Газообмен в лёгких и тканях

• Механизм газообмена – диффузия газов через однослойную стенку альвеол и однослойную стенку капилляров

• Направление диффузии определяется процентным содержанием О₂ и СО₂ , которое определяет парциальное давление газа - газ диффундирует из области с большим % содержанием (парциальным давлением) в область с меньшим % содержанием (парциальным давлением)

• Скорость диффузии определяется разницей % содержания газа (парциального давления) и площадью дыхательной поверхности

Газообмен в лёгких

• Состав вдыхаемого воздуха (в альвеолах): N₂– 79%; О₂ – 20,94% - 110 мм. рт. ст.; СО₂ – 0,03% - 0,2 мм. рт. ст.

• Содержание газов в венозной крови, притекающей в лёгкие: О₂ - 44 мм. рт. ст.; СО₂ – 7 мм. рт. ст.

• Кислород из альвеолярного воздуха диффундирует в венозную кровь, а углекислый газ – из венозной крови в альвеолярный воздух, в рузультате чего кровь из венозной становиться артериальной и течёт к клеткам (тканям) - О₂ связывается с гемоглобином эритроцитов, образуя нестойкое соединение оксигемоглобин, придающий крови ярко-красный цвет

• Состав выдыхаемого воздуха: N₂ и инертные газы – 79,7%, О₂ – 16,3%, СО₂ – 4%

• Обязательным условием нормального дыхания – определённая концентрация О₂ в воздухе (21%); недостаточность или избыточность его вызывает различные растройства: - недостаточное поступление О₂ в ткани – гипоксия; при недостатке О₂ в воздухе разряжённой атмосферы высоко в горах (низкая скорость диффузии) - читый кислород оказывает токсическое действие на центральную нервную систему,вызывая кислородное отравление (судороги, потеря сознания) - при попадании инородного тела в дыхательные пути, отёке голосовых связок может произойти остановка дыхания (удушье) - асфиксия

Газообмен в тканях (клетках)

• В клетках парциальное давление кислорода очень низкое, а в артериальной крови, приходящей в ткани – высокое; оксигемоглобин диссоциирует, высвобождая кислород, который дифундирует в клетки

• Парциальное давление СО₂ в клетках высокое, а в артериальной крови – очень низкое, поэтому он быстро диффундирует из клеток в кровь, превращая её в венозную - СО₂ транспортируется плазмой крови в виде гидрокарбонатов натрия и калия (70%), 30% СО₂ в виде карбгемоглобина в эритроцитах - газообмен в тканях осуществляется при посредничестве тканевой жидкости

• СО₂ абсолютно необходим и выполняет в организме важные функции (постоянно находится в крови в небольших количествах) - гуморальный фактор регуляции дыхания , возбуждение центра вдоха и сердечно-сосудистого центра - изменение диаметра кровеносных сосудов (расширение сосудов мозга и прилив крови), фактор изменения (повышения) давления крови

• В дыхании человека принимает участие вся поверхность тела (особенно кожа груди, спины, живота); хорошее самочуствие после бани объясняется значительным улучшением кожного газообмена, а покрытый непроницаемой для воздуха краской человек погибает от удушья

Дыхательные мышцы

• В лёгких нет мышечной ткани, поэтому они не могут сокращаться (вдох и выдох обеспечивают специальные дыхательные мышцы (при параличе дыхательных мышц дыхание становиться невозможным)

• Наружные межрёберные мышцы – поднимают рёбра и увеличивают объём грудной клетки

• Диафразма – куполообразная мышечная перегородка между грудной клеткой и брюшной полостью, обращённая куполом в грудную клетку – при вдохе она уплощается, увеличивая объём грудной клетки

• Внутренние межрёберные мышцы – при их сокращени объём грудной клетки уменьшается

Дыхательные движения

• Спокойный вдох - сокращаются наружные межрёберные мышцы и диафрагма (при этом она уплощается ) -увеличение объёма грудной клетки

• Спокойный выдох (осуществляется пассивно,без участия мышц) - расслабление наружных межрёберных мышц, расслабление диафрагмы (уменьшение объёма грудной клетки) - грудная клетка возвращается в исходное положение благодаря своей тяжести и эластической силе хрящей рёбер, которые растягивались при вдохе

• Форсированный (глубокий) вдох - сокращаются наружные межрёберные мышцы, диафрагма, а также мышцы грудии шеи (дополнительное увеличение объёма грудной клетки)

