربية الخارجية إلى زيادة حجم تجويف الصدر فحسب ، بل يمنع أيضًا الصدر من التراجع. على سبيل المثال ، في الأطفال الذين يعانون من ضعف العضلات الوربية ، يتناقص حجم الصدر أثناء تقلص الحجاب الحاجز (حركة متناقضة).

أرز. 10.2. اتجاه ألياف العضلات الوربية الخارجية وزيادة حجم تجويف الصدر أثناء الشهيق. أ - يؤدي تقلص العضلات الوربية الخارجية أثناء الشهيق إلى رفع الضلع السفلي أكثر من الضلع العلوي. نتيجة لذلك ، ترتفع الأقواس الساحلية وتزيد (ب) حجم تجويف الصدر في المستوى السهمي والأمامي.

مع التنفس العميق الآلية الحيوية الشهيةكقاعدة عامة ، تشارك عضلات الجهاز التنفسي المساعدة - العضلة القصية الترقوية الخشائية والعضلات الأمامية ، ويزيد تقلصها من حجم الصدر. على وجه التحديد ، ترفع عضلات السكين الضلعين العلويين ، بينما ترفع عضلات القصية الترقوية الخشائية القص. الاستنشاق عملية نشطة وتتطلب إنفاق الطاقة أثناء تقلص عضلات الشهيق ، والتي يتم إنفاقها للتغلب على المقاومة المرنة ضد الأنسجة الصلبة للصدر ، والمقاومة المرنة لأنسجة الرئة القابلة للتمدد بسهولة ، والمقاومة الديناميكية الهوائية لل إلى تدفق الهواء ، وكذلك لزيادة الضغط داخل البطن وما ينتج عن ذلك من إزاحة أعضاء البطن إلى أسفل.

الزفير عند الراحةفي البشر ، يتم إجراؤه بشكل سلبي تحت تأثير الارتداد المرن للرئتين ، والذي يعيد حجم الرئتين إلى قيمته الأصلية. ومع ذلك ، أثناء التنفس العميق ، وكذلك أثناء السعال والعطس ، يجب أن يكون الزفير نشطًا ، ويحدث انخفاض حجم تجويف الصدر بسبب تقلص العضلات الوربية الداخلية وعضلات البطن. ألياف عضليةتنتقل العضلات الوربية الداخلية بالنسبة إلى نقاط ارتباطها بالأضلاع من الأسفل إلى الأعلى والعودة إلى الأمام. عندما تتقلص ، تدور الأضلاع حول محور يمر عبر نقاط مفصلها مع الفقرة ، وينخفض كل قوس ساحلي متفوق أكثر من الارتفاع السفلي. نتيجة لذلك ، تنحدر جميع الأقواس الساحلية ، إلى جانب القص ، إلى أسفل ، مما يقلل من حجم تجويف الصدر في المستويين السهمي والأمامي.

عندما يتنفس الشخص بعمق ، تقلص عضلات البطن مرحلة الزفيريزيد الضغط في تجويف البطن مما يساهم في إزاحة قبة الحجاب الحاجز للأعلى ويقلل من حجم التجويف الصدري في الاتجاه العمودي.

يسبب تقلص عضلات الصدر والحجاب الحاجز التنفسي أثناء الشهيق زيادة في سعة الرئةوعندما يرتاحون أثناء الزفير ، تنهار الرئتان إلى حجمهما الأصلي. يتغير حجم الرئتين ، أثناء الشهيق والزفير ، بشكل سلبي ، نظرًا لمرونتهما العالية وقابليتهما للتمدد ، تتبع الرئتان التغيرات في حجم تجويف الصدر الناتج عن تقلص عضلات الجهاز التنفسي. يتضح هذا الموقف من خلال النموذج التالي للمجهول زيادة في سعة الرئة(الشكل 10.3). في هذا النموذج ، تعتبر الرئتان بالونًا مرنًا يوضع داخل وعاء مصنوع من جدران صلبة وحجاب حاجز مرن. المسافة بين البالون المرن وجدران الحاوية محكمة الإغلاق. يسمح لك هذا النموذج بتغيير الضغط داخل الخزان عند تحريك الحجاب الحاجز المرن. مع زيادة حجم الحاوية بسبب الحركة الهبوطية للحجاب الحاجز المرن ، يصبح الضغط داخل الحاوية ، أي خارج الحاوية ، أقل من الضغط الجوي وفقًا لقانون الغاز المثالي. ينتفخ البالون حيث يصبح الضغط بداخله (الغلاف الجوي) أعلى من الضغط في الحاوية حول البالون.

