הריאות והחזה יכולים להיחשב כתצורות אלסטיות, אשר, כמו קפיץ, מסוגלות להימתח ולהידחס עד גבול מסוים, וכאשר הכוח החיצוני נפסק, הן משחזרות באופן ספונטני את צורתן המקורית, ומחזירות את האנרגיה שהצטברה במהלך המתיחה. הרפיה מלאה של האלמנטים האלסטיים של הריאות מתרחשת כאשר הם ממוטים לחלוטין, והחזה - במצב של השראה תת-מקסימלית. המיקום הזה של הריאות והחזה הוא שנצפה במהלך פנאומוטורקס מוחלט(איור 23א).

בגלל אטימות חלל פלאורליהריאות והחזה נמצאים באינטראקציה. במקרה זה, החזה נדחס, והריאות נמתחות. האיזון ביניהם מושג ברמה של נשיפה רגועה (איור 23.6). התכווצות שרירי הנשימה מפרה את האיזון הזה. בנשימה רדודה, כוח המתיחה של השריר, יחד עם הרתיעה האלסטית של בית החזה, מתגבר על ההתנגדות האלסטית של הריאות (איור 23, ג). בשאיפה עמוקה יותר, נדרש מאמץ שרירי גדול בהרבה, שכן הכוחות האלסטיים של בית החזה מפסיקים לקדם שאיפה (איור 23, ד) או מתחילים לנטרל את מתיחת השריר, וכתוצאה מכך נדרשים מאמצים למתוח לא רק הריאות, אלא גם החזה (איור 23, 5).

ממצב השאיפה המקסימלית, החזה והריאות חוזרים למצב שיווי המשקל עקב האנרגיה הפוטנציאלית שנצברת במהלך השאיפה. נשיפה עמוקה יותר מתרחשת רק כאשר השתתפות פעילהשרירי נשיפה, הנאלצים להתגבר על ההתנגדות ההולכת וגוברת של בית החזה לדחיסה נוספת (איור 23, ו). קריסה מוחלטת של הריאות עדיין לא מתרחשת, ונשאר בהן נפח כלשהו של אוויר (נפח ריאות שיורי).

ברור שהנשימה העמוקה ביותר היא לא חיובית מבחינה אנרגטית. לכן, טיולי נשימה מתרחשים בדרך כלל בגבולות שבהם המאמצים של שרירי הנשימה הם מינימליים: שאיפה אינה עולה על מצב הרפיה מוחלטת של בית החזה, הנשיפה מוגבלת למצב שבו הכוחות האלסטיים של הריאות והחזה מאוזנים. .

אורז. 23

זה נראה הגיוני למדי לייחד כמה רמות המקבעות יחסים מסוימים בין הכוחות האלסטיים המקיימים אינטראקציה של מערכת הריאה-חזה: רמת השאיפה המקסימלית, שאיפה רגועה, נשיפה רגועה ונשיפה מקסימלית. רמות אלו מחלקות את הנפח המקסימלי (קיבולת הריאה הכוללת, TLC) למספר נפחים ויכולות: נפח גאות ושפל (TI), נפח רזרבה השראה (IRV), נפח רזרבה נשיפה (ERV), קיבולת חיונית (VC), יכולת השראה (Evd) , יכולת שיורית תפקודית (FRC) ונפח ריאות שיורי (RLV) (איור 24).

רגיל בישיבה אצל גברים גיל צעיר(בן 25) בגובה 170 ס"מ, VC הוא כ-5.0 ליטר, OEL - 6.5 ליטר, היחס בין OOL / OEL הוא 25%. בנשים בנות 25 בגובה 160 ס"מ, אותם נתונים הם 3.6 ליטר, 4.9 ליטר ו-27%. עם הגיל, VC יורד באופן ניכר, TRL משתנה מעט, וה-TRL עולה באופן משמעותי. ללא קשר לגיל, ה-FRC הוא כ-50% מה-TRL.

בתנאים של פתולוגיה, תוך הפרה של היחס הנורמלי בין הכוחות המקיימים אינטראקציה בפעולת הנשימה, מתרחשים שינויים הן בערכים האבסולוטיים של נפחי הריאות והן ביחס ביניהם. ירידה ב-VC ו-HL מתרחשת עם נוקשות של הריאות (פניאומוסקלרוזיס) ובחזה (kyphoscoliosis, ankylosing spondylitis), נוכחות של הידבקויות פלאורליות מאסיביות, כמו גם פתולוגיה של שרירי הנשימה וירידה ביכולת שלה לפתח מאמץ גדול. . באופן טבעי, ניתן להבחין בירידה ב-VC עם דחיסה של הריאות (pneumothorax, pleurisy), בנוכחות אטלקטזיס, גידולים, ציסטות, לאחר התערבויות כירורגיות על הריאות. כל זה מוביל לשינויים מגבילים במנגנון האוורור.

בפתולוגיית ריאות לא ספציפית, הגורם להפרעות מגבילות הוא בעיקר פנאומוסקלרוזיס והידבקויות פלאורליות, שלעתים מובילות לירידה ב

אורז. 24.

VC ו-ROEL עד 70-80% בשל. עם זאת, אין ירידה משמעותית ב-FRC וב-RTL, מכיוון שמשטח חילופי הגז תלוי בערך ה-FRC. תגובות מפצות מכוונות למנוע ירידה ב-FRC, אחרת הפרעות חילופי גזים עמוקות הן בלתי נמנעות. ככה זה עם התערבויות כירורגיותעל הריאות. לאחר כריתת ריאות, למשל, ה-TRL וה-VC יורדים בחדות, בעוד שה-FRC וה-TRL כמעט ולא משתנים.

לשינויים הקשורים לאובדן תכונות אלסטיות של הריאות יש השפעה רבה על המבנה של קיבולת הריאות הכוללת. יש עלייה ב-OOJI וירידה מקבילה ב-VC. הפשוט ביותר, ניתן להסביר את השינויים הללו על ידי שינוי ברמת הנשימה השקטה לצד ההשראה עקב ירידה ברתיעה האלסטית של הריאות (ראה איור 23). עם זאת, פיתוח מערכות יחסים הוא למעשה מורכב יותר. ניתן להסביר אותם במודל מכני, הרואה את הריאות כמערכת של צינורות אלסטיים (סמפונות) במסגרת אלסטית.

בגלל הקירות סימפונות קטניםיש תאימות רבה, לומן שלהם נתמך על ידי המתח של המבנים האלסטיים של stroma של הריאות, מותח באופן רדיאלי את הסמפונות. עם השראה מקסימלית, המבנים האלסטיים של הריאות מתוחים ביותר. תוך כדי הנשיפה המתח שלהם נחלש בהדרגה, וכתוצאה מכך ברגע מסוים של נשיפה, הסמפונות נדחסים והלומן שלהם נחסם. OOL הוא נפח הריאות שבו מאמץ הנשיפה חוסם את הסמפונות הקטנים ומונע התרוקנות נוספת של הריאות. ככל שהמסגרת האלסטית של הריאות ירודה יותר, נפח הנשיפה נמוך יותר, הסימפונות קורסים. זה מסביר את העלייה הקבועה ב- OOL בקשישים ואת העלייה הבולטת במיוחד שלו באמפיזמה ריאתית.

עלייה ב-TRL אופיינית גם לחולים עם לקויות פטנטיות הסימפונות. זה מקל על ידי עלייה בלחץ הנשיפה תוך חזה, אשר הכרחי כדי להעביר אוויר לאורך עץ הסימפונות הצר. במקביל, גם ה-FRC עולה, ובמידה מסוימת כן תגובה מפצה, מאחר שככל שרמת הנשימה השקטה מוסטת לצד ההשראה, הסימפונות נמתחים חזק יותר וגדלים כוחות הרתיעה האלסטיים של הריאות, שמטרתם להתגבר על ההתנגדות המוגברת של הסימפונות.

מחקרים מיוחדים הראו שחלק מהסימפונות קורסות לפני שמגיעים לרמת הנשיפה המקסימלית. נפח הריאות שבו הסימפונות מתחילים להתמוטט, מה שנקרא נפח הסגירה, הוא בדרך כלל גדול מה-OOL, בחולים הוא עשוי להיות גדול מה-FFU. במקרים אלה, גם עם נשימה שקטה באזורים מסוימים של הריאות, האוורור מופרע. שינוי ברמת הנשימה לצד ההשראה, כלומר, עלייה ב-FRC, במצב כזה מתאים אפילו יותר.

השוואה בין מילוי אוויר של הריאות, שנקבע בשיטת הפלתיזמוגרפיה הכללית, לבין נפח האוורור של הריאות, שנמדד על ידי ערבוב או שטיפה של גזים אינרטיים, מגלה בפתולוגיה ריאתית חסימתית, במיוחד באמפיזמה, נוכחות של אזורים מאווררים גרועים. , שבו גז אינרטי כמעט ולא נכנס במהלך נשימה ממושכת. אזורים שאינם משתתפים בהחלפת גז מגיעים לפעמים לנפח של 2.0-3.0 ליטר, וכתוצאה מכך יש צורך להבחין בעלייה של FRC בערך פי 1.5-2, ROL - פי 2-3 לעומת הנורמה, וכן היחס TOL / TEL - עד 70-80%. סוג של תגובה מפצה במקרה זה היא עלייה ב-REL, לפעמים משמעותית, עד 140-150% מהנורמה. המנגנון הוא כזה עלייה חדה OEL לא ברור. הירידה ברתיעה האלסטית של הריאות, האופיינית לאמפיזמה, מסבירה זאת רק בחלקה.

המבנה מחדש של מבנה ה-RFE משקף מערך מורכב של שינויים פתולוגיים ותגובות מפצות-מסתגלות שמטרתן, מצד אחד, להבטיח תנאים מיטביים לחילופי גזים, ומצד שני, ליצור את האנרגיה החסכונית ביותר של פעולת הנשימה.

