Atmosfēras gaiss, kas ieelpošanas laikā nonāk plaušās, tiek saukts ieelpots gaiss; gaiss izdalās caur elpceļiem izelpas laikā, - izdvesa. Izelpotais gaiss ir gaisa maisījums pildījums alveolas, - alveolārais gaiss- ar gaisu elpceļos (deguna dobumā, balsenē, trahejā un bronhos). Ieelpotā, izelpotā un alveolārā gaisa sastāvs normāli apstākļi plkst vesels cilvēks ir diezgan nemainīgs, un to nosaka šādi skaitļi (3. tabula).
Šie skaitļi var nedaudz svārstīties atkarībā no dažādiem apstākļiem (atpūtas vai darba stāvokļa utt.). Bet visos apstākļos alveolārais gaiss atšķiras no ieelpotā ar ievērojami mazāku skābekļa saturu un lielāku oglekļa dioksīda saturu. Tas notiek tāpēc, ka plaušu alveolās skābeklis no gaisa nonāk asinīs, un oglekļa dioksīds tiek atbrīvots atpakaļ.
Gāzu apmaiņa plaušās sakarā ar to, ka in plaušu alveolas un venozās asinis plūst uz plaušām, skābekļa un oglekļa dioksīda spiediens atšķirīgs: skābekļa spiediens alveolos ir augstāks nekā asinīs, un oglekļa dioksīda spiediens, gluži pretēji, asinīs ir augstāks nekā alveolās. Tāpēc plaušās skābeklis tiek pārnests no gaisa uz asinīm, un oglekļa dioksīds tiek pārnests no asinīm uz gaisu. Šāda gāzu pāreja ir izskaidrojama ar noteiktiem fizikāliem likumiem: ja gāzes spiediens šķidrumā un to apkārtējā gaisā ir atšķirīgs, tad gāze pāriet no šķidruma uz gaisu un otrādi, līdz spiediens ir līdzsvarots.
3. tabula
Gāzu maisījumā, kas ir gaiss, katras gāzes spiedienu nosaka pēc šīs gāzes procentuālās daļas un sauc daļējs spiediens(no latīņu vārda pars — daļa). Piemēram, atmosfēras gaiss izdara spiedienu, kas vienāds ar 760 mm Hg. Skābekļa saturs gaisā ir 20,94%. Atmosfēras gaisa skābekļa daļējais spiediens būs 20,94% no kopējā gaisa spiediena, t.i., 760 mm, un vienāds ar 159 mm Hg. Konstatēts, ka skābekļa parciālais spiediens alveolārajā gaisā ir 100 - 110 mm, bet venozajās asinīs un plaušu kapilāros - 40 mm. Oglekļa dioksīda daļējais spiediens ir 40 mm alveolos un 47 mm asinīs. Parciālā spiediena atšķirība starp asins un gaisa gāzēm izskaidro gāzu apmaiņu plaušās. Šajā procesā aktīva loma ir plaušu alveolu sieniņu šūnām un plaušu asins kapilāriem, caur kuriem notiek gāzu pāreja.
Elpošanas fizioloģija.
Ķermenis pastāv, pateicoties enerģijai, kas nāk ar barības vielām. Organismā šīs uzturvielas tiek oksidētas, un izdalās dzīvībai nepieciešamā enerģija. Skābeklis organismam ir nepieciešams pastāvīgi, un arī nepārtraukti no organisma jāizdalās ogļskābā gāzei. Tāpēc elpošana ir svarīgs dzīves process. Cilvēks var dzīvot 60 dienas bez pārtikas, 2-3 dienas bez ūdens un 3 minūtes bez gaisa. Ir vairāki elpošanas posmi:
1. Gaisa transportēšanu no ārējās vides uz plaušām un no plaušām uz ārējo vidi - sauc par plaušu ventilāciju.
2. Gāzu apmaiņa starp alveolām un plaušu asinsrites asinīm.
3. Gāzu transportēšana ar asinīm
4. Gāzu apmaiņa audos.
5. Šūnu vai audu elpošana.
Elpošanas sistēma sastāv no elpceļiem un plaušām.
1. Elpošanas vai elpceļi ietver deguna dobumu, nazofarneksu, balseni, traheju, bruņas.
3. Elpošanas muskuļi
4. Elpošanas centri
5. Elpošanas nervi, kas iziet no elpošanas centriem un inervē elpošanas muskuļus.
Plaušu morfofunkcionālā vienība ir acinus. Gaisa tilpums plaušās ir 150 ml3. Šis gaiss elpceļos nepiedalās gāzu apmaiņā un tāpēc to sauc par mirušo telpu. Bet, lūk, kas notiek:
1. Gaisa attīrīšana, pateicoties bārkstiņām, tiek saglabātas putekļu daļiņas.
2. Sasilšana blīvā kapilāru tīkla dēļ
3. Mitrina ar gļotām
4. Neitralizācija lizocīma dēļ. Elpceļu tilpumu uz līķa var noteikt, piepildot elpceļus ar ģipsi, pēc tam šo lējumu iegremdē ūdenī, bet mirušās telpas tilpumu nosaka pēc izspiestā ūdens tilpuma.