أرز. 10.3. رسم تخطيطي لنموذج يوضح التضخم السلبي للرئتين عند خفض الحجاب الحاجز. عندما يتم خفض الحجاب الحاجز لأسفل ، يصبح ضغط الهواء داخل الحاوية أقل من الضغط الجوي ، مما يؤدي إلى تضخم البالون المرن. ف - الضغط الجوي.

تعلق على رئتي الإنسان التي تملأ تماما حجم تجويف الصدر، سطحها والسطح الداخلي لتجويف الصدر مغطى بغشاء الجنبي. الغشاء الجنبي لسطح الرئتين (غشاء الجنب الحشوي) لا يتلامس جسديًا مع الغشاء الجنبي الذي يغطي جدار الصدر (غشاء الجنب الجداري) لأنه يوجد بين هذه الأغشية الفضاء الجنبي(مرادف - الفضاء داخل الجافية) ، مملوءة بطبقة رقيقة من السائل - السائل الجنبي. يرطب هذا السائل سطح فصوص الرئتين ويعزز انزلاقها بالنسبة لبعضها البعض أثناء تضخم الرئتين ، كما يسهل الاحتكاك بين غشاء الجنب الجداري والجنبة الحشوية. السائل غير قابل للضغط ولا يزيد حجمه عندما ينخفض الضغط. التجويف الجنبي. لهذا السبب ، فإن الرئتين عالي المرونة يكرران بالضبط التغيير في حجم تجويف الصدر أثناء الشهيق. تشكل القصبات والأوعية الدموية والأعصاب والأوعية اللمفاوية جذر الرئة ، حيث يتم تثبيت الرئتين في المنصف. تحدد الخواص الميكانيكية لهذه الأنسجة الدرجة الرئيسية للجهد ، يجب تطوير عضلات الجهاز التنفسي أثناء التقلص من أجل التسبب في زيادة في سعة الرئة. في ظل الظروف العادية ، يخلق الارتداد المرن للرئتين قدرًا ضئيلًا من الضغط السلبي في طبقة رقيقة من السائل في الفراغ داخل الجافية بالنسبة للضغط الجوي. يختلف الضغط السلبي داخل الجافية وفقًا لمراحل الدورة التنفسية من -5 (زفير) إلى -10 سم مكافئ. فن. (استنشاق) تحت الضغط الجوي (الشكل 10.4). يمكن أن يتسبب الضغط السلبي داخل الجنبة في حدوث انخفاض (انهيار) في حجم التجويف الصدري ، والذي تتصدى له أنسجة الصدر ببنيتها شديدة الصلابة. يعتبر الحجاب الحاجز ، مقارنة بالصدر ، أكثر مرونة ، وترتفع قبته تحت تأثير تدرج الضغط الموجود بين التجويف الجنبي والبطن.

في حالة لا تتمدد فيها الرئتان ولا تنهار (توقف مؤقت ، على التوالي ، بعد الاستنشاق أو الزفير) ، لا يوجد تدفق للهواء في الشعب الهوائية ويكون الضغط في الحويصلات الهوائية مساويًا للضغط الجوي. في هذه الحالة ، فإن التدرج بين الضغط الجوي والضغط داخل الجافية سوف يوازن تمامًا الضغط الناتج عن الارتداد المرن للرئتين (انظر الشكل 10.4). في ظل هذه الظروف ، تكون قيمة الضغط داخل الجنبة مساوية للفرق بين الضغط في الشعب الهوائية والضغط الناتج عن الارتداد المرن للرئتين. لهذا السبب ، كلما زاد تمدد الرئتين ، كلما كان الارتداد المرن للرئتين أقوى ، وكلما كانت قيمة الضغط داخل الجنبة أكثر سلبية بالنسبة للضغط الجوي. يحدث هذا أثناء الشهيق ، عندما ينزل الحجاب الحاجز ويقاوم الارتداد المرن للرئتين تضخم الرئتين ، ويصبح الضغط داخل الجنبة أكثر سلبية. عند الاستنشاق ، يدفع هذا الضغط السلبي الهواء عبر الممرات الهوائية باتجاه الحويصلات الهوائية ، متغلبًا على مقاومة مجرى الهواء. نتيجة لذلك ، يدخل الهواء من البيئة الخارجية إلى الحويصلات الهوائية.