נפחי ריאות אלו, הנקראים סטטיים (בניגוד לדינמיים: נפח נשימה דקה - MOD, נפח אוורור מכתשית וכו'), נתונים למעשה לשינויים משמעותיים אפילו מעל טווח קצרתצפיות. זה לא נדיר לראות איך, לאחר חיסול הסמפונות, מילוי האוויר של הריאות פוחת בכמה ליטרים. אפילו עלייה משמעותית ב-TRL והחלוקה מחדש של המבנה שלו הם לפעמים הפיכים. לפיכך, אין נסבל לדעת כי מבחינת גודל היחס

OOL / OEL ניתן לשפוט על נוכחות וחומרת אמפיזמה. רק תצפית דינמית מאפשרת להבדיל בין התרחבות ריאתית חריפה לבין אמפיזמה.

עם זאת, היחס TOL/TEL צריך להיחשב כמאפיין אבחון חשוב. כבר עלייה קלה מצביעה על הפרה של התכונות המכניות של הריאות, שלעיתים יש להבחין בה גם בהיעדר הפרות של פטנט הסימפונות. נראה כי עלייה ב- ROL היא אחת מהן סימנים מוקדמיםפתולוגיה של הריאות, וחזרתה לשגרה היא קריטריון לשלמות ההחלמה או הפוגה.

השפעת מצב הסימפונות על מבנה ה-HL אינה מאפשרת לנו להתייחס לנפחי הריאות ויחסיהם רק כמדד ישיר לתכונות האלסטיות של הריאות. האחרון מאפיין בצורה ברורה יותר ערך מתיחה(C), המציין עד כמה הריאות משתנות עם שינוי בלחץ הפלאורלי של 1 ס"מ מים. אומנות. בדרך כלל, C הוא 0.20 ליטר / ס"מ מים. אומנות. בגברים ו-0.16 ליטר / ס"מ מים. אומנות. בקרב נשים. עם אובדן התכונות האלסטיות של הריאות, האופייני ביותר לאמפיזמה, C לפעמים עולה פי כמה בניגוד לנורמה. עם קשיחות של הריאות הנגרמת על ידי פנאומוסקלרוזיס, C, להיפך, פוחת פי 2-3-4.

יכולת ההרחבה של הריאות תלויה לא רק במצב סיבי האלסטיים והקולגן של סטרומת הריאה, אלא גם במספר גורמים נוספים, מהם חשיבות רבהשייך לכוחות של מתח פנים תוך מכתשית. זה האחרון תלוי בנוכחות על פני השטח של alveoli של חומרים מיוחדים, פעילי שטח, המונעים את קריסתם, ומפחיתים את כוח מתח הפנים. ערך הרחבת הריאות מושפע גם מהתכונות האלסטיות של עץ הסימפונות, טונוס שריריו וממילוי הדם של הריאות.

מדידה של C אפשרית רק בתנאים סטטיים כאשר תנועת האוויר דרך העץ הטראכאוברונכיאלי נפסקת, כאשר ערך הלחץ הפלאורלי נקבע אך ורק על ידי כוח הרתיעה האלסטית של הריאות. ניתן להשיג זאת בנשימה איטית של המטופל עם הפרעה תקופתית של זרימת האוויר או בנשימה רגועה בזמן השינוי של שלבי הנשימה. הצריכה האחרונה בחולים נותנת לעתים קרובות ערכי C נמוכים יותר, מכיוון שבמקרה של הפרות של סבלנות הסימפונות ושינויים בתכונות האלסטיות של הריאות, האיזון בין הלחץ המכתשי והאטמוספרי אינו מספיק להתרחש בעת שינוי שלבי הנשימה. ירידה בהיענות הריאות עם עלייה בקצב הנשימה היא עדות להטרוגניות המכנית של הריאות עקב פגיעה בסימפונות הקטנים, שמצבם קובע את חלוקת האוויר בריאות. ניתן לזהות זאת כבר בשלב הפרה-קליני, כאשר שיטות אחרות של מחקר אינסטרומנטלי אינן חושפות חריגות מהנורמה, והמטופל אינו מתלונן.

התכונות הפלסטיות של החזה בפתולוגיה לא ספציפית של הריאות אינן עוברות שינויים משמעותיים. בדרך כלל, יכולת ההרחבה של החזה היא 0.2 ליטר / ס"מ מים. אמנות, אבל יכול להפחית באופן משמעותי עם שינויים פתולוגייםשלד החזה והשמנת יתר, אשר יש לקחת בחשבון בעת ​​הערכת מצבו של המטופל.

4. שינוי בנפח הריאות בזמן שאיפה ונשיפה. תפקוד של לחץ תוך פלאורלי. חלל פלאורלי. פנאומוטורקס.
5. שלבי נשימה. נפח הריאה(ות). קצב נשימה. עומק נשימה. נפחי אוויר בריאות. נפח נשימתי. מילואים, נפח שיורי. קיבולת ריאה.

7. Alveoli. חומר פעיל שטח. מתח פני השטח של שכבת הנוזל במככיות. חוק לפלס.
8. התנגדות דרכי האוויר. התנגדות ריאות. זרימת אוויר. זרימה למינרית. זרימה סוערת.
9. תלות "נפח זרימה" בריאות. לחץ בדרכי האוויר במהלך הנשיפה.
10. עבודת שרירי הנשימה במהלך מחזור הנשימה. עבודת שרירי הנשימה בזמן נשימה עמוקה.

בשאיפה נמנעת עלייה בנפח חלל החזה רתיעה אלסטית של הריאות, תנועת חזה נוקשה, איברים חלל הבטןולבסוף, התנגדות דרכי הנשימה לתנועת האוויר לכיוון המכתשים. הגורם הראשון, כלומר הרתיעה האלסטית של הריאות, מונע במידה רבה את הגידול בנפח הריאות במהלך ההשראה.

התנפחות של הריאות (רקמת ריאות).

בתנאים פיזיולוגיים רגילים עומק השראהניתן רק להגביל תכונות גשמיותרקמת ריאה וחזה. התנגדות להתנפחות הריאות, המתרחשת כאשר אוויר חודר אליהן, נובעת מההרחבה שלהן רקמת חיבורוהתנגדות דרכי הנשימה לזרימת אוויר. מדד לתכונות האלסטיות של רקמת הריאה הוא יכולת ההרחבה של הריאות, המאפיינת את מידת העלייה בנפח הריאות בהתאם למידת הירידה בלחץ התוך פלאורלי:

איפה C - פְּרִישׁוּת(אנגלית - ציות), dV - שינוי בנפח הריאה (מ"ל), ו-dP - שינוי בלחץ התוך פלאורלי (ס"מ עמודת מים). ההתאמה מאפיינת באופן כמותי את מידת השינוי בנפח הריאות באדם, בהתאם למידת השינוי בלחץ התוך פלאורלי בזמן ההשראה. לחזה יש גם תכונות אלסטיות, לכן, ההרחבה של רקמות הריאות ורקמות החזה קובעות את התכונות האלסטיות של כל מנגנון הנשימה האנושי.

אורז. 10.6. עקומת ציות של ריאות אנושיות. העקומות מימין מציגות את השינוי בנפח הגאות והשפל וביכולת הריאה הכוללת המתרחש עם שינויים בלחץ התוך פלאורלי מבלי לקחת בחשבון את השפעת רקמות החזה. הריאות אינן קורסות במלואן אם הלחץ התוך פלאורלי הופך לאפס (נקודה 1). עקומות הציות חופפות בנקודה 2 לנפח גדול בריאות, כאשר רקמת הריאה מגיעה לגבול המתיחה האלסטית. Vp - לחץ תוך פלאורלי. משמאל - תרשים רישום של שינויים בלחץ תוך-פלאורלי ובנפח הנשימה של הריאות.

על איור. 10.6 מוצג שינוי בנפח הריאותהמתרחש עם שינויים בלחץ תוך-פלאורלי. הקווים העולים והיורדים מאפיינים את הניפוח והקריסת הריאות, בהתאמה. שבר של איור. 10.6 משמאל מראה כיצד ניתן למדוד את נפח הריאות ואת ערכי הלחץ התוך-פלאורלי בעת שרטוט. נפח הריאה אינו יורד לאפס כאשר הלחץ התוך פלאורלי הופך לאפס. ניפוח הריאות מרמת הנפח המינימלי שלהן מצריך מאמץ על מנת לפתוח את הדפנות הממוטטות של המכתשות עקב מתח הפנים המשמעותי של הנוזל המכסה הן את פני השטח שלהן והן את פני דרכי הנשימה. לכן, העקומות המתקבלות במהלך הניפוח והקריסת הריאות אינן חופפות זו לזו, והשינוי הלא ליניארי שלהן נקרא היסטרזיס.

ריאות עם נשימה שקטהלעולם לא שוכך לחלוטין, ולכן עקומת הירידה מתארת ​​שינויים בנפח הריאות עם שינויים בלחץ תוך-פלאורלי בטווח של -2 ס"מ aq. אומנות. עד -10 ס"מ אקוו. אומנות. בדרך כלל, לריאות האדם יכולת הרחבה גבוהה (200 מ"ל/ס"מ עמודת מים). האלסטיות של רקמת הריאה נובעת מתכונותיהם של סיבי החיבור של רקמת הריאה. עם הגיל, סיבים אלה, ככלל, מפחיתים את הטון, המלווה בעלייה בהרחבה ובירידה ברתיעה האלסטית של הריאות. אם רקמת הריאה פגומה או אם יש בה התפתחות מוגזמת של רקמת חיבור (פיברוזיס), הריאות מתארכות בצורה גרועה, ההארכה שלהן פוחתת, מה שמקשה על השאיפה ודורש מאמץ גדול בהרבה של שרירי הנשימה מהרגיל. .

התנפחות ריאתיתלא רק בגלל האלסטיות של רקמת הריאה, אלא גם בגלל מתח הפנים של שכבת הנוזל המכסה את המכתשים. בהשוואה לרתיעה האלסטית של הריאות, ההשפעה על מידת ההיענות לריאות במהלך הנשימה של גורם מתח הפנים של שכבת הנוזל המכסה את המכתשים מורכבת יותר.

