Механика дыхания.Механизм вдоха и выдоха. Динамика давления в плевральной щели в легких в процессе дыхательного цикла. Понятие об ЭТЛ.

Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы.

Во время дыхательной паузы воздух не входит и не выходит, т.к давление воздуха в легких = атмосферному давлению.

За то время, пока длится дыхательная пауза, состав альвеолярного воздуха не обновляется, газовый состав крови изменяется . рО2 снижается, а рСО2 увеличивается.

СО2 является ключевым стимулятором дыхательного центра, поэтому повышение рСО2 активирует центр вдоха. Рефлекторно происходит сокращение наружней межреберной мышцы и диафрагмы. Диафрагма, сокращаясь, уплощается, увеличивая объем грудной клетки, наружние межреберные мышцы, сокращаясь, развивают тягу, направленную на отторжение париетального листка плевры от висцерального.

Во время дыхательной паузы имеется сила способствующая растяжению легких -àградиент давления.

Ратм = 760

Рпл = -4

Fсп.раст.= Ратм– Рпл= 4 мм Hg

Не смотря на наличие градиента давления на границе легких не растягивается, т.к имеется сила противодействующая растяжению эластическая тяга легких (ЭТЛ).

Fград раст=ЭТЛ

Во время дыхательной паузы эти силы равны.

Сокращение наружних межреберных мыщц не приводит к отторжению висцерального листка от париетального, вследствие мощных сил межмолекулярного сцепления содержимого плевральной щели, но уменьшает давление в плевральной щели.

Если Рпл было = 756 , то теперь 755 mmHg/

Сила желающая растянуть легкие стала больше силы противодействующей. Ратм – Рпл>ЭТЛ.

Грудная клетка, движимая наружними межреберными мышцами , последовала вперед, вверх, в сторону.

Объем легких увеличивается

Давление в легких уменьшается, было 760 mmHg, стало 758 mmHg.

Возникает градиент давления между улицей и легкими.

Воздух стад поступать в легкие.

В процессе вдоха давление в плевральной щели уменьшалось с 756 mmHgдо 751 mmHg на вершине вдоха, а ЭТЛ возросла. По завершении вдоха мышцы вдоха расслабляются и грудная клетка под влиянием собственного веса, ЭТЛ, сил поверхностного натяжение возвращается к исходному положению.

Обмен легких уменьшается.

Давление в легких возрастает ( было 758 mmHgстало 762 mmHg)

Возникает градиент давления между улицей и легкими ( на улице 769mmHg)

Воздух покидает легкие.

Давление в плевральной щели во время вдоха варьирует в пределах -4 до -9.

Понятие о парциальном давлении и напряжении газов. Значение рО2 и рСО2в атмосферном и альвеолярном воздухе. Изменение парциального давления газов в атмосферном воздухе выше и ниже уровня моря

Парциальное давление – давление, оказываемое газами в смеси газов.

Напряжение газов – давление, оказываемое газами в смеси газов, растворенных в жидкости.

Газообмен в капиллярах большого круга кровообращения. Значение рО2 и рСО2 в артериальной крови и в тканях. Механизм образования соединений, в виде которых СО2 транспортируется кровью.

Газообмен - это транскапиллярный обмен дыхательных газов (СО2 и О2). Осуществляется между венозной кровью и воздухом альвеол, в малом кругу кровообращения, и между артериальной кровью и тканями в большом кругу кровообращения.

Газообмен в капиллярах большого круга.

Значение рО2 и рСО2 в

Артериальной крови: Тканях:

рО2 = 100 mm Hg pO2 = 40 mm Hg

pCO2 = 40 mm Hg pCO2 = 46 mmHg

Задачи:

1) Отдать О2 к тканям.

2) Взять СО2 из ткани и перевести их в химически нейтральные соединения.

Диффузия дыхательных газов осуществляется по градиенту давления О2 покидает, а Со2 входит в кровь.

О2 находится в эритроцитах в виде калиевой соли оксигемоглобина КНвО2.

КНвО2---àKHb + O2

В эритроцитах под влиянием фермента карбоангидразы осуществляется образование угольной кислоты (Н2СО3).

CO2 + H2O --àH2CO3

При взаимодействии Н2СО3 с КНв образуется нейтральное соединение КНСО3

KHb + H2CO3 -à KHCO3 + HHb

Затем:

HHb + CO2 àHHbCO2

Т.к. СО2 постоянно поступает в плазму потом в эритроцит, непрерывно идет образование Н2CO3,которое диссоциирует на Н+ и НСО3-

Когда концентрация НСО3- в эритроците станет больше чем в плазме , то НСО3 будет дифундировать в плазму крови. В плазме крови имеется NaCl. Осуществляется обмен между НСО3- и Cl-, чтобы заряд мембраны не изменялся. В плазме крови образуется NaHCO3, а Cl- поступает в эритроцит.

НСО3 - + Na+ àNaHCO3

Итак, СО2 транспортируется кровью в виде трех химических нейтральных соединения:

1) KHCO3 – 60-70%

2) HHbCO2 – 20-30%

3) NaHCO3 – 8-12%

Газообмен в капиллярах малого круга. Значение рО2 и рСО2 в венозной крови и в легких. Механизмы освобождения СО2 из соединений, в виде которых этот оксид транспортируется кровью. Понятие о кислородной емкости крови.

Газообмен в капиллярах малого круга.

Значение рО2 и рСО2 в

В легких: Тканях:

рО2 = 103 mmHgpO2 = 40 mmHg

pCO2 = 40 mm Hg pCO2 = 46 mmHg

Задачи:

1. Разрушить соединения, в виде которых СО2 транспортируется в кровь и вывести их.

2. Оксигенировать кровь

1) HHbCO2 – диссоциирует по градиенту давления:

HHbCO2 àHHb + CO2

2) Чем больше Hb сбрасывает СО2, тем легче он связывается с О2 по градиенту давления:

HHb + O2 = HHbO2

В эритроците сейчас находятся следующие вещества:

KHCO3 иHHbO2, которые взаимодействуют друг с другом:

KHCO3 + HHbO2-àKHbO2 + H2CO3

Под действием карбоангидразы:

H2CO3 -àCO2 + H2O

К этому времени мы освободились от двух соединений, транспортируемых СО2 (HHbCO2 иKHCO3)

Нам осталось освободится от NaHCO3 находящийся в плазме крови.

В МКК Н2СО3 ферментативно расщепляется на H2OиCO2, а не спонтанно диссоциирует на Н+ и НСО3-

В малом кругу в крови практически нет иона бикарбоната, поэтому НСО3- дифундирует из плазмы крови в эритроците. В эритроците НСО3- связывается с протоном Н+ чуть –чуть подкисливая кровь образуется Н2СО3 – расщепляется на Н2О и СО2:

HCO3- + H+ àH2CO3 àH2O + CO2

Итак, все три соединения в виде которых СО2 транспортируется в МКК. Это:

KHCO3 – в эритроците

NaHCO3 – в плазме

HHbCO3 – в эритроците

Кислородная емкость крови _ это количество мл О2 транспортируется кровью

КЕК ограниченна содержанием Нb

Hb – 14,2% - количество грНb 100 ml

1 грHb может связываться с 1,34 мл О2 – коэффициент Хюффнера

КЕК = 1,34 * 14=19 об.%

Объемный % - количество мл газов, содержащихся в 100 мл крови.