أرز. 10.4. الضغط في الحويصلات الهوائية والضغط داخل الجنبة أثناء مرحلتي الشهيق والزفير من الدورة التنفسية. في حالة عدم وجود تدفق للهواء في المجاري الهوائية ، يكون الضغط فيها مساويًا للغلاف الجوي (A) ، ويؤدي الجر المرن للرئتين إلى ضغط E في الحويصلات الهوائية.تجويف يصل إلى -10 سم aq. الفن ، ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ يساعد على التغلب على مقاومة تدفق الهواء في الجهاز التنفسي ، ويتحرك الهواء من البيئة الخارجية إلى الحويصلات الهوائية. ترجع قيمة الضغط داخل الجنبة إلى الاختلاف بين الضغوط A - R - E. عند الزفير ، يرتاح الحجاب الحاجز ويصبح الضغط داخل الجنبة أقل سلبية بالنسبة للضغط الجوي (عمود الماء -5 سم). الحويصلات الهوائية ، بسبب مرونتها ، تقلل قطرها ، ويزداد الضغط فيها ، ويساهم تدرج الضغط بين الحويصلات والبيئة الخارجية في إزالة الهواء من الحويصلات الهوائية عبر الجهاز التنفسي إلى البيئة الخارجية. يتم تحديد قيمة الضغط داخل الجافية من خلال مجموع A + R مطروحًا منه الضغط داخل الحويصلات الهوائية ، أي A + R - E. A هو الضغط الجوي ، E هو الضغط في الحويصلات الهوائية بسبب الارتداد المرن للرئتين ، R هو الضغط الذي يتغلب على مقاومة تدفق الهواء في الشعب الهوائية ، P - الضغط داخل الجافية.

عند الزفير ، يرتاح الحجاب الحاجز ويصبح الضغط داخل الجنبة أقل سلبية. في ظل هذه الظروف ، تبدأ الحويصلات الهوائية ، بسبب المرونة العالية لجدرانها ، في الانخفاض في الحجم وتدفع الهواء خارج الرئتين عبر الممرات الهوائية. تحافظ مقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواء على الضغط الإيجابي في الحويصلات الهوائية وتمنع انهيارها السريع. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ ، في حالة الهدوء أثناء الزفير ، فإن تدفق الهواء في الجهاز التنفسي يرجع فقط إلى الارتداد المرن للرئتين.

استرواح الصدر. إذا دخل الهواء إلى الحيز داخل الجنبة ، على سبيل المثال ، من خلال فتحة الجرح ، يحدث انهيار في الرئتين ، ويزداد حجم الصدر قليلاً ، وينخفض الحجاب الحاجز بمجرد أن يصبح الضغط داخل الجنبة مساويًا للضغط الجوي. تسمى هذه الحالة استرواح الصدر ، حيث تفقد الرئتان قدرتها على متابعة التغيير. حجم تجويف الصدرأثناء حركات التنفس. علاوة على ذلك ، أثناء الاستنشاق ، يدخل الهواء إلى تجويف الصدر من خلال فتحة الجرح ويخرج أثناء الزفير دون تغيير حجم الرئتين أثناء حركات التنفس ، مما يجعل من المستحيل تبادل الغازات بين البيئة الخارجية والجسم.