תפקידן העיקרי (אם כי לא היחיד) של הריאות הוא להבטיח חילופי גזים תקינים. נשימה חיצונית היא תהליך של חילופי גזים בין אוויר אטמוספרי לדם בנימי הריאה, כתוצאה ממנו מתרחשת עורקים של הרכב הדם: לחץ החמצן עולה ולחץ ה-CO2 יורד. עוצמת חילופי הגזים נקבעת בעיקר על ידי שלושה מנגנונים פתופיזיולוגיים (אוורור ריאתי, זרימת דם ריאתית, דיפוזיה של גזים דרך הממברנה המכתשית-נימית), המסופקים על ידי מערכת הנשימה החיצונית.

אוורור ריאתי

אוורור ריאתי נקבע הגורמים הבאים(ע"פ זילבר):

1. מנגנון אוורור מכני, אשר, קודם כל, תלוי בפעילות שרירי הנשימה, בוויסות העצבים שלהם ובניידות של דפנות החזה;
2. גמישות והארכה של רקמת הריאה והחזה;
3. חופש דרכי אוויר;
4. הפצה תוך ריאה של אוויר והתאמתו לזרימת הדם בחלקים שונים של הריאה.

הפרות של אחד או יותר מהגורמים לעיל עלולות לפתח הפרעות אוורור משמעותיות מבחינה קלינית, המתבטאות במספר סוגים של כשל נשימתי אוורור.

מבין שרירי הנשימה, התפקיד המשמעותי ביותר שייך לסרעפת. התכווצותו הפעילה מביאה לירידה בלחץ התוך-חזה והתוך-פלורלי, הנעשה נמוך יותר מהלחץ האטמוספרי, וכתוצאה מכך מתרחשת השראה.

השאיפה מתבצעת עקב התכווצות פעילה של שרירי הנשימה (סרעפת), והנשיפה מתרחשת בעיקר עקב המתיחה האלסטית של הריאה עצמה ושל דופן בית החזה, היוצרת שיפוע לחץ נשימתי אשר בתנאים פיזיולוגיים מספיק להוציא אוויר דרך דרכי הנשימה.

כאשר נדרש יותר אוורור, השרירים הבין-צלעיים החיצוניים, הסקאלה והסטרנוקלידומאסטואידים (שרירי השראה נוספים) מתכווצים, מה שמוביל גם לעלייה בנפח בית החזה ולירידה בלחץ התוך-חזה, מה שמקל על השאיפה. שרירי נשיפה נוספים הם השרירים של הקדמי דופן הבטן(אלכסוני חיצוני ופנימי, ישר ורוחבי).

אלסטיות של רקמת הריאה והחזה

גמישות ריאות. תנועת זרימת האוויר במהלך השאיפה (בתוך הריאות) והנשיפה (מחוץ לריאות) נקבעת על ידי שיפוע הלחץ בין האטמוספרה לאלואוולי, מה שנקרא לחץ מעבר חזה (P tr / t):

Ptr / t \u003d P alv - P atm שבו P alv, - alveolar, ו P atm - לחץ אטמוספרי.

במהלך ההשראה, P alv ו-P tr/t הופכים לשליליים, בזמן הנשיפה - חיוביים. בתום השאיפה ובסוף הנשיפה, כאשר האוויר אינו זז בדרכי הנשימה, והגלוטיס פתוח, R alv שווה ל-R atm.

רמת R alv, בתורה, תלויה בערך הלחץ התוך פלאורלי (P pl) ומה שנקרא לחץ הרתיעה האלסטית של הריאה (P el):

לחץ רתיעה אלסטי הוא הלחץ המופעל על ידי הפרנכימה האלסטית של הריאה ומופנה אל פנים הריאה. ככל שהאלסטיות של רקמת הריאה גבוהה יותר, כך הירידה בלחץ התוך-פלאורלי חייבת להיות משמעותית יותר על מנת שהריאה תתרחב במהלך השאיפה, ולכן, העבודה הפעילה של שרירי הנשימה הנשימה צריכה להיות גדולה יותר. גמישות גבוהה תורמת לקריסה מהירה יותר של הריאה במהלך הנשיפה.

אַחֵר אינדיקטור חשוב, היפוך האלסטיות של רקמת הריאה - הרחבה אפתית של הריאה - הוא מדד להתאמה של הריאה כשהיא מורחבת. ההתאמה (ולחץ הרתיעה האלסטי) של הריאה מושפעת מגורמים רבים:

1. נפח ריאות: כאשר הנפח נמוך (לדוגמה, בתחילת ההשראה), הריאה גמישה יותר. בנפחים גדולים (לדוגמה, בשיא ההשראה המקסימלית), תאימות הריאות פוחתת בחדות והופכת שווה לאפס.
2. התוכן של מבנים אלסטיים (אלסטין וקולגן) ברקמת הריאה. אמפיזמה ריאתית, הידועה כמתאפיינת בירידה באלסטיות של רקמת הריאה, מלווה בעלייה בהארכת הריאות (ירידה בלחץ הרתיעה האלסטית).
3. עיבוי דפנות המכתשית עקב בצקת הדלקתית (דלקת ריאות) או המודינמית (סטגנציה של דם בריאות), כמו גם פיברוזיס של רקמת הריאה, מפחיתים באופן משמעותי את ההרחבה (ההתאמה) של הריאה.
4. כוחות מתח פני השטח ב-alveoli. הם נוצרים על הממשק שבין גז לנוזל, אשר מרפד את המכתשים מבפנים בסרט דק, ונוטים לצמצם את שטח פני השטח הזה, תוך יצירת לחץ חיובי בתוך המככיות. כך, כוחות מתח הפנים, יחד עם המבנים האלסטיים של הריאות, מבטיחים קריסה אפקטיבית של המכתשים בזמן הנשיפה ובמקביל מונעים מהריאה להתרחב (התמתחות) בזמן ההשראה.

החומר הפעיל המרפד את פני השטח הפנימיים של המכתשים הוא חומר המפחית את כוח מתח הפנים.

הפעילות של חומר השטח גבוהה יותר, ככל שהוא צפוף יותר. לכן, בהשראה, כאשר הצפיפות ובהתאם גם פעילותו של החומר הפעיל יורדת, כוחות מתח הפנים (כלומר, הכוחות הנוטים להקטין את פני השטח של המכתשים) גדלים, מה שתורם לקריסה של רקמת הריאה לאחר מכן. במהלך הנשיפה. בתום הנשיפה, הצפיפות והפעילות של חומר השטח גדלים, וכוחות מתח הפנים יורדים.

כך, לאחר סיום הנשיפה, כאשר פעילות החומר הפעיל השטחי היא מקסימלית, וכוחות מתח פני השטח המונעים את התרחבות המכתשים הם מזעריים, ההתרחבות שלאחר מכן של המכתשיות בזמן ההשראה דורשת פחות אנרגיה.

התפקודים הפיזיולוגיים החשובים ביותר של חומר פעיל שטח הם:

• עלייה בהרחבה של הריאות עקב ירידה בכוחות מתח הפנים;
• ירידה בסבירות לקריסה (קריסת) של alveoli במהלך הנשיפה, שכן עם נפחים קטנים של הריאה (בסוף הפקיעה), הפעילות שלה היא מקסימלית, וכוחות מתח פני השטח מינימליים;
• מניעת חלוקה מחודשת של האוויר ממכתשות קטנות לגדולות יותר (לפי חוק לפלס).

במחלות המלוות במחסור בחומרים פעילי שטח, קשיחות הריאות גוברת, המכתשות קורסות (מתפתחת אטלקטזיס) ומתרחשת אי ספיקת נשימה.

רתיעה מפלסטיק של דופן בית החזה

התכונות האלסטיות של דופן החזה, שגם להן השפעה רבה על האופי אוורור ריאתי, נקבעים לפי מצב שלד העצם, השרירים הבין-צלעיים, הרקמות הרכות, הצדר הפריאטלי.

עם נפחים מינימליים של בית החזה והריאות (בנשיפה מירבית) ובתחילת ההשראה, הרתיעה האלסטית של דופן בית החזה מופנית החוצה, מה שיוצר לחץ שליליומקדם את התרחבות הריאות. ככל שנפח הריאות גדל במהלך השאיפה, הרתיעה האלסטית של דופן החזה תפחת. כאשר נפח הריאה מגיע לכ-60% מערך ה-VC, הרתיעה האלסטית של דופן החזה פוחתת לאפס, כלומר. ללחץ אטמוספרי. עם עלייה נוספת בנפח הריאות, הרתיעה האלסטית של דופן בית החזה מופנית פנימה, מה שיוצר לחץ חיובי ותורם לקריסת הריאות במהלך הנשיפה שלאחר מכן.

מחלות מסוימות מלוות בעלייה בנוקשות של דופן בית החזה, המשפיעה על יכולת המתיחה של בית החזה (בזמן שאיפה) ושכיבה (בזמן הנשיפה). מחלות אלו כוללות השמנת יתר, קיפוסקוליוזיס, אמפיזמה ריאתית, עגינות מסיביות, פיברותורקס וכו'.

סגרות דרכי אוויר וסילוק רירי

הסבלנות של דרכי הנשימה תלויה במידה רבה בניקוז התקין של ההפרשה הטראכאוברונכיאלית, המובטחת בעיקר על ידי תפקוד המנגנון של פינוי רירי (פינוי) ורפלקס שיעול תקין.

תפקוד ההגנה של המנגנון הרירי נקבע על ידי התפקוד הראוי והמתואם של האפיתל הריסי והמפריש, וכתוצאה מכך נע סרט דק של הפרשה לאורך פני הרירית הסימפונות וחלקיקים זרים מוסרים. התנועה של הפרשות הסימפונות מתרחשת עקב דחיפות מהירות של הריסים לכיוון הגולגולת עם חזרה איטית יותר ל הצד הנגדי. תדירות התנודות של הריסים היא 1000-1200 לדקה, מה שמבטיח תנועת ריר הסימפונות במהירות של 0.3-1.0 ס"מ לדקה בסימפונות ו-2-3 ס"מ לדקה בקנה הנשימה.

כמו כן, יש לזכור כי ריר הסימפונות מורכב מ-2 שכבות: שכבת הנוזל התחתונה (סול) וה-viscoelastic העליון - ג'ל, בו נוגעים ראשי הריסים. תפקוד האפיתל הריסי תלוי במידה רבה ביחס בין עובי ה-yule והג'ל: עלייה בעובי הג'ל או ירידה בעובי הסול מביאה לירידה ביעילות הפינוי הרירי.

