يمكن اعتبار الرئتين والصدر بمثابة تكوينات مرنة، مثل الزنبرك، قادرة على التمدد والضغط إلى حد معين، وعندما تتوقف القوة الخارجية، فإنها تستعيد شكلها الأصلي تلقائيًا، وتطلق الطاقة المتراكمة أثناء التمدد. يحدث الاسترخاء الكامل للعناصر المرنة في الرئتين عندما تنهار تمامًا، والصدر - في وضع الإلهام دون الأقصى. هذا هو موضع الرئتين والصدر الذي يتم ملاحظته عندما استرواح الصدر الكلي(الشكل 23، أ).

بفضل الضيق التجويف الجنبيالرئتان والصدر في تفاعل. في هذه الحالة، يتم ضغط الصدر وتمتد الرئتين. ويتحقق التوازن بينهما على مستوى الزفير الهادئ (الشكل 23.6). تقلص عضلات الجهاز التنفسي يعطل هذا التوازن. مع الاستنشاق الضحل، تتغلب قوة جر العضلات، إلى جانب الارتداد المرن للصدر، على المقاومة المرنة للرئتين (الشكل 23، ج). مع الاستنشاق الأعمق، يلزم بذل جهد عضلي أكبر بكثير، حيث تتوقف القوى المرنة للصدر عن تعزيز الاستنشاق (الشكل 23، د) أو تبدأ في مقاومة جر العضلات، ونتيجة لذلك يلزم بذل الجهود لتمديد ليس فقط الرئتين، ولكن أيضًا الصدر (الشكل 23، د) 5).

ومن وضعية الشهيق القصوى يعود الصدر والرئتان إلى وضعية التوازن بسبب الطاقة الكامنة المتراكمة أثناء الشهيق. الزفير العميق يحدث فقط عندما المشاركة النشطةعضلات الزفير، التي تُجبر على التغلب على مقاومة الصدر المتزايدة لمزيد من الضغط (الشكل 23، هـ). لا يحدث الانهيار الكامل للرئتين بعد، ويبقى فيها حجم معين من الهواء (حجم الرئة المتبقي).

من الواضح أن التنفس بأعمق ما يمكن غير مربح من وجهة نظر الطاقة. لذلك، تحدث الرحلات التنفسية عادة ضمن الحدود التي تكون فيها جهود عضلات الجهاز التنفسي ضئيلة: الاستنشاق لا يتجاوز موضع الاسترخاء الكامل للصدر، ويقتصر الزفير على الموضع الذي تتوازن فيه القوى المرنة للرئتين والصدر.

أرز. 23

يبدو من المعقول التمييز بين عدة مستويات تحدد علاقات معينة بين القوى المرنة المتفاعلة في الرئتين - نظام الصدر: مستوى أقصى شهيق، شهيق هادئ، زفير هادئ وأقصى زفير. تقسم هذه المستويات الحجم الأقصى (إجمالي سعة الرئة، TLC) إلى عدة أحجام وقدرات: حجم الجهاز التنفسي (RD)، حجم احتياطي الشهيق (IRV)، حجم احتياطي الزفير (ERV)، السعة الحيوية (VC)، سعة الشهيق (EIV) والقدرة الوظيفية المتبقية (FRC) وحجم الرئة المتبقي (RLV) (الشكل 24).

عادة في وضعية الجلوس عند الرجال شاب(25 عامًا) بارتفاع 170 سم، VC حوالي 5.0 لتر، TLC - 6.5 لتر، نسبة TLC/TLC - 25%. بالنسبة للنساء بعمر 25 سنة وطولهن 160 سم، نفس الأرقام هي 3.6 لتر و4.9 لتر و27%. مع التقدم في السن، يتناقص VC بشكل ملحوظ، ويتغير TLC قليلاً، ويزداد TLC بشكل ملحوظ. بغض النظر عن العمر، فإن FRC يمثل حوالي 50٪ من TFU.

في ظل الظروف المرضية، عندما تتعطل العلاقات الطبيعية بين القوى المتفاعلة في عملية التنفس، تحدث تغييرات في كل من القيم المطلقة لحجم الرئة والعلاقات بينهما. يحدث انخفاض في VC و TEL مع تصلب الرئتين (تصلب الرئة) والصدر (جنف الحداب، التهاب الفقار اللاصق)، وجود التصاقات جنبية ضخمة، وكذلك أمراض عضلات الجهاز التنفسي وانخفاض قدرتها على تطوير قوة كبيرة. وبطبيعة الحال، يمكن ملاحظة انخفاض في القدرة الحيوية مع ضغط الرئتين (استرواح الصدر، ذات الجنب)، في وجود انخماص، والأورام، والخراجات، وبعد التدخلات الجراحية على الرئتين. كل هذا يؤدي إلى تغييرات مقيدة في جهاز التهوية.

في أمراض الرئة غير النوعية، يكون سبب الاضطرابات التقييدية بشكل رئيسي هو تصلب الرئة والالتصاقات الجنبية، مما يؤدي أحيانًا إلى انخفاض في

أرز. 24.

القدرة الحيوية الحيوية والقدرة الأساسية تصل إلى 70-80% من الطبيعي. ومع ذلك، لا يحدث انخفاض كبير في FRC وTLC، لأن سطح تبادل الغازات يعتمد على قيمة FRC. تهدف التفاعلات التعويضية إلى منع حدوث انخفاض في FRC، وإلا فإن الاضطرابات العميقة في تبادل الغازات أمر لا مفر منه. وهذا هو الحال أيضا عندما التدخلات الجراحيةعلى الرئتين. بعد استئصال الرئة، على سبيل المثال، ينخفض ​​TLC والقدرة الحيوية بشكل حاد، في حين لا يخضع FRC وTLC لأي تغييرات تقريبًا.

التغييرات المرتبطة بفقدان الخصائص المرنة للرئتين لها تأثير كبير على بنية سعة الرئة الإجمالية. هناك زيادة في OOJI وانخفاض مماثل في القدرة الحيوية. وببساطة، يمكن تفسير هذه التحولات من خلال التحول في مستوى التنفس الهادئ إلى الجانب الشهيق بسبب انخفاض الجر المرن للرئتين (انظر الشكل 23). ومع ذلك، فإن العلاقات التي تنشأ هي في الواقع أكثر تعقيدًا. ويمكن تفسيرها باستخدام النموذج الميكانيكي، الذي يعتبر الرئتين بمثابة نظام من الأنابيب المرنة (القصبات الهوائية) في إطار مرن.

منذ الجدران القصبات الهوائية الصغيرةلديهم امتثال كبير؛ يتم دعم تجويفهم من خلال توتر الهياكل المرنة لسدى الرئة، والتي تمد القصبات الهوائية بشكل قطري. مع أقصى قدر من الاستنشاق، تكون الهياكل المرنة للرئتين متوترة للغاية. أثناء الزفير، يضعف توترها تدريجيًا، مما يؤدي إلى ضغط القصبات الهوائية وحجب تجويفها في لحظة معينة من الزفير. حجم الرئتين هو حجم الرئتين الذي تسد فيه قوة الزفير القصبات الهوائية الصغيرة وتمنع إفراغ الرئتين بشكل أكبر. كلما كان الإطار المرن للرئتين أفقر، قل حجم الزفير الذي ينهار القصبات الهوائية. وهذا ما يفسر الزيادة الطبيعية في TLC لدى كبار السن والزيادة الملحوظة بشكل خاص في انتفاخ الرئة.

تعتبر الزيادة في TOL أيضًا نموذجية للمرضى الذين يعانون من الاضطرابات انسداد الشعب الهوائية. يتم تسهيل ذلك من خلال زيادة الضغط داخل الصدر أثناء الزفير، وهو أمر ضروري لتحريك الهواء على طول الشعب الهوائية الضيقة. وفي الوقت نفسه، يزيد FRC أيضًا، وهو إلى حد ما رد فعل تعويضينظرًا لأنه كلما انتقل مستوى التنفس الهادئ إلى الجانب الشهيق، زاد تمدد القصبات الهوائية وزادت قوى الارتداد المرنة للرئتين، بهدف التغلب على مقاومة الشعب الهوائية المتزايدة.

كما أظهرت دراسات خاصة، تنهار بعض القصبات الهوائية قبل الوصول إلى مستوى الزفير الأقصى. حجم الرئتين الذي تبدأ عنده القصبات الهوائية بالانهيار، أو ما يسمى بحجم الإغلاق، يكون عادة أكبر من TRC؛ وفي المرضى قد يكون أكبر من FRC. في هذه الحالات، حتى مع التنفس الهادئ، تتعطل التهوية في بعض مناطق الرئتين. إن التحول في مستوى التنفس إلى الجانب الشهيق، أي زيادة في FRC، في مثل هذه الحالة يكون أكثر ملاءمة.

إن المقارنة بين امتلاء الرئتين بالهواء، والتي تحددها طريقة تخطيط التحجم العام، وحجم الرئتين المهواة، والذي يتم قياسه عن طريق خلط أو غسل الغازات الخاملة، تكشف في أمراض الرئة الانسدادية، وخاصة مع انتفاخ الرئة، عن وجود سوء تهوية المناطق التي لا يدخل فيها الغاز الخامل عمليا أثناء التنفس لفترات طويلة. تصل المناطق غير المشاركة في تبادل الغازات في بعض الأحيان إلى حجم 2.0-3.0 لتر، ونتيجة لذلك يجب ملاحظة زيادة في FRC بنحو 1.5-2 مرات، وTLC بمقدار 2-3 مرات مقابل القاعدة، ونسبة TLC / TLC - ما يصل إلى 70-80٪. رد الفعل التعويضي الغريب في هذه الحالة هو زيادة في TEL، كبيرة في بعض الأحيان، تصل إلى 140-150٪ من القاعدة. الآلية هكذا زيادة حادة OEL غير واضح. إن الانخفاض في الجر المرن للرئتين، وهو سمة من سمات انتفاخ الرئة، يفسر ذلك جزئيا فقط.

تعكس إعادة هيكلة هيكل OEL مجموعة معقدة من التغيرات المرضية وردود الفعل التعويضية التكيفية التي تهدف، من ناحية، إلى ضمان الظروف المثالية لتبادل الغازات، ومن ناحية أخرى، إلى خلق الطاقة الأكثر اقتصادا لعمل الجهاز التنفسي.

