Дыхательная система (легочные объёмы и ёмкости)

Для количественного описания легочной вентиляции общую емкость легких разделили на несколько компонентов или объемов. При этом легочной емкостью называется сумма двух и более объемов.
Легочные объемы
статические
динамические.

Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от следующих показателей:
1) антропометрических индивидуальных характеристик человека и дыхательной системы;
2) свойств легочной ткани;
3) поверхностного натяжения альвеол;
4) силы, развиваемой дыхательными мышцами.

легочные объемы и ёмкости

Дыхательный объем (ДО)
— объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек во время спокойного дыхания.
*У взрослого человека ДО составляет примерно 500 мл.
*Величина ДО зависит от условий измерения (покой, нагрузка, положение тела).
*ДО рассчитывают как среднюю величину после измерения примерно шести спокойных дыхательных движений.

Резервный объем вдоха (РОвд)
— максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть испытуемый после спокойного вдоха.
Величина РОвд составляет 1,5—1,8 л.

Резервный объем выдоха (РОвыд)
— максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть с уровня спокойного выдоха. Величина РОвыд ниже в горизонтальном поло­жении, чем в вертикальном, уменьшается при ожирении. Она равна в среднем 1,0—1,4 л.

Остаточный объем (ОО)
— объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. Величина остаточного объема равна 1,0—1,5 л.

Легочные емкости.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)
включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха.
У мужчин среднего возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,5—5,0 л и более.
Для женщин типичны более низкие величины (3,0—4,0 л).
В Зависимости от методики измерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когда после полного выдоха производится максимально глубокий вдох и ЖЕЛ выдоха, когда после полного вдоха производится максимальный выдох.

Емкость вдоха (Евд)
равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Евд составляет в среднем 2,0—2,3

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ)
— объ­ем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. ФОЕ измеряется методами газовой дилюции, или разведения газов, и плетизмографически. На величину ФОЕ существенно влияет уровень физической активности человека и положение тела: ФОЕ меньше в горизон­тальном положении тела, чем в положении сидя или стоя. ФОЕ уменьшается при ожирении вследствие уменьшения общей растя­жимости грудной клетки.

Общая емкость легких (ОЕЛ)
— объем воздуха в легких по окончании полного вдоха.
ОЕЛ рассчитывают двумя способами:
1.ОЕЛ - ОО + ЖЕЛ или
2.ОЕЛ - ФОЕ + Евд.
ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.

Функциональная система поддержания газового гомеостаза

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.

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

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.

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

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

Что же такое ЭЗДП, каковы его механизмы и клиническое значение?
В ходе выдоха, когда объём лёгких уменьшается и приближается к остаточному, в различных лёгочных зонах задерживается разное количество газа. Одним из ведущих физиологических механизмов этой задержки является экспираторное закрытие дыхательных путей, известное также под названием клапанный механизм
(check valve),
смыкание дыхательных путей
(airway closure),
газовая ловушка (gas trapping) и др.

Механизм феномена довольно сложен и связан с тремя главными факторами: градиентом между внутриплевральным и так называемым трансмуральным легочным давлением, эластической тягой легких и состоянием мелких бронхов, не имеющих хрящевого каркаса.

теория нелинейной неравномерности функций лёгких.
Регионарные различия механических свойств лёгких в сочетании с гравитационным фактором создают условия для нелинейного распределения вентиляции лёгких. В связи с этим по механическим характеристикам различные зоны лёгких попадают в разные точки кривых зависимости давление-объём идавление-объёмная скорость.

Благодаря этому различные зоны лёгких вентилируются асинхронно, с разной объёмной скоростью и, следовательно, при разных градиентах плеврального-внутрибронхиального давления. Транспульмональное давление также имеет регионарные различия.

важнейшие следствия, имеющие значение для клинической практики:
- в нижних зонах лёгких ЭЗДП проявляется раньше, чем в верхних,
- вначале закрываются мелкие, а затем крупные дыхательные пути,
- сужение и полное спадение (коллапс) дыхательных путей - разные стадии единого физиологического механизма.

Анатомическое и альвеолярное мёртвое пространство.
Анатомическим мертвым пространством (Vd) называют кондуктивную, или воздухопроводящую, зону легкого, которая не участвует в газообмене (верхние дыхательные пути, трахея, бронхи и терминальные бронхиолы).

Альвеолярное мертвое пространство
В здоровом легком некоторое количество апикальных альвеол вентилируется нормально, но частично или полностью не перфузируется кровью. Подобное физиологическое состояние обозначают как «альвеолярное мертвое пространство».

В физиологических условиях альвеолярное мертвое пространство может появляться в случае снижения минутного объема крови, уменьшения давления в артериальных сосудах легких,
а в патологических состояниях — при анемии, легочной эмболии или эмфиземе.
В подобных зонах легких не происходит газообмена.
Сумма объемов анатомического и альвеолярного мертвого пространства называется физиологическим, или функциональным, мертвым пространством.