ברמה של bronchioles ו alveoli של המנגנון mucociliary ist. כאן מתבצע ניקוי בעזרת רפלקס שיעול ופעילות פגוציטית של תאים.

עם נגעים דלקתיים של הסימפונות, במיוחד כרוניים, האפיתל נבנה מחדש מבחינה מורפולוגית ותפקודית, מה שעלול להוביל לאי ספיקה רירית (ירידה בתפקודי ההגנה של המנגנון הרירי) והצטברות של ליחה בלומן של הסמפונות.

בתנאים פתולוגיים, סבלנות דרכי הנשימה תלויה לא רק בתפקוד מנגנון הפינוי הרירי, אלא גם בנוכחות של ברונכוספזם, בצקת רירית דלקתית ובתופעה של סגירת נשיפה מוקדמת (קריסת) של הסמפונות הקטנים.

ויסות של לומן הסימפונות

הטונוס של השרירים החלקים של הסמפונות נקבע על ידי מספר מנגנונים הקשורים לגירוי של קולטני סימפונות ספציפיים רבים:

1. השפעות כולינרגיות (פאראסימפטטיות) מתרחשות כתוצאה מהאינטראקציה של הנוירוטרנסמיטר אצטילכולין עם קולטנים M-כולינרגיים מוסקריניים ספציפיים. כתוצאה מאינטראקציה זו, מתפתח ברונכוספזם.
2. עצבנות סימפטיתהשרירים החלקים של הסמפונות בבני אדם מתבטאים במידה מועטה, בניגוד למשל לשרירים החלקים של הכלים ושריר הלב. השפעות סימפטיות על הסמפונות מתבצעות בעיקר עקב פעולת האדרנלין במחזור על קולטני בטא2-אדרנרגי, מה שמוביל להרפיית השרירים החלקים.
3. הטון של שרירים חלקים מושפע גם מה שנקרא. מערכת העצבים "לא אדרנרגית, לא כולינרגית" (NANS), שסיביה עוברים דרך עצב הוואגוסולשחרר מספר נוירוטרנסמיטורים ספציפיים המקיימים אינטראקציה עם הקולטנים המתאימים על שריר חלק הסימפונות. החשובים שבהם הם:
   • פוליפפטיד מעי vasoactive (VIP);
   • חומר R.

גירוי של קולטני VIP מוביל להרפיה בולטת, וקולטני בטא לכיווץ שרירים חלקים של הסימפונות. הוא האמין כי לנוירונים של מערכת NASH יש את ההשפעה הגדולה ביותר על ויסות לומן של דרכי הנשימה (KK Murray).

בנוסף, הסמפונות מכילות מספר רב של קולטנים המקיימים אינטראקציה עם חומרים פעילים ביולוגית שונים, לרבות מתווכים דלקתיים - היסטמין, ברדיקינין, לויקוטריאנים, פרוסטגלנדינים, גורם מפעיל טסיות דם (PAF), סרוטונין, אדנוזין וכו'.

הטונוס של השרירים החלקים של הסמפונות מוסדר על ידי מספר מנגנונים נוירו-הומורליים:

1. הרחבת הסימפונות מתפתחת עם גירוי:
   • קולטנים בטא2 אדרנרגיים עם אדרנלין;
   • קולטני VIP (מערכת NASH) פוליפפטיד מעי וסואאקטיבי.
2. ההיצרות של לומן הסמפונות מתרחשת במהלך גירוי:
   • קולטנים M-כולינרגיים עם אצטילכולין;
   • קולטנים לחומר P (מערכות NASH);
   • קולטני אלפא אדרנרגיים (לדוגמה, עם חסימה או ירידה ברגישות של קולטני בטא2 אדרנרגיים).

הפצה תוך ריאה של אוויר והתאמתו לזרימת הדם

האוורור הלא אחיד של הריאות, הקיים בנורמה, נקבע, קודם כל, על ידי ההטרוגניות של התכונות המכניות של רקמת הריאה. הבסיס המאוורר בצורה פעילה ביותר, במידה פחותה - החלקים העליונים של הריאות. שינויים בתכונות האלסטיות של alveoli (במיוחד, באמפיזמה ריאתית) או הפרה של פטנט הסימפונות מחמירים באופן משמעותי אוורור לא אחיד, מגדילים שטח מת פיזיולוגי ומפחיתים את יעילות האוורור.

פיזור גזים

תהליך הדיפוזיה של גזים דרך הממברנה המכתשית-נימית תלוי

1. משיפוע הלחץ החלקי של גזים משני צידי הממברנה (באוויר המכתשית ובנימי הריאה);
2. על עובי הממברנה המכתשית-נימית;
3. מהמשטח הכולל של אזור הדיפוזיה בריאה.

בְּ אדם בריאהלחץ החלקי של חמצן (PO2) באוויר המכתשית הוא בדרך כלל 100 מ"מ כספית. אמנות, ובדם ורידי - 40 מ"מ כספית. אומנות. הלחץ החלקי של CO2 (PCO2) בדם ורידי הוא 46 מ"מ כספית. אמנות, באוויר המכתשית - 40 מ"מ כספית. אומנות. לפיכך, שיפוע לחץ החמצן הוא 60 מ"מ כספית. אמנות, ולפחמן דו חמצני - רק 6 מ"מ כספית. אומנות. עם זאת, קצב הדיפוזיה של CO2 דרך הממברנה המכתשית-נימית גדול בערך פי 20 מזה של O2. לכן, חילופי CO2 בריאות מתרחשים בצורה מלאה למדי, למרות שיפוע הלחץ הנמוך יחסית בין המכתשים והנימים.

הממברנה המכתשית-נימית מורכבת משכבת ​​פעיל שטח המצפה את פני השטח הפנימיים של המכתשית, קרום המכתשית, החלל הבין-סטיציאלי, קרום נימי הריאה, פלזמת הדם וקרום האדרציטים. פגיעה בכל אחד מהמרכיבים הללו של הממברנה המכתשית-נימית עלולה להוביל לקושי משמעותי בדיפוזיה של גזים. כתוצאה מכך, במחלות, הערכים לעיל של הלחצים החלקיים של O2 ו-CO2 באוויר המכתשית ובנימי הדם יכולים להשתנות באופן משמעותי.

זרימת דם ריאתית

בריאות קיימות שתי מערכות זרימת דם: זרימת הדם הסימפונות, השייכת למחזור הדם הסיסטמי, וזרימת הדם הריאתית עצמה, או מה שנקרא מחזור הדם הריאתי. ביניהם, הן בתנאים פיזיולוגיים והן בתנאים פתולוגיים, יש אנסטומוזות.

זרימת הדם הריאתית ממוקמת באופן תפקודי בין החצי הימני והשמאלי של הלב. הכוח המניע של זרימת הדם הריאתית הוא שיפוע הלחץ בין החדר הימני לאטריום השמאלי (בדרך כלל כ-8 מ"מ כספית). דם ורידי דל בחמצן ורווי פחמן דו חמצני נכנס לנימים הריאתיים דרך העורקים. כתוצאה מהתפשטות הגזים באזור המכתשיות, הדם רווי בחמצן ומטוהר מפחמן דו חמצני, וכתוצאה מכך זורם דם עורקי מהריאות לאטריום השמאלי דרך הוורידים. בפועל, ערכים אלו יכולים להשתנות במידה רבה. זה נכון במיוחד לרמת PaO2 בדם עורקי, שהיא בדרך כלל כ-95 מ"מ כספית. אומנות.

רמת חילופי הגזים בריאות בזמן פעולה תקינה של שרירי הנשימה, סבלנות טובה של דרכי הנשימה וגמישות מועטה של ​​רקמת הריאה נקבעת על פי קצב זלוף הדם דרך הריאות ומצב הממברנה המכתשית-נימית, דרכה. גזים מתפזרים תחת פעולת שיפוע לחץ חלקי של חמצן ופחמן דו חמצני.

יחסי אוורור-זלוף

רמת חילופי הגזים בריאות, בנוסף לעוצמת האוורור הריאתי ודיפוזיה של גזים, נקבעת גם לפי ערך יחס האוורור-זלוף (V/Q). בדרך כלל, בריכוז חמצן באוויר הנשאף של 21% ולחץ אטמוספרי תקין, יחס V/Q הוא 0.8.

Ceteris paribus, הירידה בחמצן הדם העורקי יכולה לנבוע משתי סיבות:

• ירידה באוורור ריאתי תוך שמירה על אותה רמה של זרימת דם, כאשר V/Q
• ירידה בזרימת הדם עם אוורור שמור של המכתשים (V/Q> 1.0).

גמישות - כן מדד גמישות רקמת הריאה. ככל שהאלסטיות של הרקמה גדולה יותר, יש להפעיל לחץ רב יותר כדי להשיג שינוי נתון בנפח הריאות. מתיחה אלסטית ריאותנוצר עקב תכולה גבוהה של סיבי אלסטין וקולגן שבהם. אלסטין וקולגן נמצאים בדפנות המכתשית סביב הסמפונות ו כלי דם. ייתכן שהגמישות של הריאות נובעת לא כל כך מהתארכותם של סיבים אלו אלא משינוי בסידור הגיאומטרי שלהם, כפי שנצפים בעת מתיחת בד ניילון: למרות שהחוטים עצמם אינם משנים אורך, הבד ניתן בקלות. נמתח בשל המארג המיוחד שלהם.

חלק מסוים של המתיחה האלסטית של הריאות נובע גם מפעולת כוחות מתח פני השטח בממשק הגז-נוזל ב-alveoli. מתח פנים - הוא הכוח המופעל על פני השטח המפריד בין הנוזל לגז. זה נובע מהעובדה שהלכידות הבין-מולקולרית בתוך הנוזל חזקה הרבה יותר מכוחות הלכידות בין המולקולות של שלב הנוזל והגז. כתוצאה מכך, שטח הפנים של השלב הנוזלי הופך למינימלי. כוחות מתח הפנים בריאות פועלים באינטראקציה עם רתיעה אלסטית טבעית כדי לגרום לקריסת המכתשים.

