Tlak v pleurálnej dutine a jeho zmena počas dýchania. Negatívny tlak v pleurálnej dutine Prečo je v pleurálnej dutine negatívny tlak

Tlak v pleurálnej dutine (rázštepy)

Pľúca a steny hrudnej dutiny pokrytá seróznou membránou - pleurou. Medzi listami viscerálnej a parietálnej pleury je úzka (5-10 mikrónov) medzera obsahujúca seróznu tekutinu, ktorá má podobné zloženie ako lymfa. Pľúca sú neustále v napnutom stave.

Ak sa do pleurálnej štrbiny vloží ihla spojená s manometrom, dá sa zistiť, že tlak v nej je nižší ako atmosférický. Negatívny tlak v pleurálnej trhline je spôsobený elastickým ťahom pľúc, t.j. neustálou túžbou pľúc zmenšiť svoj objem. Na konci pokojného výdychu, keď sú takmer všetky dýchacie svaly uvoľnené, je tlak v pleurálnom priestore (PPl) približne 3 mm Hg. čl. Tlak v alveolách (Pa) sa v tomto čase rovná atmosférickému tlaku. Rozdiel Ra--PPl = 3 mm Hg. čl. sa nazýva transpulmonálny tlak (P1). Tlak v pleurálnom priestore je teda nižší ako tlak v alveolách o množstvo vytvorené elastickým spätným rázom pľúc.

Počas nádychu sa v dôsledku kontrakcie inspiračných svalov zväčšuje objem hrudnej dutiny. Tlak v pleurálnom priestore sa stáva negatívnejším. Na konci tichého nádychu sa zníži na -6 mm Hg. čl. V dôsledku zvýšenia tlaku v pľúcach sa pľúca rozširujú, ich objem sa zväčšuje v dôsledku atmosférického vzduchu. Keď sa inspiračné svaly uvoľnia, elastické sily natiahnutých pľúc a stien brušná dutina znížiť transpulmonálny tlak, objem pľúc sa zníži - dochádza k výdychu.

Mechanizmus zmeny objemu pľúc počas dýchania možno demonštrovať pomocou Dondersovho modelu.

Pri hlbokom nádychu môže tlak v pleurálnom priestore klesnúť až na -20 mm Hg. čl.

Počas aktívneho výdychu sa tento tlak môže stať pozitívnym, ale zostáva pod tlakom v alveolách o množstvo elastického spätného rázu pľúc.

Za normálnych podmienok nie sú v pleurálnej trhline žiadne plyny. Ak do pleurálnej štrbiny zavediete určité množstvo vzduchu, postupne sa to vyrieši. K absorpcii plynov z pleurálnej štrbiny dochádza v dôsledku skutočnosti, že v krvi malých žíl pľúcneho obehu je napätie rozpustených plynov nižšie ako v atmosfére. Akumulácii tekutiny v pleurálnej trhline bráni onkotický tlak: obsah bielkovín v pleurálnej tekutine je oveľa nižší ako v krvnej plazme. Dôležitý je aj relatívne nízky hydrostatický tlak v cievach pľúcneho obehu.

Elastické vlastnosti pľúc. Elastický spätný ráz pľúc je spôsobený tromi faktormi:

1) povrchové napätie tekutého filmu pokrývajúceho vnútorný povrch alveol; 2) elasticita tkaniva stien alveol v dôsledku prítomnosti elastických vlákien v nich; 3) tón bronchiálnych svalov. Eliminácia síl povrchového napätia (naplnenie pľúc soľný roztok) znižuje elastický spätný ráz pľúc o 2/3 vnútorný povrch alveoly boli pokryté vodným roztokom, na vrchu

napätie v napätí by malo byť 5-8 krát väčšie. Za takýchto podmienok by sa pozoroval úplný kolaps niektorých alveol (atelektáza) s nadmerným natiahnutím iných. To sa nestane, pretože vnútorný povrch alveol je vystlaný látkou, ktorá má nízke povrchové napätie, takzvaným surfaktantom. Obloženie má hrúbku 20-100 nm. Skladá sa z lipidov a bielkovín. Surfaktant je produkovaný špeciálnymi bunkami alveol - pneumocytmi typu II. Film povrchovo aktívnej látky má pozoruhodnú vlastnosť: zníženie veľkosti alveol je sprevádzané poklesom povrchového napätia; je to dôležité pre stabilizáciu stavu alveol. Tvorba povrchovo aktívnej látky je posilnená parasympatickými vplyvmi; po rezaní blúdivých nervov spomaľuje sa.

Kvantitatívne sa elastické vlastnosti pľúc zvyčajne vyjadrujú takzvanou rozťažnosťou: kde D V1 je zmena objemu pľúc; DR1 -- zmena transpulmonálneho tlaku.

U dospelých je to približne 200 ml/cm vody. čl. U dojčiat je rozťažnosť pľúc oveľa nižšia - 5-10 ml / cm vody. čl. Tento indikátor sa mení s pľúcnymi ochoreniami a používa sa na diagnostické účely.