Ārējā elpošana. Vidēji minūtē cilvēks izdara 16-20 elpošanas kustības, jaundzimušajiem no 30 līdz 70. Plaušas ir pārklātas ar plēvi, ko sauc par pleiru.
Spiediens pleiras dobumā. Pleiras dobumā atrodas šķidrums, kas pēc sastāva ir līdzīgs limfai, bet tur nav olbaltumvielu, jo. olbaltumvielas piesaista ūdeni. Un tāpēc pleiras dobumā ir ļoti maz ūdens. Pleiras plaisā spiediens vienmēr ir negatīvs, tas ir negatīvs. spiedienu nodrošina plaušu elastīgais atsitiens. Ar mierīgu izelpu spiediens ir 3 mm Hg, ar mierīgu elpu - 6 mm Hg; ar dziļu elpu -20 mm Hg. Spiediena spēks iedarbojas uz plaušām, un plaušu elastīgā pretestība ir saistīta ar virsmaktīvās vielas virsmaktīvo vielu. Tas izklāj alveolu virsmu ar plānu kārtu. Virsmaktīvās vielas funkcija ir novērst plaušu pārmērīgu izstiepšanos un sabrukumu. Virsmas spraiguma spēks nodrošina plaušu elastīgu vilkmi, tas ir saistīts ar 3 faktoriem:
1. Elastīgo šķiedru klātbūtne
2. Bronhu muskuļu tonuss
3. Sērfošanas ktant klātbūtne.
Virsmaktīvās vielas veido II tipa pneimocīti, un sintēzi kontrolē vagusa nervs. Vagusa transekcija kavē virsmaktīvās vielas ražošanu. Tas var izraisīt plaušu salipšanu un var būt letāls. Ja tiek pārkāpta pleiras dobuma integritāte, tad pleiras dobumā var iekļūt gaiss - to sauc par pneimotoraksu. Tas ir vai nu vienpusējs, vai abpusējs. Divpusējs pneimotorakss nav savienojams ar dzīvību, un, ja tur nokļūst asinis, to sauc par hemotoraksu.
Ieelpošanas un izelpas mehānisms. Ieelpošana un izelpošana ir elpošanas cikls. Ieelpošana ir iedvesma, izelpošana ir izelpošana. Elpošanas cikla laikā gaiss pārvietojas, ko pavada pārmaiņus krūškurvja tilpuma palielināšanās un samazināšanās. Elpošanas procesā plaušas uzņemas pasīvu lomu, bet elpošanas muskuļi ir aktīvi. Plaušu pasīvo lomu pierādīja zinātnieks Donders.
Inhalācijas mehānisms. Tas ir mierīgs un dziļš. Mierīga elpa- tajā piedalās galvenie elpošanas muskuļi:
1. Atvērums. Klusas elpas laikā diafragma saplacinās, t.i. kļūst plakana
2. Starpribu muskuļi. Viņi paceļ ribas.
3. Ārējie starpskrimšļu muskuļi. Viņi ir iesaistīti arī ribu paaugstināšanā. Spiediens pleiras dobumā kļūst -6 mm Hg. Gaisa daudzums, kas nonāk plaušās, ir vidēji 500 ml.
Mierīga izelpa - galvenie elpošanas muskuļi: diafragma, ārējie starpribu un ārējie starpskrimšļu muskuļi - atslābina. Notiek mierīga izelpa, spiediens pleiras telpā kļūst -3 mm Hg.
Dziļa elpa. Dziļās iedvesmas mehānismā piedalās:
1. Galvenie muskuļi: diafragma. Dziļas elpas laikā diafragma nolaižas par 1-1,5 cm.Ārējie starpribu un starpskrimšļu muskuļi saraujas, piešķirot ribām horizontālu stāvokli.
2. Papildu muskuļi: krūškurvja un muguras muskuļi: lielie un mazie krūšu muskuļi velk krūšu kauli uz priekšu, un muguras muskuļi, piemēram, skalēna, rombveida, trapecveida, lāpstiņas pacelšanas muskuļi, velk ribas atpakaļ. Krūškurvja dobuma tilpums palielinās priekšējā-aizmugurējā un sānu virzienā. Šajā gadījumā plaušās var iekļūt līdz 4-5 litriem gaisa. Un pleiras plaisā spiediens kļūst negatīvāks līdz -20 mm Hg.