חומר מיוחד ( חומר פעיל שטח), המורכב מפוספוליפידים וחלבונים ומצפת את פני המשטח המכתשי, מפחית את מתח הפנים התוך-מכתשית. חומר פעיל שטח מופרש על ידי תאי אפיתל מכתשית מסוג II ויש לו מספר תפקידים פיזיולוגיים חשובים. ראשית, על ידי הורדת מתח הפנים, זה מגביר את יכולת ההרחבה של הריאה (מפחית את האלסטיות). זה מפחית את העבודה הנעשית במהלך השאיפה. שנית, היציבות של alveoli מובטחת. הלחץ שנוצר על ידי כוחות מתח הפנים בבועה (מכתשית) הוא ביחס הפוך לרדיוס שלה, לכן, עם אותו מתח פנים בבועות קטנות (מכתשית), הוא גדול יותר מאשר בגדולות. כוחות אלו מצייתים גם לחוק לפלס שהוזכר קודם לכן (1), בשינוי מסוים: "T" הוא מתח הפנים ו-"r" הוא רדיוס הבועה.

בהיעדר חומר ניקוי טבעי, האליווולים הקטנים היו נוטים לשאוב את האוויר שלהם לתוך הגדולים יותר. כיוון שמבנה השכבות של החומר הפעיל משתנה עם שינוי בקוטר, השפעתו בהפחתת כוחות מתח פני השטח גדולה יותר, ככל שקוטר האלואוולים קטן יותר. הנסיבות האחרונות מחליקות את ההשפעה של רדיוס עקמומיות קטן יותר ולחץ מוגבר. זה מונע את קריסת המכתשיות והופעת אטלקטאזיס בנשיפה (קוטר המכתשיים הוא מינימלי), כמו גם את תנועת האוויר ממכתשיות קטנות יותר לתוך המכתשיות הגדולות (עקב יישור כוחות מתח הפנים במככיות שונות. קטרים).

תסמונת מצוקה נשימתית של יילודים מאופיינת במחסור בחומר פעיל שטח תקין. אצל ילדים חולים, הריאות הופכות לנוקשות, לא נכנעות, נוטות להתמוטט. מחסור בחומרים פעילים קיים גם ב תסמונת מצוקה נשימתיתמבוגרים, לעומת זאת, תפקידו בפיתוח גרסה זו של אי ספיקת נשימה פחות ברור.

הלחץ המופעל על ידי הפרנכימה האלסטית של הריאה נקרא לחץ רתיעה אלסטי (Pel). המדד הסטנדרטי לחוזק לחיצה אלסטי הוא הרחבה (C - מתאימות באנגלית),שהוא ביחס הדדי לגמישות:

C \u003d 1 / E \u003d DV / DP

הרחבה (שינוי בנפח ליחידת לחץ) באה לידי ביטוי בשיפוע עקומת הנפח-לחץ. הבדלים דומיםבין התהליכים קדימה לאחור נקראים היסטרזיס.בנוסף, ניתן לראות שהעקומות אינן מקורן מהמקור. זה מצביע על כך שהריאה מכילה נפח קטן אך ניתן למדידה של גז גם כאשר לא מופעל עליה לחץ מתיחה.

תאימות נמדדת בדרך כלל בתנאים סטטיים (Cstat), כלומר במצב של שיווי משקל או, במילים אחרות, בהיעדר תנועת גז בדרכי הנשימה. מתיחה דינמית(Cdyn), הנמדדת על רקע נשימה קצבית, תלויה גם בהתנגדות דרכי הנשימה. בפועל, Cdyn נמדד על ידי שיפוע הקו הנמתח בין נקודות ההשראה והנשיפה בעקומת הלחץ-נפח הדינמית.

בתנאים פיזיולוגיים, יכולת ההרחבה הסטטית של ריאות אנושיות בלחץ נמוך (5-10 ס"מ H 2 O) מגיעה לכ-200 מ"ל לס"מ מים. אומנות. בלחצים (נפחים) גבוהים יותר, לעומת זאת, הוא יורד. זה מתאים לחלק שטוח יותר של עקומת הלחץ-נפח. היענות הריאות מופחתת במקצת עם בצקת מכתשית וקריסה, עם לחץ מוגבר בוורידי הריאה והצפת דם של הריאות, עם עלייה בנפח הנוזל החוץ-וסקולרי, נוכחות של דלקת או פיברוזיס. עם אמפיזמה, ההרחבה גדלה, כמו שאומרים, בגלל אובדן או מבנה מחדש של המרכיבים האלסטיים של רקמת הריאה.

מכיוון ששינויים בלחץ ובנפח אינם ליניאריים, כדי להעריך את התכונות האלסטיות של רקמת הריאה, נעשה שימוש לעתים קרובות בהרחבה ה"מנורמלת" ליחידת נפח הריאה - מתיחה ספציפית.זה מחושב על ידי חלוקת ההתאמה הסטטית בנפח הריאות שבו הוא נמדד. במרפאה, עמידה בריאה סטטית נמדדת על ידי קבלת עקומת לחץ-נפח לשינויים בנפח ל-500 מ"ל מיכולת תפקודית (FRC).

יכולת ההרחבה של החזה היא בדרך כלל כ-200 מ"ל לס"מ מים. אומנות. הרתיעה האלסטית של החזה נובעת מנוכחות של רכיבים מבניים, מתנגד לדפורמציה, אולי טונוס שריריםקיר בית החזה. בשל נוכחותם של תכונות אלסטיות, החזה במנוחה נוטה להתרחב, והריאות - לשקוע, כלומר. ברמת יכולת השארית התפקודית (FRC), הרתיעה האלסטית פנימה של הריאה מאוזנת על ידי הרתיעה האלסטית החיצונית של דופן החזה. ככל שנפח חלל החזה מתרחב מרמת ה-FRC לרמת הנפח המקסימלי שלו (קיבולת ריאה כוללת, TLC), הרתיעה החוצה של דופן החזה פוחתת. ב-60% קיבולת חיוניות השראה (כמות האוויר המקסימלית שניתן לשאוף החל מנפח ריאות שיורי), תפוקת החזה יורדת לאפס. עם התרחבות נוספת של בית החזה, החזרת הקיר שלו מכוונת פנימה. מספר גדול של הפרעות קליניות, כולל השמנת יתר ניכרת, פיברוזיס פלאורלי נרחב וקיפוסקליוזיס, מאופיינים בשינויים בהתאמה לחזה.

IN פרקטיקה קליניתמדורג בדרך כלל הרחבה כלליתריאות וחזה (C סך הכל). בדרך כלל, זה בערך 0.1 ס"מ / מים. אומנות. ומתואר על ידי המשוואה הבאה:

1/S כללי = 1/C חזה + 1/C ריאות

אינדיקטור זה הוא שמשקף את הלחץ שחייבים להיווצר על ידי שרירי הנשימה (או מכשיר ההנשמה) במערכת כדי להתגבר על הרתיעה האלסטית הסטטית של הריאות ושל דופן בית החזה בנפחי ריאות שונים. במצב אופקי, ההרחבה של בית החזה יורדת עקב הלחץ של איברי הבטן על הסרעפת.

כאשר תערובת של גזים עוברת דרך דרכי הנשימה, נוצרת התנגדות נוספת, הנקראת בדרך כלל לא גמיש.התנגדות לא אלסטית נובעת בעיקר (70%) מאוירודינמית (חיכוך סילון אוויר נגד דפנות דרכי הנשימה), ובמידה פחותה צמיגית (או דפורמציה, הקשורה לתנועת רקמות במהלך תנועת הריאות והחזה ) רכיבים. שיעור ההתנגדות הצמיגה יכול לעלות באופן ניכר עם עלייה משמעותית בנפח הגאות והשפל. לבסוף, חלק לא משמעותי הוא ההתנגדות האינרציאלית המופעלת על ידי מסת רקמות הריאה והגז במהלך ההאצות וההאטות הנובעות מכך של קצב הנשימה. קטן מאוד בתנאים רגילים, התנגדות זו יכולה לעלות עם נשימה תכופה או אפילו להפוך העיקרית במהלך אוורור עם קצב נשימה גבוה.

נושא ההרצאה: "פיזיולוגיה מערכת נשימה. נשימה חיצונית.

נשימה היא קבוצה של תהליכים עוקבים המבטיחים צריכת O 2 על ידי הגוף ושחרור CO 2.

חמצן חודר לריאות כחלק מהאוויר האטמוספרי, מועבר על ידי דם ונוזלי רקמות לתאים, ומשמש לחמצון ביולוגי. בתהליך החמצון נוצר פחמן דו חמצני אשר חודר לאמצעי הנוזל של הגוף, מועבר על ידם לריאות ומופרש לסביבה.

נשימה כוללת רצף מסוים של תהליכים: 1) נשימה חיצוניתמתן אוורור של הריאות; 2) חילופי גזים בין אוויר מכתשית לדם; 3) הובלת גזים בדם; 4) חילופי גזים בין דם בנימים ונוזל רקמות; 5) חילופי גזים בין נוזל הרקמה לתאים; 6) חמצון ביולוגי בתאים (נשימה פנימית).נושא ההתחשבות בפיזיולוגיה הם 5 התהליכים הראשונים; נשימה פנימית נלמדת במהלך הביוכימיה.

נשימה חיצונית

ביומכניקה של תנועות נשימה

נשימה חיצונית מתבצעת עקב שינויים בנפח חלל החזה, המשפיעים על נפח הריאות. נפח חלל החזה גדל במהלך השאיפה (השראה) ויורד במהלך הנשיפה (נשיפה). הריאות עוקבות באופן פסיבי אחר שינויים בנפח חלל בית החזה, מתרחבות בשאיפה ומתכווצות בנשיפה. תנועות הנשימה הללו מספקות אוורור של הריאות בשל העובדה שכאשר אתה שואף, אוויר דרך דרכי הנשימה חודר לתוך alveoli, וכאשר אתה נושף, הוא עוזב אותם. השינוי בנפח חלל החזה מתבצע כתוצאה מהתכווצויות של שרירי הנשימה.

