Pentru a investiga starea funcțională a aparatului de respirație extern, atât în practica clinică și în laboratoarele fiziologice sunt utilizate pe scara larga definiție a volumelor pulmonare.
Există patru puncte principale ale pieptului, care corespund celor patru volumul principal al plămânilor: respirație, în plus, și de rezervă reziduală.
Volumul curent - cantitatea de aer pe care o persoană respiră și în afară în timpul respirației liniștit. Volumul său este de 3 × 10 -4 -7 · 10 -4 m 3 (300-700 ml). Volumul Tidal menține un anumit nivel de presiune parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon în aerul alveolar, contribuind astfel la stresul normal din gazele sanguine arteriale.
Volumul rezidual - este cantitatea de aer care rămâne în plămâni după cea mai adâncă expirație. Volumul rezidual este de 1 x 10 -3 -1.5 x 10 -3 m 3 (1000-1500 ml).
Volumul curent, volumul de rezervă de inhalare și expirația sunt așa-numitele capacității pulmonare.
Capacitatea Vital - este respirația adâncă, care este capabil de această persoană. Acesta este determinat de cantitatea de aer care poate fi scos din plămâni, în cazul în care după inspirație maximă pentru a face expirație maximă.
Capacitatea vitală tineri este 3,5 x 10 -3 -4.8 × 10 -3 m 3 (3.5-4.8 L) la femei - 3 × 10 -3 -3.5 × 10 -3 m 3 (3-3,5 l). Indicatorii capacității pulmonare sunt foarte variabile. Acestea depind de sex, înălțime, vârsta, greutatea, poziția corpului, starea mușchilor respiratorii, nivelul de excitabilitate a centrului respirator, și de alți factori. Amploarea capacității pulmonare într-o anumită măsură, se poate aprecia pe funcționalitatea aparatului de respirație extern.
Capacitatea totală pulmonară este capacității vitale și a volumului rezidual de aer.
Kollapsny de aer - este cantitatea minimă de aer care rămâne în plămâni după pneumotorax bilateral deschis. Prezența Kollapsnogo aerului în plămâni este dovedit de experiență. S-a descoperit că o bucată de țesut pulmonar după pneumotorax plutește în apă și ușor fat mort, fetale nu respira chiuvete.
Frecvența și profunzimea respirației poate avea un impact semnificativ asupra circulației aerului în plămâni în timpul respirației sau ventilația pulmonară.
ventilația pulmonară - cantitatea de aer schimbate în 1 min. Datorită aerului de ventilație alveolară pulmonară actualizată și menținută în ea presiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon la un nivel care asigură schimbul de gaze normal. ventilația pulmonară este determinată prin înmulțirea volumului respirator la numărul de respirații pe 1 min (volum minut de respirație). La om adult într-o stare de hibernare fiziologică ventilație pulmonară relativă este de 6 × 10 -3 -8 x 10 -3 m (8,6 l) în 1 min. Determinarea volumului minut de respiratie are valoare de diagnostic în patologia pulmonară.
Volumul pulmonar poate fi determinată prin intermediul unor dispozitive speciale și spirometru Spirograph. Metoda permite Spirographic valorile registrului în volume pulmonare.
transport de gaze în sânge
Am considerat doar o parte a procesului de respirație - respirație externe, și anume schimbul de gaze între organism și mediul său ...
Locul formării dioxidului de carbon și consumul de oxigen sunt toate celulele corpului, in care tesutul este realizat sau respirația interioară. Prin urmare, atunci când este vorba de respirație, în general, este necesar să se ia în considerare modul în care transportul gazelor și condiții: oxigenul de la plamani la tesuturi de dioxid de carbon din tesuturi la plamani. Mediator între celule și mediul extern este sânge. Acesta oferă oxigen la nivelul țesuturilor și le transportă la dioxid de carbon.
gaz lumina zilei din mediul în lichid și din lichid în mediu este supus unor legi fizice. Fiecare gaz intră lichid ca funcție a presiunii sale parțiale.
Termenul „stres“ poate fi utilizat pentru a indica presiunea gazului din amestecul de gaze. Tensiunea este exprimată în milimetri coloană de mercur (mm Hg. V.) sau apă (mm apă. V.) Coloana.
Circulația gazului din mediul în lichid și din lichid în mediu datorită diferenței de presiune parțială. Gaz difuzeaza întotdeauna din mediul în care există o presiune ridicată într-un mediu cu o presiune mai mică. Acest lucru se întâmplă, atâta timp cât echilibrul dinamic al gazelor.
Schimbul de gaze la toate nivelurile procesului respirator este supus examinării legilor fizice.
Motion urme de oxigen din mediul în aerul alveolar, apoi în capilarele mici și circulația sistemică și la celulele organismului.
Cea mai înaltă presiune parțială a oxigenului în atmosferă de 21,1 kPa (158 mm Hg. V.), în aerul alveolar 14,4-14,7 kPa (108-110 mm Hg. V.) Și în sângele venos care curge la plamani , 5,33 kPa (40 mm Hg. v.). capilarele sanguine arteriale sistemice Presiunea de circulație de oxigen este de 13,6-13,9 kPa (102-104 mm Hg ..) în lichidul interstițial - 5,33 kPa (40 mm Hg, ..) în țesutul - 2 67 kPa (20 mm Hg. v.) sau mai puțin, în funcție de activitatea funcțională a celulelor.
Astfel, în toate stadiile de mișcare diferență de presiune parțială a oxigenului disponibile, care contribuie la gazul de difuzie.
mișcarea de dioxid de carbon se produce în direcția opusă. Cea mai mare tensiune de dioxid de carbon disponibil în țesut, în locuri formarea sa - 8.00 kPa sau mai mare (60 mm Hg sau mai mult ..) în sângele venos de 6,13 kPa (46 mm Hg ..) Și alveolar aer 5,33 kPa (40 mm Hg. v.) și în aer de 0,04 kPa (0,3 mm Hg. v.). În consecință, diferența dintre presiunea parțială a dioxidului de carbon de pe traseul său este cauza difuzia gazului din țesuturi pentru mediu. Schema de difuzie a gazelor prin peretele alveolelor este prezentat în Fig. 25. Cu toate acestea, unele legi fizice explica miscarea de gaz nu poate fi. La presiunea parțială a oxigenului egal in vivo și dioxid de carbon în etapele mișcării lor nu vine niciodată. In pulmonar schimbul de gaze are loc în mod continuu din cauza mișcărilor respiratorii ale toracelui, diferența în țesuturile presiunii gazului parțial menținut procesul de oxidare continuă.
Fig. 25. Circuitul de difuzie a gazului prin intermediul alveolelor cu membrana
Transportul de oxigen în sânge. Oxigen în sânge este în două stări dizolvate fizic într-o legătură chimică cu hemoglobina. 19 vol.% Oxigen extras din sângele arterial doar 0,3 vol.% Se dizolvă în plasmă, în timp ce porțiunea rămasă de oxigen legată chimic de hemoglobină în eritrocite.
saturația Hemoglobina oxigen variază 96 - 98%. Gradul de saturare cu oxigen a hemoglobinei și disociere oxihemoglobină (formarea de hemoglobină redusă) nu sunt direct proporționale cu tensiunea oxigenului. Aceste două procese nu sunt liniare, și apar de-a lungul curbei, care se numește curba de legare sau de disociere de oxihemoglobină.
La zero, oxigen tensiune oxihemoglobină în sânge nu este. La rată scăzută de oxigen presiune parțială de oxihemoglobină mici. Cantitatea maximă de hemoglobină (45-80%) se leagă cu oxigenul atunci când tensiunea de 3,47-6,13 kPa (26-46 mm Hg. V.). O creștere suplimentară a presiunii oxigenului conduce la o scădere a ratei de formare a oxihemoglobină (Fig. 26).
Fig. 26. Curbele oxyhemoglobin disociere în soluție apoasă (I) și în sânge (II), la o tensiune de dioxid de 5,33 kPa (40 mm Hg. V.) (As Barcroft)
Afinitatea hemoglobinei pentru oxigen este redus semnificativ reacția de sânge la forfecare în partea acidă, care se observă în țesuturile și celulele corpului datorită formării de dioxid de carbon. Această proprietate a hemoglobinei este important pentru organism. Țesuturile capilare în care concentrația de dioxid de carbon din sange este crescut, capacitatea hemoglobinei de a reține scăderi de oxigen, ceea ce facilitează celulele sale de retur. In alveolele plămânilor, în care dioxidul de carbon trece în aerul alveolar, capacitatea hemoglobinei de a lega din nou crește oxigen.
Tranziția de hemoglobină din oxyhemoglobin și în hemoglobină redusă depinde de temperatura. La aceeași presiune parțială a oxigenului în mediu la temperatura corpului de 37-38 ° C sub forma redusă intră cea mai mare cantitate de oxihemoglobină.
Prin urmare, transportul de oxigen este furnizat în principal datorită legăturii sale chimice cu hemoglobină în celulele roșii din sânge. saturația Hemoglobina oxigen depinde în primul rând de presiunea parțială în gazul atmosferic și aerul alveolar. Unul dintre motivele principale care contribuie hemoglobină reculul de oxigen este mediu de reacție de schimbare activă în țesuturile din partea acidă.
Sângele trece prin capilarele circulația sistemică, nu da tot oxigenul. sângele arterial conține aproximativ 20% în volum de oxigen venos -.. 12% in volum. În consecință, de la 20% vol. Din țesătură preparat cu 8% vol., Sau 40% din oxigenul conținut în sânge. Diferența în cantitatea de oxigen din sângele arterial și venos se numește o diferență arteriovenoase. Această valoare caracterizează cantitatea de oxigen care trece în țesătura 1 × 10 -1 l (100 ml) de sânge.
Transportul de dioxid de carbon în sânge. Solubilitatea dioxidului de carbon din sange este mult mai mare decât solubilitatea oxigenului. Cu toate acestea, doar 2,5-3 vol.% Dioxid de carbon din cantitatea totală (55-58% vol.) Este în stare dizolvată. Cea mai mare parte a dioxidului de carbon conținut în sânge și celule roșii sub formă de săruri ale acidului carbonic, circa 4,5% în volum (48-51% vol.) -. Împreună cu hemoglobina în forma karbgemoglobina, aproximativ 2/3 din toți compușii de dioxid de carbon este în plasmă și aproximativ o treime - în celulele roșii din sânge.
acidul carbonic este format în eritrocite din bioxid de carbon și apă. I. M. Sechenov pentru prima dată, a sugerat ca celulele roșii din sânge trebuie să conțină un anumit factor, cum ar fi un catalizator care accelerează sinteza acidului carbonic. Cu toate acestea, numai în 1935, a fost confirmată ipoteza făcută I. M. Sechenovym. Este bine stabilit că, în eritrocite contin anhidraza carbonică (anhidrazei carbonice) - catalizator biologic este o enzimă care este semnificativ în (300 de ori) accelerează descompunerea acidului carbonic în capilare pulmonare. Aceiași Capilarele tisulare care implica sinteza de acid carbonic anhidrazei carbonice se produce in eritrocite. Activitatea anhidrazei carbonice în eritrocite este atât de mare încât sinteza acidului carbonic este accelerat în zeci de mii de ori.
Acidul carbonic rezultat ia pe o bază de hemoglobină redusă, producând astfel o sare a acidului carbonic - bicarbonat de sodiu în plasmă și bicarbonații eritrocitelor de potasiu. In plus, hemoglobina formeaza un compus chimic cu dioxid de carbon - karbgemoglobin. Pentru prima dată, acest compus descoperit I. M. Sechenovym. Rolul Karbgemoglobina în transportul de dioxid de carbon este suficient de mare. Aproximativ 25-30% din dioxid de carbon, este absorbit în capilarele sanguine ale circulației sistemice, este transportat în formă karbgemoglobina. In lumina se ataseaza hemoglobinei oxigen si trece in oxihemoglobină. Oxihemoglobină este un acid mai puternic decât cărbunele. In consecinta, hemoglobina reactioneaza cu bicarbonații si le dislocă de acid carbonic. Liberă anhidrazei carbonice acid carbonic este scindată în dioxid de carbon și apă. Dioxidul de carbon difuzeaza prin membrana si intra capilare pulmonare în aerul alveolar. Scăderea tensiunii de dioxid de carbon in capilare pulmonare karbgemoglobina promovează clivaj cu eliberarea de dioxid de carbon.
Astfel, dioxidul de carbon este transferat la plamani sub forma de bicarbonați, iar starea de legare chimica a hemoglobinei (karbgemoglobin). rol important în mecanismul complex de transport a dioxidului de carbon face parte din anhidrazei carbonice de eritrocite.
Scopul final este de a oferi toate celulele respiratorii, organe și țesuturi de oxigen necesar pentru activitatea lor și îndepărtarea dioxidului de carbon din organism. Pentru atingerea acestui obiectiv necesită o serie de afecțiuni respiratorii: 1) activitatea de respirație normală a aparatului extern și ventilația adecvată a plămânilor; 2) normale gazele sanguine de transport; 3) asigurarea unui sistem de circulație debit suficient; 4) capacitatea țesutului „lua“ de sange care curge oxigen, și aruncați-l în sânge pentru a da dioxid de carbon.
Astfel, respirația normală a țesutului furnizat de relații funcționale între sistemele de respirație, sânge și circulația sângelui.