3. Dziļa izelpa. Tas ietver galvenos muskuļus: diafragmu. Dziļas izelpas laikā diafragma izliecas uz iekšu par 1-1,5 cm. saraušanās vēdera sienas muskuļi izdara spiedienu uz iekšējiem orgāniem, un tie rada spiedienu uz diafragmu, tāpēc diafragma noliecas uz iekšu. Ārējie starpribu un starpskrimšļu muskuļi saraujas un nolaiž ribas un piešķir tām vertikālāku stāvokli. Papildu muskuļi: lielie un mazie muskuļi saraujas un velk krūšu kauli uz iekšu. Muguras muskuļi, saraujoties, piedalās arī krūškurvja dobuma tilpuma samazināšanā un notiek dziļa izelpa. Elpošanu nodrošina muskuļu darbs. Ir vēdera elpošana - galvenokārt vīriešiem diafragmas izmaiņu dēļ, un krūškurvja elpošana, galvenokārt sievietēm elpošanas muskuļu kontrakcijas dēļ. Normālu elpošanu sauc par epnoju, ātru elpošanu sauc par tahipnoju, palēnināšanos sauc par bradipnoju, elpas trūkumu sauc par aizdusu. Elpošanas ātrums 1 min - 16 elpošanas kustības. Svarīgs rādītājs ir plaušu ventilācijas apjoms.
Elpošanas tilpums:
1. VC (plaušu vitālā kapacitāte) - tad skaitlis gaisa daudzums, ko var izelpot pēc dziļākās ieelpas. Vīriešiem 4-5 litri, sievietēm 3-4 litri. VC ir atkarīgs no dzimuma, vecuma un auguma, tad to sauks par pareizu VC. VC sastāv no 3 sējumiem:
1) paisuma apjoms (TO)- gaisa daudzums, ko var droši izelpot pēc mierīgas elpas. Tas ir vienāds ar 300-800 ml (vidēji 500).
2) ieelpas rezerves tilpums- tas ir gaisa daudzums, ko var papildus ieelpot pēc klusas elpas. Tas ir vienāds ar 2-2500 ml.
3) izelpas rezerves tilpums- tas ir gaisa daudzums, ko var papildus izelpot pēc mierīgas izelpas, tas ir vienāds ar 1500 ml.
VC = TO + ieelpas rezerves tilpums + izelpas rezerves tilpums
4) atlikušais tilpums- tas ir gaisa daudzums, kas paliek plaušās pēc dziļas izelpas, tas ir vienāds ar 1000-1200 ml.
5) kopējā plaušu kapacitāte. To nosaka pēc formulas VC + atlikušais tilpums.
6) minūšu elpošanas apjoms (MOD). Nosaka pēc formulas:
Elpošanas ātrums (16) * DO (600) = 9600. MOD palielinās ar fiziskā aktivitāte caur elpošanas dziļumu un biežumu. Bērniem biežuma dēļ. MOD atspoguļo plaušu ventilāciju, bet ir arī alveolārā ventilācija. Šī alveolārā ventilācija ir atšķirība starp plaušu ventilāciju un mirušās telpas ventilāciju. Lai gāzu apmaiņa alveolos organismam būtu pietiekama, nepieciešams, lai alveolārā ventilācija atbilstu asins plūsmai plaušu cirkulācijā. Tad gāzu apmaiņa būs normāla, un koeficientu sauc par ventilācijas perfūzijas koeficientu, tas ir vienāds ar 0,8. Ir alveolas ar nepietiekamu asinsriti, tad tiks traucēta gāzu apmaiņa.
Ieelpotā, izelpotā un alveolārā gaisa sastāvs.
Kā redzams tabulā, atšķirība ir starp izelpoto gaisu un alveolāro gaisu CO2. Alveolārais gaiss ir ķermeņa iekšējā gāzu vide, un no alveolārā gaisa sastāva ir atkarīgs arteriālo asiņu sastāvs un visa organisma stāvoklis. Gāzu apmaiņa plaušās notiek gāzu un asins parciālā spiediena atšķirības rezultātā. Daļējs spiediens ir spēks, ar kādu gāzei ir tendence iziet cauri puscaurlaidīgai membrānai no augsta līmeņa uz zemu. Gāze atrodas gāzu maisījumā. Gāzu maisījums ir O2, CO2, slāpeklis un citas gāzes. Gāzes kustības spēks ir atkarīgs no tās sprieguma, t.i. gāzu skaits gāzu maisījumā. Ja gāzes spriegums ir proporcionāls spiedienam, tas norāda, ka šķidrumā izšķīdinātā gāze ir līdzsvarā ar gāzi virs šķidruma. Un, ja gāzes spiediens gāzu maisījumā ir lielāks, tad šī gāze parciālā spiediena izteiksmē no gāzes maisījuma virzīsies uz šķidrumu, t.i. nonāk asinīs, un gāze izšķīst asinīs. Ir zināms, ka gāzes asinīs ir 2 stāvokļos, ķīmiski saistītas un brīvas. Difūzija ir saistīta ar gāzēm, kas atrodas vienkāršas fiziskās šķīšanas stāvoklī. Galvenais spēks O2 un CO2 pārejai ir daļējā spiediena atšķirība gaisa alveolās un asinīs. Izplatības iemesli:
1. Audu caurlaidība
2. Asins plūsmas ātrums. Ja spriegums palielinās, tad notiek kustība, t.i. difūzija.
Daļējs spiediens
Gāzu apmaiņa plaušās notiek difūzijas ceļā. Gāzes izkliedē izoreģionus augstspiediena zema spiediena zonā. Šajā sakarā skābeklis no alveolām iekļūst venozajās asinīs, bet oglekļa dioksīds no venozajām asinīm - alveolās. Šo procesu rezultātā asinis tiek bagātinātas ar skābekli un kļūst arteriālas.