عملية التنفس الخارجيبسبب التغيرات في حجم الهواء في الرئتين خلال مرحلتي الشهيق والزفير من الدورة التنفسية. مع التنفس الهادئ ، تكون نسبة مدة الشهيق إلى الزفير في الدورة التنفسية في المتوسط 1: 1.3. يتميز التنفس الخارجي للإنسان بتكرار وعمق حركات الجهاز التنفسي. معدل التنفسيُقاس الشخص بعدد دورات التنفس لمدة دقيقة واحدة وتتراوح قيمته عند الراحة عند الشخص البالغ من 12 إلى 20 في دقيقة واحدة. يزداد مؤشر التنفس الخارجي أثناء العمل البدني ، ويزيد ارتفاع درجة الحرارة المحيطة ، ويتغير أيضًا مع تقدم العمر. على سبيل المثال ، عند الأطفال حديثي الولادة ، يبلغ معدل التنفس 60-70 لكل دقيقة ، وفي الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 25 و 30 عامًا ، يبلغ متوسط معدل التنفس 16 لكل دقيقة. يتم تحديد عمق التنفس من خلال حجم الهواء المستنشق والزفير خلال دورة تنفسية واحدة. ناتج تواتر حركات التنفس بعمقها يميز القيمة الرئيسية للتنفس الخارجي - تهوية الرئة. المقياس الكمي لتهوية الرئة هو الحجم الدقيق للتنفس - وهو حجم الهواء الذي يستنشقه الشخص ويزفره في دقيقة واحدة. تختلف قيمة الحجم الدقيق لتنفس الشخص عند الراحة في حدود 6-8 لترات. أثناء العمل البدني للشخص ، يمكن أن يزيد حجم التنفس الدقيق بمقدار 7-10 مرات.

أرز. 10.5. أحجام وقدرات الهواء في الرئتين ومنحنى (spirogram) للتغيرات في حجم الهواء في الرئتين أثناء التنفس الهادئ ، والشهيق العميق والزفير. FRC - القدرة المتبقية الوظيفية.

أحجام هواء الرئة. في فسيولوجيا الجهاز التنفسيتم اعتماد تسمية موحدة لأحجام الرئة في الإنسان ، والتي تملأ الرئتين بالتنفس الهادئ والعميق في مرحلة الشهيق والزفير من الدورة التنفسية (الشكل 10.5). عادةً ما يُطلق على حجم الرئة الذي يتم استنشاقه أو زفيره من قبل الشخص أثناء التنفس الهادئ حجم المد والجزر. تبلغ قيمته أثناء التنفس الهادئ 500 مل في المتوسط. الحد الأقصى للمبلغالهواء ، ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ يمكن أن يستنشقه الشخص الزائد عن حجم الجهاز التنفسي ، وهو ما يسمى عادة حجم الشهيق الاحتياطي(متوسط 3000 مل). الحد الأقصى لمقدار الهواء ، ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ يمكن للشخص الزفير بعد زفير هادئ ، يسمى عادة حجم احتياطي الزفير (متوسط 1100 مل). أخيرًا ، كمية الهواء المتبقية في الرئتين بعد الزفير الأقصى تسمى الحجم المتبقي ، وقيمتها حوالي 1200 مل.

يتم استدعاء مجموع حجمين أو أكثر من حجم الرئة قدرة الرئة. حجم الهواءفي الرئتين البشرية تتميز بسعة الرئة الشهيقية ، سعة الرئة الحيوية وسعة الرئة المتبقية الوظيفية. سعة الشهيق (3500 مل) هي مجموع حجم المد والجزر وحجم احتياطي الشهيق. القدرة الحيوية للرئتين(4600 مل) يشمل حجم المد والجزر وأحجام احتياطي الشهيق والزفير. سعة الرئة المتبقية الوظيفية(1600 مل) هو مجموع حجم احتياطي الزفير وحجم الرئة المتبقي. مجموع قدرة الرئةو حجم المتبقيةمن المعتاد استدعاء سعة الرئة الكلية ، والتي تبلغ قيمتها لدى البشر في المتوسط 5700 مل.