• Форсированнный (глубокий) выдох - сокращаются внутренние межрёберные мышце и мышцы брюшного пресса, которые давят на органы брюшной полости, и ещё более впячивают диафрагму в грудную клетку) –уменьшение объёма грудной клетки

Жизненная ёмкость лёгких

• В разных физиологических состояниях (норма, сон, физическая нагрузка) используются разные объёмы лёгких

• Дыхательный объём – объём лёгких, используемый при спокойном дыхании (человек вдыхает и выдыхает – 500см³ воздуха); - из них 150 см³ остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют – «мёртвое пространство»

• Резервный (дополнительный) объём вдоха – объём воздуха, который можно вдохнуть дополнительно после спокойного вдоха (1500 см³)

• Резервный объём выдоха – объём воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (1500 см³)

• Остаточный воздух – объём вохдуха, остающийся в лёгких после самого глубокого выдоха (его невозможно удалить из лёгких) -1200 см³ – препятствует спадению лёгких, поддерживает лёгкие в слегка раздутом состоянии – «пневмоскелет», лёгочная ткань не тонет в воде

• Жизненная ёмкость лёгких (ЖЁЛ) – объём воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха - складывается из дыхательного объёма (500см3), резерного объёма вдоха (1500 см³) и резервного объёма выдоха (1500 см³) - обеспечивает все физиологические состяния и равен у взрослого здорового человека около 3500 см³ (3,5 л); у женщин меньше, чем у мужчин - при физических занятиях ЖЁЛ растёт и у тренированных людей может достигать 7500 см³ (марафонцы, пловцы, гребцы т.д.) - измеряется с помощью специального прибора - спирометра

• - общая ёмкость лёгких – складывается из ЖЁЛ и остаточного объёма - минутный объём дыхания – объём, который человек вдыхает и выдыхает за минуту (около 8 л воздуха); при интенсивной физической нагрузке возрастает до 120 л\мин; во сне человек за 1 ч поглощает до 20 л О₂ - курение и лёгочные заболевания значительно снижают ЖЁЛ - за всю жизнь здоровый человек вдыхает 380 тыс. м³ воздуха

Механизм вдоха и выдоха

• Даление в грудной клетке (плевральной полости) всегда должно равняться давлению в лёгких

• Вдох начинается с сокращения наружных межрёберных мышц и диафрагмы под командой центра вдоха дыхательного центра и увеличение объёма грудной клетки (плевральной полости)

• Давление в грудной клетке и лёгких падает (ниже атмосферного), а давление в окружающей среде высокое и воздух сам засасывается внутрь лёгких, растягивая их и прижимая к грудной стенке - вдох

• При вдохе раздражаются механорецепторы растягивающейся стенки лёгких, импульсы от которых возбуждают центр выдоха дыхательного центр, который тормозит центр вдоха

• Дыхательные мышцы расслабляются и грудная клетка спадается, её объём уменьшается, а давление в ней и в лёгких растёт

• Под давлением опускающейся грудной клетки воздух выталкивается из лёгких – выдох

• Поступление воздуха в лёгкие во время вдоха и выталкивание его из лёгких являются чисто физическими процессами

• Если в грудную клетку (плевральную полость) попадёт атмосферный воздух (при сквозных ранениях, преломах, операциях), давление в ней становиться равным атмосферному, лёгкое спадается и перестаёт участвовать в дыхании – пневмоторакс (за счёт того, что каждое лёгкое находится в изолированной полости , участие в дыхании осуществляется за счёт другого лёгкого); двусторонний пневмоторакс ведёт к прекращению дыхания Пневмоторакс – явление поступления атмосферного воздуха в плевральную полость, ведущее к спадению лёгкого

• Различают грудной (рёберный) и брюшной типы дыхания в зависимости от преобладания в дыхательном процессе грудной клетки или диафрагмы (брюшной тип дыхания более эффктивен, т. к. при нём глубже вентилируются лёгкие и облегчается венозный возврат от брюшной полости к сердцу – преобладает у мужчин, певцов, спортсменов)

Регуляция дыхания (нервная и гуморальная) Значение регуляции дыхания: 1.Осуществление актов вдоха и выдоха (вентиляция лёгких) 2. Приспособление частоты и глубины дыхания к внешней среде и потребностям организма (обмену веществ)

Нервная регуляция дыхания

• Осуществляется с помощью вегетативного дыхательного центра, локализованного в продолговатом мозге (состоит из центра вдоха, соединённого с дыхательными мышцами и центра выдоха, соединённого с механорецепторами стенки лёгких)