Gāzu transportēšana ar asinīm. Sastāvā esošais skābeklis galvenokārt tiek transportēts uz audiem oksihemoglobīns. Tiek pārvadāts neliels daudzums oglekļa dioksīda karbhemoglobīns. Liels daudzums CO 2 savienojas ar ūdeni, veidojot ogļskābi. Ogļskābe audu kapilāros reaģē ar nātrija un kālija sāļiem un pārvēršas bikarbonātos. Oglekļa dioksīda pārnešana notiek eritrocītu kālija bikarbonātu (mazāka daļa) un plazmas nātrija bikarbonātu (liela daļa) sastāvā. Liela nozīme ogļskābes veidošanā un sadalīšanā ir fermentam karboanhidrāze.
Gāzes apmaiņa iekšā audus notiek tāpat kā plaušās. Gāzu difūzija audos notiek šādi. Skābeklis no asinīm iekļūst audu šķidrumā, bet oglekļa dioksīds no audu šķidruma nonāk asinīs. Šo procesu rezultātā audu šūnas tiek bagātinātas ar skābekli, un asinis no arteriālās pārvēršas venozās.
Plaušu vitālā kapacitāte. Mierīgā elpošanas līmenī starp plaušām un ārējo vidi iet noteikts gaisa daudzums, ko sauc elpošanas tilpums. Tas ir 500-600 ml. Pēc klusas elpas cilvēks var papildus ieelpot vēl 1500 ml gaisa. Šo apjomu sauc papildu ieelpas tilpums. Pēc mierīgas izelpas cilvēks var izelpot vēl 1500 ml gaisa. Šo apjomu sauc izelpas rezerves tilpums.Šo trīs sējumu summa ir plaušu tilpums(apmēram 3500 ml pieaugušajam).
Kopējā plaušu kapacitāte pārsniedz dzīvībai svarīgo kapacitāti. Pat ar dziļāko izelpu plaušās paliek aptuveni 1000 ml tā sauktā gaisa atlikuma.
Elpošanas kustības tiek veikta, pateicoties elpošanas muskuļiem, kas ietver ārējie un iekšējie starpribu muskuļi un diafragma.
ieelpot- aktīvs process, kurā notiek ārējo starpribu muskuļu un diafragmas kontrakcija. Šajā gadījumā ribas paceļas, un diafragma kļūst plakanāka. Tā rezultātā palielinās krūškurvja apjoms. Spiediens pleiras dobumā samazinās un plaušas paplašinās. Gaisa spiediens tajās kļūst zemāks par atmosfēras spiedienu, un gaiss nokļūst plaušās.
Pastiprinoties elpošanai, ieelpošanas aktā piedalās visi muskuļi, kas spēj pacelt ribas un krūšu kauli, piemēram, lielais un mazais krūšu kauls, plecu jostas muskuļi utt.
Plkst izelpotārējie starpribu muskuļi un diafragma atslābinās un iekšējie starpribu muskuļi saraujas. Tā rezultātā samazinās krūškurvja tilpums, tiek saspiestas plaušas, palielinās gaisa spiediens tajās un gaiss izplūst.
Ar aktīvu izelpu tiek samazināti vēdera sienas muskuļi (slīpi, šķērseniski un taisni), kas palielina diafragmas pacelšanos.
Atkarībā no virziena, kādā mainās krūškurvja izmēri elpošanas laikā, izšķir krūškurvja, vēdera un jaukta tipa elpošanu. Diafragmatiskā (vēdera) elpošana - elpošana, ko veic diafragmas un vēdera muskuļu kontrakcijas. krūškurvja elpošana - elpošana, kurā notiek aktīva krūškurvja kustība: krūškurvja paplašināšanās un vēdera ievilkšana ieelpošanas laikā un reversās kustības - izelpas laikā. Vēdera elpošana (jaukta) - elpošana, kurā darbojas krūškurvja un vēdera dobuma muskuļi, kā arī diafragma.
Elpošanas ātrums pieaugušam cilvēkam vidēji 16-20 minūtē. Tās izmaiņas ir atkarīgas no daudziem iemesliem: no vecuma - jaundzimušajiem tas ir 40-55 elpas minūtē, 1-2 gadus veciem bērniem - 30-40; no grīdas - sievietēm ar 2-4 elpas minūtē. vairāk nekā vīrieši; no ķermeņa stāvokļa - guļus stāvoklī notiek 14-16 elpas minūtē, sēdus stāvoklī - 16-18, stāvus - 18-20. Fiziskais stress, pārtika, drudzis, nervu uztraukums paātrina elpošanu. Sportistiem miera stāvoklī elpošanas ātrums var būt 6–8 minūtē.