الأحجام الرئوية المشار إليها، والتي تسمى ثابتة (على عكس الديناميكية: حجم التنفس الدقيق - MVR، حجم التهوية السنخية، وما إلى ذلك)، تخضع في الواقع لتغيرات كبيرة حتى أثناء المدى القصيرالملاحظات. ليس من غير المألوف أن نرى كيف أنه بعد القضاء على التشنج القصبي، ينخفض ​​محتوى الهواء في الرئتين بعدة لترات. حتى الزيادة الكبيرة في TEL وإعادة توزيع هيكلها يمكن عكسها في بعض الأحيان. ولذلك فإن الرأي أنه بحسب حجم النسبة

يمكن الحكم على OOL/OEL بناءً على وجود انتفاخ الرئة وشدته. الملاحظة الديناميكية فقط هي التي تسمح للمرء بالتمييز بين الانتفاخ الحاد وانتفاخ الرئة.

ومع ذلك، ينبغي اعتبار نسبة TLC/TLC ميزة تشخيصية مهمة. حتى الزيادة الطفيفة فيه تشير إلى انتهاك الخواص الميكانيكية للرئتين، والتي يمكن ملاحظتها في بعض الأحيان حتى في حالة عدم وجود اضطرابات في انسداد الشعب الهوائية. تبين أن الزيادة في TOL هي واحدة من العلامات المبكرةأمراض الرئتين، وعودتها إلى وضعها الطبيعي هي معيار الشفاء التام أو مغفرة.

إن تأثير حالة سالكية الشعب الهوائية على بنية TEC لا يسمح لنا بالنظر في أحجام الرئة ونسبها فقط كمقياس مباشر للخصائص المرنة للرئتين. وتتميز الأخيرة بشكل أكثر وضوحا قيمة الاستطالة(C)، والذي يشير إلى حجم تغير الرئتين عندما يتغير الضغط الجنبي بمقدار 1 سم من الماء. فن. عادة، C هو 0.20 لتر / سم من الماء. فن. عند الرجال و0.16 لتر/سم3 من الماء. فن. بين النساء. عندما تفقد الرئتان خصائصها المرنة، وهو الأمر الأكثر شيوعًا في انتفاخ الرئة، يرتفع C أحيانًا عدة مرات ضد القاعدة. مع صلابة الرئة الناجمة عن تصلب الرئة، C، على العكس من ذلك، يتناقص بنسبة 2-3-4 مرات.

لا يعتمد امتثال الرئتين على حالة الألياف المرنة والكولاجينية في سدى الرئة فحسب، بل يعتمد أيضًا على عدد من العوامل الأخرى، منها أهمية عظيمةينتمي إلى قوى التوتر السطحي داخل السنخية. ويعتمد الأخير على وجود مواد خاصة على سطح الحويصلات الهوائية، وهي المواد الخافضة للتوتر السطحي، التي تمنع انهيارها، مما يقلل من قوة التوتر السطحي. تؤثر الخصائص المرنة لشجرة الشعب الهوائية، وقوة عضلاتها، وإمدادات الدم إلى الرئتين أيضًا على مقدار امتثال الرئة.

لا يمكن قياس C إلا في ظل ظروف ثابتة عندما تتوقف حركة الهواء على طول الشجرة الرغامية القصبية، عندما يتم تحديد قيمة الضغط الجنبي فقط من خلال قوة الجر المرن للرئتين. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تنفس المريض ببطء مع انقطاع دوري في تدفق الهواء أو عن طريق التنفس الهادئ مع تغير مراحل التنفس. غالبًا ما تعطي الجرعة الأخيرة في المرضى قيم C أقل، لأنه مع ضعف انسداد الشعب الهوائية والتغيرات في الخصائص المرنة للرئتين، لا يوجد وقت للتوازن بين الضغط السنخي والضغط الجوي عندما تتغير مراحل الجهاز التنفسي. إن انخفاض مطاوعة الرئة مع زيادة معدل التنفس هو دليل على عدم التجانس الميكانيكي للرئتين بسبب تلف القصبات الهوائية الصغيرة، والتي تحدد حالتها توزيع الهواء في الرئتين. يمكن اكتشاف ذلك بالفعل في المرحلة قبل السريرية، عندما لا تكشف الطرق الأخرى للبحث الآلي عن الانحرافات عن القاعدة، ولا يشكو المريض.

لا تخضع الخصائص البلاستيكية للصدر في أمراض الرئة غير المحددة لتغييرات كبيرة. عادة تكون قابلية التمدد للصدر 0.2 لتر/سم3 من الماء. الفن، ولكن يمكن أن تنخفض بشكل ملحوظ مع التغيرات المرضيةهيكل عظمي الصدر والسمنة، والتي يجب أخذها بعين الاعتبار عند تقييم حالة المريض.

4. تغير حجم الرئة أثناء الشهيق والزفير. وظيفة الضغط داخل الجنبة. الفضاء الجنبي. استرواح الصدر.
5. مراحل التنفس. حجم الرئة (الرئتين). معدل التنفس. عمق التنفس. أحجام الهواء الرئوي. حجم المد والجزر. الاحتياطي، الحجم المتبقي. قدرة الرئة.

7. الحويصلات الهوائية. التوتر السطحي. التوتر السطحي لطبقة السائل في الحويصلات الهوائية. قانون لابلاس.
8. مقاومة مجرى الهواء. مقاومة الرئة. تدفق الهواء. تدفق الصفحي. الجريان المضطرب.
9. علاقة التدفق والحجم في الرئتين. الضغط في الشعب الهوائية أثناء الزفير.
10. عمل عضلات الجهاز التنفسي أثناء الدورة التنفسية. عمل عضلات الجهاز التنفسي أثناء التنفس العميق.

عند الاستنشاق، يتم منع الزيادة في حجم تجويف الصدر الجر المرن للرئتينحركة الصدر والأعضاء الصلبة تجويف البطنوأخيرًا، مقاومة الشعب الهوائية لحركة الهواء نحو الحويصلات الهوائية. العامل الأول، وهو الجر المرن للرئتين، يمنع إلى أقصى حد زيادة حجم الرئة أثناء الشهيق.

تمدد الرئتين (أنسجة الرئة).

في ظل الظروف الفسيولوجية الطبيعية عمق الاستنشاقلا يمكن إلا أن تكون محدودة الخصائص الفيزيائيةأنسجة الرئة والصدر. تعود مقاومة تضخم الرئتين، الذي يحدث عند دخول الهواء إليها، إلى قابليتها للتمدد النسيج الضامومقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواء. مقياس الخصائص المرنة لأنسجة الرئة هو تمدد الرئة، والذي يميز درجة الزيادة في حجم الرئة اعتمادًا على درجة الانخفاض في الضغط داخل الجنبة:

أين سي - القابلية للتوسعة(الإنجليزية - الامتثال)، dV هو التغير في حجم الرئة (مل)، وdP هو التغير في الضغط داخل الجنبة (عمود الماء سم). يميز الامتثال كميًا درجة التغير في حجم الرئة لدى الشخص اعتمادًا على درجة التغير في الضغط داخل الجنبة أثناء الإلهام. يمتلك الصدر أيضًا خصائص مرنة، وبالتالي فإن قابلية تمدد أنسجة الرئة وأنسجة الصدر تحدد الخصائص المرنة للجهاز التنفسي الخارجي البشري بأكمله.

أرز. 10.6. منحنى الامتثال للرئتين البشرية. تُظهر المنحنيات الموجودة على اليمين تغيرات في حجم الرئة المدية وسعة الرئة الإجمالية التي تحدث مع تغيرات في الضغط داخل الجنبة دون الأخذ في الاعتبار تأثير أنسجة الصدر. لا تنهار الرئتان تمامًا إذا أصبح الضغط داخل الجنبة صفرًا (النقطة 1). تتزامن منحنيات الامتثال عند النقطة 2 عند حجم كبير في الرئتين، عندما يصل أنسجة الرئة إلى حد التمدد المرن. Vd - الضغط داخل الجنبة. يوجد على اليسار رسم تخطيطي لتسجيل التغيرات في الضغط داخل الجنبة وحجم المد والجزر في الرئتين.

في التين. 10.6 مبين تغير في حجم الرئةوالذي يحدث عندما يتغير الضغط داخل الجنبة. الخطوط الصاعدة والتنازلية تميز تضخم وانهيار الرئتين، على التوالي. جزء من الشكل. يوضح الشكل 10.6 على اليسار كيف يمكن قياس حجم الرئة وقيم الضغط داخل الجنبة ورسمها على الرسم البياني. لا ينخفض ​​حجم الرئة إلى الصفر عندما يصبح الضغط داخل الجنبة صفراً. إن تضخيم الرئتين من حجمهما الأدنى يتطلب بذل جهد لفتح جدران الحويصلات الهوائية المنهارة بسبب التوتر السطحي الكبير للسائل الذي يغطي سطحها وسطح الجهاز التنفسي. ولذلك فإن المنحنيات التي يتم الحصول عليها أثناء تضخم وانهيار الرئتين لا تتطابق مع بعضها البعض، ويسمى تغيرها غير الخطي التباطؤ.

الرئتين أثناء التنفس الهادئلا تسقط أبدًا بشكل كامل، لذا فإن منحنى الانخفاض يصف التغيرات في حجم الرئة عندما يتغير الضغط داخل الجنبة في النطاق من -2 سم مائي. فن. ما يصل إلى -10 سم ماء. فن. عادة، تتمتع الرئتان البشريتان بقابلية تمدد عالية (200 مل/سم من عمود الماء). يتم تحديد مرونة أنسجة الرئة من خلال خصائص الألياف الضامة لأنسجة الرئة. مع التقدم في السن، تميل هذه الألياف إلى الانخفاض في النغمة، وهو ما يصاحبه زيادة في القابلية للتمدد وانخفاض في الجر المرن للرئتين. في حالة تلف أنسجة الرئة أو في حالة التطور المفرط للنسيج الضام فيها (التليف)، تصبح الرئتان ضعيفة التمدد، وتقل كمية قابليتها للتمدد، مما يجعل الشهيق صعبًا ويتطلب جهدًا أكبر بكثير من عضلات الجهاز التنفسي مقارنة بالرئتين. طبيعي.

الامتثال الرئويلا يحدث هذا بسبب مرونة أنسجة الرئة فحسب، بل أيضًا بسبب التوتر السطحي لطبقة السائل التي تغطي الحويصلات الهوائية. بالمقارنة مع الجر المرن للرئتين، فإن تأثير عامل التوتر السطحي لطبقة السائل التي تغطي الحويصلات الهوائية على قيمة تمدد الرئة أثناء التنفس له طبيعة أكثر تعقيدًا.

الوظيفة الرئيسية (وإن لم تكن الوحيدة) للرئتين هي ضمان التبادل الطبيعي للغازات. التنفس الخارجي هو عملية تبادل الغازات بين الهواء الجوي والدم في الشعيرات الدموية الرئوية، ونتيجة لذلك يحدث شريان تكوين الدم: يزداد ضغط الأكسجين وينخفض ​​ضغط ثاني أكسيد الكربون. يتم تحديد شدة تبادل الغازات في المقام الأول من خلال ثلاث آليات فيزيولوجية مرضية (التهوية الرئوية، وتدفق الدم الرئوي، وانتشار الغازات من خلال الغشاء السنخي الشعري)، والتي يتم توفيرها عن طريق نظام التنفس الخارجي.