Pleura, pleura, čo je serózna membrána pľúc, sa delí na viscerálnu (pľúcnu) pleuru a parietálnu (parietálnu). Každá pľúca je pokrytá pleurou (pľúcnou), ktorá pozdĺž povrchu koreňa prechádza do parietálnej pleury, ktorá lemuje priľahlé pľúcne steny hrudnej dutiny a zo strán ohraničuje mediastinum.

Pleurálna dutina (cavitas pleuralis) sa nachádza medzi parietálnou a viscerálnou pleurou vo forme úzkej medzery, obsahuje malé množstvo seróznej tekutiny, ktorá zvlhčuje pleuru, čo pomáha znižovať trenie viscerálnej a parietálnej pleury proti sebe. iné pri respiračných pohyboch pľúc.

Tlak v pleurálnej dutine je nižší ako atmosférický tlak, ktorý je definovaný ako podtlak. Je to spôsobené elastickým spätným rázom pľúc, t.j. neustála túžba pľúc znižovať svoj objem. Tlak v pleurálnej dutine je nižší ako alveolárny tlak o hodnotu vytvorenú elastickým spätným rázom pľúc: Ppl \u003d Ralv - Re.t.l .. Elastický spätný ráz pľúc je spôsobený tromi faktormi:

Povrchové napätie filmu kvapaliny pokrývajúceho vnútorný povrch alveol - povrchovo aktívna látka.

2) Elasticita tkaniva stien alveol, ktoré majú v stene elastické vlákna.

3) Tón bronchiálnych svalov

Hromadenie vzduchu alebo plynov v pleurálnej dutine.

Spontánny pneumotorax sa vyskytuje pri prasknutí pľúcnych alveol (s tuberkulózou, emfyzémom); traumatické - s poškodením hrudníka.

Tenzný pneumotorax nastáva, keď vzduch vstupuje do pleurálnej dutiny a nemôže byť odstránený sám. To vedie k zvýšeniu tlaku, stlačeniu štruktúr mediastína, poruche venózneho prietoku, šoku a možnej smrti.

Aké sú objemy a kapacity pľúc, aké metódy poznáte na ich stanovenie?

V procese pľúcnej ventilácie sa zloženie plynu alveolárneho vzduchu neustále aktualizuje. Množstvo pľúcnej ventilácie je určené hĺbkou dýchania alebo dychovým objemom a frekvenciou dýchacích pohybov. Pri dýchacích pohyboch sú pľúca človeka naplnené vdychovaným vzduchom, ktorého objem je súčasťou celkového objemu pľúc. Na kvantifikáciu pľúcnej ventilácie bola celková kapacita pľúc rozdelená do niekoľkých zložiek alebo objemov. V tomto prípade je kapacita pľúc súčtom dvoch alebo viacerých objemov.

Objemy pľúc sú rozdelené na statické a dynamické. Statické objemy pľúc sa merajú s dokončenými dýchacími pohybmi bez obmedzenia ich rýchlosti. Dynamické pľúcne objemy sa merajú pri respiračných pohyboch s časovým limitom na ich realizáciu.

Objemy pľúc. Objem vzduchu v pľúcach a dýchacieho traktu závisí od nasledujúcich ukazovateľov: 1) antropometrické individuálne charakteristiky osoby a dýchacieho systému; 2) vlastnosti pľúcneho tkaniva; 3) povrchové napätie alveol; 4) sila vyvinutá dýchacími svalmi.

Pľúcne nádoby. Vitálna kapacita (VC) zahŕňa dychový objem, inspiračný rezervný objem a exspiračný rezervný objem. U mužov stredného veku sa VC pohybuje v rozmedzí 3,5-5,0 litrov alebo viac. Pre ženy sú typické nižšie hodnoty (3,0-4,0 l). Podľa spôsobu merania VC sa rozlišuje VC nádychu, kedy sa najhlbší nádych vykoná po úplnom výdychu a VC výdychu, kedy sa maximálny výdych vykoná po úplnom výdychu.

Metódy merania pľúcnych objemov

1. Spirometria - meranie objemov pľúc. Umožňuje určiť ZhEL, TO, ROVD, ROVID.

2. Spirografia - registrácia objemov pľúc. Umožňuje dokumentovať VC, DO, ROVD, ROvyd, ako aj dychovú frekvenciu.

Stanovenie zvyškového objemu

Pomocou uzavretého okruhu spirografu s použitím hélia /podľa stupňa riedenia hélia/.

Celková telesná pletyzmografia /bodypletyzmografia/.

Čo je pľúcna a alveolárna ventilácia? Aké sú metódy na určenie MOU?

Čo je mŕtvy priestor, aký je jeho význam?

Kedy dochádza k maximálnemu vetraniu? Čo je to dýchacia rezerva a ako ju vypočítať?

Ako sa nazýva stavebná a funkčná jednotka pľúc?

Aké je zloženie atmosférického, vydychovaného a alveolárneho vzduchu? Definícia a porovnanie.