Elpošanas dziļums nosaka pēc ieelpotā un izelpotā gaisa tilpuma pacienta mierīgā stāvoklī. Pieaugušam cilvēkam vidējais plūdmaiņas tilpums ir 500 ml.
Vesela cilvēka elpošana tiek veikta ritmiski, ar vienādiem laika intervāliem starp ieelpām un izelpām, ar vienādu ieelpas un izelpas dziļumu un ilgumu. Jaundzimušajiem un zīdaiņiem elpošana ir aritmiska. Dziļa elpošana tiek aizstāta ar seklu. Pauzes starp ieelpu un izelpu ir nevienmērīgas.
Elpošanas nervu un humorālā regulēšana. Elpošana tiek regulēta elpošanas centrs, kas atrodas iegarenās smadzenēs. Tas sastāv no ieelpošanas centra un izelpas centra un ir automātisks. Elpošanas centrā periodiski notiek ierosme, kas vispirms tiek pārnesta uz muguras smadzeņu neironiem un pēc tam uz elpošanas muskuļiem, kas izraisa to kontrakciju.
Ieelpojot tiek izstieptas alveolas, kas kairina klejotājnerva nervu galus.Iegūtais uzbudinājums tiek pārnests uz elpošanas centru, kas inhibē inhalācijas centru; notiek izelpošana. Alveolas atgriežas sākotnējā stāvoklī, alveolu stiepšanās receptoru ierosme apstājas. Uzbudinājums atkal parādās iedvesmas centrā un process atkārtojas.
Elpošanas centra darbu ietekmē smadzeņu garoza. Cilvēks var patvaļīgi regulēt elpošanu runājot, dziedot, var “aizturēt elpu vai hiperventilēt plaušas, pastiprinot elpošanu.
Refleksas izmaiņas elpošanā rodas, ja tiek stimulēti daudzi receptori: sāpes, aukstums utt. Vissvarīgākais humorālais faktors elpošanas regulēšanā ir oglekļa dioksīda spriedzes izmaiņas asinīs. Ķīmijreceptori, kas ir jutīgi pret CO 2 saturu, atrodas aortas arkas rajonā, miega artēriju atzarojuma punktā. Oglekļa dioksīda satura palielināšanās asinīs izraisa elpošanas padziļināšanos un paātrināšanos.
Elpošana ir iespējama tikai tad, kad elpceļi ir brīvi. Deguna dobuma kaulainās sienas, trahejas pusgredzeni un bronhu gredzeni, skrimšļa audu stāvoklis, neļauj elpošanas caurulēm sabrukt elpošanas laikā. Gaiss brīvi iet no deguna kanāliem uz plaušu pūslīšiem.
Kāju atdzišana, caurvējš izraisa refleksu asinsvadu paplašināšanos deguna dobuma sieniņās un citās augšējo elpceļu daļās. Deguna ejas kļūst šauras, aizsērējušas ar gļotām, un gaiss nevar iziet cauri tiem. Bieži vien tas pats notiek, kad augšējos elpceļos nokļūst infekcija, kā arī putekļi, vielas, kas izraisa smagu gļotādas kairinājumu, piemēram, tabakas dūmi. Izmaiņas gļotādā var izraisīt arī alerģijas. Iegūtais klepus un iesnas veicina gļotu izvadīšanu uz āru un normālas elpošanas atjaunošanos. Tiesa, ir gadījumi, kad šīs dabiskās reakcijas nedod efektu un tās nākas aizkavēt ar īpašiem preparātiem vai, tieši otrādi, stimulēt, lai trahejā un bronhos uzkrātās gļotas ātrāk iznāktu ārā. Tātad, klepus maisījumi padara gļotas šķidrākas un tās ir vieglāk atdalīt.
Elpošanas ceļu slimību profilaksei ārkārtīgi svarīgi ir rūpniecisko telpu rūdīšana, cīņa pret smēķēšanu, putekļiem, gāzu piesārņojumu.
Sirds un asinsvadu sistēmas slimību cēloņi un to profilakse parādīti 8. tabulā.
Gāzu apmaiņa plaušās notiek difūzijas ceļā. Gāzes izkliedējas no augsta spiediena zonām uz zema spiediena zonām. Šajā sakarā skābeklis no alveolām iekļūst venozajās asinīs, bet oglekļa dioksīds no venozajām asinīm - alveolās. Šo procesu rezultātā asinis tiek bagātinātas ar skābekli un kļūst arteriālas.
Gāzu transportēšana ar asinīm. Sastāvā esošais skābeklis galvenokārt tiek transportēts uz audiem oksihemoglobīns. Tiek pārvadāts neliels daudzums oglekļa dioksīda karbhemoglobīns. Liels daudzums CO 2 savienojas ar ūdeni, veidojot ogļskābi. Ogļskābe audu kapilāros reaģē ar nātrija un kālija sāļiem un pārvēršas bikarbonātos. Oglekļa dioksīda pārnešana notiek eritrocītu kālija bikarbonātu (mazāka daļa) un plazmas nātrija bikarbonātu (liela daļa) sastāvā. Liela nozīme ogļskābes veidošanā un sadalīšanā ir fermentam karboanhidrāze.