التهوية الرئوية

يتم تحديد التهوية الرئوية العوامل التالية(أ.ب. زيلبر):

1. جهاز تهوية ميكانيكي يعتمد في المقام الأول على نشاط عضلات الجهاز التنفسي وتنظيمها العصبي وحركة جدران الصدر.
2. مرونة وتمدد أنسجة الرئة والصدر.
3. سالكية مجرى الهواء
4. توزيع الهواء داخل الرئة وتوافقه مع تدفق الدم في أجزاء مختلفة من الرئة.

في حالة انتهاك واحد أو أكثر من العوامل المذكورة أعلاه، قد تتطور اضطرابات التهوية الهامة سريريًا، والتي تتجلى في عدة أنواع من فشل الجهاز التنفسي في التهوية.

من عضلات الجهاز التنفسي، الدور الأكثر أهمية ينتمي إلى الحجاب الحاجز. يؤدي تقلصه النشط إلى انخفاض الضغط داخل الصدر وداخل الجنبة، والذي يصبح أقل من الضغط الجوي، مما يؤدي إلى الاستنشاق.

يتم الشهيق بسبب الانقباض النشط لعضلات الجهاز التنفسي (الحجاب الحاجز)، ويحدث الزفير بشكل رئيسي بسبب الجر المرن للرئة نفسها وجدار الصدر، مما يخلق تدرجًا في ضغط الزفير، في ظل ظروف فسيولوجية كافية لإزالة الهواء من خلاله. الشعب الهوائية.

إذا كان من الضروري زيادة حجم التهوية، فإن العضلات الوربية الخارجية والعضلات الأخمعية والقصية الترقوية الخشائية (عضلات الشهيق الإضافية) تنقبض، الأمر الذي يؤدي أيضًا إلى زيادة حجم الصدر وانخفاض الضغط داخل الصدر، مما يعزز الاستنشاق. عضلات الزفير الإضافية هي العضلات الأمامية جدار البطن(المائل الخارجي والداخلي والمستقيم والعرضي).

مرونة أنسجة الرئة والصدر

مرونة الرئتين. يتم تحديد حركة تدفق الهواء أثناء الشهيق (إلى الرئتين) والزفير (خارج الرئتين) من خلال تدرج الضغط بين الغلاف الجوي والحويصلات الهوائية، وهو ما يسمى بالضغط عبر الصدر (P tr / t):

Рtr/t = Р alv - Р atm حيث Р alv هو السنخية، و Р atm هو الضغط الجوي.

أثناء الاستنشاق، يصبح P alv وP tr/t سلبيين، وأثناء الزفير يصبحان إيجابيين. في نهاية الشهيق وفي نهاية الزفير، عندما لا يتحرك الهواء عبر الشعب الهوائية وتكون المزمار مفتوحة، فإن Ralv يساوي R atm.

ويعتمد مستوى P alv بدوره على قيمة الضغط داخل الجنبة (P pl) وما يسمى بضغط الارتداد المرن للرئة (P el):

ضغط الارتداد المرن هو الضغط الناتج عن الحمة المرنة للرئة والموجه إلى الرئة. كلما زادت مرونة أنسجة الرئة، كلما كان الانخفاض في الضغط داخل الجنبة أكثر أهمية حتى تتوسع الرئة أثناء الشهيق، وبالتالي، يجب أن يكون العمل النشط لعضلات التنفس الشهيق أكبر. تساعد المرونة العالية على انهيار الرئة بشكل أسرع أثناء الزفير.

آخر مؤشر مهم، معكوس مرونة أنسجة الرئة - التمدد اللامبالي للرئة - هو مقياس لامتثال الرئة أثناء توسعها. يتأثر امتثال الرئة (وضغط الارتداد المرن) بعدة عوامل:

1. حجم الرئة: عندما يكون الحجم منخفضًا (على سبيل المثال، في بداية الشهيق)، تكون الرئة أكثر مرونة. في أحجام كبيرة (على سبيل المثال، في ذروة الإلهام الأقصى)، يتناقص امتثال الرئة بشكل حاد ويصبح يساوي الصفر.
2. محتوى الهياكل المرنة (الإيلاستين والكولاجين) في أنسجة الرئة. من المعروف أن انتفاخ الرئة يتميز بانخفاض مرونة أنسجة الرئة، ويصاحبه زيادة في مطاوعة الرئة (انخفاض في ضغط الارتداد المرن).
3. سماكة الجدران السنخية بسبب الوذمة الالتهابية (الالتهاب الرئوي) أو الدورة الدموية (ركود الدم في الرئة)، وكذلك تليف أنسجة الرئة يقلل بشكل كبير من تمدد (امتثال) الرئة.
4. قوى التوتر السطحي في الحويصلات الهوائية. تنشأ عند السطح الفاصل بين الغاز والسائل، حيث تبطن الحويصلات الهوائية من الداخل بطبقة رقيقة، وتميل إلى تقليل مساحة هذا السطح، مما يخلق ضغطًا إيجابيًا داخل الحويصلات الهوائية. وبالتالي، فإن قوى التوتر السطحي، جنبًا إلى جنب مع الهياكل المرنة للرئتين، تضمن الانهيار الفعال للحويصلات الهوائية أثناء الزفير وفي نفس الوقت تمنع تمدد (تمدد) الرئة أثناء الاستنشاق.

السطحي المبطن للسطح الداخلي للحويصلات الهوائية هو مادة تقلل من قوة التوتر السطحي.

كلما زادت كثافة المادة الخافضة للتوتر السطحي، زاد نشاطها. لذلك، أثناء الشهيق، عندما تنخفض كثافة المادة الخافضة للتوتر السطحي، وبالتالي نشاطها، تزداد قوى التوتر السطحي (أي القوى التي تميل إلى تقليل سطح الحويصلات الهوائية)، مما يساهم في الانهيار اللاحق لأنسجة الرئة أثناء زفير. وفي نهاية الزفير، تزداد كثافة ونشاط المادة الخافضة للتوتر السطحي، وتقل قوى التوتر السطحي.

وهكذا، بعد انتهاء الزفير، عندما يصل نشاط الفاعل بالسطح إلى الحد الأقصى وتكون قوى التوتر السطحي التي تمنع تمدد الحويصلات الهوائية في حدها الأدنى، تكون هناك حاجة إلى طاقة أقل للتوسع اللاحق للحويصلات الهوائية أثناء الشهيق.

أهم الوظائف الفسيولوجية للفاعل بالسطح هي:

• زيادة امتثال الرئة بسبب انخفاض قوى التوتر السطحي.
• تقليل احتمالية انهيار (انهيار) الحويصلات الهوائية أثناء الزفير، حيث أنه في أحجام الرئة الصغيرة (في نهاية الزفير) يكون نشاطها الحد الأقصى وتكون قوى التوتر السطحي في حدها الأدنى؛
• منع إعادة توزيع الهواء من الحويصلات الهوائية الأصغر إلى الأكبر (وفقا لقانون لابلاس).

في الأمراض المصحوبة بنقص الفاعل بالسطح، تزداد صلابة الرئة، وتنهار الحويصلات الهوائية (يتطور الانخماص)، ويحدث فشل الجهاز التنفسي.

الارتداد البلاستيكي لجدار الصدر

الخصائص المرنة لجدار الصدر، والتي لها أيضًا تأثير كبير على الشخصية التهوية الرئوية، يتم تحديدها من خلال حالة الهيكل العظمي والعضلات الوربية والأنسجة الرخوة والجنب الجداري.

مع الحد الأدنى من حجم الصدر والرئتين (أثناء الزفير الأقصى) وفي بداية الشهيق، يتم توجيه الارتداد المرن لجدار الصدر إلى الخارج، مما يخلق الضغط السلبيويعزز توسع الرئة. ومع زيادة حجم الرئة أثناء الشهيق، فإن الارتداد المرن لجدار الصدر سيقل. عندما يصل حجم الرئة إلى ما يقرب من 60% من طاقتها الحيوية، فإن الارتداد المرن لجدار الصدر ينخفض ​​إلى الصفر، أي. إلى مستوى الضغط الجوي. مع زيادة أخرى في حجم الرئة، يتم توجيه الارتداد المرن لجدار الصدر إلى الداخل، مما يخلق ضغطًا إيجابيًا ويساهم في انهيار الرئتين أثناء الزفير اللاحق.

يصاحب بعض الأمراض زيادة في صلابة جدار الصدر مما يؤثر على قدرة الصدر على التمدد (أثناء الشهيق) والانهيار (أثناء الزفير). وتشمل هذه الأمراض السمنة، والجنف الحدابي، وانتفاخ الرئة، والمراسي الضخمة، والصدر الليفي، وما إلى ذلك.

سالكية مجرى الهواء وإزالة المخاطية الهدبية

تعتمد سالكية الشعب الهوائية إلى حد كبير على التصريف الطبيعي لإفرازات القصبة الهوائية، والذي يتم ضمانه، في المقام الأول، من خلال عمل آلية التطهير المخاطي الهدبي (التخليص) ومنعكس السعال الطبيعي.

يتم تحديد الوظيفة الوقائية للجهاز المخاطي الهدبي من خلال الوظيفة الكافية والمنسقة للظهارة الهدبية والإفرازية، ونتيجة لذلك تتم إزالة طبقة رقيقة من الإفراز على طول سطح الغشاء المخاطي القصبي وإزالة الجزيئات الأجنبية. تحدث حركة إفرازات الشعب الهوائية بسبب نبضات سريعة للأهداب في اتجاه الجمجمة مع عودة أبطأ إلى الجانب الآخر. تردد تذبذب الأهداب هو 1000-1200 في الدقيقة، مما يضمن حركة مخاط القصبات الهوائية بسرعة 0.3-1.0 سم/دقيقة في القصبات الهوائية و2-3 سم/دقيقة في القصبة الهوائية.

يجب أن نتذكر أيضًا أن مخاط الشعب الهوائية يتكون من طبقتين: طبقة سائلة سفلية (سول) وهلام علوي مرن يلامس قمم الأهداب. تعتمد وظيفة الظهارة الهدبية إلى حد كبير على نسبة سمك الجل والهلام: زيادة سمك الجل أو انخفاض سمك المحلول يؤدي إلى انخفاض في كفاءة إزالة الغشاء المخاطي الهدبي.

على مستوى القصيبات التنفسية والحويصلات الهوائية للجهاز المخاطي الهدبي. هنا يتم التطهير باستخدام منعكس السعال والنشاط البلعمي للخلايا.