. שרירי הנשימה

שרירי הנשימה מספקים עלייה או ירידה קצבית בנפח חלל החזה. מבחינה תפקודית, שרירי הנשימה מחולקים להשראה (ראשית ועזר) ונשיפה. קבוצת שרירי ההשראה העיקרית היא הסרעפת, השרירים הבין-צלעיים החיצוניים והשרירים הבין-סחוסיים הפנימיים; שרירי עזר - שרירי סולם, סטרנוקלידומאסטואיד, טרפז, שרירי חזה מז'ור ומיני. קבוצת שרירי הנשיפה מורכבת משרירי בטן (אלכסוני פנימי וחיצוני, שרירי בטן ישר ורוחבי) ושרירים בין-צלעיים פנימיים.

שריר ההשראה החשוב ביותר הוא הסרעפת, שריר מפוספס בצורת כיפה המפריד בין חלל החזה והבטן. הוא נצמד לשלושת החוליות המותניות הראשונות (החלק החוליתי של הסרעפת) ולצלעות התחתונות (החלק החולי). עצבים מתקרבים לסרעפת III-V מקטעי צוואר הרחם עמוד שדרה. כאשר הסרעפת מתכווצת, אברי הבטן נעים מטה וקדימה, והממדים האנכיים של חלל החזה גדלים. בנוסף, במקביל, הצלעות עולות ומתפצלות, מה שמוביל לעלייה בגודל הרוחבי של חלל החזה. בנשימה רגועה, הסרעפת היא שריר ההשראה הפעיל היחיד והכיפה שלה צונחת ב-1-1.5 ס"מ. בנשימה מאולצת עמוקה, משרעת תנועות הסרעפת גדלה (הטיה יכולה להגיע ל-10 ס"מ) והשרירים הבין צלעיים והעזר החיצוניים מופעלים . מבין שרירי העזר, המשמעותיים ביותר הם השרירים scalene ו-sternocleidomastoid.

השרירים הבין צלעיים החיצוניים מחברים צלעות סמוכות. הסיבים שלהם מכוונים באלכסון כלפי מטה וקדימה מהצלע העליונה לתחתונה. כאשר שרירים אלו מתכווצים, הצלעות עולות ונעות קדימה, מה שמוביל לעלייה בנפח חלל החזה בכיוון האנטירופוסטריורי והצדדי.שיתוק של השרירים הבין צלעיים אינו גורם לבעיות נשימה חמורות, שכן הסרעפת מספקת אוורור.

שרירי הקשקשים, מתכווצים במהלך השאיפה, מרימים את 2 הצלעות העליונות, וביחד מסירים את כל בית החזה. השרירים הסטרנוקלידומאסטואידים מתרוממיםאני צלע ועצם החזה. עם נשימה רגועה, הם כמעט אינם מעורבים, עם זאת, עם עלייה באוורור ריאתי, הם יכולים לעבוד בצורה אינטנסיבית.

נְשִׁיפָה עם נשימה רגועה מתרחשת באופן פסיבי. לריאות ולחזה יש גמישות, ולכן, לאחר שאיפה, כאשר הם נמתחים באופן פעיל, הם נוטים לחזור למקומם הקודם. בְּ פעילות גופניתכאשר התנגדות דרכי הנשימה מוגברת, הנשיפה הופכת להיות פעילה.

שרירי הנשיפה החשובים והחזקים ביותר הם שרירי הבטן, היוצרים את הדופן הקדמית של חלל הבטן. עם התכווצותם, הלחץ התוך בטני עולה, הסרעפת עולה ונפח חלל החזה, ומכאן הריאות, יורד.

נשיפה פעילה מערבת גם את השרירים הבין צלעיים הפנימיים. כשהן מתכווצות, הצלעות נופלות ונפח בית החזה יורד. בנוסף, התכווצות השרירים הללו מסייעת לחיזוק החללים הבין-צלעיים.

אצל גברים שורר סוג הנשימה הבטן (הסרעפתית), שבה הגידול בנפח חלל החזה מתבצע בעיקר עקב תנועות הסרעפת. אצל נשים, סוג הנשימה החזה (הקוסטאלי), שבה תרומה גדולה יותר לשינויים בנפח חלל החזה נעשית על ידי התכווצויות של השרירים הבין-צלעיים החיצוניים, המרחיבים את בית החזה. סוג השדנשימה מקלה על אוורור הריאות במהלך ההריון.

שינויים בלחץ הריאות

שרירי הנשימה משנים את נפח בית החזה ויוצרים שיפוע לחץ הכרחי להתרחשות זרימת אוויר דרך דרכי הנשימה. במהלך השאיפה, הריאות עוקבות באופן פסיבי אחר הגידול הנפחי של בית החזה, וכתוצאה מכך, הלחץ במככיות הופך ל-1.5-2 מ"מ כספית מתחת ללחץ האטמוספרי. אומנות. (שלילי). בהשפעת שיפוע לחץ שלילי, אוויר מהסביבה החיצונית נכנס לריאות. להיפך, בזמן הנשיפה נפח הריאות יורד, הלחץ במככיות הופך גבוה מהאטמוספרי (חיובי) והאוויר המכתשית נכנס לסביבה החיצונית. בתום השאיפה והנשיפה, נפח חלל החזה מפסיק להשתנות, ועם גלוטיס פתוח הלחץ במככיות הופך שווה ללחץ האטמוספרי. לחץ Alveolar(Pa1y) הוא הסכום לחץ פלאורלי(Рр1) והלחץ שנוצר רתיעה אלסטית של הפרנכימהריאה (Re1): Pa1y = Pp1 + Re1.

לחץ פלאורלי

הלחץ בחלל הפלאורלי הסגור הרמטית בין השכבות הקרביות והפריאטליות של הצדר תלוי בגודל ובכיוון הכוחות הנוצרים מהפרנכימה האלסטית של הריאות ודופן בית החזה.ניתן למדוד לחץ פלאורלי בעזרת מנמטר המחובר לחלל הפלאורלי במחט חלולה. בפרקטיקה הקלינית משתמשים לרוב בשיטה עקיפה להערכת לחץ פלאורלי, על ידי מדידת לחץ בוושט התחתון באמצעות צנתר בלון ושט. לחץ תוך-וושט במהלך הנשימה משקף שינויים בלחץ תוך-פלאורלי.

הלחץ הפלאורלי נמוך מהלחץ האטמוספרי בזמן השאיפה, ובזמן הנשיפה הוא יכול להיות נמוך יותר, גבוה יותר או שווה ללחץ האטמוספרי, תלוי בכוח הנשיפה. בנשימה רגועה, לחץ הפלאורלי לפני השאיפה הוא -5 ס"מ של עמודת מים, לפני הפקיעה הוא יורד בעוד 3-4 ס"מ של עמודת מים. עם pneumothorax (הפרה של הלחץ של החזה ותקשורת של חלל הצדר עם הסביבה החיצונית), הלחצים הפלורליים והאטמוספריים משתווים, מה שגורם לריאה להתמוטט ואי אפשר לאוורר אותה.

ההבדל בין לחץ מכתשית ופלאורלי נקרא לחץ ריאתי(P1p \u003d Ragy - Pp1), שערכו, ביחס ללחץ האטמוספרי החיצוני, הוא הגורם העיקרי הגורם לתנועת אוויר ב כיווני אווירריאות.

הלחץ בנקודה שבה הריאה פוגשת את הסרעפת נקרא טרנס-דיאפרגמטי(P1s1); מחושב כהפרש בין לחץ תוך בטני (Pab) ללחץ פלאורלי: PSH = Pab - Pp1.

מדידת לחץ טרנסדיאפרגמטי היא הדרך המדויקת ביותר להעריך את ההתכווצות הסרעפתית. עם ההתכווצות הפעילה שלו, התוכן של חלל הבטן נדחס והלחץ התוך בטני עולה, הלחץ הטרנסדיאפרגמטי הופך לחיובי.

תכונות אלסטיות של הריאות

אם ריאה מבודדת מונחת בתא והלחץ בה מופחת מתחת ללחץ האטמוספרי, אז הריאה תתרחב. ניתן למדוד את נפחו בעזרת ספירומטר, המאפשר לבנות עקומת לחץ-נפח סטטית (איור 7.2). בהיעדר זרימה, עקומות ההשראה והנשיפה שונות. הבדל זה בין העקומות מאפיין את יכולתם של כל המבנים האלסטיים להגיב ביתר קלות לירידה מאשר לעלייה בנפח. האיור מציג את הפער בין תחילת העקומות למקור הקואורדינטות, המצביע על תכולת כמות מסוימת של אוויר בריאות גם בהיעדר לחץ מתיחה.

התנפחות ריאות

הקשר בין לחץ ושינוי בנפח הריאות יכול להתבטא כ-P = E-dV, כאשר P הוא לחץ מתיחה, E הוא גמישות, DU הוא שינוי בנפח הריאה. גמישות היא מדד לאלסטיות של רקמת הריאה. ההדדיות של גמישות (C$1a1 = 1/E) נקראת מתיחה סטטית.לפיכך, הרחבה היא השינוי בנפח ליחידת לחץ. אצל מבוגרים, זה 0.2 ליטר / ס"מ של מים. עם m. האור ניתן להרחבה יותר בנפחים נמוכים ובינוניים. תאימות סטטית תלויה בגודל הריאות. ריאה גדולה נתונה לשינויים גדולים יותר בנפח שלה ליחידת שינוי בלחץ מאשר ריאה קטנה.

פני השטח של המכתשים מכוסים מבפנים בשכבה דקה של נוזל המכילה חומר פעיל שטח. חומר פעיל שטח מופרש על ידי תאי אפיתל מכתשית II סוג ומורכב מפוספוליפידים וחלבונים.