Gāzes apmaiņa iekšā audus notiek tāpat kā plaušās. Gāzu difūzija audos notiek šādi. Skābeklis no asinīm iekļūst audu šķidrumā, bet oglekļa dioksīds no audu šķidruma nonāk asinīs. Šo procesu rezultātā audu šūnas tiek bagātinātas ar skābekli, un asinis no arteriālās pārvēršas venozās.
Plaušu vitālā kapacitāte. Mierīgā elpošanas līmenī starp plaušām un ārējo vidi iet noteikts gaisa daudzums, ko sauc elpošanas tilpums. Tas ir 500-600 ml. Pēc klusas elpas cilvēks var papildus ieelpot vēl 1500 ml gaisa. Šo apjomu sauc papildu ieelpas tilpums. Pēc mierīgas izelpas cilvēks var izelpot vēl 1500 ml gaisa. Šo apjomu sauc izelpas rezerves tilpums.Šo trīs sējumu summa ir plaušu tilpums(apmēram 3500 ml pieaugušajam).
Kopējā plaušu kapacitāte pārsniedz dzīvībai svarīgo kapacitāti. Pat ar dziļāko izelpu plaušās paliek aptuveni 1000 ml tā sauktā gaisa atlikuma.
Elpošanas kustības tiek veikta, pateicoties elpošanas muskuļiem, kas ietver ārējie un iekšējie starpribu muskuļi un diafragma.
ieelpot- aktīvs process, kurā notiek ārējo starpribu muskuļu un diafragmas kontrakcija. Šajā gadījumā ribas paceļas, un diafragma kļūst plakanāka. Tā rezultātā palielinās krūškurvja apjoms. Spiediens pleiras dobumā samazinās un plaušas paplašinās. Gaisa spiediens tajās kļūst zemāks par atmosfēras spiedienu, un gaiss nokļūst plaušās.
Pastiprinoties elpošanai, ieelpošanas aktā piedalās visi muskuļi, kas spēj pacelt ribas un krūšu kauli, piemēram, lielais un mazais krūšu kauls, plecu jostas muskuļi utt.
Plkst izelpotārējie starpribu muskuļi un diafragma atslābinās un iekšējie starpribu muskuļi saraujas. Tā rezultātā samazinās krūškurvja tilpums, tiek saspiestas plaušas, palielinās gaisa spiediens tajās un gaiss izplūst.
Ar aktīvu izelpu tiek samazināti vēdera sienas muskuļi (slīpi, šķērseniski un taisni), kas palielina diafragmas pacelšanos.
Atkarībā no virziena, kādā mainās krūškurvja izmēri elpošanas laikā, izšķir krūškurvja, vēdera un jaukta tipa elpošanu. Diafragmatiskā (vēdera) elpošana - elpošana, ko veic diafragmas un vēdera muskuļu kontrakcijas. krūškurvja elpošana - elpošana, kurā notiek aktīva krūškurvja kustība: krūškurvja paplašināšanās un vēdera ievilkšana ieelpošanas laikā un reversās kustības - izelpas laikā. Vēdera elpošana (jaukta) - elpošana, kurā darbojas krūškurvja un vēdera dobuma muskuļi, kā arī diafragma.
Elpošanas ātrums pieaugušam cilvēkam vidēji 16-20 minūtē. Tās izmaiņas ir atkarīgas no daudziem iemesliem: no vecuma - jaundzimušajiem tas ir 40-55 elpas minūtē, 1-2 gadus veciem bērniem - 30-40; no grīdas - sievietēm ar 2-4 elpas minūtē. vairāk nekā vīrieši; no ķermeņa stāvokļa - guļus stāvoklī notiek 14-16 elpas minūtē, sēdus stāvoklī - 16-18, stāvus - 18-20. Fiziskais stress, pārtika, drudzis, nervu uztraukums paātrina elpošanu. Sportistiem miera stāvoklī elpošanas ātrums var būt 6–8 minūtē.
Elpošanas dziļums nosaka pēc ieelpotā un izelpotā gaisa tilpuma pacienta mierīgā stāvoklī. Pieaugušam cilvēkam vidējais plūdmaiņas tilpums ir 500 ml.
Vesela cilvēka elpošana tiek veikta ritmiski, ar vienādiem laika intervāliem starp ieelpām un izelpām, ar vienādu ieelpas un izelpas dziļumu un ilgumu. Jaundzimušajiem un zīdaiņiem elpošana ir aritmiska. Dziļa elpošana tiek aizstāta ar seklu. Pauzes starp ieelpu un izelpu ir nevienmērīgas.