• Центр вдоха обладает автоматией – способностью возбуждаться независимо от внешней среды и потребностей организма (в покое с постоянной частотой 16 -18 раз в минуту)

• Центр вдоха соединяется с дыхательными мышцами симпатическими и парасимпатическими нервами

• При возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы осуществляется непроизвольное учащение и углубление дыхания (происходит во время бодрствования, физической активности); происходит также и расширение бронхов

• Возбуждении парасимпатического отдела ведёт к нормализации, урежению и ослаблению дыхания (во время покоя, отдыха,сна) ; осуществляет сужение бронхов

• Рефлекторное непроизвольное изменение дыхания возникаети при раздражении других рецепторов тела (болевых, температурных, обонятельных и т. д.)

• Работа вегетативного дыхательного нервного центра непроизвольна, безусловнорефлекторна

• Кора больших полушарий активно участвует в регуляции дыхания – условнорефлекторный механизм (под её контролем возможно произвольно изменять ритм, частоту и глубину дыхания, задерживать его на коротое время при плавании подводой или в помещении, наполненном ядовитыми парами); - частота дыхания может изменятся на любой условный раздражитель – эмоциональная реакция (волнение, смех), вид какого - либо объекта (опасного или дружеского) и т. д.

• Нервная регуляция обеспечивает тонкое и быстрое приспособление дыхания к изменяющимся условиям внешней среды

Гуморальная (химическая ) регуляция дыхания

• Осуществляется при раздражении хеморецепторов, расположенных в крупных сосудах (аорте), стволе головного мозга и реагирующих на изменеие содержания в крови СО₂ и, в меньшей степени О₂

• Повышение содержания в крови СО₂ вызывает возбуждение центра вдоха, учащение и углубление дыхания (например, в душном помещении)

• Повышение концентрации в крови О₂ вызывает торможение центра вдоха, урежение и ослабление дыхания ( вентиляция лёгких перед нырянием тормозит ненадолго потребность во вдохе) - широко известен опыт с перекрёстным кровообращением собак, сонные артерии которых в ходе операции пререкрещивались и снабжали мозг (и дыхательный центр) друг друга ; при этом сдавливание щипцами трахеи одной собаки вызывало сильное учащение дыхание у другой, и наоборот – урежение дыхания удушаемой собаки

• Гормоны эндокринной системы также участвуют в гуморальной регуляции дыхания - адреналин (гормон мозгового слоя надпочечников) – учащает и углубляет дыхание, расширяет трахею и бронхи (выделяется при физическом и психическом напряжении – стрессе) - ацетилхолин – нормализует, урежает и ослабляет дыхание, сужает трахею и бронхи (выделяется во время отдыха, сна, покоя)

• Регулирующим гуморальным действием обладают и другие химические вещества, образующиеся в ходе реакций обмена веществ (биоактивные или токсичные продукты метаболизма)

• Гуморальная регуляция обеспечивает приспособление к нормализации содержания дыхательных газов в крови и организме (гомеостаз)

Гигиена дыхательной системы

• Защитные дыхательные рефлексы, предназначенные для предупреждения нарушений в работе органов дыхания: чихание и кашель ( резкие выдохи для очищения носовой полости , трахеи и гортани от попавшей в них болезнетворных бактерий, пыли, скоплений слизи и инородных частиц)

• Зевота – непроизвольное дыхательное движение, возникающее для компенсации недостатка кислорода в головном мозге

• Болезни лёгких: - туберкулёз – опасное , чрезвычайно заразное бактериальное заболевание, вызывающее воспаление и быструю гибель значительных участков лёгочной ткани, приводящее к скорой гибели организма (чахотка) - долевая пневмония – обратимое бактериальное поражение лёгочной ткани, при котором поражённый участок заполняется образующейся жидкостью и не функционирует (часто поражается только одна доля легких; при поражении долей обоих лёгких развивается двусторонняя пневмония) - болезни, передающиеся воздушно-капельным путём: ОРЗ, ОРВИ, грип, ветряная оспа, коклюш, дифтерия, скарлатина, корь, свинка и т. д. - заражение от больного или вирусо- носителя происходит воздушно-капельным путем; при кашле, чиханье и даже, при разговоре носитель инфекции выделяет во внешнюю среду мельчайшие частицы слизи, инфицированной бактериями или вирусами, которые, попадая на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, могут вызывать заболевание. Число заболеваний воздушно-капельными инфекциями возрастает в осенне-зимний период