مع الأضرار الالتهابية للقصبات الهوائية، وخاصة المزمنة، يتم إعادة بناء الظهارة شكليا ووظيفيا، مما قد يؤدي إلى قصور مخاطي هدبي (انخفاض في وظائف الحماية للجهاز المخاطي الهدبي) وتراكم البلغم في تجويف الشعب الهوائية.

في ظل الظروف المرضية، فإن سالكية الشعب الهوائية لا تعتمد فقط على عمل آلية التطهير المخاطي الهدبي، ولكن أيضا على وجود تشنج قصبي، وذمة التهابية في الغشاء المخاطي وظاهرة إغلاق الزفير المبكر (انهيار) القصبات الهوائية الصغيرة.

تنظيم التجويف القصبي

يتم تحديد نغمة العضلات الملساء القصبية من خلال عدة آليات مرتبطة بتحفيز العديد من مستقبلات الشعب الهوائية المحددة:

1. تحدث التأثيرات الكولينية (النظيرة الودية) نتيجة لتفاعل الناقل العصبي أستيل كولين مع مستقبلات M-cholinergic المسكارينية المحددة. ونتيجة لهذا التفاعل، يتطور تشنج قصبي.
2. التعصيب التعاطفييتم التعبير عن العضلات الملساء للقصبات الهوائية عند البشر إلى حد ما، على عكس، على سبيل المثال، العضلات الملساء للأوعية الدموية وعضلة القلب. يتم تنفيذ التأثيرات الودية على القصبات الهوائية بشكل رئيسي بسبب تأثير الأدرينالين المنتشر على مستقبلات بيتا 2 الأدرينالية، مما يؤدي إلى استرخاء العضلات الملساء.
3. تتأثر أيضًا نبرة العضلات الملساء بما يسمى. الجهاز العصبي "غير الأدرينالي وغير الكوليني" (NANS)، الذي تمر أليافه عبر العصب المبهموإطلاق العديد من الناقلات العصبية المحددة التي تتفاعل مع المستقبلات المقابلة للعضلات الملساء القصبية. وأهمها هي:
   • ببتيد معوي فعال في الأوعية (VIP) ؛
   • المادة ر.

يؤدي تحفيز مستقبلات VIP إلى استرخاء واضح، وتؤدي مستقبلات بيتا إلى تقلص العضلات الملساء القصبية. من المعتقد أن الخلايا العصبية في نظام NANC لها التأثير الأكبر على تنظيم تجويف الشعب الهوائية (K.K. Murray).

بالإضافة إلى ذلك، تحتوي القصبات الهوائية على عدد كبير من المستقبلات التي تتفاعل مع مختلف المواد النشطة بيولوجيا، بما في ذلك وسطاء الالتهابات - الهستامين، البراديكينين، الليكوترين، البروستاجلاندين، عامل تنشيط الصفائح الدموية (PAF)، السيروتونين، الأدينوزين، إلخ.

يتم تنظيم نغمة العضلات الملساء القصبية من خلال عدة آليات عصبية هرمونية:

1. يتطور توسع القصبات الهوائية عند تحفيزه:
   • مستقبلات بيتا 2 الأدرينالية مع الأدرينالين.
   • مستقبلات VIP (نظام NAHX) مع ببتيد معوي فعال في الأوعية.
2. يحدث تضييق في تجويف القصبات الهوائية عند تحفيزه:
   • مستقبلات الأسيتيل كولين M- الكولينية؛
   • مستقبلات للمادة P (نظام NAHH)؛
   • مستقبلات ألفا الأدرينالية (على سبيل المثال، مع الحصار أو انخفاض حساسية مستقبلات بيتا 2 الأدرينالية).

توزيع الهواء داخل الرئة وتوافقه مع تدفق الدم

يتم تحديد عدم انتظام تهوية الرئة، الموجود بشكل طبيعي، في المقام الأول، من خلال عدم تجانس الخواص الميكانيكية لأنسجة الرئة. يتم تهوية الأجزاء القاعدية من الرئتين بشكل أكثر نشاطًا، وبدرجة أقل الأجزاء العلوية من الرئتين. إن التغيير في الخصائص المرنة للحويصلات الهوائية (على وجه الخصوص، مع انتفاخ الرئة) أو انتهاك انسداد الشعب الهوائية يؤدي إلى تفاقم عدم انتظام التهوية بشكل كبير، ويزيد من المساحة الميتة الفسيولوجية ويقلل من كفاءة التهوية.

انتشار الغاز

تعتمد عملية انتشار الغاز عبر الغشاء الشعري السنخي

1. من تدرج الضغط الجزئي للغازات على جانبي الغشاء (في الهواء السنخي وفي الشعيرات الدموية الرئوية)؛
2. على سمك الغشاء السنخي الشعري.
3. من السطح الكلي لمنطقة الانتشار في الرئة.

ش الشخص السليميبلغ الضغط الجزئي للأكسجين (PO2) في الهواء السنخي عادة 100 ملم زئبق. الفن، وفي الدم الوريدي - 40 ملم زئبق. فن. يبلغ الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (PCO2) في الدم الوريدي 46 ملم زئبق. الفن في الهواء السنخي - 40 ملم زئبق. فن. وبالتالي، فإن تدرج ضغط الأكسجين هو 60 ملم زئبق. الفن، وثاني أكسيد الكربون - فقط 6 ملم زئبق. فن. ومع ذلك، فإن معدل انتشار ثاني أكسيد الكربون عبر الغشاء الشعري السنخي أكبر بحوالي 20 مرة من الأكسجين. ولذلك، فإن تبادل ثاني أكسيد الكربون في الرئتين يحدث بشكل كامل تمامًا، على الرغم من انخفاض تدرج الضغط نسبيًا بين الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية.

يتكون الغشاء الشعري السنخي من طبقة خافضة للتوتر السطحي تبطن السطح الداخلي للحويصلات، والغشاء السنخي، والفضاء الخلالي، والغشاء الشعري الرئوي، وبلازما الدم، وغشاء كريات الدم الحمراء. يمكن أن يؤدي تلف كل مكون من مكونات الغشاء السنخي الشعري إلى صعوبة كبيرة في انتشار الغازات. ونتيجة لذلك، أثناء الأمراض، يمكن أن تتغير القيم المذكورة أعلاه للضغوط الجزئية للأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي والشعيرات الدموية بشكل كبير.

تدفق الدم الرئوي

هناك نظامان للدورة الدموية في الرئتين: تدفق الدم القصبي، الذي ينتمي إلى الدورة الدموية الجهازية، والدورة الرئوية نفسها، أو ما يسمى بالدورة الرئوية. بينهما، سواء في ظل الظروف الفسيولوجية والمرضية، هناك مفاغرة.

يقع تدفق الدم الرئوي وظيفيا بين النصف الأيمن والأيسر من القلب. القوة الدافعة لتدفق الدم الرئوي هي تدرج الضغط بين البطين الأيمن والأذين الأيسر (عادة حوالي 8 ملم زئبق). يدخل الدم الوريدي الفقير بالأكسجين والغني بثاني أكسيد الكربون إلى الشعيرات الدموية الرئوية عبر الشرايين. نتيجة لانتشار الغازات في الحويصلات الهوائية، يتم تشبع الدم بالأكسجين وتطهيره من ثاني أكسيد الكربون، ونتيجة لذلك يتدفق الدم الشرياني من الرئتين إلى الأذين الأيسر عبر الأوردة. في الممارسة العملية، يمكن أن تختلف هذه القيم على نطاق واسع. وينطبق هذا بشكل خاص على مستوى PaO2 في الدم الشرياني، والذي يبلغ عادة حوالي 95 ملم زئبق. فن.

يتم تحديد مستوى تبادل الغازات في الرئتين مع الأداء الطبيعي لعضلات الجهاز التنفسي، ونفاذية مجرى الهواء بشكل جيد، وتغير طفيف في مرونة أنسجة الرئة من خلال معدل تروية الدم عبر الرئتين وحالة الغشاء السنخي الشعري، الذي يتم من خلاله تنتشر الغازات تحت تأثير تدرج الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

علاقات التهوية والتروية

يتم تحديد مستوى تبادل الغازات في الرئتين، بالإضافة إلى شدة التهوية الرئوية وانتشار الغاز، أيضًا من خلال قيمة نسبة التهوية إلى التروية (V/Q). عادة، مع تركيز الأكسجين في الهواء المستنشق بنسبة 21% والضغط الجوي الطبيعي، تكون نسبة V/Q 0.8.

ومع تساوي جميع العوامل الأخرى، فإن انخفاض نسبة الأوكسجين في الدم الشرياني يمكن أن يكون نتيجة لسببين:

• انخفاض في التهوية الرئوية مع الحفاظ على نفس مستوى تدفق الدم عند V/Q
• انخفاض تدفق الدم مع الحفاظ على تهوية الحويصلات الهوائية (V / Q > 1.0).

المرونة - نعم قياس مرونة أنسجة الرئة. كلما زادت مرونة الأنسجة، كلما زاد الضغط المطلوب لتحقيق تغيير معين في حجم الرئة. الجر المرن رئتينيحدث بسبب المحتوى العالي من ألياف الإيلاستين والكولاجين فيها. تم العثور على الإيلاستين والكولاجين في الجدران السنخية حول القصبات الهوائية و الأوعية الدموية. ربما لا ترجع مرونة الرئتين إلى استطالة هذه الألياف بقدر ما ترجع إلى التغيير في ترتيبها الهندسي، كما لوحظ عند شد نسيج النايلون: على الرغم من أن الخيوط نفسها لا تتغير في الطول، إلا أن القماش يتمدد بسهولة بسبب إلى نسجهم الخاص.

ترجع نسبة معينة من الجر المرن للرئتين أيضًا إلى عمل قوى التوتر السطحي عند السطح البيني للغاز والسائل في الحويصلات الهوائية. التوتر السطحي - هذه هي القوة التي تحدث على السطح الذي يفصل بين السائل والغاز. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن التماسك بين الجزيئات داخل السائل أقوى بكثير من قوى الالتصاق بين جزيئات مرحلتي السائل والغاز. ونتيجة لذلك، تصبح المساحة السطحية للطور السائل ضئيلة. تتفاعل قوى التوتر السطحي في الرئتين مع الارتداد المرن الطبيعي لتسبب انهيار الحويصلات الهوائية.

