Происхождение отрицательного давления в грудной полости
И его значение для дыхания и кровообращения.
Во внутриутробном периоде у плода легкие не функционируют, они находятся в спавшемся состоянии, газообмен между плодом и матерью осуществляется через плаценту, грудная клетка также находится в спавшемся состоянии, головки ребер не находятся в своих суставных площадках, как бы подвывихнуты, и ребра плотно прилегают к легким. После рождения и первого вдоха головки ребер становятся на свои суставные поверхности, грудная клетка расширяется, а легкие под давлением атмосферного воздуха, поступающего по воздухоносным путям, расширяются и висцеральная плевра почти прилегает к париетальной. Кроме того, возникновение отрицательного давления в плевральной щели объясняется еще и тем, что грудная клетка новорожденного растет быстрее, чем легкие, в силу чего легочная ткань подвергается постоянному (даже в положении выдоха) растяжению. В создании отрицательного давления в плевральной щели имеет значение еще и то, что плевральные листки обладают большой всасывательной способностью.
Легкие в грудной клетке всегда находятся в растянутом состоянии, причем растяжение зависит от того, что атмосферное давление действует на легкие только изнутри через воздухоносные пути и не действует на них снаружи благодаря неподатливости грудной стенки. Поэтому легкие в грудной полости находятся под односторонним давлении, которое растягивает их, плотно прижимает к грудной стенке так, что они заполняют всю плевральную полость, следы которой остаются лишь в виде узкой плевральной щели, содержащей тонкий слой серозной жидкости.
|
|
|
Эластическая тяга легких обусловлена следующими факторами:
- Поверхностным натяжением пленки жидкости покрывающей внутреннюю поверхность альвеол.
- Упругостью ткани стенок вследствие наличия в них большого количества эластических волокон.
- Тонусом бронхиальных мышц.
Нейергард еще в 1929 году показал, что 2/3 эластической тяги легких зависит от поверхностного натяжения стенки альвеол. Легкие после разрушения их эластической ткани ферментом эластином сохраняют свои свойства.
Так как силы поверхностного натяжения могут быть неодинаковы в разных альвеолах, то возможно спадение и смещение части из них во время выдоха, за счет того, что другие альвеолы остаются растянутыми. Однако этого не происходит вследствие того, что внутренняя поверхность альвеол покрыта тонкой пленкой - сурфактантом.
Отрицательное давление в грудной полости имеет большое значение не только для дыхания, но и для движения крови по венам. Стенки крупных вен, расположенных в грудной полости, легко растяжимы и поэтому отрицательное давление в плевральной полости передается и на них. Отрицательное давление в полых венах является вспомогательным механизмом, облегчающим возврат крови к правому сердцу. Понятно, что при увеличении отрицательного давления во время вдоха усиливается и приток крови к сердцу. Но иногда герметичность плевральной полости нарушается - при ранении грудной клетки с нарушением целостности париетального листка.
|
|
|
Внешнее дыхание
Внешнее дыхание - смена воздуха в альвеолах (вентиляция легких), осуществляется в результате периодических изменений объема грудной клетки. Увеличение объема грудной полости обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение - выдох (экспирацию). Фазы вдоха и выдоха составляют дыхательный цикл. Аппарат вентиляции: 1) грудная клетка с дыхательными мышцами; 2) легкие с дыхательными путями.
Вентиляция легких осуществляется за счет разности давлений между альвеолярным и атмосферным воздухом: при вдохе давление в альвеолярном пространстве снижается и становится ниже атмосферного, воздух входит в воздухоносные пути из атмосферы (вдыхаемый воздух), при выдохе давление выравнивается или даже увеличивается в альвеолах, что способствует выходу очередной порции из легких (выдыхаемый воздух). Таким образом, непосредственный причиной движения воздуха через дыхательные пути при вдохе и выдохе являются колебания альвеолярного давления. Основные явления, лежащие в основе циклических изменений объема легких, были поняты Галеном, описаны Леонардо да Винчи и Борелли.
|
|
|
Механизм вдоха (инспирация)
Акт вдоха или инспирация - активный процесс, совершается вследствие увеличения объема грудной полости в трех направлениях - вертикальном, сагитальном и фронтальном. Но особенно в нижних отделах, что определяет их большую вентиляцию по сравнению с верхушками легких. Акт вдоха начинается с сокращения наружных межреберных и межхрящевых мышц за счет возбуждения гамма и альфа мотонейронов спинного мозга (Т1-Т12) получающих сигнал из ЦНС, причем наружные межреберные мышцы идут от ребра ребру, соединены подвижно с телами и поперечными отростками позвонков в косом направлении: сзади и сверху, вперед и вниз, при этом ребра принимают более горизонтальное положение, поднимаясь кверху, нижний конец грудины отходит вперед, благодаря чему сечение грудной клетки становится больше в поперечном и в продольном направлениях.
