Дыхательная система: легочная вентиляция

Дыхательная система: Легочная вентиляция

Легочная вентиляция

Легочная вентиляция или дыхание – это процесс обмена воздухом между атмосферой и легкими.
Воздух движется в легкие (из легких) и его перемещения происходят от зоны высокого давления в зону низкого давления.

Цели:

Обосновать вентиляцию законом Бойля
Идентифицировать мышцы, участвующие в вентиляции
Понять как изменения грудной клетки вызывают изменения давления и это приводит к процессу дыхания
Идентифицировать факторы, влияющие на сопротивление дыхательных путей и легочную раздражимость
Что необходимо знать?
Локализацию париетальной, висцеральной плевры и плевральной полости
Роль клеток, продуцирующих сурфактант в альвеолах

Закон Бойля: отношение между давлением и объемом

Давление создается столкновением молекул газа со стенками контейнера. Следовательно, давление определяется размерами контейнера.
В большом объеме молекулы газа реже сталкиваются со стенками, что обуславливает меньшее давление.
Закон Бойля: Давление газа обратно пропорционально объему контейнера. Повышение объема приводит к снижению давление; уменьшение объема увеличивает давление.

Спокойный вдох: мышечные сокращения

Спокойный выдох: расслабление мышц

Спокойный выдох – это пассивный процесс, при котором диафрагма и наружные межреберные мышцы расслабляются; эластические легкие и стенка грудной клетки возвращаются в исходное положение.
Происходит снижение объема грудной клетки и, следовательно, в грудной полости повышается давление.
Наружные межреберные мышцы расслабляются реберные дуги и грудина возвращаются в исходное положение.
Диафрагма движется вверх.

Мышцы глубокого вдоха и выдоха

При глубоком дыхании происходит усиленное сокращение инспираторных мышц и дополнительных мышц, чтобы вызвать большие изменения объема грудной клетки при вдохе и выдохе.

Изменения внутрилегочного давления

Вдох

Выдох

Внутриплевральное давление

Внутриплевральное давление – это давление в плевральной полости.
Оно всегда отрицательное, что оказывает «присасывающее» действие, поддерживая легкие в растянутом состоянии.
Отрицательное внутриплевральное давление поддерживается благодаря:
Поверхностному натяжению альвеолярной жидкости
Эластичности легких
Эластичноти грудной клетки

Внутриплевральное давление

Поверхностное натяжение альвеолярной жидкости «тянет» каждую альвеолу «внутрь» и стремится «сжать» все легкое.
Сурфактант уменьшает эту силу.
Большое количество эластической тяги в легком стремится сократиться и «тянет» легкое сжаться. При этом, легкое движется от стенки грудной клетки, плевральная полость становится больше и внутриплевральное давление снижается.
Отрицательное давление в плевральной полости оказывает присасывающее действие, удерживая легкие в растянутом состоянии.

Внутриплевральное давление

«Сила эластичности» грудной клетки направлена от легкого. Она стремится увеличить плевральную полость и усиливает отрицательное давление в ней.
Поверхностное натяжение плевральной жидкости препятствует отделению легкого от стенки грудной клетки.

Изменения внутриплеврального давления

Так как стенка грудной клетки движется наружу при вдохе, внутриплевральное давление становится еще более отрицательным.
Когда стенка грудной клетки возвращается на место при выдохе, внутриплевральное давление возвращается к исходному уровню (-4 мм рт ст или 756 мм рт ст).

Эффект пневматоракса

Если разрезать грудную клетку – легкое спадется – это пневматоракс.
Легкие полностью изолированы друг от друга, каждое окружено собственной плевральной полостью. Следовательно, изменения внутриплеврального давления одного легкого не отражаются на работе другого легкого.