مادة خاصة ( التوتر السطحي) ، يتكون من الدهون الفوسفاتية والبروتينات ويبطن السطح السنخي، ويقلل من التوتر السطحي داخل الحويصلات الهوائية. يتم إفراز الفاعل بالسطح بواسطة الخلايا الظهارية السنخية من النوع الثاني وله العديد من الوظائف الفسيولوجية المهمة. أولاً، عن طريق خفض التوتر السطحي، فإنه يزيد من مطاوعة الرئة (يقلل من المرونة). هذا يقلل من العمل المنجز أثناء الاستنشاق. ثانيا، يتم ضمان استقرار الحويصلات الهوائية. يتناسب الضغط الناتج عن قوى التوتر السطحي في الفقاعة (الحويصلات الهوائية) عكسيا مع نصف قطرها، وبالتالي، مع نفس التوتر السطحي في الفقاعات الصغيرة (الحويصلات الهوائية)، يكون أكبر منه في الفقاعات الكبيرة. تخضع هذه القوى أيضًا لقانون لابلاس المذكور سابقًا (1)، مع بعض التعديلات: "T" هو التوتر السطحي، و"r" هو نصف قطر الفقاعة.

وفي غياب المنظف الطبيعي، تميل الحويصلات الهوائية الصغيرة إلى ضخ الهواء إلى الحويصلات الأكبر حجما. وبما أن بنية طبقة المادة الخافضة للتوتر السطحي تتغير عندما يتغير القطر، فإن تأثيرها في تقليل قوى التوتر السطحي يكون أكبر، كلما قل قطر الحويصلات الهوائية. يعمل الظرف الأخير على تنعيم تأثير نصف قطر الانحناء الأصغر وزيادة الضغط. وهذا يمنع انهيار الحويصلات الهوائية وظهور الانخماص أثناء الزفير (قطر الحويصلات الهوائية ضئيل)، وكذلك حركة الهواء من الحويصلات الهوائية الأصغر إلى الحويصلات الهوائية الأكبر (بسبب تعادل قوى التوتر السطحي في الحويصلات الهوائية المختلفة أقطار).

تتميز متلازمة الضائقة التنفسية الوليدية بنقص الفاعل بالسطح الطبيعي. عند الأطفال المرضى، تصبح الرئتان متصلبة ومستعصية وعرضة للانهيار. يحدث نقص الفاعل بالسطح أيضًا عندما متلازمة الضائقة التنفسيةأما عند البالغين، فإن دوره في تطور هذا النوع من فشل الجهاز التنفسي يكون أقل وضوحًا.

يسمى الضغط الناتج عن الحمة المرنة للرئة ضغط الارتداد المرن (بيل). يستخدم عادة كمقياس للجر المرن القابلية للتوسعة (C - من الامتثال باللغة الإنجليزية)،والتي تكون في علاقة متبادلة مع المرونة:

ج = 1/ه = دف/دب

تنعكس القابلية للتمدد (التغير في الحجم لكل وحدة ضغط) من خلال ميل منحنى ضغط الحجم. اختلافات مماثلةبين العملية المباشرة والعكسية تسمى التباطؤ.وبالإضافة إلى ذلك، فمن الواضح أن المنحنيات لا تنشأ من الأصل. يشير هذا إلى أن الرئة تحتوي على كمية صغيرة ولكن قابلة للقياس من الغاز حتى عندما لا تتعرض لضغط قابل للتمدد.

يتم قياس الامتثال عادة في ظل ظروف ثابتة (Cstat)، أي في حالة التوازن، أو بمعنى آخر، في غياب حركة الغاز في الجهاز التنفسي. القابلية للتوسعة الديناميكية(Cdyn)، ​​الذي يتم قياسه على خلفية التنفس الإيقاعي، يعتمد أيضًا على مقاومة مجرى الهواء. من الناحية العملية، يتم قياس Cdyn من خلال ميل الخط المرسوم بين نقطتي بداية الشهيق والزفير على منحنى الضغط والحجم الديناميكي.

في ظل الظروف الفسيولوجية، تصل قابلية التمدد الساكنة لرئتي الإنسان عند الضغط المنخفض (5-10 سم H2O) إلى حوالي 200 مل/سم من الماء. فن. ومع ذلك، فإنه يتناقص عند الضغوط الأعلى (الأحجام). وهذا يتوافق مع قسم مسطح من منحنى حجم الضغط. يتم تقليل امتثال الرئتين بشكل طفيف مع الوذمة السنخية والانهيار، مع زيادة الضغط في الأوردة الرئوية وفيضان الرئتين بالدم، مع زيادة حجم السائل خارج الأوعية الدموية، وجود التهاب أو تليف. يُعتقد أن انتفاخ الرئة يزداد بسبب فقدان أو إعادة هيكلة المكونات المرنة لأنسجة الرئة.

نظرًا لأن التغيرات في الضغط والحجم غير خطية، غالبًا ما يُستخدم الامتثال "المطبيعي" لكل وحدة حجم الرئة لتقييم الخصائص المرنة لأنسجة الرئة - قابلية التمدد المحددة.يتم حسابه عن طريق قسمة الامتثال الثابت على حجم الرئة الذي يتم قياسه فيه. في العيادة، يتم قياس امتثال الرئة الساكنة عن طريق الحصول على منحنى حجم الضغط لتغيرات الحجم بمقدار 500 مل من مستوى القدرة الوظيفية المتبقية (FRC).

تبلغ قابلية التمدد الطبيعية للصدر حوالي 200 مل/سم3 من الماء. فن. يتم تفسير الجر المرن للصدر من خلال الوجود مركبات اساسيه، ربما لمواجهة التشوه قوة العضلاتجدار الصدر. بسبب وجود خصائص مرنة، يميل الصدر أثناء الراحة إلى التوسع، وتميل الرئتان إلى الانهيار، أي. على مستوى القدرة الوظيفية المتبقية (FRC)، يتم موازنة الارتداد المرن للرئة، الموجه إلى الداخل، من خلال الارتداد المرن لجدار الصدر، الموجه إلى الخارج. مع توسع حجم تجويف الصدر من مستوى FRC إلى الحد الأقصى لحجمه (إجمالي سعة الرئة، TLC)، يتناقص الارتداد الخارجي لجدار الصدر. عند 60% من القدرة الحيوية التي يتم قياسها أثناء الشهيق (الحد الأقصى لكمية الهواء التي يمكن استنشاقها بدءًا من مستوى حجم الرئة المتبقي)، ينخفض ​​ارتداد الصدر إلى الصفر. مع مزيد من التوسع في الصدر، يتم توجيه ارتداد جداره إلى الداخل. عدد كبير من الاضطرابات السريرية، بما في ذلك السمنة المفرطة والتليف الجنبي الموسع والحداب، تتميز بالتغيرات في امتثال جدار الصدر.

في الممارسة السريريةعادة ما يتم تقييمها القابلية للتوسعة الكليةالرئتين والصدر (C عام). عادة ما يكون حوالي 0.1 سم/ماء. فن. ويوصف بالمعادلة التالية:

1/ج عام = 1/ج صدر + 1/ ج رئتين

هذا المؤشر هو الذي يعكس الضغط الذي يجب أن تخلقه عضلات الجهاز التنفسي (أو جهاز التنفس الصناعي) في النظام للتغلب على الارتداد المرن الثابت للرئتين وجدار الصدر بأحجام مختلفة من الرئة. في الوضع الأفقي، تنخفض قابلية تمدد الصدر بسبب ضغط أعضاء البطن على الحجاب الحاجز.

عندما يتحرك خليط من الغازات عبر الجهاز التنفسي، تنشأ مقاومة إضافية، تسمى عادة غير مرن.تنجم المقاومة غير المرنة بشكل رئيسي (70%) عن الديناميكا الهوائية (احتكاك تيار الهواء بجدران الجهاز التنفسي)، وبدرجة أقل بسبب اللزوجة (أو التشوه المرتبط بحركة الأنسجة أثناء حركة الرئتين والجهاز التنفسي). الصدر) مكونات. يمكن أن تزيد نسبة المقاومة اللزوجة بشكل ملحوظ مع زيادة كبيرة في حجم المد والجزر. وأخيرًا، هناك نسبة صغيرة هي مقاومة القصور الذاتي التي تمارسها كتلة أنسجة الرئة والغاز أثناء تسارع وتباطؤ معدل التنفس. صغيرة جدًا في الظروف العادية، يمكن أن تزيد هذه المقاومة مع التنفس المتكرر أو حتى تصبح المقاومة الرئيسية أثناء التهوية الميكانيكية مع ارتفاع وتيرة دورات الجهاز التنفسي.

موضوع المحاضرة: "علم وظائف الأعضاء الجهاز التنفسي. التنفس الخارجي."

التنفس عبارة عن مجموعة من العمليات المتتابعة التي تضمن أن الجسم يستهلك الأكسجين ويطلق ثاني أكسيد الكربون.

يدخل الأكسجين إلى الرئتين كجزء من الهواء الجوي، ويتم نقله عن طريق الدم وسوائل الأنسجة إلى الخلايا ويستخدم في الأكسدة البيولوجية. أثناء عملية الأكسدة يتكون ثاني أكسيد الكربون، الذي يدخل إلى سوائل الجسم، وينقل بواسطتها إلى الرئتين وينطلق في البيئة.

يتضمن التنفس سلسلة معينة من العمليات: 1) التنفس الخارجيتوفير تهوية الرئتين. 2) تبادل الغازات بين الهواء السنخي والدم. 3) نقل الغازات عن طريق الدم. 4) تبادل الغازات بين الدم في الشعيرات الدموية وسائل الأنسجة. 5) تبادل الغازات بين سائل الأنسجة والخلايا. 6) الأكسدة البيولوجية في الخلايا (التنفس الداخلي).موضوع النظر في علم وظائف الأعضاء هو العمليات الخمس الأولى؛ تتم دراسة التنفس الداخلي في دورة الكيمياء الحيوية.

التنفس الخارجي

الميكانيكا الحيوية لحركات الجهاز التنفسي

يحدث التنفس الخارجي بسبب التغيرات في حجم التجويف الصدري، مما يؤثر على حجم الرئتين. يزداد حجم التجويف الصدري أثناء الشهيق (الشهيق)، ويتناقص أثناء الزفير (الزفير). تتبع الرئتان بشكل سلبي التغيرات في حجم التجويف الصدري، حيث تتوسع مع الشهيق وتنهار مع الزفير. توفر حركات التنفس هذه تهوية للرئتين نظرًا لأنه عند الشهيق، يدخل الهواء إلى الحويصلات الهوائية عبر الشعب الهوائية، وعند الزفير يخرج منها. يتغير حجم التجويف الصدري نتيجة لتقلصات عضلات الجهاز التنفسي.