|
|
|
Каждое ребро способно вращаться вокруг оси, проходящей через две точки подвижного соединения с телом и поперечным отростком соответствующего позвонка. Во время вдоха верхние отделы грудной клетки расширяются преимущественно в переднезаднем направлении, так как ось вращения верхних ребер расположена практически поперечно относительно грудной клетки. Нижние отделы грудной клетки больше расширяются преимущественно в боковых направлениях, поскольку оси нижних ребер занимают более сагиттальное положение. Сокращаясь, наружные межреберные и межхрящевые мышцы в фазу инспирации поднимают ребра. Кроме того, большое значение в акте вдоха принимает диафрагма. Мышечные волокна диафрагмы сокращаются за счет иннервации аксонами альфа-мотонейронов, локализованных в шейных сегментах спинного мозга (С2-С6), в результате чего купол диафрагмы становится более плоским и опускается; брюшные внутренности оттесняются вниз, в стороны и вперед; объем грудной полости увеличивается, особенно в вертикальном направлении, грудная клетка расширяется во всех направления (разность между окружностью грудной клетки во время вдоха и выдоха составляет 7-10 см у мужчин, 5-8 см - у женщин). Увеличивается межплевральная полость, увеличивается отрицательное давление и достигает до -7-9 мм рт.ст., в силу эластической тяги (сочетание растяжимости и упругости). Легкое расправляется и следует за грудной клеткой, давление в альвеолах понижается по отношению к атмосферному воздуху и воздух через воздухоносные пути входит в легкие, наступает акт вдоха. Во время вдоха дыхательные инспираторные мышцы (диафрагма, наружные косые межреберные и межхрящевые, а при глубоком вдохе - вспомогательные мышцы - лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая, трапецевидная, ромбовидная, поднимающая лопатку) преодолевают ряд сил. Перемещение воздуха в легкие и из них требует совершения работы. При вдохе преодолевается сила трех типов:
1) эластическое сопротивление легких и грудной стенки;
2) сопротивление воздушного потока в трахео-бронхиальном дереве (в бронхах среднего калибра);
3) сопротивление неэластичных тканей (ребер, стенок живота и брюшных внутренностей);
4) тяжесть перемещаемой части грудной клетки.
Таким образом можно выделить два механизма, расширяющих грудную клетку: 1) поднятие ребер, 2) уплощение диафрагмы.
Диафрагма участвует в реакциях кашля, рвоты, натуживания, родовых схватках и икоте, получая импульсы от других нервных центров (кашля, рвоты и т.д.).
Механизм выдоха (экспирация)
Когда вдох окончен, т.е. когда дыхательные мышцы расслаблены, перечисленные выше противостоящие силы вызывают возвращение грудной клетки к исходному положению. Объем грудной клетки уменьшается и воздух из легких изгоняется. Следовательно, акт выдоха - экспирация - пассивный процесс. При активном форсированном выдохе когда участвуют внутренние межреберные мышцы, брюшные мышцы, выдох становится активным.
Тип дыхания не является строго постоянным у разных людей, в зависимости от возраста и пола, от одежды и условий труда, дыхание осуществляется или преимущественно за счет межреберных мышц - реберный или грудной тип дыхания, или преимущественно за счет диафрагмы - диафрагмальный или брюшной тип дыхания. У грузчиков при переносе на спине больших грузов грудная клетка служит опорой для груза, а потому фиксируется мышцами туловища и межреберий неподвижно вместе с позвоночником: дыхание совершается исключительно за счет движений диафрагмы. У беременных женщин смещение диафрагмы вниз затруднено и поэтому преобладает реберный тип дыхания.
При форсированном, т.е. усиленном дыхании, например, при одышке в акте вдоха участвует ряд дополнительных или вспомогательных дыхательных мышц верхнего плечевого пояса (большие и малые грудные, лестничные, зубчатые, грудно-ключичного-сосцевидные). Брюшной тип дыхания более эффективен, т.к. сильнее вентиляция легкие и облегчается возврат венозной крови от органов брюшной полости к сердцу.
Участие диафрагмы в механизме вдоха и выдоха;
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2856; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!