Aké zákonitosti zabezpečujú difúziu plynov z jedného média do druhého?

Ako prebieha výmena plynov v pľúcach? Aký je parciálny tlak plynov v alveolárnom vzduchu a napätie plynov v krvi?

Ako sa prenáša kyslík v krvi? Aká je kyslíková kapacita krvi, čomu sa bežne rovná?

Ako sa oxid uhličitý prenáša v krvi? Akú úlohu v tomto procese zohráva karboanhydráza?

Kde sa nachádza dýchacie centrum? Z akých štruktúr pozostáva?

Čo zahŕňa funkčný systém, ktorý zabezpečuje stálosť plynného zloženia krvi?

Čo je umelá pľúcna ventilácia?

Kedy sa používa umelá pľúcna ventilácia?

Aké metódy sa používajú na umelú ventiláciu pľúc?

Čo je umelé dýchanie?

Aké metódy sa používajú na umelé dýchanie?

Aká je všeobecná charakteristika telesných tekutín? Čo sú intracelulárne a extracelulárne tekutiny?

Čo je súčasťou krvného systému?

Aké sú funkcie krvi?

Aké orgány plnia funkciu krvného depa, aký je význam krvného depa?

Aké je zloženie krvi?

Čo je plazma a aké je jej zloženie?

Mechanizmus vonkajšieho dýchania. Vonkajšie dýchanie - výmena plynov medzi telom a okolitým atmosférickým vzduchom Vonkajšie dýchanie je rytmický proces, ktorého frekvencia u zdravého dospelého človeka je 16-20 cyklov za 1 minútu. Hlavnou úlohou vonkajšieho dýchania je udržiavať stále zloženie alveolárneho vzduchu – 14 % kyslíka a 5 % oxidu uhličitého.

Napriek tomu, že pľúca nie sú zrastené s hrudnou stenou, opakujú jej pohyby. Je to spôsobené tým, že medzi nimi je uzavretá pleurálna medzera. Z vnútornej strany je stena hrudnej dutiny pokrytá parietálnym listom pleury a pľúca jeho viscerálnym listom. V interpleurálnej trhline je malé množstvo seróznej tekutiny. Pri nádychu sa zväčšuje objem hrudnej dutiny. A keďže je pleurálna časť izolovaná od atmosféry, tlak v nej klesá. Pľúca sa rozširujú, tlak v alveolách je nižší ako atmosférický tlak. Vzduch vstupuje do alveol cez priedušnicu a priedušky. Pri výdychu sa objem hrudníka zmenšuje. Zvyšuje sa tlak v pleurálnom priestore, vzduch vychádza z alveol. Pohyby alebo exkurzie pľúc sa vysvetľujú kolísaním negatívneho interpleurálneho tlaku.Tlak v pleurálnej dutine počas dýchacej pauzy je o 3-4 mm Hg nižší ako atmosférický tlak, t.j. negatívne. Je to spôsobené elastickou trakciou pľúc ku koreňu, čo vytvára určitú vzácnosť v pleurálnej dutine. Toto je sila, s ktorou sa pľúca zvyknú zmenšovať smerom ku koreňom, čo je proti atmosférickému tlaku. Je to spôsobené elasticitou pľúcneho tkaniva, ktoré obsahuje veľa elastických vlákien. Okrem toho elastická trakcia zvyšuje povrchové napätie alveol. Počas nádychu sa tlak v pleurálnej dutine ešte viac zníži v dôsledku zväčšenia objemu hrudníka, čo znamená, že podtlak sa zvýši. Hodnota podtlaku v pleurálnej dutine sa rovná: do konca maximálneho výdychu - 1-2 mm Hg. Art., do konca tichého výdychu - 2-3 mm Hg. Art., do konca tichého dychu -5-7 mm Hg. Art., do konca maximálneho dychu - 15-20 mm Hg. Pri výdychu sa objem hrudníka zmenšuje, tlak v pleurálnej dutine stúpa a v závislosti od intenzity výdychu môže nadobudnúť aj kladný stav.

Pneumotorax. V prípade poškodenia hrudníka vstupuje vzduch do pleurálnej dutiny. V tomto prípade sú pľúca stlačené pod tlakom prichádzajúceho vzduchu v dôsledku elasticity pľúcneho tkaniva, povrchového napätia alveol. Výsledkom je, že počas dýchacích pohybov nie sú pľúca schopné nasledovať hrudník, pričom výmena plynu v nich klesá alebo sa úplne zastaví. Pri jednostrannom pneumotoraxe môže dýchanie len s jednými pľúcami na nezranenej strane poskytnúť dýchacie požiadavky pri absencii cvičenia. Obojstranný pneumotorax znemožňuje prirodzené dýchanie, v takom prípade je jediným spôsobom, ako zachrániť život, umelé dýchanie.

dynamický stereotyp

Zvlášť zložitým typom práce centrálneho nervového systému je stereotypná podmienená reflexná činnosť, alebo, ako to nazval I. P. Pavlov, dynamický stereotyp.