. عضلات الجهاز التنفسي

توفر عضلات الجهاز التنفسي زيادة أو نقصانًا إيقاعيًا في حجم التجويف الصدري. وظيفيا، وتنقسم عضلات الجهاز التنفسي إلى الشهيق (الرئيسية والمساعدة) والزفير. مجموعة العضلات الملهمة الرئيسية هي الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية والعضلات الغضروفية الداخلية. العضلات المساعدة - الأخمعية، القصية الترقوية الخشائية، شبه المنحرفة، الصدرية الكبرى والصغرى. تتكون مجموعة عضلات الزفير من عضلات البطن (المائلة الداخلية والخارجية والمستقيمة والمستعرضة) والعضلات الوربية الداخلية.

أهم عضلة للإلهام هي الحجاب الحاجز - وهي عضلة مخططة على شكل قبة تفصل بين تجاويف الصدر والبطن. وهي متصلة بالفقرات القطنية الثلاث الأولى (الجزء الفقري من الحجاب الحاجز) والأضلاع السفلية (الجزء الضلعي). تقترب الأعصاب من الحجاب الحاجزالثالث - الخامس قطاعات عنق الرحم الحبل الشوكي. عندما ينقبض الحجاب الحاجز، تتحرك أعضاء البطن إلى الأسفل وإلى الأمام وتزداد الأبعاد العمودية للتجويف الصدري. بالإضافة إلى ذلك، ترتفع الأضلاع وتتباعد، مما يؤدي إلى زيادة الحجم العرضي للتجويف الصدري. أثناء التنفس الهادئ يكون الحجاب الحاجز هو العضلة الشهيقية النشطة الوحيدة وتنخفض قبته بمقدار 1 - 1.5 سم، ومع التنفس القسري العميق تزداد سعة حركات الحجاب الحاجز (يمكن أن تصل الرحلة إلى 10 سم) والعضلات الوربية الخارجية والعضلات المساعدة يتم تفعيلها. من بين العضلات الإضافية، أهمها العضلة الأخمعية والقصية الترقوية الخشائية.

تربط العضلات الوربية الخارجية الأضلاع المجاورة. يتم توجيه أليافها بشكل غير مباشر إلى الأسفل وإلى الأمام من الضلع العلوي إلى الضلع السفلي. عندما تنقبض هذه العضلات، ترتفع الأضلاع وتتحرك للأمام، مما يؤدي إلى زيادة حجم تجويف الصدر في الاتجاهين الأمامي الخلفي والجانبي.لا يسبب شلل العضلات الوربية مشاكل خطيرة في التنفس لأن الحجاب الحاجز يوفر التهوية.

تنقبض عضلات الأخمعية أثناء الاستنشاق، وترفع الضلعين العلويين، وترفع الصدر بأكمله معًا. ترفع العضلات القصية الترقوية الخشائيةأنا الضلع والقص. أثناء التنفس الهادئ، لا يشاركون عمليا، ولكن مع زيادة التهوية الرئوية يمكنهم العمل بشكل مكثف.

زفير أثناء التنفس الهادئ يحدث بشكل سلبي. تتمتع الرئتان والصدر بالمرونة، وبالتالي بعد الاستنشاق، عندما تمتدان بنشاط، تميلان إلى العودة إلى موضعهما السابق. في النشاط البدنيعندما تزداد مقاومة مجرى الهواء، يصبح الزفير نشطا.

أهم وأقوى عضلات الزفير هي عضلات البطن، التي تشكل الجدار الأمامي الوحشي لتجويف البطن. عندما تنقبض، يزداد الضغط داخل البطن، ويرتفع الحجاب الحاجز، وينخفض ​​حجم تجويف الصدر، وبالتالي الرئتين.

تشارك العضلات الوربية الداخلية أيضًا في الزفير النشط. ومع انقباضها، تنخفض الأضلاع ويقل حجم الصدر. بالإضافة إلى ذلك، يساعد انقباض هذه العضلات على تقوية المساحات الوربية.

عند الرجال، يسود نوع التنفس البطني (الحجابي)، حيث يزداد حجم تجويف الصدر بشكل رئيسي بسبب حركات الحجاب الحاجز. عند النساء، هناك نوع من التنفس الصدري (الضلعي)، حيث يتم المساهمة بشكل أكبر في التغيرات في حجم تجويف الصدر عن طريق تقلصات العضلات الوربية الخارجية التي توسع الصدر. نوع الصدرالتنفس يسهل تهوية الرئتين أثناء الحمل.

التغيرات في ضغط الرئة

تغير عضلات الجهاز التنفسي حجم الصدر وتخلق تدرج الضغط اللازم لخلق تدفق الهواء عبر الشعب الهوائية. أثناء الاستنشاق، تتبع الرئتان بشكل سلبي الزيادة الحجمية للصدر، ونتيجة لذلك، يصبح الضغط في الحويصلات الهوائية أقل من الضغط الجوي بمقدار 1.5-2 ملم زئبق. فن. (سلبي). تحت تأثير تدرج الضغط السلبي، يدخل الهواء من البيئة الخارجية إلى الرئتين. على العكس من ذلك، عند الزفير، يقل حجم الرئتين، ويصبح الضغط في الحويصلات الهوائية أعلى من الضغط الجوي (الإيجابي) ويهرب الهواء السنخي إلى البيئة الخارجية. في نهاية الشهيق والزفير، يتوقف حجم تجويف الصدر عن التغير، ومع فتح المزمار، يصبح الضغط في الحويصلات الهوائية مساويا للضغط الجوي. الضغط السنخي(Pa1y) يمثل المبلغ الضغط الجنبي(Р1) والضغط الناتج الجر المرن للحمةالرئة (Pe1): Ra1y = Pp1 + Re1.

الضغط الجنبي

يعتمد الضغط في التجويف الجنبي المغلق بإحكام بين الطبقات الحشوية والجدارية من غشاء الجنب على حجم واتجاه القوى الناتجة عن الحمة المرنة للرئتين وجدار الصدر.يمكن قياس الضغط الجنبي باستخدام مقياس ضغط متصل بالتجويف الجنبي بإبرة مجوفة. في الممارسة السريرية، غالبًا ما يتم استخدام طريقة غير مباشرة لتقييم الضغط الجنبي عن طريق قياس الضغط في الجزء السفلي من المريء باستخدام قسطرة بالونية للمريء. يعكس الضغط داخل المريء أثناء التنفس التغيرات في الضغط داخل الجنبة.

يكون الضغط الجنبي أقل من الضغط الجوي أثناء الشهيق، وأثناء الزفير يمكن أن يكون أقل أو أعلى أو مساويا للضغط الجوي اعتمادا على قوة الزفير. أثناء التنفس الهادئ، يكون الضغط الجنبي قبل بدء الاستنشاق -5 سم ماء، وقبل بدء الزفير، ينخفض ​​​​بمقدار 3-4 سم ماء آخر. في حالة استرواح الصدر (انتهاك لضيق الصدر واتصال التجويف الجنبي مع البيئة الخارجية)، يتم تعادل الضغط الجنبي والغلاف الجوي، مما يؤدي إلى انهيار الرئة ويجعل تهويتها مستحيلة.

يسمى الفرق بين الضغط السنخي والضغط الجنبي الضغط الرئوي(P1p = Ragu – Pp1) والتي تعتبر قيمتها بالنسبة للضغط الجوي الخارجي العامل الرئيسي المسبب لحركة الهواء في الخطوط الجويةرئتين.

في منطقة اتصال الرئة مع الحجاب الحاجز، يتم استدعاء الضغط عبر الحجاب الحاجز(Р1с1)؛ يتم حسابه على أنه الفرق بين الضغط داخل البطن (Pab) والضغط الجنبي: PSh = Pab - Pp1.

قياس الضغط عبر الحجاب الحاجز هو الطريقة الأكثر دقة لتقييم انقباض الحجاب الحاجز. مع تقلصه النشط، يتم ضغط محتويات تجويف البطن ويزداد الضغط داخل البطن، ويصبح الضغط عبر الحجاب الحاجز إيجابيا.

الخصائص المرنة للرئتين

إذا تم وضع رئة معزولة في حجرة وانخفض الضغط فيها إلى ما دون الضغط الجوي، فإن الرئة سوف تتوسع. يمكن قياس حجمه باستخدام مقياس التنفس، والذي يسمح ببناء منحنى حجم الضغط الثابت (الشكل 7.2). في غياب التدفق، منحنيات الشهيق والزفير مختلفة. يميز هذا الاختلاف بين المنحنيات قدرة جميع الهياكل المرنة على الاستجابة للانخفاض في الحجم بسهولة أكبر من الاستجابة للزيادة في الحجم. يوضح الشكل التناقض بين بداية المنحنيات وأصل الإحداثيات، مما يدل على محتوى كمية معينة من الهواء في الرئتين حتى في حالة عدم وجود ضغط ممتد.

مطاوعة الرئة

يمكن التعبير عن العلاقة بين الضغط والتغير في حجم الرئة بالصيغة P = E-dU، حيث P هو ضغط الشد، E هو المرونة، DU هو التغير في حجم الرئة. المرونة هي مقياس لمرونة أنسجة الرئة. يسمى مقلوب المرونة (C$1a1 = 1/E). قابلية التمدد الساكنة.وبالتالي، فإن القابلية للتمدد هي التغير في الحجم لكل وحدة ضغط. في البالغين: 0.2 لتر/سم3 من الماء. مع t تكون الرئة أكثر قابلية للتمدد عند الأحجام المنخفضة والمتوسطة. يعتمد الامتثال الثابت على حجم الرئتين. تتعرض الرئة الكبيرة لتغيرات أكبر في حجمها لكل وحدة تغير في الضغط مقارنة بالرئة الصغيرة.

سطح الحويصلات الهوائية مغطى من الداخل بطبقة رقيقة من السائل الذي يحتوي على مادة خافضة للتوتر السطحي. يتم إفراز الفاعل بالسطح بواسطة الخلايا الظهارية السنخيةثانيا النوع ويتكون من الدهون الفوسفاتية والبروتينات.

الخصائص المرنة للصدر

ليس فقط الرئتين، ولكن أيضًا جدار الصدر يتمتعان بالمرونة. مع حجم الرئة المتبقي، يتم توجيه الارتداد المرن لجدار الصدر إلى الخارج. ومع زيادة حجم تجويف الصدر، يقل ارتداد الجدار الموجه نحو الخارج، وعندما يصل حجم تجويف الصدر إلى حوالي 60% من القدرة الحيوية للرئتين، فإنه ينخفض ​​إلى الصفر. عند مستوى السعة الكلية للرئتين، فإن ارتداد جدارها يتجه نحو الداخل. القابلية للتمدد الطبيعية لجدار الصدر هي 0.2 لتر/سم3 من الماء. ج- تتحد الرئتان وجدار الصدر وظيفياً من خلال التجويف الجنبي.ن على مستوى السعة الكلية للرئة، يتم تلخيص الارتداد المرن للرئتين وجدار الصدر، مما يخلق ضغطًا ارتداديًا كبيرًا للجهاز التنفسي بأكمله. على مستوى الحجم المتبقي، فإن الارتداد المرن الخارجي لجدار الصدر يتجاوز بشكل كبير الارتداد الداخلي للرئتين. ونتيجة لذلك، يتطور الجهاز التنفسي إجمالي ضغط الارتداد,موجهة إلى الخارج. على مستوى القدرة الوظيفية المتبقية (FRC)، يتم موازنة الدفع المرن للرئتين، الموجه إلى الداخل، مع الدفع المرن للصدر، الموجه إلى الخارج. وهكذا، مع RK.S، يكون الجهاز التنفسي في حالة توازن. تبلغ قابلية التمدد الساكنة للجهاز التنفسي بأكمله عادة 0.1 لتر/سم3 من الماء.