• Меры профилактики болезней, передающихся воздушно-капельным путём: вакцинация, изоляция источника заражения (больного), закрываться при кашле и чихании, проветривание и влажная уборка помещения, санобработка помещения (кварцевание), марлевая повязка на здоровых людях, витаминотерапия, повышение иммунитета, закаливание, промывание слизистой носа антисептиками, личная гигиена (мытьё рук, собственное полотенце), ограничение контактов, отказ от посещения массового скоплния людей и общественного транспорта - карантин

• Режим во время инфекционной болезни : постельный режим, избегать охлаждения и больших физических нагрузок (сохранение энергии), приём большого количества жидкости (для выведения из организма токсичных веществ), легкоусваиваемая пища с большим количеством углеводов (источник «быстрой» энергии)

Первая помощь при нарушении дыхания

• Без воздуха человек живёт несколько минут (максимальный срок задержки дыхания до 6 мин); в оранизме нет запасов кислорода

• Смерть – прекращение индивидуального развития организма (клиническая и биологическая)

• Клиническая смерть – обратимое прекращение жизнедеятельности (прекращение кровообращения, дыхания, нервной деятельности, обмена веществ, исчезновение тонуса скелетных мышц и проч.)

• При любойй смерти клетки и ткани непогибают одновременно, раньше всех прекращают работу клетки коры головного мозга (предельный срок, в течение которого может жить кора коловного мозга после прекращения сердечной деятельности и дыхания в обычных температурных условиях – 5-6 минут – время клинической смерти; если за это время не оживит человека,наступают необратимые изменеия белков клеток мозга и клиническая смерть преходит в необратимый распад всех клеток и тканей - биологическую смерть

• Период между остановкой кровообращения и дыхания и развитием необратимых изменений в коре головного мозга называют клинической смертью

• Клиническая смерть наступает при утоплении, замерзании, задыхании при пожаре, ударе молнии и тока и т. д.

• Во время клинической смерти сердце не работает, дыхание отсутствует, но органы и ткани не умерли, в них замедленно, но всё же продолжается обьмен веществ и организм ещё можно вернуть к жизни Реанимация – совокупность методов оживления, выведения человека из состояния клинической смерти

• Методы реанимации - искусственное дыхание: «из рта в нос», закрывая при этом рот пострадавшего или «из рта в рот» , закрывая при этом нос пострадавшего - происходит насыщение крови в лёгких умершего человека СО₂ - непрямой массаж сердца – опосредованное (через грудину) давление на сердце, вызывающее его сокращение и проталкивание крови, насыщенной СО₂ в дыхательный центр, где происходит стимулирование СО ₂ центра вдоха к автоматической деятельности

• Искуственное дыхание осуществляется с частотой нормального дыхания, около 16 раз в минуту

• Непрямой массаж сердца производится на «выдохе» при искусственном дыхании

• Работают два человека - один делает искусственное дыхание, другой непрямой массаж сердца (если меры помощи оказывает один человек, то попеременно после нескольких искусственных «вдохов - выдохов» осуществляется непрямой массаж сердца)

Меры гигиены больного при инфекционном заболевании

1. Ограничение двигательной активности (постельный режим) – сохранение энергии для деления лейкоцитов , синтеза антител и медиаторов иммунной системы

2. Обильное питьё – для выведения токсичных продутов обмена веществ и терморегуляции (снижения температуры), компенсации затрат воды, котороая происходит во время болезни

3. Уменьшение количества принимаемой пищи ◙ после приёма пищи значительное количество лейкоцитов (фагоцитов) собирается в пищеварительной системе для борьбы с возможными антигенами в поступающей пище, что ослабляет защитную активность иммунитета. Кроме того значительное количество энергии затрачивается на образование пищеварительных соков и процессы пищеварения, что снижает защитные силы организма

4. Питание больного легкоусваиваемой углеводной пищей, что быстро обеспечит организм необходимым количеством энергии (белковая и жирная пища переваривается и усваивается чрезвычайно долго)

5. Оптимальная температура в помещении (24-25⁰С) и психологический климат (забота, участие)

6. Влажная уборка, проветривание помещениея и его стерилизация (УФ)

7. Стерилизация одежды, посуды и предметов обихода больного

8. Ограничение контактов со здоровыми людьми с целью предупреждения распространения болезни

9. Ватно-марлевая повязка на органы дыхания для всех злоровых, контактирующих с больным (ни в коем случае на больном, поскольку это приведёт к самозаражению и ограничит количество поступающего к больному кислорода)