Dynamický stereotyp alebo dôslednosť v práci mozgovej kôry je nasledovná. V procese života (škôlka, škôlka, škola, práca) pôsobia na človeka rôzne podmienené aj nepodmienené podnety v určitom poradí, preto sa u jedinca vytvára určitý stereotyp kortikálnych reakcií na celý systém podnetov. Podmienený signál je vnímaný nie ako izolovaný podnet, ale ako prvok určitého systému signálov, ktorý je v spojení s predchádzajúcim a nasledujúcim podnetom. Zapracujte preto na novom systéme (napríklad prijímanie mláďat

človeka na vysokú školu) vedie v závislosti od podmienok k prelomeniu starého a rozvoju nových stereotypov reakcií. Vývoj nových dynamických stereotypov prebieha rýchlejšie v mladých organizmoch. U detí do troch rokov sú najodolnejšie. Preto v tomto veku, ako aj u starších ľudí, niekedy vedie narúšanie zabehnutých stereotypov k psychickej nepohode. To môže mať škodlivý vplyv na zdravie najmä starších ľudí (napríklad náhle prepúšťanie z dôvodu nadbytočnosti).

Tlak v pleurálnej dutine a v mediastíne je normálne vždy negatívny. Môžete si to overiť meraním tlaku v pleurálnej dutine. Za týmto účelom sa medzi dve pleury vloží dutá ihla pripojená k manometru. Počas pokojného dychu je tlak v pleurálnej dutine o 1,197 kPa (9 mm Hg) nižší ako atmosférický, počas tichého výdychu - o 0,798 kPa (6 mm Hg).

Veľký fyziologický význam má negatívny vnútrohrudný tlak a jeho zvýšenie počas nádychu. V dôsledku podtlaku sú alveoly vždy v napnutom stave, čo výrazne zvyšuje dýchací povrch pľúc, najmä počas inšpirácie. Negatívny vnútrohrudný tlak zohráva významnú úlohu v hemodynamike, zabezpečuje venózny návrat krvi do srdca a zlepšuje krvný obeh v pľúcnom okruhu, najmä počas inspiračnej fázy. Sací účinok hrudníka tiež podporuje lymfatický obeh. Napokon negatívny vnútrohrudný tlak je faktorom, ktorý prispieva k pohybu bolusu potravy cez pažerák, v ktorého spodnej časti je tlak 0,46 kPa (3,5 mm Hg) pod atmosférickým tlakom.

Pneumotorax. Pneumotorax označuje prítomnosť vzduchu v pleurálnej dutine. V tomto prípade sa intrapleurálny tlak rovná atmosférickému tlaku, čo spôsobuje kolaps pľúc. Za týchto podmienok je nemožné, aby pľúca vykonávali funkciu dýchania.

Pneumotorax môže byť otvorený alebo zatvorený. Pri otvorenom pneumotoraxe komunikuje pleurálna dutina s atmosférickým vzduchom, pri uzavretom pneumotoraxe sa to nedeje. Obojstranný otvorený pneumotorax je smrteľný, ak sa umelé dýchanie nevykonáva pretláčaním vzduchu cez priedušnicu.

V klinickej praxi sa používa uzavretý umelý pneumotorax (vzduch je vtláčaný do pleurálnej dutiny cez ihlu) na vytvorenie funkčného pokoja pre postihnuté pľúca, napríklad pri pľúcnej tuberkulóze. Po určitom čase sa vzduch z pleurálnej dutiny nasaje, čo vedie k obnoveniu podtlaku v nej a pľúca sa roztiahnu. Preto na udržanie pneumotoraxu je potrebné znovu zaviesť vzduch do pleurálnej dutiny.

Dýchací cyklus

Dýchací cyklus pozostáva z nádychu, výdychu a dýchacej pauzy. Nádych je zvyčajne kratší ako výdych. Trvanie inšpirácie u dospelého je od 0,9 do 4,7 s, trvanie výdychu je 1,2-6 s. Trvanie nádychu a výdychu závisí najmä od reflexných účinkov vychádzajúcich z receptorov pľúcneho tkaniva. Dýchacia pauza je nestála súčasť dýchacieho cyklu. Má rôznu veľkosť a môže dokonca chýbať.

Dýchacie pohyby sa vykonávajú s určitým rytmom a frekvenciou, ktorá je určená počtom exkurzií hrudníka za 1 minútu. U dospelého človeka je frekvencia dýchacích pohybov 12-18 za 1 min. U detí je dýchanie plytké, a preto častejšie ako u dospelých. Novorodenec teda dýcha asi 60-krát za minútu, 5-ročné dieťa 25-krát za minútu. V každom veku je frekvencia dýchacích pohybov 4-5 krát menšia ako počet úderov srdca.

Hĺbka dýchacích pohybov je určená amplitúdou exkurzií hrudníka a použitím špeciálnych metód na skúmanie objemov pľúc.