תכונות אלסטיות של בית החזה

גמישות מוחזקת לא רק על ידי הריאות, אלא גם על ידי דופן החזה. עם נפח ריאות שיורי, הרתיעה האלסטית של דופן החזה מופנית החוצה. ככל שנפח חלל בית החזה גדל, הרתיעה של הדופן, המופנית החוצה, פוחתת ועם נפח של חלל החזה של כ-60% מהיכולת החיונית של הריאות, יורדת לאפס.עם התרחבות נוספת של בית החזה. עד לרמת קיבולת הריאה הכוללת, הרתיעה של הקיר שלה מופנית פנימה. יכולת ההרחבה הרגילה של דופן החזה היא 0.2 ליטר/ס"מ מים. עם t. הריאות וקיר החזה מאוחדים פונקציונלית דרך חלל הצדר.נ ברמת קיבולת הריאה הכוללת מסתכמים הרתיעה האלסטית של הריאות ושל דופן בית החזה, ויוצרים לחץ רתיעה גדול של מערכת הנשימה כולה. ברמת הנפח השיורי, הרתיעה האלסטית כלפי חוץ של דופן החזה גדולה בהרבה מהרתיעה פנימה של הריאות. כתוצאה מכך, מערכת הנשימה לחץ רתיעה מוחלטת,הַחוּצָה. ברמת יכולת השארית התפקודית (RCC), הרתיעה האלסטית פנימה של הריאות מאוזנת על ידי הרתיעה האלסטית כלפי חוץ של בית החזה. כך, ב-RK.C, מערכת הנשימה מאוזנת. ההתאמה הסטטית של מערכת הנשימה כולה היא בדרך כלל 0.1 ליטר/ס"מ ו.צ.

התנגדות במערכת הנשימה

תנועת האוויר דרך דרכי הנשימה נתקלת בהתנגדות של כוחות חיכוך כנגד דפנות הסמפונות, שערכה תלוי באופי זרימת האוויר. ישנם 3 משטרי זרימה בדרכי הנשימה: למינרית, סוערת ומעברית.. רוב השקפה אופייניתזרימה בתנאים של הסתעפות דיכוטומית של עץ tracheobronchial היא מעברית, בעוד למינרית נצפתה רק בדרכי אוויר קטנות.

ניתן לחשב את התנגדות דרכי האוויר על ידי חלוקת הפרש הלחץ ב חלל פהו-alveoli על קצב זרימת האוויר הנפחי. התנגדות דרכי האוויר מפוזרת בצורה לא אחידה אצל מבוגר, כאשר נושמים דרך הפה, הלוע והגרון מהווים כ-25% מסך ההתנגדות; על חלקם של דרכי הנשימה הגדולות התוך-חזה (קנה הנשימה, האונה והסמפונות הסגמנטליות) - כ-65% מההתנגדות הכוללת, ה-15% הנותרים - על חלקן של דרכי הנשימה בקוטר של פחות מ-2 מ"מ. דרכי נשימה קטנות תורמות מעט להתנגדות הכוללת מכיוון ששטח החתך הכולל שלהן גדול ומכאן שההתנגדות קטנה.

התנגדות דרכי האוויר מושפעת באופן משמעותי משינויים בנפח הריאות. הסמפונות נמתחות על ידי רקמת הריאה שמסביב; המרווח שלהם בו זמנית עולה, וההתנגדות יורדת. התנגדות אווירודינמית תלויה גם בטון השרירים החלקים של הסמפונות ובתכונות הפיזיקליות של האוויר (צפיפות, צמיגות).

התנגדות תקינה של דרכי הנשימה במבוגרים ברמת יכולת השיורית התפקודית (RK.S) היא כ-15 ס"מ של מים. st./l/s.

עבודת הנשימה

שרירי הנשימה, מפתחים את הכוח שמניע את הריאות ואת דופן בית החזה, מבצעים עבודה מסוימת. עבודת הנשימה (A) מתבטאת כמוצר לחץ כוללמוחל על מכשיר ההנשמה ברגע של מחזור הנשימה (P), ושינויים בנפח ( V):

א = ר ■ V.

במהלך השאיפה, הלחץ התוך פלאורלי יורד, נפח הריאות הופך גבוה מ-PK.S. יחד עם זאת, העבודה המושקעת במילוי הריאות (שאיפה) מורכבת משני מרכיבים: האחד הכרחי כדי להתגבר על הכוחות האלסטיים ומיוצג על ידי אזור OAECDO; השני - להתגבר על ההתנגדות של דרכי הנשימה - מיוצג על ידי אזור ABSEA. עבודת הנשיפה היא אזור AECBA. מאחר שהאחרון ממוקם בתוך אזור ה-OAECDO, עבודה זו מתבצעת עקב האנרגיה הנצברת על ידי הפרנכימה האלסטית של הריאות בתהליך המתיחה במהלך ההשראה.

בדרך כלל, בנשימה רגועה, העבודה קטנה ומסתכמת ב-0.03-0.06 W min "" 1. התגברות על התנגדות אלסטית מהווה 70%, ואי-אלסטי - 30% מכלל עבודת הנשימה. עבודת הנשימה גדלה עם ירידה בהתאמה לריאות (עלייה באזור ה-OAECDO) או עם עלייה בהתנגדות של דרכי הנשימה (עלייה באזור ה-ABSEA).

ניתן לקבוע את העבודה הנדרשת כדי להתגבר על כוחות אלסטיים (אזור OAECDO) וכוחות התנגדות (אזור ABCEA) עבור כל מחזור נשימה.

אוורור ריאות

אוורור ריאות הוא תהליך מווסת מתמשך של עדכון הרכב הגז של האוויר הכלול בריאות. אוורור הריאות מסופק על ידי הכנסת אוויר אטמוספרי עשיר בחמצן לתוכם, והסרה של גז המכיל עודף CO2 במהלך הנשיפה.

נפחי ריאות ויכולות

כדי לאפיין את תפקוד האוורור של הריאות והעתודות שלה, יש חשיבות רבה לערך של נפחים ויכולות סטטיות ודינמיות של הריאות. נפחים סטטיים כוללים ערכים הנמדדים לאחר השלמת תמרון נשימתי מבלי להגביל את מהירות (זמן) היישום שלו. ל אינדיקטורים סטטייםכוללים ארבעה נפחי ריאה ראשוניים: נפח גאות ושפל (DO-UT), נפח רזרבה השראה (ROVd-1KU), נפח רזרבה נשיפה (ROVd-EKU) ונפח שיורי (OO-KU), כמו גם יכולות: קיבולת חיונית (VC - US), יכולת השראה (Evd-1C), פונקציונלית קיבולת שיורית(FOE-RKS) ויכולת ריאה כוללת (OEL-TJC).

במהלך נשימה שקטה, בכל מחזור נשימה, נכנס נפח אוויר לריאות, הנקרא נשימה (RT). הערך של UT באדם בריא בוגר משתנה מאוד; במנוחה, UT בממוצע כ-0.5 ליטר.

כמות האוויר המקסימלית שאדם יכול לשאוף בנוסף לאחר נשימה שקטה נקראת נפח רזרבה ההשראה (IVV). נתון זה לאדם בגיל העמידה ונתונים אנתרופומטריים ממוצעים הוא כ-1.5-1.8 ליטר.

נפח האוויר המרבי שאדם יכול לנשוף בנוסף לאחר פקיעה שקטה נקרא נפח רזרבה נשימה (ECV) והוא 1.0-1.4 ליטר. לגורם הכבידה יש ​​השפעה בולטת על מחוון זה, ולכן הוא גבוה יותר במיקום אנכי מאשר באופקי.

Residual Volume (CV) - נפח האוויר שנותר בריאות לאחר מאמץ נשיפה מרבי; זה 1.0-1.5 ליטר. נפחו תלוי ביעילות ההתכווצות של שרירי הנשיפה ובתכונות המכניות של הריאות. עם הגיל, KU עולה. KU מתחלק לקרוס (משאיר את הריאה עם pneumothorax דו צדדי מלא) ומינימלי (נשאר ברקמת הריאה לאחר pneumothorax).

קיבולת חיונית (VC) היא נפח האוויר שניתן לנשוף במאמץ נשיפה מרבי לאחר השראה מקסימלית. ארה"ב כוללת UT, 1KU ו-ECU. אצל גברים בגיל העמידה, ארה"ב משתנה בין 3.5-5 ליטר, בנשים - 3-4 ליטר.

יכולת ההשראה (1C) היא הסכום של UT ו-1CU. בבני אדם, 1C הוא 2.0-2.3 ליטר ואינו תלוי במיקום הגוף.

יכולת שיורית תפקודית (RCC) - נפח האוויר בריאות לאחר נשיפה שקטה - הוא כ-2.5 ליטר. RCS נקרא גם נפח הנשיפה הסופי. כאשר הריאות מגיעות ל-RCS, הרתיעה האלסטית הפנימית שלהן מאוזנת על ידי הרתיעה האלסטית החיצונית של בית החזה, מה שיוצר לחץ פלאורלי שלילי. אצל מבוגרים בריאים זה מתרחש ברמה של כ-50%. TSC בלחץ בחלל הצדר - 5 ס"מ מים. עם t. RKS הוא הסכום של JCU ו-KU. הרמה של פעילות גופניתאדם ומיקום הגוף בזמן המדידה. ה-RR במצב אופקי של הגוף קטן מאשר בישיבה או עמידה בגלל העמידה הגבוהה של כיפת הסרעפת. PKC עשוי לרדת אם הגוף נמצא מתחת למים עקב ירידה בהתאמה הכללית של החזה. קיבולת הריאה הכוללת (TC) היא נפח האוויר בריאות בתום שאיפה מקסימלית. TS הוא הסכום של US ו-KU או RKS ו-1C.

דִינָמִיכמיותלאפיין את המהירות הנפחית של זרימת האוויר. הם נקבעים תוך התחשבות בזמן המושקע ביישום תמרון הנשימה. אינדיקטורים דינמיים כוללים: נפח נשיפה מאולץ בשנייה הראשונה (FEV) - REU[ ); יכולת חיונית מאולצת (FZhEL - RUS); קצב זרימת נשיפה שיא נפחי (REU) (PEV - REU), וכו'. הנפח והקיבולת של הריאות של אדם בריא נקבעים על ידי מספר גורמים: 1) גובה, משקל גוף, גיל, גזע, תכונות חוקתיות של אדם; 2) תכונות אלסטיות של רקמת הריאה ודרכי הנשימה; 3) מאפייני התכווצות של שרירי ההשראה והנשיפה.