10. Приём повышенных доз витаминов (особенно витамина С), нормализующих обмен веществ

Меры первой медицинской помощи при утоплении

1. На берегу необходимо как можно быстрее очистить платком, марлей или бинтом полость рта и глотки утонувшего от слизи 2. Для удаления воды из дыхательных путей, утонувшего переворачивают на живот, и перегибают через согнутую в колене ногу (оказывающего помощь) так, чтобы голова пострадавшего вместе с его туловищем свисала вниз, и несколько раз надавливают ему на спину и ребра, добиваясь вытекания воды изо рта и носа. Манипуляции по удалению воды, не должны занимать более 10-15 секунд, чтобы не медлить с проведением реанимационных действий

3. После этого, быстро перевернув утонувшего лицом вверх, необходимо сделать ему искусственное дыхание способом “изо рта в рот”, закрывая при этом нос пострадавшего в сочетании с непрямым массажем сердца.

4. Кроме того, необходимо энергично растереть кожу пострадавшего каким-либо сухим материалом или одеждой для быстрейшего восстановления кровообращения. Одновременно с этим, пострадавшего необходимо согреть – обложить и укутать в теплые сухие вещи, напоить горячим питьем.

5. После оказания первой помощи пострадавшему, его необходимо обязательно госпитализировать

Меры первой помощи при поражении электрическим током

• Электрический ток вызывает общие и местные нарушения в организме: потерю сознания, судороги, остановку сердца и дыхания, ожоги.

• Из-за воздействия тока у пострадавшего происходит спазм голосовых связок, и поэтому он не может крикнуть и позвать на помощь. Если воздействие тока не прекратить, то через несколько минут, в результате возникшей гипоксии, у пострадавшего может остановиться сердце.

• Состояние пострадавшего в момент электротравмы может быть настолько тяжелым, что внешне он может мало, чем отличаться от умершего: широкие, не реагирующие на свет зрачки, бледная кожа, отсутствие дыхания и пульса. Это состояние получило название “мнимая смерть”.

1. Прекратить воздействие электрического тока на организм: выключить рубильник, перерубить провод топором с деревянной ручкой или отбросить провод сухой палкой (предметом, не проводящим ток). - Принять меры самозащиты, чтобы не получить смертельное поражение током. Под ноги себе необходимо положить изолирующий материал, а при наличии резиновых перчаток и калош – обязательно ими воспользоваться. Прикосновение к пострадавшему незащищенными руками при не отключенном электрическом токе недопустимо. 3. Немедленно приступить к его оживлению методом искусственного дыхания “изо рта в рот” или “изо рта в нос”, сочетая его с закрытым массажем сердца, до полного восстановления функции дыхания и работы сердца (процесс оживления может занять не менее двух часов) 4. Пострадавшего следует отвезти в ближайшее лечебное учреждение в лежачем положении

• Также по возможности необходимо тщательно осмотреть тело пострадавшего. Все местные повреждения следует обработать и закрыть повязкой, как при ожогах.

Влияние курения на организм человека

• В табачном дыме обнаружены 91 органическое вещество (в процессе горения табака образуется до 1200 твёрдых и газообразных соединений: никотин, стирол, синильная, муравьиная и уксусная кислоты, оксиды азота, , щёлочи, окислители, восстановители, радиоактивные элементы (Ро), угарный газ, концерогены (бензопирен), табачный дёготь и т. д

• Лёгкие имеют наибольшую площадь контакта с окружающей средой и поэтому сильнее всего страдают от веществ табачного дыма

Действие табачного дыма на дыхательную систему

1, Спазм бронхов и бронхиол (снижение пропусконой аспособности), поражение альвеол, снижение жизненной ёмкости лёгких 2. Хроническое отравление никотином всех клеток и тканей - главный вид поражения при курении, отравление угарным газом (гипоксия тканей), отравление клеток стиролом и синильной кислотой 3. Хронический кашель, значительное увеличение количества слизи, закупоривающей дыхательные пути 4. Одышка, быстрая утомляемость, бронхиальная астма, подверженность инфекционным заболеваниям 5. Повышение риска заболевания раком дыхательных путей и лёгких 6. Отставание в развитии дыхательной системы (у курящих подростков) 7. Больший запрос тканей на снабжение кислородом и меньшее его удовлетворение 8. Учащение дыхания (меньшая экономичность дыхания), ухудшение лёгочной вентиляции 9. Мутагенное действие радиоактивных элементов

• Поражающее действие табака тем выше, чем меньше возраст курильщика и длительнее стаж курения