Elpošanas nervu un humorālā regulēšana. Elpošana tiek regulēta elpošanas centrs, kas atrodas iegarenās smadzenēs. Tas sastāv no ieelpošanas centra un izelpas centra un ir automātisks. Elpošanas centrā periodiski notiek ierosme, kas vispirms tiek pārnesta uz muguras smadzeņu neironiem un pēc tam uz elpošanas muskuļiem, kas izraisa to kontrakciju.
Ieelpojot tiek izstieptas alveolas, kas kairina klejotājnerva nervu galus.Iegūtais uzbudinājums tiek pārnests uz elpošanas centru, kas inhibē inhalācijas centru; notiek izelpošana. Alveolas atgriežas sākotnējā stāvoklī, alveolu stiepšanās receptoru ierosme apstājas. Uzbudinājums atkal parādās iedvesmas centrā un process atkārtojas.
Elpošanas centra darbu ietekmē smadzeņu garoza. Cilvēks var patvaļīgi regulēt elpošanu runājot, dziedot, var “aizturēt elpu vai hiperventilēt plaušas, pastiprinot elpošanu.
Refleksas izmaiņas elpošanā rodas, ja tiek stimulēti daudzi receptori: sāpes, aukstums utt. Vissvarīgākais humorālais faktors elpošanas regulēšanā ir oglekļa dioksīda spriedzes izmaiņas asinīs. Ķīmijreceptori, kas ir jutīgi pret CO 2 saturu, atrodas aortas arkas rajonā, miega artēriju atzarojuma punktā. Oglekļa dioksīda satura palielināšanās asinīs izraisa elpošanas padziļināšanos un paātrināšanos.
Elpošana ir iespējama tikai tad, kad elpceļi ir brīvi. Deguna dobuma kaulainās sienas, trahejas pusgredzeni un bronhu gredzeni, skrimšļa audu stāvoklis, neļauj elpošanas caurulēm sabrukt elpošanas laikā. Gaiss brīvi iet no deguna kanāliem uz plaušu pūslīšiem.
Kāju atdzišana, caurvējš izraisa refleksu asinsvadu paplašināšanos deguna dobuma sieniņās un citās augšējo elpceļu daļās. Deguna ejas kļūst šauras, aizsērējušas ar gļotām, un gaiss nevar iziet cauri tiem. Bieži vien tas pats notiek, kad augšējos elpceļos nokļūst infekcija, kā arī putekļi, vielas, kas izraisa smagu gļotādas kairinājumu, piemēram, tabakas dūmi. Izmaiņas gļotādā var izraisīt arī alerģijas. Iegūtais klepus un iesnas veicina gļotu izvadīšanu uz āru un normālas elpošanas atjaunošanos. Tiesa, ir gadījumi, kad šīs dabiskās reakcijas nedod efektu un tās nākas aizkavēt ar īpašiem preparātiem vai, tieši otrādi, stimulēt, lai trahejā un bronhos uzkrātās gļotas ātrāk iznāktu ārā. Tātad, klepus maisījumi padara gļotas šķidrākas un tās ir vieglāk atdalīt.
| Parametra nosaukums | Nozīme |
| Raksta tēma: | Ieelpotā un izelpotā gaisa sastāvs |
| Rubrika (tematiskā kategorija) | Sports |
Elpošanas fizioloģija
Dzīva organisma dzīvībai svarīgā darbība ir saistīta ar tā O 2 uzsūkšanos un CO 2 izdalīšanos. Šī iemesla dēļ elpošanas jēdziens ietver visus procesus, kas saistīti ar O 2 piegādi no ārējās vides šūnās un CO 2 izdalīšanos no šūnas vidē.
Saskaņā ar elpošanas fizioloģiju saprot šādus procesus: ārējā elpošana, gāzu apmaiņa plaušās, gāzu transportēšana ar asinīm, audiem un šūnu elpošanu.
Ārējo elpošanu veic cilvēka elpošanas aparāts. Tajā ietilpst krūtis ar muskuļiem, kas to iekustina, un plaušas ar elpceļiem. Galvenie elpošanas muskuļi ir diafragma un starpribu muskuļi – iekšējie un ārējie.
Ieelpojot, diafragmas muskuļu šķiedras saraujas, tā saplacinās un nokrīt. Šajā gadījumā krūtis palielinās vertikālā virzienā. Ārējo piekrastes muskuļu kontrakcija paceļ ribas un nospiež tās uz sāniem, bet krūšu kauls - uz priekšu. Šajā gadījumā krūtis izplešas šķērsvirzienā un anteroposteriorā virzienā. Paplašinoties krūškurvja dobumam, arī plaušas pasīvi paplašinās atmosfēras spiediena ietekmē, kas darbojas caur elpceļiem uz plaušu iekšējās virsmas. Paplašinoties plaušām, gaiss tajās sadalās lielākā tilpumā un spiediens plaušu dobumā kļūst zemāks par atmosfēras spiedienu (par 3-4 mm Hg). Spiediena starpība ir iemesls, kāpēc atmosfēras gaiss sāk ieplūst plaušās - notiek ieelpošana.