ספירומטריה, ספירוגרפיה, פנאומוטקומטריה ופלטיזמוגרפיה של הגוף משמשות לקביעת נפחי ריאות ויכולות. לצורך השוואה של תוצאות מדידות של נפחי ריאות ויכולות, יש לתאם את הנתונים המתקבלים עם תנאים סטנדרטיים: טמפרטורת גוף 37 מעלות צלזיוס, לחץ אטמוספרי 101 kPa (760 מ"מ כספית), לחות יחסית 100%. תנאים סטנדרטיים אלו מקוצרים כ-VTRZ (מהאנגלית oyu getregaShge, prezzige, sashgages!).

מאפיין כמותי של אוורור ריאות

המדד לאוורור ריאות הוא נפח דקה של נשימה(MOD - Y E) מאפיין ערך סה"כאוויר שעובר דרך הריאות במשך דקה. ניתן להגדיר אותו כמכפלה של קצב הנשימה (K.) לפי נפח הגאות והשפל (UT): Y E \u003d UT K. הערך של נפח הנשימה הדקות נקבע על פי הצרכים המטבוליים של הגוף והיעילות של החלפת גז. אוורור הכרחי מושג על ידי שילובים שונים של קצב נשימה ונפח גאות ושפל. אצל אנשים מסוימים, העלייה באוורור הדקה מתבצעת על ידי עלייה בתדירות, אצל אחרים - על ידי העמקת הנשימה.

אצל מבוגר במנוחה ערך ה-MOD הוא בממוצע 8 ליטר.

אוורור מקסימלי(MVL) - נפח האוויר שעובר דרך הריאות בדקה אחת בעת ביצוע תדירות ועומק מקסימליים של תנועות נשימה. ערך זה הוא לרוב ערך תיאורטי, שכן אי אפשר לשמור על המקסימום רמה אפשריתאוורור למשך דקה אחת אפילו במאמץ פיזי מרבי עקב היפוקפניה גוברת. לכן, להערכתו העקיפה, נעשה שימוש במדד אוורור מרצון מרבי.הוא נמדד בעת ביצוע בדיקה רגילה של 12 שניות עם תנועות נשימה משרעת מקסימלית, המספקת נפח גאות ושפל (VT) של עד 2-4 ליטר, ועם קצב נשימה של עד 60 לדקה.

MVL תלוי במידה רבה בערך של VC (ארה"ב). באדם בריא בגיל העמידה, זה 70-100 ליטר דקה "1; אצל ספורטאי זה מגיע ל-120-150 ליטר דקות ~".

אוורור Alveolar

תערובת הגזים הנכנסת לריאות במהלך השאיפה מתחלקת לשני חלקים שאינם שווים בנפחם ובערכם התפקודי. אחד מהם אינו משתתף בחילופי גזים, שכן הוא ממלא את דרכי הנשימה (שטח מת אנטומי - Uyo) ואת המכתשיים שאינם מזורמים בדם (חלל מת מכתשית). סכום השטחים המתים האנטומיים והמכתשיים נקרא שטח מת פיזיולוגי.באדם מבוגר בעמידה, נפח השטח המת (Vc1) הוא 150 מ"ל אוויר שנמצא בעיקר בדרכי הנשימה. חלק זה של נפח הגאות והשפל מעורב באוורור של דרכי הנשימה ושל alveoli שאינם זורמים. היחס בין USP ל-UT הוא 0.33. ניתן לחשב את ערכו באמצעות משוואת בוהר

לָנוּ! \u003d (P A CO 2 - P E CO 2 / P A CO 2 - P, C O 2) ■ UT,

כאשר R A, R E, R [CO 2 - ריכוז CO2 במכתשית, באוויר בנשיפה ובשאיפה.

חלק נוסף מנפח הגאות נכנס מחלקת הנשימה, המיוצגים על ידי צינורות המכתשית, שקיות המכתשית והאלוויולים עצמם, שם הוא לוקח חלק בחילופי הגזים. חלק זה של נפח הגאות נקרא נפח alveolar.היא מספקת

אוורור חלל המכתשית. נפח אוורור המכתשית (Vd) מחושב לפי הנוסחה:

Y A \u003d Y E - ( K Us!).

כפי שעולה מהנוסחה, לא כל האוויר הנשאף מעורב בחילופי גזים, ולכן אוורור מכתשית הוא תמיד פחות מאוורור ריאתי. האינדיקטורים של אוורור מכתשית, אוורור ריאתי וחלל מת קשורים בנוסחה הבאה:

Uy / Ue \u003d Us 1 / UT \u003d 1 - Ua / Ue.

היחס בין נפח שטח מת לנפח גאות ושפל נמוך מ-0.3.

חילוף גזים הוא היעיל ביותר אם אוורור מכתשית וזלוף נימי מחולקים באופן שווה אחד ביחס לשני. בדרך כלל, האוורור מתבצע לרוב בפנים חטיבות עליונותהריאות, בעוד שהזלוף הוא בעיקר בחלק התחתון. יחס האוורור-זלוף הופך אחיד יותר עם פעילות גופנית.

אין קריטריונים פשוטים להערכת הפיזור הלא אחיד של האוורור לזרימת הדם. הגדלת היחס בין השטח המת לנפח הגאות (ב 6/UT)או הבדל מוגבר במתח החמצן החלקי בעורקים ובאלוואלי (A-aEOg) הם קריטריונים לא ספציפיים לפיזור לא אחיד של חילופי גזים, עם זאת, שינויים אלו יכולים להיגרם גם מסיבות אחרות (ירידה בנפח הגאות, עלייה שטח מת אנטומי).

המאפיינים החשובים ביותר של אוורור מכתשית הם:

עוצמת החידוש של הרכב הגז, נקבעת על ידי היחס בין נפח המכתשית ואוורור המכתשית;

שינויים בנפח המכתשיים, אשר עשויים להיות קשורים לעלייה או לירידה בגודל של המכתשיות מאווררות, או לשינוי במספר המכתשיות המעורבות באוורור;

הבדלים במאפייני ההתנגדות והאלסטיות תוך ריאה, המובילים לאוורור מכתשית אסינכרוני;

זרימת הגזים אל תוך המכתשית או החוצה ממנה נקבעת על פי המאפיינים המכניים של הריאות ודרכי הנשימה, כמו גם הכוחות (או הלחץ) הפועלים עליהם. מאפיינים מכניים נובעים בעיקר מהתנגדות דרכי הנשימה לזרימת אוויר ומתכונות אלסטיות של פרנכימה הריאה.

למרות ששינויים משמעותיים בגודל המכתשיים יכולים להתרחש בפרק זמן קצר (הקוטר יכול להשתנות פי 1.5 תוך שניות), מהירות קוזרימת האוויר בתוך alveoli קטנה מאוד.

מימדי החלל המכתשי הם כאלה שערבוב הגז ביחידת המכתשית מתרחש כמעט באופן מיידי כתוצאה מתנועות נשימה, זרימת דם ותנועת מולקולות (דיפוזיה).

חוסר האחידות של אוורור המכתשית נובע גם מהגורם הגרביטציוני - ההבדל בלחץ הטרנספולמונרי בחלק העליון והתחתון של בית החזה (אפיקו-בזאלי גרדיאנט). במצב אנכי בחלקים התחתונים, לחץ זה גבוה בכ-8 ס"מ מים. עם t. (0.8 kPa). שיפוע אפיקו-בזאלי קיים תמיד ללא קשר למידת מילוי האוויר של הריאות וקובע בתורו את מילוי האוויר של המכתשים ב מחלקות שונותריאות. בדרך כלל, גז בשאיפה מתערבב כמעט מיד עם גז מכתשית. הרכב הגז במכתשות הוא כמעט הומוגני בכל שלב נשימתי ובכל רגע של אוורור.

כל עלייה בהובלת המכתשית O 2 ו-CO 2, למשל במהלך פעילות גופנית, מלווה בעלייה בשיפועי ריכוז הגזים, התורמים לעלייה בערבוב שלהם במככיות. פעילות גופנית מעוררת ערבוב מכתשית על ידי הגברת זרימת האוויר בשאיפה וזרימת הדם, הגדלת שיפוע הלחץ המכתשי-נימי עבור O2 ו-CO2.

תופעת האוורור הצדדי חשובה לתפקוד ריאות מיטבי. ישנם שלושה סוגים של קשרי בטחונות:

נקבוביות interalveolar או קוהן. לכל מכתשית יש בדרך כלל כ-50 מפרקים בין-מככיים בקוטר של 3 עד 13 מיקרון; נקבוביות אלה גדלות בגודלן עם הגיל;

צומת ברונכו-אלוואולרי, או תעלות למברט, הנמצאים בדרך כלל אצל ילדים ומבוגרים ולעיתים מגיעים לקוטר של 30 מיקרון;

צמתים בין-ברונכיולאריים, או תעלות מרטין, שאינם מופיעים באדם בריא ומופיעים במחלות מסוימות המשפיעות על כיווני אווירופרנכימה של הריאות.

לכוח הכבידה יש ​​גם השפעה על זרימת הדם הריאתית. זלוף אזורי ליחידת נפח ריאה עולה מהקודקוד לאזורים הבסיסיים של הריאות במידה רבה יותר מאשר עם אוורור. לכן, בדרך כלל, יחס האוורור-זלוף (Va/Oc) יורד מהחלקים העליונים לחלקים התחתונים. יחסי אוורור-זלוף תלויים במיקום הגוף, בגיל ובכמות התרחבות הריאות.

לא כל הדם שמזרים את הריאות מעורב בחילופי גזים. בדרך כלל, חלק קטן של דם יכול לחלחל alveoli לא מאוורר (מה שנקרא shunting). באדם בריא, היחס V a / C> c יכול להשתנות באזורים שונים מאפס (shunt מחזורי) ועד אינסוף (אוורור שטחים מתים). עם זאת, ברוב הפרנכימה של הריאות, יחס האוורור-זלוף הוא כ-0.8. הרכב האוויר המכתשי משפיע על זרימת הדם בנימי הריאה. עם תכולה נמוכה של חמצן (היפוקסיה), כמו גם ירידה בתכולת CO2 (היפוקפניה) באוויר המכתשית, יש עלייה בטונוס השרירים החלקים של כלי הריאה וההתכווצות שלהם עם עלייה של התנגדות כלי דם.