المقاومة في الجهاز التنفسي

تواجه حركة الهواء عبر الجهاز التنفسي مقاومة من قوى الاحتكاك على جدران القصبات الهوائية، والتي يعتمد حجمها على طبيعة تدفق الهواء. هناك ثلاثة أوضاع للتدفق في الشعب الهوائية: الصفحي، المضطرب، والانتقالي. معظم مظهر مميزيعتبر التدفق في ظل ظروف التفرع الثنائي للشجرة الرغامية القصبية انتقاليًا، بينما يتم ملاحظة التدفق الصفحي فقط في الممرات الهوائية الصغيرة.

يمكن حساب مقاومة مجرى الهواء عن طريق قسمة فرق الضغط على تجويف الفموالحويصلات الهوائية على معدل تدفق الهواء الحجمي. تتوزع مقاومة الشعب الهوائية بشكل غير متساو، ففي الشخص البالغ، عند التنفس من خلال الفم، يمثل البلعوم والحنجرة حوالي 25% من إجمالي المقاومة؛ حصة الشعب الهوائية الكبيرة داخل الصدر (القصبة الهوائية والفصي والشعب الهوائية القطاعية) - حوالي 65٪ من إجمالي المقاومة، والباقي 15٪ - حصة الشعب الهوائية التي يبلغ قطرها أقل من 2 مم. تساهم المسالك الهوائية الصغيرة بشكل ضئيل في المقاومة الكلية، نظرًا لأن مساحة مقطعها الإجمالي كبيرة، وبالتالي تكون المقاومة صغيرة.

تتأثر مقاومة مجرى الهواء بشكل كبير بالتغيرات في حجم الرئة. يتم تمدد القصبات الهوائية بواسطة أنسجة الرئة المحيطة بها. يزداد خلوصها وتقل المقاومة. تعتمد المقاومة الديناميكية الهوائية أيضًا على نغمة العضلات الملساء للقصبات الهوائية والخصائص الفيزيائية للهواء (الكثافة واللزوجة).

تبلغ المقاومة الطبيعية للممرات الهوائية عند البالغين عند مستوى القدرة الوظيفية المتبقية (RK.C) حوالي 15 سم من الماء. ش./ل/ث.

عمل التنفس

تقوم عضلات الجهاز التنفسي، التي تطور القوة التي تحرك الرئتين وجدار الصدر، بعمل معين. يتم التعبير عن عمل التنفس (أ) بالمنتج الضغط الكلييتم تطبيقها على جهاز التهوية في لحظة الدورة التنفسية (P)، والتغيرات في الحجم (الخامس ):

أ = ف ■الخامس.

أثناء الاستنشاق، ينخفض ​​\u200b\u200bالضغط داخل الجنبة، ويصبح حجم الرئة أعلى من RK.S. في هذه الحالة، يتكون العمل الذي يتم إجراؤه على ملء الرئتين (الاستنشاق) من عنصرين: أحدهما ضروري للتغلب على القوى المرنة ويمثله منطقة OAESDO؛ والآخر - للتغلب على مقاومة الشعب الهوائية - يتمثل في منطقة ABSEA. عمل الزفير هو منطقة AESBA. وبما أن الأخير يقع داخل منطقة OAESDO، يتم تنفيذ هذا العمل بسبب الطاقة المتراكمة بواسطة الحمة المرنة للرئتين أثناء عملية التمدد أثناء الشهيق.

عادة، مع التنفس الهادئ، يكون العمل صغيرًا ويصل إلى 0.03-0.06 واط دقيقة"" 1. يمثل التغلب على المقاومة المرنة 70٪ والمقاومة غير المرنة 30٪ من إجمالي عمل التنفس. يزداد عمل التنفس مع انخفاض مطاوعة الرئة (زيادة مساحة OAESDO) أو مع زيادة مقاومة الشعب الهوائية (زيادة مساحة ABSEA).

يمكن تحديد العمل المطلوب للتغلب على القوى المرنة (منطقة OAESDO) والمقاومة (منطقة ABSEA) لكل دورة تنفسية.

تهوية الرئتين

التهوية هي عملية مستمرة ومضبوطة لتحديث تكوين الغاز في الهواء الموجود في الرئتين. يتم ضمان تهوية الرئتين عن طريق إدخال الهواء الجوي الغني بـ O2 فيها وإزالة الغاز المحتوي على ثاني أكسيد الكربون الزائد أثناء الزفير.

حجم الرئة وقدراتها

لتوصيف وظيفة التهوية في الرئتين واحتياطياتها، فإن حجم الأحجام والقدرات الثابتة والديناميكية للرئتين له أهمية كبيرة. تشمل الأحجام الثابتة الكميات التي يتم قياسها بعد الانتهاء من مناورة التنفس دون الحد من سرعة (وقت) تنفيذها. ل مؤشرات ثابتةتتضمن أربعة أحجام رئوية أساسية: الحجم المدي (DO-UT)، والحجم الاحتياطي للشهيق (ROvd-1KU)، والحجم الاحتياطي للزفير (ROvyd-EKU)، والحجم المتبقي (OO-KU)، بالإضافة إلى القدرات: القدرة الحيوية للرئتين. (VC -US)، القدرة الشهيقية (Evd-1S)، وظيفية القدرة المتبقية(FRC-RKC) وإجمالي سعة الرئة (TLC-TLC).

أثناء التنفس الهادئ، مع كل دورة تنفسية، يدخل حجم من الهواء يسمى هواء المد والجزر (TI) إلى الرئتين. قيمة UT في الشخص السليم البالغ متغيرة جدًا؛ في حالة الراحة، يبلغ متوسط ​​VT حوالي 0.5 لتر.

يُطلق على الحد الأقصى لحجم الهواء الذي يمكن للشخص استنشاقه بعد التنفس الهادئ اسم الحجم الاحتياطي الشهيق (IVR). هذا الرقم بالنسبة لشخص في منتصف العمر بمتوسط ​​بيانات القياسات البشرية هو حوالي 1.5-1.8 لتر.

يُطلق على الحد الأقصى لحجم الهواء الذي يمكن لأي شخص زفيره بعد الزفير الهادئ اسم حجم احتياطي الزفير (ERV) وهو 1.0-1.4 لتر. ولعامل الجاذبية تأثير واضح على هذا المؤشر، لذا فهو أعلى في الوضع الرأسي منه في الوضع الأفقي.

الحجم المتبقي (VR) هو حجم الهواء الذي يبقى في الرئتين بعد أقصى جهد زفير؛ هو 1.0-1.5 لتر. يعتمد حجمه على كفاءة تقلص عضلات الزفير والخواص الميكانيكية للرئتين. مع التقدم في السن، تزداد السيرة الذاتية. ينقسم KU إلى منهار (يترك الرئة مع استرواح الصدر الثنائي الكامل) والحد الأدنى (يبقى في أنسجة الرئة بعد استرواح الصدر).

السعة الحيوية (VC) هي حجم الهواء الذي يمكن زفيره بأقصى جهد زفير بعد أقصى قدر من الإلهام. تشمل الولايات المتحدة UT و1KU وEKU. عند الرجال في منتصف العمر، يتراوح SV بين 3.5-5 لتر، عند النساء - 3-4 لتر.

سعة الاستنشاق (1C) هي مجموع UT و1KU. في البشر، 1C هو 2.0-2.3 لتر ولا يعتمد على وضع الجسم.

تبلغ القدرة الوظيفية المتبقية (FRC) - حجم الهواء في الرئتين بعد الزفير الهادئ - حوالي 2.5 لتر. ويسمى RSV أيضًا بحجم الزفير النهائي. عندما تصل الرئتان إلى RCS، يتم موازنة الارتداد المرن الداخلي مع الارتداد المرن الخارجي للصدر، مما يخلق ضغطًا جنبيًا سلبيًا. ويحدث هذا عند البالغين الأصحاء بمعدل 50% تقريبًا. TSC عند ضغط في التجويف الجنبي قدره 5 سم من الماء. ج.RKS هو مجموع EKU وKU. تتأثر قيمة RCR بشكل كبير بالمستوى النشاط البدنيوضعية الشخص والجسم وقت القياس. يكون RAS في الوضع الأفقي للجسم أقل منه في وضع الجلوس أو الوقوف بسبب الموضع المرتفع لقبة الحجاب الحاجز. قد ينخفض ​​​​الفيروس المخلوي التنفسي إذا كان الجسم تحت الماء بسبب انخفاض الامتثال العام للصدر. إجمالي سعة الرئة (TLC) هو حجم الهواء الموجود في الرئتين في نهاية الحد الأقصى للاستنشاق. TCS هو مجموع الولايات المتحدة وKU أو RKS و1C.

متحرككمياتتميز السرعة الحجمية لتدفق الهواء. يتم تحديدها مع الأخذ بعين الاعتبار الوقت الذي يقضيه في أداء مناورة التنفس. تشمل المؤشرات الديناميكية: حجم الزفير القسري في الثانية الأولى (FEV) - REU[); القدرة الحيوية القسرية (FVC - RUS)؛ معدل التدفق الزفيري الحجمي الأقصى (PEV) (PEV. -) REU)، وما إلى ذلك. يتم تحديد حجم وقدرة رئتي الشخص السليم من خلال عدد من العوامل: 1) الطول، ووزن الجسم، والعمر، والعرق، والخصائص الدستورية للشخص؛ 2) الخصائص المرنة لأنسجة الرئة والجهاز التنفسي. 3) الخصائص الانقباضية لعضلات الشهيق والزفير.

لتحديد أحجام وقدرات الرئة، يتم استخدام طرق قياس التنفس، وقياس التنفس، وقياس الرئة، وتصوير التحجم في الجسم. ولمقارنة نتائج قياسات أحجام الرئة وقدراتها، يجب أن ترتبط البيانات التي تم الحصول عليها بالظروف القياسية: درجة حرارة الجسم 37 درجة مئوية، والضغط الجوي 101 كيلو باسكال (760 ملم زئبق)، والرطوبة النسبية 100٪. يُشار إلى هذه الشروط القياسية بالاختصار VTRZ (من اللغة الإنجليزية. Hoyu hetregaShge، prozzige، forshgares!).