عند الاستنشاق ، رئتي الإنسانبسبب تقلص الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية ، تبدأ في زيادة حجمها من المستوى ، وقيمتها أثناء التنفس الهادئ هي حجم المد والجزر، ومع التنفس العميق - يصل إلى قيم مختلفة حجم الاحتياطييتنفس. عند الزفير ، يعود حجم الرئتين إلى المستوى الوظيفي الأولي القدرة المتبقيةسلبيًا ، بسبب الارتداد المرن للرئتين. إذا بدأ الهواء يدخل حجم هواء الزفير القدرة الوظيفية المتبقية، والذي يحدث أثناء التنفس العميق ، وكذلك عند السعال أو العطس ، ثم يتم الزفير عن طريق شد عضلات جدار البطن. في هذه الحالة ، تصبح قيمة الضغط داخل الجافية ، كقاعدة عامة ، أعلى من الضغط الجوي الذي يسببه السرعة القصوىتدفق الهواء في الشعب الهوائية.

عند الاستنشاق ، يتم منع زيادة حجم تجويف الصدر الارتداد المرن للرئتينوهي حركة الصدر الجامد وأعضاء البطن وأخيراً مقاومة الشعب الهوائية لحركة الهواء باتجاه الحويصلات الهوائية. العامل الأول ، وهو الارتداد المرن للرئتين ، يمنع إلى حد كبير زيادة حجم الرئة أثناء الشهيق.

الميكانيكا الحيوية للتنفس. الميكانيكا الحيوية للإلهام. - المفهوم والأنواع. تصنيف وميزات فئة "الميكانيكا الحيوية للتنفس. الميكانيكا الحيوية للإلهام". 2017 ، 2018.

مراحل التنفس:

1) التنفس الخارجي - تبادل O 2 و CO 2 بين البيئة الخارجية ودم الشعيرات الدموية الرئوية:

- "التهوية الرئوية" - تبادل الغازات بين البيئة الخارجية والحويصلات الهوائية في الرئتين ؛

تبادل الغازات بين الهواء السنخي ودم الشعيرات الدموية الرئوية.

2) نقل O 2 و CO 2 عن طريق الدم.

3) تنفس الأنسجة.

4) داخل الخلايا (ميتوكوندريا).

جهاز للتنفس الخارجي:

الخطوط الجوية والحويصلات الهوائية في الرئتين.

الهيكل العضلي الهيكلي للصدر والتجويف الجنبي.

دائرة صغيرة من الدورة الدموية

الجهاز العصبي.

مناطق التنفس:

1) المنطقة الموصلة (1-16) - مليئة بالهواء الذي لا يشارك في تبادل الغازات ،

2) منطقة العبور (17-21) - توفر النقل O2 ،

3) المنطقة التنفسية (22-23) - تبادل الغازات.

حجم الفضاء الميت (التشريحي والسنخي) - الهواء في المناطق 1 و 2. الوظائف: التطهير ، الاحترار أو التبريد ، ترطيب الهواء الجوي.

في الرئة السليمة ، يتم عادة تهوية بعض الحويصلات القمية ، ولكن جزئيًا أو كليًا لا يتخللها الدم - الفراغات السنخية الميتة. في فيزيول. التحويل قد تظهر في حالة حدوث انخفاض في IOC ، وضغط الدم في أوعية الرئتين ، وفي Pat. الشروط - مع فقر الدم والانسداد الرئوي. في مثل هذه المناطق من الرئتين ، لا يحدث تبادل الغازات.

الميكانيكا الحيوية للاستنشاق والزفير:

2 - الآليات الحيوية: - رفع وخفض الضلوع. - حركة الحجاب الحاجز.

عضلات الشهيق: الحجاب الحاجز ، الوربي الخارجي ، (+ شبه المنحرف ، المنحدر الأمامي ، القصية الترقوية الخشائية)

عضلات الزفير: int. عضلات البطن الوربية.

حركات الضلع. أثناء الاستنشاق ، يتمدد الجزء العلوي من الصدر في الاتجاه الأمامي الخلفي ، والجزء السفلي - في الاتجاهات الجانبية. التعاقد ، ترفع العضلات الوربية الخارجية والعضلات الغضروفية الضلوع أثناء مرحلة الشهيق ، على العكس من ذلك ، أثناء مرحلة الزفير ، تنخفض الضلوع بسبب نشاط العضلات الوربية الداخلية.