Na frekvenciu a hĺbku dýchania vplýva veľa faktorov, najmä emocionálny stav, psychický stres, zmeny v chemické zloženie krvi, stupeň telesnej zdatnosti, úroveň a intenzita metabolizmu. Čím častejšie a hlbšie sú dýchacie pohyby, tým viac kyslíka vstupuje do pľúc, a preto sa vylučuje viac oxidu uhličitého.

Zriedkavé a plytké dýchanie môže viesť k nedostatočnému zásobovaniu buniek a tkanív tela kyslíkom. To je zase sprevádzané znížením ich funkčnej aktivity. Frekvencia a hĺbka dýchacích pohybov sa výrazne mení s patologických stavov najmä pri ochoreniach dýchacích ciest.

Inhalačný mechanizmus. Vdýchnutie (inspirácia) nastáva v dôsledku zväčšenia objemu hrudníka v troch smeroch - vertikálne, sagitálne (predozadné) a čelné (rebrové). Zmena veľkosti hrudnej dutiny nastáva v dôsledku kontrakcie dýchacích svalov.

S kontrakciou vonkajších medzirebrových svalov (pri nádychu) zaujmú rebrá vodorovnejšiu polohu, stúpajú nahor, zatiaľ čo dolný koniec hrudnej kosti sa posúva dopredu. V dôsledku pohybu rebier pri nádychu sa rozmery hrudníka zväčšujú v priečnom aj pozdĺžnom smere. V dôsledku kontrakcie bránice sa jej kupola splošťuje a klesá: brušné orgány sú tlačené nadol, do strán a dopredu, v dôsledku toho sa objem hrudníka zväčšuje vo vertikálnom smere.

V závislosti od prevládajúcej účasti na akte inhalácie svalov hrudníka a bránice sa rozlišujú hrudné alebo rebrové a brušné alebo bránicové typy dýchania. U mužov prevláda brušný typ dýchania, u žien - hrudník.

V niektorých prípadoch, napríklad pri fyzickej práci, s dýchavičnosťou, sa takzvané pomocné svaly, svaly ramenného pletenca a krku, môžu zúčastniť na inhalácii.

Pri nádychu pľúca pasívne sledujú rozširujúci sa hrudník. Dýchací povrch pľúc sa zvyšuje, zatiaľ čo tlak v nich klesá a stáva sa 0,26 kPa (2 mm Hg) pod atmosférickým. To podporuje prúdenie vzduchu cez dýchacie cesty do pľúc. Rýchlemu vyrovnaniu tlaku v pľúcach bráni hlasivková štrbina, keďže dýchacie cesty sú v tomto mieste zúžené. Iba vo výške inšpirácie je úplné naplnenie rozšírených alveol vzduchom.

výdychový mechanizmus. Výdych (výdych) sa uskutočňuje v dôsledku uvoľnenia vonkajších medzirebrových svalov a zdvihnutia kupoly bránice. V tomto prípade sa hrudník vráti do pôvodnej polohy a dýchací povrch pľúc sa zníži. Zúženie dýchacích ciest v hlasivkách spôsobuje pomalý výstup vzduchu z pľúc. Na začiatku výdychovej fázy je tlak v pľúcach o 0,40-0,53 kPa (3-4 mm Hg) vyšší ako atmosférický tlak, čo uľahčuje uvoľňovanie vzduchu z pľúc do okolia.

Dýchanie, jeho hlavné fázy. Mechanizmus vonkajšieho dýchania. Biomechanika nádychu a výdychu. Elastický spätný ráz pľúc. Tlak v pleurálnej dutine, jeho vznik, zmena pri dýchaní.

Dýchanie je súbor procesov, ktoré zabezpečujú spotrebu kyslíka organizmom a uvoľňovanie oxidu uhličitého.

Prísun kyslíka z atmosféry do buniek je nevyhnutný pre biologickú oxidáciu organických látok, v dôsledku čoho sa uvoľňuje energia potrebná pre život organizmu. Biologickou oxidáciou vzniká oxid uhličitý, ktorý sa musí z tela odstrániť. Zastavenie dýchania vedie k smrti predovšetkým nervových buniek a potom ďalších buniek. Okrem toho sa dýchanie podieľa na udržiavaní stálosti reakcie tekutín a tkanív vnútorného prostredia tela, ako aj telesnej teploty.

Ľudské dýchanie zahŕňa nasledujúce kroky:

1) vonkajšie dýchanie (pľúcna ventilácia) je výmena plynov medzi alveolami pľúc a atmosférickým vzduchom;

2) výmena plynov v pľúcach (medzi alveolárnym vzduchom a krvou kapilár pľúcneho obehu);

3) transport plynov krvou - proces prenosu O 2 z pľúc do tkanív a CO 2 z tkanív do pľúc;

4) výmena plynov v tkanivách medzi krvou kapilár veľký kruh krvný obeh a tkanivové bunky;

5) vnútorné dýchanie ( biologická oxidácia v mitochondriách buniek).