الخصائص الكمية لتهوية الرئة

المؤشر الكمي للتهوية الرئوية هو حجم دقيقة من التنفس(MOD - Y E) توصيف القيمة المجموعالهواء الذي يمر عبر الرئتين خلال دقيقة واحدة. يمكن تعريفه على أنه حاصل ضرب معدل التنفس (K.) بالحجم المدي (VT): V E = VT K. يتم تحديد حجم الحجم الدقيق للتنفس من خلال احتياجات التمثيل الغذائي للجسم وكفاءة الغاز تبادل. يتم تحقيق التهوية المطلوبة من خلال مجموعات مختلفة من معدل التنفس وحجم المد والجزر. في بعض الأشخاص، يتم تحقيق الزيادة في التهوية الدقيقة عن طريق زيادة وتيرة التنفس، وفي حالات أخرى - عن طريق تعميق التنفس.

في حالة الشخص البالغ، في ظل ظروف الراحة، تكون قيمة MOD في المتوسط ​​8 لترات.

أقصى قدر من التهوية(MVL) - حجم الهواء الذي يمر عبر الرئتين خلال دقيقة واحدة عند أداء أقصى تردد وعمق لحركات الجهاز التنفسي. هذه القيمة في أغلب الأحيان القيمة النظريةلأنه من المستحيل الحفاظ على الحد الأقصى مستوى ممكنالتهوية لمدة دقيقة واحدة حتى مع أقصى مجهود بدني بسبب زيادة نقص ثنائي أكسيد الكربون في الدم. لذلك، لتقييمه بشكل غير مباشر، استخدم المؤشر أقصى قدر من التهوية الطوعية.يتم قياسه عن طريق إجراء اختبار قياسي مدته 12 ثانية مع أقصى سعة لحركات التنفس، وتوفير حجم مدي (VT) يصل إلى 2-4 لتر، وبمعدل تنفس يصل إلى 60 في الدقيقة.

يعتمد MVL إلى حد كبير على قيمة السعة الحيوية (VC). في الشخص السليم في منتصف العمر يصل إلى 70-100 لتر دقيقة"1؛ وفي الرياضي يصل إلى 120-150 لتر دقيقة~".

التهوية السنخية

يتم توزيع خليط الغاز الذي يدخل إلى الرئتين أثناء الاستنشاق إلى جزأين غير متساويين في الحجم والأهمية الوظيفية. واحد منهم لا يشارك في تبادل الغازات، لأنه يملأ الشعب الهوائية (المساحة الميتة التشريحية - Vyo) والحويصلات الهوائية التي لا تروى بالدم (المساحة الميتة السنخية). يسمى مجموع المساحات الميتة التشريحية والسنخية الفضاء الميت الفسيولوجي.عند الشخص البالغ في وضعية الوقوف، يبلغ حجم المساحة الميتة (Vs1) 150 مل من الهواء، وتقع بشكل رئيسي في الشعب الهوائية. ويشارك هذا الجزء من الحجم المد والجزر في تهوية الشعب الهوائية والحويصلات الهوائية غير المشبعة. نسبة UsZ إلى UT هي 0.33. ويمكن حساب قيمتها باستخدام معادلة بور

نحن! = (RA CO 2 - R E CO 2 /RA CO 2 - P, C O 2) ■ UT,

حيث P A و P E و P [ CO 2 هو تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي والزفير والمستنشق.

ويدخل الجزء الآخر من حجم المد والجزر قسم الجهاز التنفسي، ممثلة بالقنوات السنخية والأكياس السنخية والحويصلات الهوائية نفسها، حيث تشارك في تبادل الغازات. ويسمى هذا الجزء من حجم المد والجزر الحجم السنخي.انها توفر

تهوية الحيز السنخي، ويتم حساب حجم التهوية السنخية (Vv) باستخدام الصيغة:

ص أ = ص ه - ( ك لنا!).

كما يلي من الصيغة، لا يشارك كل الهواء المستنشق في تبادل الغازات، وبالتالي فإن التهوية السنخية تكون دائمًا أقل من التهوية الرئوية. ترتبط مؤشرات التهوية السنخية والتهوية الرئوية والمساحة الميتة بالصيغة التالية:

Uy/Uye = نحن 1 /УТ = 1 - Уа/Уе.

ونادرا ما تكون نسبة حجم الفضاء الميت إلى حجم المد والجزر أقل من 0.3.

يكون تبادل الغازات أكثر كفاءة إذا تم توزيع التهوية السنخية والتروية الشعرية بالتساوي بالنسبة لبعضهما البعض. عادة، يتم تنفيذ التهوية في الغالب الأقسام العلويةالرئتين، في حين أن التروية تكون في الغالب في الرئتين السفليتين. تصبح نسبة التهوية إلى التروية أكثر اتساقًا أثناء التمرين.

لا توجد معايير بسيطة لتقييم التوزيع غير المتساوي للتهوية في مجرى الدم. زيادة نسبة حجم الفضاء الميت إلى حجم المد والجزر (U 6 /التوقيت العالمي)أو زيادة الاختلاف في توتر الأكسجين الجزئي في الشرايين والحويصلات الهوائية (A-aEOg) هي معايير غير محددة للتوزيع غير المتساوي لتبادل الغازات، ولكن يمكن أن تكون هذه التغييرات أيضًا ناجمة عن أسباب أخرى (انخفاض حجم المد والجزر، وزيادة المساحة الميتة التشريحية) .

ومن أهم مميزات التهوية السنخية ما يلي:

شدة تجديد تكوين الغاز، والتي تحددها نسبة حجم الحويصلات الهوائية والتهوية السنخية؛

التغيرات في حجم الحويصلات الهوائية، والتي قد تترافق إما مع زيادة أو نقصان في حجم الحويصلات الهوائية المهواة أو تغير في عدد الحويصلات الهوائية المشاركة في التهوية؛

الاختلافات في خصائص المقاومة والمرونة داخل الرئة، مما يؤدي إلى عدم تزامن التهوية السنخية.

يتم تحديد تدفق الغازات داخل أو خارج الحويصلات الهوائية من خلال الخصائص الميكانيكية للرئتين والممرات الهوائية، وكذلك القوى (أو الضغوط) المؤثرة عليها. يتم تحديد الخصائص الميكانيكية بشكل رئيسي من خلال مقاومة الشعب الهوائية لتدفق الهواء والخصائص المرنة لحمة الرئة.

على الرغم من أن التغيرات الكبيرة في حجم الحويصلات الهوائية يمكن أن تحدث في فترة قصيرة من الزمن (يمكن أن يتغير القطر 1.5 مرة خلال ثانية واحدة)، السرعة الخطيةهناك القليل جدًا من تدفق الهواء داخل الحويصلات الهوائية.

أبعاد الحيز السنخي تجعل اختلاط الغاز في الوحدة السنخية يحدث بشكل فوري تقريبًا نتيجة لحركات الجهاز التنفسي وتدفق الدم والحركة الجزيئية (الانتشار).

يرجع عدم انتظام التهوية السنخية أيضًا إلى عامل الجاذبية - الفرق في الضغط الرئوي في الأجزاء العلوية والسفلية من الصدر (التدرج أبيكو القاعدي). وفي الوضع العمودي في الأقسام السفلية يكون هذا الضغط أعلى بنحو 8 سم من الماء. مع ر (0.8 كيلو باسكال). التدرج أبيكو القاعدي موجود دائمًا بغض النظر عن درجة امتلاء الرئتين بالهواء، وهو بدوره يحدد ملء الحويصلات الهوائية بالهواء. أقسام مختلفةرئتين. عادة، يمتزج الغاز المستنشق على الفور تقريبًا مع الغاز السنخي. يكون تكوين الغاز في الحويصلات الهوائية متجانسًا عمليًا في أي مرحلة تنفسية وفي أي وقت للتهوية.

أي زيادة في النقل السنخي O 2 وثاني أكسيد الكربون، على سبيل المثال أثناء النشاط البدني، يصاحبه زيادة في تدرجات تركيز الغازات، مما يساهم في زيادة اختلاطها في الحويصلات الهوائية. يحفز الحمل الخلط السنخي عن طريق زيادة تدفق الهواء المستنشق وزيادة تدفق الدم، مما يزيد من تدرج الضغط السنخي الشعري للأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

تعتبر ظاهرة التهوية الجانبية مهمة لوظيفة الرئة المثلى. هناك ثلاثة أنواع من الروابط الجانبية:

Interalveolar، أو مسام كوهن. يحتوي كل سنخ عادة على حوالي 50 وصلة بين السنخات يتراوح قطرها من 3 إلى 13 ميكرومتر؛ ويزداد حجم هذه المسام مع التقدم في السن؛

الوصلات القصبية السنخية، أو قنوات لامبرت، والتي توجد بشكل طبيعي عند الأطفال والبالغين ويصل قطرها في بعض الأحيان إلى 30 ميكرون؛

الوصلات بين القصبات الهوائية أو قنوات مارتن والتي لا توجد في الإنسان السليم وتظهر في بعض الأمراض التي تصيب الخطوط الجويةوالحمة الرئوية.

تؤثر الجاذبية أيضًا على تدفق الدم الرئوي. يزداد التروية الإقليمية لكل وحدة من حجم الرئة من القمة إلى الأجزاء القاعدية للرئتين بدرجة أكبر من التهوية. لذلك، عادةً ما تنخفض نسبة التهوية إلى التروية (Va/Oc) من القمة إلى الأقسام السفلية. تعتمد علاقات التهوية والتروية على وضع الجسم والعمر ومقدار انتفاخ الرئة.

لا يشارك كل الدم الذي يصل إلى الرئتين في تبادل الغازات. في الأحوال الطبيعية، يمكن لكمية صغيرة من الدم أن تتسرب إلى الحويصلات الهوائية غير المهواة (ما يسمى بالتحويلة). في الشخص السليم، يمكن أن تختلف نسبة V a/C>c في مناطق مختلفة من الصفر (تحويلة الدورة الدموية) إلى ما لا نهاية (تهوية الفضاء الميت). ومع ذلك، في معظم حمة الرئة تبلغ نسبة التهوية إلى التروية حوالي 0.8. يؤثر تكوين الهواء السنخي على تدفق الدم في الشعيرات الدموية الرئوية. مع انخفاض محتوى O2 (نقص الأكسجة)، وكذلك انخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون (نقص ثاني أكسيد الكربون) في الهواء السنخي، هناك زيادة في نغمة العضلات الملساء للأوعية الرئوية وانقباضها مع زيادة في المقاومة الوعائية