حركات الحجاب الحاجز.الحجاب الحاجز له شكل قبة تواجه تجويف الصدر. أثناء التنفس الهادئ ، تنخفض قبة الحجاب الحاجز بمقدار 1.5-2.0 سم.

الضغط عبر الرئوي ، الارتداد المرن للرئتين:

يؤدي التغيير في الضغط السنخي أثناء الاستنشاق والزفير إلى حركة الهواء من البيئة الخارجية إلى الحويصلات الهوائية والظهر. عند الشهيق ، يزداد حجم الرئتين. ينخفض الضغط السنخي فيها ونتيجة لذلك يدخل الهواء من البيئة الخارجية إلى الرئتين. على العكس من ذلك ، عند الزفير ، ينخفض حجم الرئتين ، ويزداد الضغط السنخي ، ونتيجة لذلك يهرب الهواء السنخي إلى البيئة الخارجية.

ضغط داخل الجافية- الضغط في التجويف الجنبي المغلق بإحكام بين الجنبة الحشوية والجدارية. ينشأ الضغط داخل الجنبة نتيجة تفاعل الصدر مع أنسجة الرئة بسبب شدهما المرن. في الوقت نفسه ، يطور الارتداد المرن للرئتين جهدًا يسعى دائمًا إلى تقليل حجم الصدر.

أثناء التنفس الهادئ ، يكون الضغط داخل الجنبة أقل من أجهزة الصراف الآلي. عند الاستنشاق - -6 ملم زئبق ، عند الزفير - -3 ملم زئبق.

يسمى الفرق بين الضغط السنخي والضغوط داخل الجنبة الضغط عبر الرئوي. القيمة والنسبة مع أجهزة الصراف الآلي الخارجية. يعتبر الضغط عبر الرئوي في نهاية المطاف العامل الرئيسي الذي يسبب حركة الهواء في الشعب الهوائية في الرئتين.

ضغط Transpulm في نهاية spok. الاستنشاق - 4 مم زئبق ، الزفير - 2 مم زئبق.

معلمات تهوية الرئة:

حجم الجهاز التنفسي الدقيق (MOD)- كمية الهواء التي تمر عبر الرئتين في دقيقة واحدة. MOD \ u003d TO * BH \ u003d 8l.

التهوية السنخية الدقيقة للرئتين (MAVL = (حجم المساحة الميتة) * BH).

التهوية القصوى- حجم الهواء الذي يمر عبر الرئتين في دقيقة واحدة خلال الحد الأقصى لتكرار وعمق حركات التنفس.

أحجام الرئة:

حجم المد والجزر (TO) هو حجم الهواء الذي يستنشقه الشخص ويزفره أثناء التنفس الهادئ. 300-800 مل.

حجم احتياطي الشهيق (RIV)- الأعلى. حجم الهواء الذي يمكن للشخص أن يستنشقه بعد التنفس الهادئ. روفد = 1.5-1.8 لتر.

حجم احتياطي الزفير (ERV)- الأعلى. كمية الهواء التي يمكن للشخص أن يزفرها بالإضافة إلى ذلك من مستوى الزفير الهادئ. روفيد = 1.0-1.4 لتر.

الحجم المتبقي (RO)هو حجم الهواء الذي يبقى في الرئتين بعد الزفير الأقصى. OO \ u003d 1.0-1.5 لتر.

قدرة الرئة:

السعة الحيوية (VC) - الحد الأقصى لحجم الهواء الذي يمكن زفيره بعد الحد الأقصى. يتنفس. YEL = DO + ROVD + ROVd.

عند الرجال = 3.5-5.0 لتر أو أكثر. النساء = 3.0-4.0 لتر.

القدرة الشهية (Evd) = DO + ROvd. Evd = 2.0-2.3 لتر.

-القدرة الوظيفية المتبقية (FRC)- حجم الهواء في الرئتين بعد الزفير الهادئ. FOE \ u003d ROvyd + OO = 1800-2500 مل.

-سعة الرئة الكلية (TLC)- حجم الهواء في الرئتين في نهاية النفس الكامل. OEL \ u003d OO + VC ، OEL \ u003d FOE + Evd. عند الرجال = 6 لترات = 5 لترات عند النساء.