Výmena plynu medzi atmosférickým vzduchom a alveolárnym priestorom pľúc dochádza v dôsledku cyklických zmien objemu pľúc počas fázy dýchacieho cyklu. V inhalačnej fáze sa zväčšuje objem pľúc, vzduch z vonkajšieho prostredia sa dostáva do dýchacieho traktu a následne sa dostáva do alveol. Naopak, vo výdychovej fáze dochádza k zmenšeniu objemu pľúc a vzduch z alveol cez dýchacie cesty vstupuje vonkajšie prostredie. Zvýšenie a zníženie objemu pľúc sú spôsobené biomechanickými procesmi zmien objemu hrudnej dutiny počas nádychu a výdychu.

Zväčšenie hrudnej dutiny pri inhalácii vzniká v dôsledku kontrakcie inspiračných svalov: bránice a vonkajších medzirebrových svalov. Hlavným dýchacím svalom je bránica, ktorá sa nachádza v dolnej tretine hrudnej dutiny a oddeľuje hrudnú a brušnú dutinu. Keď sa bránicový sval stiahne, bránica sa posunie nadol a posunie brušné orgány nadol a dopredu, čím sa objem hrudnej dutiny zväčší hlavne vertikálne.

Zväčšenie hrudnej dutiny pri inhalácii podporuje kontrakciu vonkajších medzirebrových svalov, ktoré zdvíhajú hrudník a zväčšujú objem hrudnej dutiny. Tento efekt kontrakcie vonkajších medzirebrových svalov je spôsobený zvláštnosťami úponu svalových vlákien na rebrá - vlákna idú zhora nadol a zozadu dopredu (obr. 10.2). Pri podobnom smere svalových vlákien vonkajších medzirebrových svalov ich kontrakcia otáča každé rebro okolo osi prechádzajúcej cez kĺbové body hlavy rebier s telom a priečnym výbežkom stavca. Výsledkom tohto pohybu je, že každý spodný rebrový oblúk stúpa viac ako horný klesá. Súčasný pohyb všetkých rebrových oblúkov nahor vedie k tomu, že hrudná kosť stúpa nahor a dopredu a objem hrudníka sa zvyšuje v sagitálnej a čelnej rovine. Kontrakcia vonkajších medzirebrových svalov nielen zväčšuje objem hrudnej dutiny, ale zabraňuje aj poklesu hrudníka nadol. Napríklad u detí s nedostatočne vyvinutými medzirebrovými svalmi sa hrudník zmenšuje pri kontrakcii bránice (paradoxný pohyb).

S hlbokým nádychom inšpiračný biomechanizmus Spravidla sa zapájajú pomocné dýchacie svaly - sternocleidomastoideus a predný scalene sval a ich kontrakciou sa ďalej zväčšuje objem hrudníka. Konkrétne, svaly scalene zdvíhajú horné dve rebrá, zatiaľ čo svaly sternocleidomastoideus zdvíhajú hrudnú kosť. Inhalácia je aktívny proces a vyžaduje výdaj energie pri kontrakcii vdychových svalov, ktorá sa vynakladá na prekonanie elastického odporu proti tuhým tkanivám hrudníka, elastického odporu ľahko roztiahnuteľného pľúcneho tkaniva, aerodynamického odporu dýchacích ciest k prúdeniu vzduchu, ako aj k zvýšeniu vnútrobrušného tlaku a z toho vyplývajúceho posunutia brušných orgánov smerom nadol.

V pokoji vydýchnite u ľudí sa uskutočňuje pasívne pôsobením elastického spätného rázu pľúc, ktorý vracia objem pľúc na pôvodnú hodnotu. Pri hlbokom dýchaní, ako aj pri kašli a kýchaní však môže byť výdych aktívny a zmenšovanie objemu hrudnej dutiny nastáva v dôsledku kontrakcie vnútorných medzirebrových svalov a brušných svalov. Svalové vlákna vnútorných medzirebrových svalov idú vzhľadom na ich body pripojenia k rebrám zdola nahor a zozadu dopredu. Počas kontrakcie sa rebrá otáčajú okolo osi prechádzajúcej bodmi ich kĺbového spojenia so stavcom a každý horný rebrový oblúk klesá viac ako dolný stúpa. Výsledkom je, že všetky rebrové oblúky spolu s hrudnou kosťou klesajú nadol, čím sa znižuje objem hrudnej dutiny v sagitálnej a čelnej rovine.

Keď sa človek zhlboka nadýchne, dôjde k stiahnutiu brušných svalov výdychovej fáze zvyšuje tlak v brušnej dutine, čo prispieva k posunutiu kupoly bránice smerom nahor a znižuje objem hrudnej dutiny vo vertikálnom smere.