Izelpošana tiek veikta elpošanas muskuļu relaksācijas rezultātā. Kad to kontrakcija apstājas, krūtis nolaižas un atgriežas sākotnējā stāvoklī. Atslābinātā diafragma paceļas un iegūst kupola formu. Izstiepto plaušu apjoms samazinās. Tas viss kopā izraisa intrapulmonārā spiediena palielināšanos. Gaiss nāk ārā no plaušām – notiek izelpa.
Gāzu apmaiņa vai plaušu ventilācija - ϶ᴛᴏ gaisa tilpums, kas iet caur plaušām vienā minūtē - minūtes elpošanas tilpums. Miera stāvoklī tas ir vienāds ar 5-8 l / min, ar muskuļu darbu tas palielinās.
Cilvēks ieelpo atmosfēras gaisu, kas satur 20,94% skābekļa, 78,03% slāpekļa un 0,03% oglekļa dioksīda. Izelpotajā gaisā ir mazāk skābekļa (16,3%) un 4% oglekļa dioksīda. Sakarā ar O 2 daļējā spiediena atšķirību ieelpotajā un izelpotajā gaisā skābeklis no gaisa nonāk plaušu alveolos. CO 2 daļējais spiediens venozo asiņu kapilāros ir 47 mm Hg, bet CO 2 daļējais spiediens alveolos ir 40. Parciālā spiediena starpības dēļ CO 2 no venozajām asinīm nonāk gaisā. Slāpeklis nepiedalās gāzes apmaiņā. Apstākļi gāzu apmaiņai plaušās ir tik labvēlīgi, ka, neskatoties uz to, ka asiņu pārvietošanās laiks pa plaušu kapilāriem ir aptuveni 1 sekunde, gāzu spriegums alveolārajās asinīs, kas plūst no plaušām, ir tāds pats kā tas būtu pēc ilgstoša kontakta.
Ja plaušu ventilācija ir nepietiekama un alveolos palielinās CO 2 saturs, tad paaugstinās arī CO 2 līmenis asinīs, kas uzreiz izraisa elpošanas pastiprināšanos – elpas trūkumu.
Gāzu pārnešana asinīs.
Gāzes ļoti vāji šķīst šķidrumā: 100 ml asiņu var fiziski izšķīdināt aptuveni 2% skābekļa un 3-4% oglekļa dioksīda. Bet sarkanās asins šūnas satur hemoglobīnu, kas spēj ķīmiski saistīt O 2 un CO 2. Hemoglobīna kombināciju ar skābekli parasti sauc par oksihemoglobīnu Hb + O 2 ®HbO 2, kas atrodas arteriālajās asinīs. Oksihemoglobīns nav spēcīgs savienojums, ņemot vērā, ka cilvēka asinīs ir aptuveni 15% hemoglobīna, tad 100 ml asiņu var radīt līdz 21 ml O 2. Tā ir tā sauktā asins skābekļa kapacitāte. Oksihemoglobīns ar arteriālajām asinīm tiek nosūtīts uz audiem un šūnām, kur nepārtraukti notiekošu oksidatīvo procesu rezultātā tiek patērēts O 2. Hemoglobīns savāc no audiem izdalīto oglekļa dioksīdu un veidojas nestabils savienojums HbCO 2 – karbhemoglobīns. Apmēram 10% no atbrīvotā oglekļa dioksīda nonāk šādā savienojumā. Pārējais apvienojas ar ūdeni un pārvēršas ogļskābē. Šo reakciju tūkstošiem reižu paātrina īpašs enzīms – karboanhidrāze, kas atrodas sarkanajās asins šūnās. Turklāt ogļskābe audu kapilāros reaģē ar nātrija un kālija joniem, veidojot bikarbonātus (NaHCO 3 , KHCO 3 ). Visi šie savienojumi tiek transportēti uz plaušām.
Hemoglobīns īpaši viegli savienojas ar oglekļa monoksīdu CO 2 (oglekļa monoksīdu), veidojot karboksihemoglobīnu, kas nav spējīgs pārnēsāt skābekli. Tā ķīmiskā afinitāte pret hemoglobīnu ir gandrīz 300 reizes lielāka nekā pret O 2 . Tādējādi, ja CO koncentrācija gaisā ir vienāda ar 0,1%, aptuveni 80% hemoglobīna asinīs ir saistīti nevis ar skābekli, bet ar oglekļa monoksīdu. Tā rezultātā cilvēka organismā parādās skābekļa bada simptomi (vemšana, galvassāpes, samaņas zudums). Gaišs grāds Saindēšanās ar oglekļa monoksīdu ir atgriezenisks process: CO pakāpeniski atdalās no hemoglobīna un izdalās, elpojot svaigu gaisu. Smagos gadījumos iestājas nāve.
Ieelpotā un izelpotā gaisa sastāvs - jēdziens un veidi. Kategorijas "Ieelpotā un izelpotā gaisa sastāvs" klasifikācija un pazīmes 2017, 2018.
