ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Запасы кислорода в организме очень ограничены, их хватает на 5 - 6 мин. Обеспечение организма кислородом осуществляется в процессе дыхания.

Обмен газов осуществляется посредством простой диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану вследствие разницы давления кислорода во вдыхаемом (атмосферном) воздухе и венозной крови, притекающей по легочной артерии в легкие из правого желудочка.

Эффективность функции системы внешнего дыхания определяют три процесса:

вентиляция - поступление газа в дыхательные пути и выведение его;

легочная перфузия - кровоток осуществляется из правой половины сердца через легочную циркуляцию в левую половину сердца;

диффузия - движение воздуха из области большей концентрации к меньшей через полупроницаемую альвеолярно-капиллярную мембрану.

В обеспечении адекватной вентиляции принимают участие нервная, скелетно-мышечная, легочная системы. Дисфункция некоторых из этих систем увеличивает работу дыхания и снижает его эффективность. Хотя вентиляция - в основном непроизвольный процесс, человек может контро­лировать частоту и глубину дыхания. Непроизвольное дыхание-результат нейрогенной стимуляции дыхательного центра в продолговатом мозге и варолиевом мосту (мосту мозга). Продолговатый мозг контролирует частоту и глубину дыхания, варолиев мостритм или плавность перехода от вдоха к выдоху. Деятельность дыхательного центра зависит, прежде всего от напряжения газов, растворенных в крови, при этом ведущее значение имеет двуокись углерода (СО₂).

Диафрагма и внешние интеркостальные мышцы главные мышцы дыхания. Диафрагма, опускаясь, увеличивает объем грудной клетки в длину; внешние интеркостальные мышцы, сокращаясь, увеличивают переднезадний размер. Этот механизм вызывает изменение внутрилегочного давления, вследствие чего происходит вдох. Во время вдоха воздух проходит через главные бронхи в средние и мелкие их ветви, затем в бронхиолы, аль­веолярные ходы, альвеолы и достигает альвеолярный мембраны. При нормальном дыхании вдох активный, выдох пассивный. Воздух, остающийся в альвеолах, предотвращает их коллапс во время дыхания. Усиленное дыхание требует активного вдоха и активного выдоха. В процесс форсированного дыхания вовлекается дополнительная мускулатура - плечевого пояса, грудной клетки, живота.

Легкие снабжаются кровью из обоих кругов кровообращения. По малому кругу из правого желудочка через легочную артерию и систему постепенно уменьшающихся сосудов венозная кровь доставляется в капилляры легочных альвеол. Здесь происходит диффузия кислорода и углекислого газа. От альвеолярного воздуха кровь отделяет слой эндотелиальных клеток, две основные мембраны, плоский альвеолярный эпителий, слой сурфактанта. Затем через постепенно увеличивающиеся сосуды кровоток идет в легочные вены и попадает в левое предсердие. Из большого круга кровообращения артериальная кровь через бронхиальные артерии доставляется для питания легочной ткани.

Диффузия происходит вследствие разности парциального давления, О₂ и СО₂ в альвеолярном воздухе и их напряжением в крови. Кислород путем диффузии из альвеол попадает в легочные капилляры и транспортируется по всему телу, растворяясь в плазме (около 3%) или усваиваясь гемогло­бином (97%). Поскольку каждый грамм гемоглобина соединяется с 1,34 мл кислорода, транспортная способность в значительной степени определяется количеством имеющегося гемоглобина. СО₂ выносится кровотоком не­сколькими путями: более чем половина - как бикарбонат и водородные ионы, остальное комбинируется с некоторыми плазматическими белками и гемоглобином.

Путем клеточной диффузии происходит процесс внутреннего дыхания: эритроциты выделяют О₂ и адсорбируют СО₂, и затем транспортируют СО₂ обратно в легкие для удаления его во время выдоха.

У новорожденных в течение первых дней жизни содержание гемоглобина (Нв) выше, чем у взрослых, и кислород связывающая способность крови у них выше. Это позволяет новорожденному пережить критический период - период становления легочного дыхания.

Внутреннее и внешнее дыхание поддерживает кислотно-основной баланс в организме. О₂ из легких транспортируется к тканям циркуляторной системой, где заменяется на СО₂, образующийся при клеточном мета­болизме. Так как СО₂ более растворим, чем О₂, он растворяется в крови, образуя в основном бикарбонат (основание) и небольшое количество угольной кислоты.

Уровень бикарбоната контролируется в легких путем перевода его в СО₂ и воду для экскреции. В ответ на сигнал из продолговатого мозга легкие могут изменять частоту и глубину дыхания, что позволяет контролировать потерю СО₂ и поддерживать кислотно-основной баланс.