Kontrakcia dýchacích svalov hrudníka a bránice počas inšpirácie spôsobuje zvýšenie kapacity pľúc a keď sa pri výdychu uvoľnia, pľúca sa zrútia do pôvodného objemu. Objem pľúc sa pri nádychu aj výdychu pasívne mení, pretože pľúca vzhľadom na svoju vysokú elasticitu a rozťažnosť sledujú zmeny objemu hrudnej dutiny spôsobené kontrakciou dýchacích svalov. Túto polohu ilustruje nasledujúci model pasívu zvýšenie kapacity pľúc(obr. 10.3). V tomto modeli môžu byť pľúca považované za elastický balón umiestnený vo vnútri nádoby vyrobenej z pevných stien a pružnej membrány. Priestor medzi elastickým balónikom a stenami nádoby je vzduchotesný. Tento model umožňuje meniť tlak vo vnútri nádrže pri pohybe nadol po pružnej membráne. So zväčšením objemu zásobníka, spôsobeným pohybom pružnej membrány smerom nadol, sa tlak vo vnútri zásobníka, t. Balónik sa nafúkne, keď sa tlak v ňom (atmosférický) zvýši ako tlak v nádobe okolo balóna.

Pripojené k ľudským pľúcam, ktoré sa úplne naplnia objem hrudnej dutiny, ich povrch a vnútorný povrch hrudnej dutiny sú pokryté pleurálnou membránou. Pleurálna membrána povrchu pľúc (viscerálna pleura) fyzicky neprichádza do kontaktu s pleurálnou membránou, ktorá pokrýva hrudnú stenu (parietálna pleura), pretože medzi týmito membránami je pleurálny priestor(synonymum - intrapleurálny priestor), naplnený tenkou vrstvou tekutiny - pleurálnej tekutiny. Táto tekutina zvlhčuje povrch lalokov pľúc a podporuje ich vzájomné posúvanie počas nafukovania pľúc a tiež uľahčuje trenie medzi parietálnou a viscerálnou pleurou. Kvapalina je nestlačiteľná a jej objem sa s klesajúcim tlakom nezväčšuje pleurálna dutina. Preto vysoko elastické pľúca presne opakujú zmenu objemu hrudnej dutiny počas inšpirácie. Priedušky, cievy, nervy a lymfatické cievy tvoria koreň pľúc, ktorým sú pľúca fixované v mediastíne. Mechanické vlastnosti týchto tkanív určujú hlavný stupeň sily, ktorú musia dýchacie svaly vyvinúť počas kontrakcie, aby ju vyvolali zvýšenie kapacity pľúc. Za normálnych podmienok elastický spätný ráz pľúc vytvára zanedbateľné množstvo podtlaku v tenkej vrstve tekutiny v intrapleurálnom priestore v porovnaní s atmosférickým tlakom. Negatívny intrapleurálny tlak sa mení v súlade s fázami dýchacieho cyklu od -5 (výdych) do -10 cm aq. čl. (inspirácia) pod atmosférickým tlakom (obr. 10.4). Negatívny intrapleurálny tlak môže spôsobiť zmenšenie (kolaps) objemu hrudnej dutiny, čomu bránia tkanivá hrudníka svojou extrémne tuhou štruktúrou. Bránica je v porovnaní s hrudníkom pružnejšia a jej kupola stúpa pod vplyvom tlakového gradientu, ktorý existuje medzi pleurálnou a brušnou dutinou.

V stave, keď sa pľúca nerozširujú a neskolabujú (prestávka po nádychu alebo výdychu), nedochádza k prúdeniu vzduchu v dýchacích cestách a tlak v alveolách sa rovná atmosférickému tlaku. V tomto prípade bude gradient medzi atmosférickým a intrapleurálnym tlakom presne vyrovnávať tlak vyvíjaný elastickým spätným rázom pľúc (pozri obr. 10.4). Za týchto podmienok sa hodnota intrapleurálneho tlaku rovná rozdielu medzi tlakom v dýchacích cestách a tlakom vyvinutým elastickým spätným rázom pľúc. Preto čím viac sú pľúca natiahnuté, tým silnejší bude elastický spätný ráz pľúc a tým negatívnejšia v porovnaní s atmosférickým tlakom je hodnota intrapleurálneho tlaku. Stáva sa to počas nádychu, keď bránica klesá a elastický spätný ráz pľúc pôsobí proti nafukovaniu pľúc a intrapleurálny tlak sa stáva negatívnejším. Pri nádychu tento podtlak tlačí vzduch cez dýchacie cesty smerom k alveolám, čím prekonáva odpor dýchacích ciest. Výsledkom je, že vzduch vstupuje z vonkajšieho prostredia do alveol.

Ryža. 10.4. Tlak v alveolách a intrapleurálny tlak počas inspiračnej a exspiračnej fázy dýchacieho cyklu. Pri absencii prúdenia vzduchu v dýchacích cestách sa tlak v nich rovná atmosférickému (A) a elastickým ťahom pľúc vzniká v alveolách tlak E. dutiny do -10 cm aq. Art., ktorý pomáha prekonávať odpor prúdenia vzduchu v dýchacom trakte a vzduch sa presúva z vonkajšieho prostredia do alveol. Hodnota intrapleurálneho tlaku je spôsobená rozdielom medzi tlakmi A - R - E. Pri výdychu sa bránica uvoľní a intrapleurálny tlak sa stane menej negatívnym v porovnaní s atmosférickým tlakom (-5 cm vodného stĺpca). Alveoly vďaka svojej elasticite zmenšujú svoj priemer, zvyšuje sa v nich tlak E. Tlakový gradient medzi alveolami a vonkajším prostredím prispieva k odvádzaniu vzduchu z alveol cez dýchacie cesty do vonkajšieho prostredia. Hodnota intrapleurálneho tlaku je určená súčtom A + R mínus tlak vo vnútri alveol, t.j. A + R - E. A je atmosférický tlak, E je tlak v alveolách spôsobený elastickým spätným rázom pľúc, R je tlak, ktorý prekonáva odpor prúdenia vzduchu v dýchacích cestách, P - intrapleurálny tlak.