طرق دراسة تهوية الرئتين:

يعتبر قياس أحجام الرئة وقدراتها ذا أهمية إكلينيكية في دراسة وظائف الرئة لدى الأفراد الأصحاء وفي تشخيص أمراض الرئة البشرية. عادة ما يتم قياس أحجام الرئة وقدراتها عن طريق قياس التنفس ، وقياس ضغط الهواء مع تكامل المؤشرات ، وتصوير التنفس.

بعد انتهاء الاستنشاق ترتخي عضلات الجهاز التنفسي - زفير.الزفير الهادئ هو عملية سلبية. خلال ذلك ، يعود الصدر إلى حالته الأصلية تحت تأثير وزنه ، وجهاز الرباط المشدود والضغط على الحجاب الحاجز لأعضاء البطن. مع المجهود البدني ، تحدث حالات مرضية مصحوبة بضيق في التنفس (السل الرئوي ، الربو القصبي ، إلخ) ، التنفس القسري. تشارك العضلات المساعدة في فعل الشهيق والزفير. مع الإلهام القسري ، تتقلص العضلة القصية الترقوية الخشائية ، والعضلة الصدرية ، والعضلات شبه المنحرفة. تساهم في رفع الأضلاع الإضافي. أثناء الزفير القسري ، تنقبض العضلات الوربية الداخلية ، مما يزيد من نزول الضلوع. أولئك. الزفير القسري هو عملية نشطة.

يكون الضغط في التجويف الجنبي دائمًا أقل من الضغط الجوي - الضغط السلبي.

قيمة الضغط السلبي في التجويف الجنبي:

بحلول نهاية الحد الأقصى للانتهاء - 1-2 ملم زئبق. فن.،

في نهاية الزفير الهادئ - 2-3 ملم زئبق. فن.،

بحلول نهاية التنفس الهادئ - 5-7 ملم زئبق. فن.،

في نهاية الحد الأقصى للتنفس - 15-20 ملم زئبق. فن.

الارتداد المرن للرئتين- القوة التي تميل بها الأنسجة إلى السقوط.

يرجع ذلك إلى الارتداد المرن للرئتين :

1) التوتر السطحي للفيلم السائل الذي يغطي السطح الداخلي للحويصلات الهوائية ؛

2) مرونة نسيج جدران الحويصلات الهوائية بسبب وجود الألياف المرنة فيها ؛

3) تناغم عضلات الشعب الهوائية.

5. VC ومكوناته. طرق تحديدها. الهواء المتبقي.

القدرة الحيوية للرئتين- كمية الهواء التي يمكن للشخص أن يزفرها بعد التنفس العميق. إنه أحد مؤشرات التطور البدني للجسم ويعتبر مرضيًا إذا كان 70-80٪ من الحجم المناسب. خلال الحياة ، قد تتغير هذه القيمة. يعتمد ذلك على عدد من الأسباب: العمر ، والطول ، ووضع الجسم في الفضاء ، وتناول الطعام ، والنشاط البدني ، ووجود أو عدم وجود الحمل.

حجم المتبقية- حجم ثابت للهواء في الرئتين حتى بعد الزفير الأقصى. حوالي 1.0-1.5 لتر.

يمكن تحديد أوقات الدخول والانتهاء من مخطط التنفس.

أحجام الرئة:

1. حجم المد والجزر (TO) = 500 مل

2. حجم احتياطي الشهيق (RI الشهيق) = 1500-2500 مل

3. حجم احتياطي الزفير (الزفير RO) = 1000 مل

4. الحجم المتبقي (RO) = 1000 - 1500 مل

قدرة الرئة:

إجمالي سعة الرئة (TLC) = (1 + 2 + 3 + 4) = 4-6 لترات

السعة الحيوية للرئتين (VC) = (1 + 2 + 3) = 3.5-5 لترات

سعة الرئة المتبقية الوظيفية (FRC) = (3 + 4) = 2-3 لتر

- سعة الشهيق (EV) = (1 + 2) = 2-3 لتر