Физиология дыхательных путей. Регуляции их просвета
Дыхательные пути выполняют очень важную функцию - кондиционирование воздуха. Благодаря этому в легкие поступает воздух только определенных параметров. В дыхательных путях воздуха:
- Согревается;
- Увлажняется, поэтому воздух в легких насыщен водяными парами на 100%, независимо от влажности атмосферного воздуха;
- Очищается, благодаря наличию реснитчатого эпителия и бокаловидных клеток, секретирующих слизь.
Кроме того, воздухоносные пути имеют большое количество рецепторов (есть рефлексогенной зоной), что обеспечивает их участие в осуществлении защитных дыхательных рефлексов.
В регуляции величины просвета дыхательных путей (и их сопротивления движению воздуха) принимают участие, главным образом, нервные механизмы. При этом парасимпатические рефлекторные воздействия сопровождаются сокращением гладких мышц сужение дыхательных путей. В гладких мышцах дыхательных путей есть адренорецепторы.
Физиология дыхательных путей. Регуляция величины просвета бронхов
Гладкие мышцы бронхиол иннервируются волокнами вегетативной нервной системы. Прямое влияние симпатической системы незначительное, зато катехоламины, которые находятся в крови, особенно адреналин, действуя на -адренорецепторы, оказывает расслабление этих мышц.
Ацетилхолин, который выделяется волокнами блуждающего нерва, суживает бронхиолы. Поэтому введение атропина сульфата может вызвать расширение бронхиол. При участие парасимпатических нервовреализируется ряд рефлексов, которые начинаются в дыхательных путях в случае раздражения их рецепторов дымом, отравляющими газами, инфекцией т.п.. Некоторые вещества, которые осуществляют аллергические реакции, также могут суживать бронхиолы.
4. Диффузионная способность лёгких. Факторы, влияющие на газообмен в лёгких. Аэрогематический барьер. Сурфактант, его роль в дыхании. Вентиляционно-перфузионные отношения.
Газообмен через альвеолярную мембрану количественно оценивается диффузионной способностью легких, которая измеряется количеством газа (мл), проходящего через эту мембрану за 1 минуту при разнице давления газа по обе стороны мембраны в 1 мм. рт. ст.
Для расчета диффузионной способности необходимо знать среднее давление СО в альвеолах (РСО ) во время исследования и количество СО, перешедшее из легких в кровь. У здорового человека в покое ДС составляет около 20 мл в 1 мин на 1 мм рт. ст.
Наиболее частой причиной стойкого снижения ДЛ являются диссеминированные процессы в легких (идиопатический фиброзирующий альвеолит, саркоидоз, бериллиоз, канцероматоз и др.), сопровождающиеся уплотнением альвеолярно-капиллярных мембран. Выявляется снижение ДЛ и при острых воспалительных процессах в легких (пневмония, абсцесс); оно может сохраняться в течение некоторого времени после клинического выздоровления.
Перенос О2 из альвеолярного воздуха в кровь и СО2 газа из крови в альвеолярный воздух осуществляется через легочную мембрану, или аэрогематический барьер.
Толщина аэрогематического барьера составляет около 1 мкм, полощадь – около 80 м2.
Барьер между альвеолярным воздухом и кровью (аэрогематический барьер) образован эндотелиальными клетками и базальной мембраной капилляров , прослойками интерстициальной ткани, базальной мембраной альвеолярного эпителия, альвеолоцитами (I типа - плоскими, выстилающими 95% поверхности альвеол, и II типа - крупными, округлыми клетками с зернистой цитоплазмой, продуцирующими сурфактант ) и альвеолярной жидкостью .
Закон Фика
Газообмен осуществляется путем простой диффузии по закону Фика:
диффузия газа прямо пропорциональна градиенту его парциального давления и площади барьера, обратно пропорциональна толщине барьера:
v = К S (Р1- Р2) / L,
где v — скорость диффузии; К — коэффициент диффузии; S — площадь барьера; Р — парциальное давление О2 (Р1 - в авельолах, Р2 - в легочных капиллярах) или СО2; L — толщина барьера.
Сурфакта́нт(в переводе с английского — поверхностно-активное вещество) — смесь поверхностно-активных веществ, находящаяся на границе воздух-жидкость в лёгочных альвеолах, то есть выстилающая альвеолы изнутри. Препятствует спадению (слипанию) альвеол за счёт снижения поверхностного натяжения жидкости. Сурфактант секретируется специальной разновидностью альвеолоцитов II типа.
Состоит из фосфолипидов, белков и полисахаридов.
За счёт поверхностно-активного натяжения сурфактант понижает поверхностное натяжение в альвеоле, предупреждая её «спадение».
Сурфактант помогает лёгким всасывать, усваивать кислород.
Располагающийся на поверхности альвеолярного эпителия сурфактант включает 2 фазы:
Гипофаза
Нижняя, состоит из тубулярного миелина, имеющего решетчатый вид и сглаживающего неровности эпителия.
Апофаза
Поверхностная мономолекулярная плёнка фосфолипидов, обращённая в полость альвеолы гидрофобными участками.
Функции:
1. Уменьшение поверхностного натяжения плёнки тканевой жидкости, покрывающей альвеолярный эпителий, что способствует расправлению альвеол и препятствует слипанию их стенок при дыхании.
2. Бактерицидная.
3. Иммуномодулирующая.
4. Стимуляция активности альвеолярных макрофагов.
5. Формирование противоотёчного барьера, который предупреждает проникновение жидкости в просвет альвеол из интерстиция.
Вентиляционно – перфузионные отношения.
Отношения, возникающие в системе внешнего дыхания между поступающим в легкие воздухом и притекающей к легким кровью. Они обычно характеризуются объемом альвеолярной вентиляции, приходящимся на единицу объема легочного кровотока; в норме эта величина равна 0,8. Наряду с такой чисто количественной характеристикой вентиляционно-перфузионных отношений важную роль играет распределение вентиляции и кровотока в легких, так как нормальный газообмен возможен лишь в тех случаях, когда вентиляция и кровоток в соотношении 0,8 направлены к одним и тем же альвеолам. Теоретически возможен крайний случай, когда вентилируются некровоснабжаемые альвеолы, а кровоснабжаются невентилируемые, в результате чего газообмен в легких происходить не будет, хотя суммарное вентиляционно-перфузионное отношение может быть нормальным. Поэтому при характеристике вентиляционно-перфузионных отношений необходимо учитывать также и внутрилегочный шунт — объем кровотока по невентилируемым альвеолам, и физиологическое мертвое пространство — объем вентиляции некровоснабжаемых альвеол. Эти показатели являются мерой неравномерности распределения вентиляционно-перфузионных отношений в паренхиме легких.
Методы определения вентиляционно-перфузионных отношений сводятся к определению объема альвеолярной вентиляции, объема легочного кровотока, величины шунта и физиологического вредного пространства.
Факторы, влияющие на газообмен в легких. Из учебника Агаджаняна. Самый главный фактор – давление!