Pri výdychu sa bránica uvoľňuje a intrapleurálny tlak sa stáva menej negatívnym. Za týchto podmienok sa alveoly v dôsledku vysokej elasticity ich stien začnú zmenšovať a vytláčajú vzduch z pľúc cez dýchacie cesty. Odpor dýchacích ciest voči prúdeniu vzduchu udržuje pozitívny tlak v alveolách a zabraňuje ich rýchlemu kolapsu. Teda v pokojný stav pri výdychu je prúdenie vzduchu v dýchacom trakte spôsobené len elastickým spätným rázom pľúc.

Tlak v pleurálnej dutine (rázštepy)

Pľúca a steny hrudnej dutiny sú pokryté seróznou membránou - pleurou. Medzi listami viscerálnej a parietálnej pleury je úzka (5-10 mikrónov) medzera obsahujúca seróznu tekutinu, ktorá má podobné zloženie ako lymfa. Pľúca sú neustále v napnutom stave.

Ak sa do pleurálnej štrbiny vloží ihla spojená s manometrom, dá sa zistiť, že tlak v nej je nižší ako atmosférický. Negatívny tlak v pleurálnej trhline je spôsobený elastickým ťahom pľúc, t.j. neustálou túžbou pľúc zmenšiť svoj objem. Na konci pokojného výdychu, keď sú takmer všetky dýchacie svaly uvoľnené, je tlak v pleurálnom priestore (Ppi) približne -3 mm Hg. čl. Tlak v alveolách (Pa) sa v tomto čase rovná atmosférickému tlaku. Rozdiel Pa--Ppi=3 mm rt. čl. sa nazýva transpulmonálny tlak (p|). Tlak v pleurálnom priestore je teda nižší ako tlak v alveolách o množstvo vytvorené elastickým spätným rázom pľúc.

Pri uvoľnení inspiračných svalov elastické sily natiahnutých pľúc a brušných stien znižujú transpulmonálny tlak, zmenšuje sa objem pľúc - dochádza k výdychu.

Mechanizmus zmeny objemu pľúc počas dýchania možno demonštrovať pomocou Dondersovho modelu (obr. 148).

Pri hlbokom nádychu môže tlak v pleurálnom priestore klesnúť až na -20 mm Hg. čl. Počas aktívneho výdychu sa tento tlak môže stať pozitívnym, ale zostáva pod tlakom v alveolách o množstvo elastického spätného rázu pľúc.

Elastické vlastnosti pľúc. Elastický spätný ráz pľúc je spôsobený tromi faktormi:

1) povrchové napätie tekutého filmu pokrývajúceho vnútorný povrch alveol; 2) elasticita tkaniva stien alveol v dôsledku prítomnosti elastických vlákien v nich; 3) tón bronchiálnych svalov. Eliminácia síl povrchového napätia (naplnenie pľúc fyziologickým roztokom) znižuje elastický spätný ráz pľúc o ^3.

Ak by bol vnútorný povrch alveol pokrytý vodným roztokom, povrchové napätie by muselo byť 5-8 krát väčšie. Za takýchto podmienok by sa pozoroval úplný kolaps niektorých alveol (atelektáza) s nadmerným natiahnutím iných. Nestáva sa tak, pretože vnútorný povrch alveol je vystlaný látkou s nízkym povrchovým napätím, tzv. povrchovo aktívna látka. Obloženie má hrúbku 20-100 nm. Skladá sa z lipidov a bielkovín. Povrchovo aktívna látka je produkovaná špeciálnymi bunkami alveol - pneumocyty typu II. Film povrchovo aktívnej látky má pozoruhodnú vlastnosť: zníženie veľkosti alveol je sprevádzané poklesom povrchového napätia; je to dôležité pre stabilizáciu stavu alveol. Tvorba povrchovo aktívnej látky je posilnená parasympatickými vplyvmi; po transekcii blúdivých nervov sa spomalí.

Elastický spätný ráz pľúc- sila, s ktorou majú pľúca tendenciu kolabovať v dôsledku:

1) sily povrchového napätia alveol;

2) prítomnosť elastických vlákien v pľúcnom tkanive;

3) tón malých priedušiek.

Tlak v pleurálnej dutine a jeho zmena počas dýchania. Negatívny tlak v pleurálnej dutine Prečo je v pleurálnej dutine negatívny tlak

Tlak v pleurálnej dutine (rázštepy)

Dýchací cyklus

Viac k téme článku: