مرونة أنسجة الرئة. الخصائص المرنة للرئتين والصدر (جدران القصبات الهوائية الصغيرة). آليات التهوية والجهاز التنفسي
موضوع المحاضرة: فسيولوجيا الجهاز التنفسي. التنفس الخارجي.
التنفس عبارة عن مجموعة من العمليات المتسلسلة التي تضمن استهلاك الجسم لـ O 2 وإطلاق ثاني أكسيد الكربون.
يدخل الأكسجين إلى الرئتين كجزء من الهواء الجوي ، وينتقل عن طريق الدم وسوائل الأنسجة إلى الخلايا ، ويستخدم للأكسدة البيولوجية. أثناء عملية الأكسدة ، يتكون ثاني أكسيد الكربون ، الذي يدخل الوسائط السائلة للجسم ، ويتم نقله بواسطته إلى الرئتين وإفرازه في البيئة.
يشمل التنفس سلسلة معينة من العمليات: 1) التنفس الخارجي ، مما يوفر تهوية الرئتين. 2) تبادل الغازات بين الهواء السنخي والدم. 3) نقل الغازات عن طريق الدم. 4) تبادل الغازات بين الدم في الشعيرات الدموية وسوائل الأنسجة. 5) تبادل الغازات بين سوائل الأنسجة والخلايا ؛ 6) الأكسدة البيولوجية في الخلايا (التنفس الداخلي).موضوع النظر في علم وظائف الأعضاء هي أول 5 عمليات ؛ يتم دراسة التنفس الداخلي في سياق الكيمياء الحيوية.
التنفس الخارجي
الميكانيكا الحيوية لحركات التنفس
يتم التنفس الخارجي بسبب التغيرات في حجم تجويف الصدر ، مما يؤثر على حجم الرئتين. يزداد حجم التجويف الصدري أثناء الاستنشاق (الشهيق) وينخفض أثناء الزفير (الزفير). تتبع الرئتان بشكل سلبي التغيرات في حجم التجويف الصدري ، وتمتد عند الاستنشاق وتقلص عند الزفير. توفر حركات الجهاز التنفسي هذه تهوية للرئتين نظرًا لحقيقة أنه عند الشهيق ، يدخل الهواء عبر المجاري الهوائية الحويصلات الهوائية ، وعند الزفير ، يخرج منها. يتم تغيير حجم التجويف الصدري نتيجة تقلصات عضلات الجهاز التنفسي.
. عضلات الجهاز التنفسي
توفر عضلات الجهاز التنفسي زيادة أو نقصانًا في حجم تجويف الصدر بشكل منتظم. وظيفيا ، تنقسم عضلات الجهاز التنفسي إلى الشهيق (الرئيسي والمساعدة) والزفير. المجموعة الرئيسية لعضلات الشهيق هي عضلات الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية والعضلات الداخلية بين الغضروف ؛ العضلات المساعدة - السكين ، القصية الترقوية الخشائية ، شبه المنحرف ، العضلة الصدرية الرئيسية والثانوية. تتكون مجموعة عضلات الزفير من عضلات البطن (عضلات البطن المائلة الداخلية والخارجية ، المستقيمة والعرضية) والعضلات الوربية الداخلية.
أهم عضلة الشهيق هي الحجاب الحاجز ، وهو عبارة عن عضلة مخططة على شكل قبة تفصل بين التجويف الصدري والبطن. يرتبط بالفقرات القطنية الثلاثة الأولى (الجزء الفقري من الحجاب الحاجز) وبالضلع السفلية (الجزء الساحلي). تقترب الأعصاب من الحجاب الحاجز III-V شرائح عنق الرحم من الحبل الشوكي. عندما ينقبض الحجاب الحاجز ، تتحرك أعضاء البطن إلى أسفل وإلى الأمام ، وتزداد الأبعاد الرأسية لتجويف الصدر. بالإضافة إلى ذلك ، في نفس الوقت ، ترتفع الأضلاع وتتباعد ، مما يؤدي إلى زيادة الحجم العرضي لتجويف الصدر. مع التنفس الهادئ ، الحجاب الحاجز هو العضلة الشهية النشطة الوحيدة وتنخفض قبةها بمقدار 1 - 1.5 سم. مع التنفس القسري العميق ، يزداد اتساع حركات الحجاب الحاجز (يمكن أن يصل الانحراف إلى 10 سم) ويتم تنشيط العضلات الوربية الخارجية والعضلات المساعدة . من بين العضلات الملحقة ، أهمها عضلات السكين والعضلات القصية الترقوية الخشائية.
تربط العضلات الوربية الخارجية الأضلاع المجاورة. يتم توجيه أليافها بشكل غير مباشر إلى الأسفل وإلى الأمام من الضلع العلوي إلى الأسفل. عندما تنقبض هذه العضلات ، ترتفع الأضلاع وتتحرك للأمام ، مما يؤدي إلى زيادة حجم التجويف الصدري في الاتجاهين الأمامي الخلفي والجانبي.لا يسبب شلل العضلات الوربية مشاكل خطيرة في التنفس ، لأن الحجاب الحاجز يوفر التهوية.
تنقبض عضلات القشرة أثناء الاستنشاق وترفع الضلعين العلويين وتزيل الصدر بالكامل معًا. ترفع عضلات القصية الترقوية الخشائيةأنا الضلع والقص. مع التنفس الهادئ ، لا يشاركون عمليًا ، ومع ذلك ، مع زيادة التهوية الرئوية ، يمكنهم العمل بشكل مكثف.
زفير مع التنفس الهادئ يحدث بشكل سلبي. تتمتع الرئتان والصدر بالمرونة ، وبالتالي ، بعد الاستنشاق ، عندما يتم شدهما بنشاط ، فإنها تميل إلى العودة إلى وضعها السابق. أثناء التمرين ، عندما تزداد مقاومة الشعب الهوائية ، يصبح الزفير نشطًا.
أهم وأقوى عضلات الزفير هي عضلات البطن التي تشكل الجدار الأمامي الوحشي لتجويف البطن. مع تقلصها ، يرتفع الضغط داخل البطن ، يرتفع الحجاب الحاجز ويقل حجم تجويف الصدر ، وبالتالي الرئتين.
يشمل الزفير النشط أيضًا العضلات الوربية الداخلية. عندما تنقبض ، تسقط الأضلاع ويقل حجم الصدر. بالإضافة إلى ذلك ، يساعد تقلص هذه العضلات على تقوية الفراغات الوربية.
عند الرجال ، يسود نوع التنفس البطني (الحجاب الحاجز) ، حيث يتم زيادة حجم تجويف الصدر بشكل رئيسي بسبب حركات الحجاب الحاجز. في النساء ، هو نوع التنفس الصدري (الضلعي) ، حيث يتم إحداث مساهمة أكبر في التغيرات في حجم تجويف الصدر عن طريق تقلصات العضلات الوربية الخارجية ، التي توسع الصدر. يسهل نوع التنفس الصدري تهوية الرئتين أثناء الحمل.
تغيرات في ضغط الرئة
تعمل عضلات الجهاز التنفسي على تغيير حجم الصدر وإنشاء تدرج ضغط ضروري لحدوث تدفق الهواء عبر الشعب الهوائية. أثناء الاستنشاق ، تتبع الرئتان بشكل سلبي الزيادة الحجمية للصدر ، ونتيجة لذلك ، يصبح الضغط في الحويصلات الهوائية 1.5-2 مم زئبق تحت الضغط الجوي. فن. (نفي). تحت تأثير تدرج الضغط السلبي ، يدخل الهواء من البيئة الخارجية إلى الرئتين. على العكس من ذلك ، أثناء الزفير ، ينخفض حجم الرئتين ، ويصبح الضغط في الحويصلات الهوائية أعلى من الضغط الجوي (إيجابي) ويدخل الهواء السنخي إلى البيئة الخارجية. في نهاية الشهيق والزفير ، يتوقف حجم التجويف الصدري عن التغير ، ومع وجود المزمار المفتوح ، يصبح الضغط في الحويصلات الهوائية مساوياً للضغط الجوي. الضغط السنخي(Pa1y) هو المجموع الضغط الجنبي(Рр1) والضغط الناتج الارتداد المرن للحمةالرئة (Re1): Pa1y = 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 بمقياس ضغط متصل بالتجويف الجنبي بإبرة مجوفة. في الممارسة السريرية ، غالبًا ما يتم استخدام طريقة غير مباشرة لتقييم الضغط الجنبي ، عن طريق قياس الضغط في المريء السفلي باستخدام قسطرة بالون المريء. يعكس الضغط داخل المريء أثناء التنفس التغيرات في الضغط داخل الجنبة.
يكون الضغط الجنبي أقل من الضغط الجوي أثناء الاستنشاق ، وأثناء الزفير يمكن أن يكون أقل أو أعلى أو مساويًا للضغط الجوي ، اعتمادًا على قوة الزفير. مع التنفس الهادئ ، يكون الضغط الجنبي قبل الاستنشاق -5 سم من عمود الماء ، قبل الزفير ينخفض بمقدار 3-4 سم أخرى من عمود الماء. مع استرواح الصدر (انتهاك ضيق الصدر واتصال التجويف الجنبي بالبيئة الخارجية) ، يتم معادلة الضغط الجنبي والجوي ، مما يؤدي إلى انهيار الرئة ويجعل من المستحيل تهويتها.
يسمى الفرق بين الضغط السنخي والضغط الجنبي الضغط الرئوي(Р1р = Рау - Рр1) ، قيمته ، فيما يتعلق بالضغط الجوي الخارجي ، هي العامل الرئيسي الذي يسبب حركة الهواء في الممرات الهوائية للرئتين.
يسمى الضغط عند النقطة التي تلتقي فيها الرئة بالحجاب الحاجز عبر الحجاب الحاجز(P1s1) ؛ يحسب على أنه الفرق بين الضغط داخل البطن (Pab) والضغط الجنبي: PSH = Pab - Pp1.
يعد قياس الضغط عبر الحجاب الحاجز الطريقة الأكثر دقة لتقييم انقباض الحجاب الحاجز. مع تقلصه النشط ، يتم ضغط محتويات التجويف البطني ويزداد الضغط داخل البطن ، ويصبح الضغط عبر الحجاب الحاجز موجبًا.
الخصائص المرنة للرئتين
إذا تم وضع رئة معزولة في حجرة وتم تقليل الضغط فيها إلى ما دون الضغط الجوي ، فستتوسع الرئة. يمكن قياس حجمه بمقياس التنفس ، والذي يسمح لك ببناء منحنى حجم ضغط ثابت (الشكل 7.2). في حالة عدم وجود تدفق ، تختلف منحنيات الشهيق والزفير. يميز هذا الاختلاف بين المنحنيات قدرة جميع الهياكل المرنة على الاستجابة بسهولة أكبر للانخفاض عن الزيادة في الحجم. يوضح الشكل التناقض بين بداية المنحنيات وأصل الإحداثيات ، مما يشير إلى محتوى كمية معينة من الهواء في الرئتين حتى في حالة عدم وجود ضغط الشد.
انتفاخ الرئة
يمكن التعبير عن العلاقة بين الضغط والتغير في حجم الرئة على النحو التالي: P = E-dV ، 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) امتداد ثابت.وبالتالي ، فإن القابلية للتمدد هي التغيير في الحجم لكل وحدة ضغط. في البالغين ، يكون 0.2 لتر / سم من الماء. مع م يكون الضوء أكثر قابلية للتوسع في الأحجام المنخفضة والمتوسطة. يعتمد الامتثال الثابت على حجم الرئتين. تخضع الرئة الكبيرة لتغيرات أكبر في حجمها لكل وحدة تغير في الضغط مقارنة بالرئة الصغيرة.
سطح الحويصلات الهوائية مغطى من الداخل بطبقة رقيقة من السائل تحتوي على الفاعل بالسطح. تفرز الخلايا الظهارية السنخية الفاعل بالسطحثانيًا النوع ويتكون من الفسفوليبيدات والبروتينات.
الخصائص المرنة للصدر
المرونة لا تمتلكها الرئتان فحسب ، بل جدار الصدر أيضًا. مع حجم الرئة المتبقي ، يتم توجيه الارتداد المرن لجدار الصدر إلى الخارج. مع زيادة حجم التجويف الصدري ، يتناقص ارتداد الجدار الموجه للخارج ، ومع حجم تجويف الصدر حوالي 60٪ من السعة الحيوية للرئتين ، ينخفض إلى الصفر. مع مزيد من التمدد للصدر إلى مستوى سعة الرئة الكلية ، يتم توجيه ارتداد جدارها إلى الداخل. التمدد الطبيعي لجدار الصدر هو 0.2 لتر / سم من الماء. مع t. تتحد الرئتان وجدار الصدر وظيفيًا من خلال التجويف الجنبي.ن على مستوى السعة الكلية للرئة ، يتم تلخيص الارتداد المرن للرئتين وجدار الصدر ، مما يخلق ضغط ارتداد كبير للجهاز التنفسي بأكمله. عند مستوى الحجم المتبقي ، يكون الارتداد المرن لجدار الصدر أكبر بكثير من الارتداد الداخلي للرئتين. نتيجة لذلك ، الجهاز التنفسي ضغط الارتداد الكلي ،الى الخارج. على مستوى القدرة الوظيفية المتبقية (RCC) ، يتم موازنة الارتداد المرن الداخلي للرئتين من خلال الارتداد المرن الخارجي للصدر. وهكذا ، في RK.C ، يكون الجهاز التنفسي في حالة توازن. عادةً ما يكون الامتثال الثابت للجهاز التنفسي بأكمله 0.1 لتر / سم ماء.
المقاومة في الجهاز التنفسي
تصطدم حركة الهواء عبر الجهاز التنفسي بمقاومة قوى الاحتكاك ضد جدران القصبات الهوائية ، وتعتمد قيمتها على طبيعة تدفق الهواء. هناك 3 أنظمة تدفق في الشعب الهوائية: رقائقي ، مضطرب ، وانتقالي.. أكثر أنواع التدفق المميزة في ظروف التفرع ثنائي التفرع لشجرة القصبة الهوائية هو انتقالي ، بينما لوحظ الصفحي فقط في الممرات الهوائية الصغيرة.
يمكن حساب مقاومة مجرى الهواء بقسمة فرق الضغط بين تجويف الفم والحويصلات الهوائية على معدل تدفق الهواء الحجمي. تتوزع مقاومة مجرى الهواء بشكل غير متساوٍ عند البالغين ، عند التنفس من خلال الفم ، يمثل البلعوم والحنجرة حوالي 25٪ من المقاومة الكلية ؛ على حصة المسالك الهوائية الكبيرة داخل الصدر (القصبة الهوائية والفص والقصبات الهوائية القطعية) - حوالي 65 ٪ من المقاومة الكلية ، و 15 ٪ المتبقية - على حصة المسالك الهوائية التي يبلغ قطرها أقل من 2 مم. تساهم الممرات الهوائية الصغيرة بشكل ضئيل في المقاومة الكلية لأن إجمالي مساحة المقطع العرضي لها كبيرة وبالتالي تكون المقاومة صغيرة.
تتأثر مقاومة مجرى الهواء بشكل كبير بالتغيرات في حجم الرئة. تتمدد القصبات الهوائية بواسطة أنسجة الرئة المحيطة ؛ يزداد تخليصها في نفس الوقت ، وتقل المقاومة. تعتمد المقاومة الديناميكية الهوائية أيضًا على نغمة العضلات الملساء في الشعب الهوائية والخصائص الفيزيائية للهواء (الكثافة ، اللزوجة).
تبلغ مقاومة مجرى الهواء الطبيعي عند البالغين عند مستوى القدرة الوظيفية المتبقية (RK.S) حوالي 15 سم من الماء. st./l/s.
عمل التنفس
تقوم عضلات الجهاز التنفسي ، التي تطور القوة التي تحرك الرئتين وجدار الصدر ، بعمل معين. يتم التعبير عن عمل التنفس (A) على أنه ناتج الضغط الكلي المطبق على جهاز التنفس الصناعي في لحظة معينة في الدورة التنفسية (P) والتغير في الحجم (الخامس ):
أ = R ■الخامس.
أثناء الاستنشاق ، ينخفض الضغط داخل الجنبة ، ويصبح حجم الرئة أعلى من PK.S. في الوقت نفسه ، يتكون العمل المنفق على ملء الرئتين (الاستنشاق) من مكونين: أحدهما ضروري للتغلب على القوى المرنة ويمثله منطقة OAECDO ؛ الآخر - للتغلب على مقاومة الشعب الهوائية - تمثله منطقة ABSEA. عمل الزفير هو مجال AECBA. نظرًا لوجود الأخير داخل منطقة OAECDO ، يتم تنفيذ هذا العمل بسبب الطاقة المتراكمة بواسطة الحمة المرنة للرئتين في 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٪ ، وغير المرن - 30٪ من إجمالي عمل التنفس. يزداد عمل التنفس مع انخفاض في الامتثال للرئة (زيادة في منطقة OAECDO) أو مع زيادة مقاومة مجرى الهواء (زيادة في منطقة ABSEA).
يمكن تحديد العمل المطلوب للتغلب على القوى المرنة (منطقة OAECDO) والمقاومة (منطقة ABCEA) لكل دورة تنفسية.
التهوية الطويلة
تهوية الرئة هي عملية منظمة مستمرة لتحديث تركيبة الغاز للهواء الموجود في الرئتين. يتم توفير تهوية الرئتين عن طريق إدخال الهواء الجوي الغني بالأكسجين فيها ، وإزالة الغاز الذي يحتوي على فائض ثاني أكسيد الكربون أثناء الزفير.
أحجام الرئة وقدراتها
لتوصيف وظيفة التهوية في الرئتين واحتياطياتها ، فإن قيمة الأحجام والقدرات الاستاتيكية والديناميكية للرئتين ذات أهمية كبيرة. تشمل الأحجام الثابتة القيم التي يتم قياسها بعد الانتهاء من مناورة الجهاز التنفسي دون الحد من سرعة (وقت) تنفيذها. إلى مؤشرات ثابتةتشمل أربعة أحجام أساسية للرئة: حجم المد والجزر (DO-UT) ، حجم احتياطي الشهيق (ROVd-1KU) ، حجم احتياطي الزفير (ROVd-EKU) والحجم المتبقي (OO-KU) ، وكذلك القدرات: السعة الحيوية (VC - الولايات المتحدة) ، سعة الشهيق (Evd-1C) ، السعة المتبقية الوظيفية (FOE-RCC) وسعة الرئة الكلية (OEL-TJC).
أثناء التنفس الهادئ ، مع كل دورة تنفسية ، يدخل حجم من الهواء إلى الرئتين يسمى الجهاز التنفسي (RT). إن قيمة التهاب المسالك البولية في شخص بالغ يتمتع بصحة جيدة متغيرة للغاية ؛ في حالة الراحة ، يبلغ متوسط UT حوالي 0.5 لتر.
يُطلق على الحد الأقصى من الهواء الذي يمكن لأي شخص استنشاقه بعد التنفس الهادئ حجم احتياطي الشهيق (IVV). يبلغ هذا المؤشر لشخص في منتصف العمر ومتوسط بيانات القياسات البشرية حوالي 1.5-1.8 لتر.
يُطلق على الحد الأقصى لحجم الهواء الذي يمكن لأي شخص زفيره بعد زفير هادئ حجم احتياطي الزفير (ECV) وهو 1.0-1.4 لتر. عامل الجاذبية له تأثير واضح على هذا المؤشر ، لذا فهو أعلى في الوضع الرأسي منه في الوضع الأفقي.
الحجم المتبقي (CV) - حجم الهواء الذي يبقى في الرئتين بعد أقصى جهد للزفير ؛ 1.0-1.5 لتر. يعتمد حجمه على كفاءة تقلص عضلات الزفير والخصائص الميكانيكية للرئتين. مع تقدم العمر ، يزيد KU. 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 للزفير بعد أقصى قدر من الشهيق. تشمل الولايات المتحدة UT و 1KU و ECU. في الرجال في منتصف العمر ، تختلف الولايات المتحدة في حدود 3.5-5 لترات ، وللنساء - 3-4 لترات.
القدرة الشهية (1C) هي مجموع UT و 1KU. في البشر ، 1C هي 2.0-2.3 لتر ولا تعتمد على موضع الجسم.
السعة الوظيفية المتبقية (RCC) - حجم الهواء في الرئتين بعد الزفير الهادئ - حوالي 2.5 لتر. يسمى RCS أيضًا بالحجم النهائي للزفير. عندما تصل الرئتان إلى RCS ، يتم موازنة الارتداد المرن الداخلي الخاص بهما من خلال الارتداد المرن الخارجي للصدر ، مما يؤدي إلى ضغط جنبي سلبي. في البالغين الأصحاء ، يحدث هذا عند مستوى حوالي 50٪. TSC عند ضغط في التجويف الجنبي - 5 سم من الماء. مع t. RKS هو مجموع JCU و KU. تتأثر قيمة RCS بشكل كبير بمستوى النشاط البدني للشخص وموضع الجسم في وقت القياس. يكون RR في الوضع الأفقي للجسم أقل من وضع الجلوس أو الوقوف بسبب المكانة العالية لقبة الحجاب الحاجز. قد ينخفض PKC إذا كان الجسم تحت الماء بسبب انخفاض في الامتثال العام للصدر. إجمالي سعة الرئة (TC) هو حجم الهواء في الرئتين في نهاية أقصى استنشاق. TS هو مجموع US و KU أو RKS و 1C.
متحرككمياتتميز السرعة الحجمية لتدفق الهواء. هم مصممون مع مراعاة الوقت الذي يقضيه في تنفيذ مناورة الجهاز التنفسي. المؤشرات الديناميكية تشمل: حجم الزفير القسري في الثانية الأولى (FEV) - REU [) ؛ القدرة الحيوية القسرية (FZhEL - RUS) ؛ معدل تدفق الزفير الذروة الحجمي (REU) (PEV - REU) ، إلخ. يتم تحديد حجم وسعة رئتي الشخص السليم من خلال عدد من العوامل: 1) الطول ، ووزن الجسم ، والعمر ، والعرق ، والسمات الدستورية للشخص ؛ 2) الخصائص المرنة لأنسجة الرئة والمسالك الهوائية ؛ 3) خصائص انقباض عضلات الشهيق والزفير.
يتم استخدام قياس التنفس ، وتصوير التنفس ، وقياس ضغط الهواء ، وتخطيط التحجم في الجسم لتحديد أحجام الرئة وقدراتها. من أجل مقارنة نتائج قياسات أحجام الرئة وسعاتها ، 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٪. يتم اختصار هذه الشروط القياسية كـ VTRZ (من الإنجليزية oyu getregaShge ، prezzige ، sashgages!).
الخصائص الكمية لتهوية الرئة
مقياس تهوية الرئة حجم دقيقة من التنفس(MOD - Y E) قيمة تميز الكمية الإجمالية للهواء الذي يمر عبر الرئتين لمدة دقيقة واحدة. يمكن تعريفه على أنه ناتج معدل التنفس (K.) من خلال حجم المد والجزر (UT): Y E \ u003d UT K. يتم تحديد قيمة الحجم الدقيق للتنفس من خلال احتياجات التمثيل الغذائي للجسم وكفاءة تبادل الغازات. يتم تحقيق التهوية اللازمة من خلال مجموعات مختلفة من معدل التنفس وحجم المد والجزر. في بعض الناس ، تتم الزيادة في التهوية الدقيقة عن طريق زيادة التردد ، في البعض الآخر - عن طريق التنفس العميق.
عند البالغين في حالة الراحة ، تبلغ قيمة MOD في المتوسط 8 لترات.
التهوية القصوى(MVL) - حجم الهواء الذي يمر عبر الرئتين في دقيقة واحدة عند إجراء أقصى تردد وعمق لحركات التنفس. غالبًا ما يكون لهذه القيمة قيمة نظرية ، لأنه من المستحيل الحفاظ على أقصى مستوى ممكن من التهوية لمدة دقيقة واحدة حتى مع أقصى قدر من النشاط البدني بسبب زيادة hypocapnia. لذلك ، يتم استخدام المؤشر لتقييمه غير المباشر أقصى تهوية طوعية.يتم قياسه عند إجراء اختبار قياسي مدته 12 ثانية مع حركات التنفس ذات السعة القصوى ، مما يوفر حجمًا للمد والجزر (VT) يصل إلى 2-4 لترات ، ومعدل تنفس يصل إلى 60 لكل دقيقة.
تعتمد MVL إلى حد كبير على قيمة رأس المال المغامر (الولايات المتحدة). في الشخص الذي يتمتع بصحة جيدة في منتصف العمر ، يكون 70-100 لتر في الدقيقة "1 ؛ في الرياضي يصل إلى 120-150 لترًا على الأقل ~".
التهوية السنخية
يتم توزيع خليط الغازات الذي يدخل الرئتين أثناء الاستنشاق إلى جزأين غير متساويين في الحجم والقيمة الوظيفية. لا يشارك أحدهم في تبادل الغازات ، لأنه يملأ المسالك الهوائية (الفراغ التشريحي الميت - Uyo) والحويصلات الهوائية التي لا يتخللها الدم (الفضاء الميت السنخي). يسمى مجموع المساحات الميتة التشريحية والسنخية مساحة ميتة فسيولوجية.في شخص بالغ في وضع الوقوف ، يكون حجم الفراغ الميت (Vc1) هو 150 مل من الهواء ، والذي يوجد بشكل أساسي في الشعب الهوائية. يشارك هذا الجزء من حجم المد والجزر في تهوية المسالك الهوائية والحويصلات الهوائية غير المروية. نسبة USP إلى UT هي 0.33. يمكن حساب قيمتها باستخدام معادلة بوهر
نحن! \ u003d (P A CO 2 - P E CO 2 / P A CO 2 - P ، C O 2) ■ UT ،
حيث R A، RE، R [CO 2 - تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي والزفير والاستنشاق.
يدخل جزء آخر من حجم الجهاز التنفسي إلى القسم التنفسي ، ويمثله القنوات السنخية والأكياس السنخية والحويصلات الهوائية المناسبة ، حيث يشارك في تبادل الغازات. يسمى هذا الجزء من حجم المد والجزر حجم السنخية.هي تقدم
تهوية الحيز السنخي. يتم حساب حجم التهوية السنخية (Vd) بالصيغة التالية:
Y A \ u003d Y E - ( K بنا!).
على النحو التالي من الصيغة ، لا يشارك كل الهواء المستنشق في تبادل الغازات ، لذا فإن التهوية السنخية تكون دائمًا أقل من التهوية الرئوية. ترتبط مؤشرات التهوية السنخية والتهوية الرئوية والمساحة الميتة بالصيغة التالية:
Uy / Ue \ u003d لنا 1 / UT = 1 - Ua / Ue.
نادرا ما تكون نسبة حجم الفضاء الميت إلى حجم المد والجزر أقل من 0.3.
يكون تبادل الغازات أكثر فاعلية إذا تم توزيع التهوية السنخية والتروية الشعرية بالتساوي فيما يتعلق ببعضهما البعض. عادة ، يتم إجراء التهوية في الغالب في الأجزاء العلوية من الرئتين ، بينما يكون التروية في الغالب في الأجزاء السفلية. تصبح نسبة التهوية-التروية أكثر اتساقًا مع التمرين.
لا توجد معايير بسيطة لتقييم التوزيع غير المتكافئ للتهوية لتدفق الدم. زيادة المساحة الميتة إلى نسبة حجم المد والجزر (ب 6 / UT)أو الاختلاف المتزايد في توتر الأكسجين الجزئي في الشرايين والحويصلات الهوائية (A-aEOg) هي معايير غير محددة للتوزيع غير المتكافئ لتبادل الغازات ، ومع ذلك ، يمكن أن تحدث هذه التغييرات أيضًا لأسباب أخرى (انخفاض حجم المد والجزر ، زيادة الفضاء الميت التشريحي).
أهم مميزات التهوية السنخية هي:
شدة تجديد تركيبة الغاز ، تحددها نسبة الحجم السنخي والتهوية السنخية ؛
التغيرات في حجم الحويصلات ، والتي قد تترافق إما مع زيادة أو نقصان في حجم الحويصلات الهوائية المهواة ، أو تغير في عدد الحويصلات التي تدخل في التهوية ؛
الاختلافات في خصائص المقاومة والمرونة داخل الرئة ، مما يؤدي إلى التهوية السنخية غير المتزامنة ؛
يتم تحديد تدفق الغازات إلى أو خارج الحويصلات الهوائية من خلال الخصائص الميكانيكية للرئتين والممرات الهوائية ، وكذلك القوى (أو الضغط) المؤثر عليها. ترجع الخصائص الميكانيكية بشكل أساسي إلى مقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواء والخصائص المرنة لحمة الرئة.
على الرغم من إمكانية حدوث تغييرات كبيرة في حجم الحويصلات الهوائية في فترة زمنية قصيرة (يمكن أن يتغير القطر بمقدار 1.5 مرة خلال 1 ثانية) ، فإن السرعة الخطية لتدفق الهواء داخل الحويصلات صغيرة جدًا.
أبعاد الحيز السنخي هي بحيث أن اختلاط الغاز في الوحدة السنخية يحدث على الفور تقريبًا نتيجة لحركات الجهاز التنفسي وتدفق الدم وحركة الجزيئات (الانتشار).
يرجع عدم انتظام التهوية السنخية أيضًا إلى عامل الجاذبية - الاختلاف في الضغط عبر الرئوي في الجزأين العلوي والسفلي من الصدر (التدرج القاعدي - القمة). في الوضع الرأسي في الأقسام السفلية ، يكون هذا الضغط أعلى بحوالي 8 سم من الماء. مع تي (0.8 كيلو باسكال). التدرج القاعدي القاعدي موجود دائمًا بغض النظر عن درجة امتلاء الرئتين بالهواء ، وبالتالي يحدد ملء الهواء في الحويصلات الهوائية في أجزاء مختلفة من الرئتين. عادة ، يختلط الغاز المستنشق على الفور تقريبًا مع الغاز السنخي. يكون تكوين الغاز في الحويصلات الهوائية متجانسًا عمليًا في أي مرحلة تنفسية وفي أي لحظة تهوية.
أي زيادة في النقل السنخي O 2 وثاني أكسيد الكربون ، على سبيل المثال أثناء التمرين ، يترافق مع زيادة في تدرجات تركيز الغاز ، مما يساهم في زيادة اختلاطهما في الحويصلات الهوائية. يحفز التمرين الخلط السنخي عن طريق زيادة تدفق الهواء المستنشق وتدفق الدم ، مما يزيد من تدرج الضغط السنخي الشعري لـ O2 و CO2.
تعتبر ظاهرة التهوية الجانبية مهمة لوظيفة الرئة المثلى. هناك ثلاثة أنواع من الوصلات الجانبية:
المسام بين السنخية أو مسام كوهن. يحتوي كل سنخ في العادة على حوالي 50 مفصلًا بين السنخ بقطر يتراوح من 3 إلى 13 ميكرون ؛ يزداد حجم هذه المسام مع تقدم العمر.
تقاطعات القصبات الهوائية ، أو قنوات لامبرت ، والتي توجد عادة في الأطفال والبالغين وأحيانًا يصل قطرها إلى 30 ميكرون ؛
التقاطعات بين البرونكيولار ، أو قنوات مارتن ، والتي لا تحدث في الشخص السليم وتظهر في بعض الأمراض التي تصيب المسالك الهوائية وحمة الرئة.
تؤثر الجاذبية أيضًا على تدفق الدم الرئوي. يزيد التروية الإقليمية لكل وحدة حجم رئة من القمة إلى المناطق القاعدية للرئتين إلى حد أكبر مما يحدث مع التهوية. لذلك ، عادة ، تنخفض نسبة التهوية - التروية (Va / Oc) من الأعلى إلى الأقسام السفلية. تعتمد نسب التهوية-التروية على موضع الجسم والعمر وكمية انتفاخ الرئة.
ليس كل الدم الذي يروي الرئتين متورط في تبادل الغازات. عادة ، يمكن لجزء صغير من الدم أن يروي الحويصلات الهوائية عديمة التهوية (ما يسمى التحويلة). في الشخص السليم ، يمكن أن تختلف النسبة V a / C> c في مناطق مختلفة من صفر (تحويلة الدورة الدموية) إلى اللانهاية (تهوية الفضاء الميت). ومع ذلك ، في معظم حمة الرئة ، تبلغ نسبة التهوية-التروية حوالي 0.8. يؤثر تكوين الهواء السنخي على تدفق الدم في الشعيرات الدموية الرئوية. مع انخفاض نسبة الأكسجين (نقص الأكسجة) ، وكذلك انخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون (نقص الأكسجين) في الهواء السنخي ، هناك زيادة في نبرة العضلات الملساء للأوعية الرئوية وانقباضها مع زيادة في المقاومة الوعائية.
V.Yu. ميشين
من المهام الرئيسية للفحص السريري للمريض هو التحديد الحالة الوظيفيةله الجهاز التنفسيوالتي لها أهمية كبيرة في معالجة قضايا العلاج والتشخيص وتقييم القدرة على العمل.
الأساليب الوظيفية الحديثة ضرورية للغاية لتقييم المتلازمات الفردية للاضطراب. وظائف التنفس الخارجي (RF). أنها تسمح بتحديد خصائص وظيفة الجهاز التنفسي مثل توصيل الشعب الهوائية ، وتعبئة الهواء ، والخصائص المرنة ، والقدرة على الانتشار ووظيفة عضلات الجهاز التنفسي.
التجارب الوظيفيةتجعل من الممكن الكشف عن الأشكال المبكرة لفشل الجهاز التنفسي ، والتي يمكن عكسها. يتيح لك تحديد طبيعة الاضطرابات الوظيفية المبكرة اختيار أكثر الإجراءات العلاجية عقلانية للتخلص منها.
الطرق الرئيسية لدراسة وظيفة الجهاز التنفسي:
- قياس التنفس;
- قياس ضغط الهواء;
- دراسة الانتشار الرئوي;
- قياس امتثال الرئة;
- المسعر غير المباشر.
تعتبر الطريقتان الأوليان بمثابة الفحص وهما إلزاميان للاستخدام في جميع المؤسسات الطبية التي تراقب وتعالج وتعيد تأهيل مرضى الرئة. تعتبر الطرق مثل تخطيط تحجم الجسم ودراسة سعة الانتشار وامتثال الرئة طرقًا أكثر تقدمًا وتكلفة. أما بالنسبة لقياس ضغط الهواء والقياس غير المباشر ، فهذه أيضًا طرق معقدة جدًا تُستخدم وفقًا للإشارات الفردية.
يعد انخفاض تجويف شجرة القصبات ، والذي يتجلى في الحد من تدفق الهواء ، أهم مظهر وظيفي لأمراض الرئة. الطرق المقبولة عمومًا لتسجيل انسداد الشعب الهوائية هي قياس التنفس وقياس ضغط الهواء باستخدام مناورة الزفير.
أنها تسمح بتحديد اضطرابات التهوية المقيدة والمعيقة ، لتحديد قدرة انتشار الرئتين ، لتوصيف انتقال الغازات من الهواء السنخي إلى دم الشعيرات الدموية الرئوية. حاليًا ، يتم إجراء الدراسة على الأجهزة التي تحتوي على برامج تجري عمليات حسابية آلية ، مع مراعاة القيم المناسبة.
القدرة الحيوية (VC)يتكون من أحجام تنفسية وإضافية واحتياطية. حجم المد والجزر- استنشاق الهواء وزفيره في دورة تنفسية عادية (هادئة). حجم الشهيق الاحتياطي- الحجم الإضافي للهواء الذي يمكن استنشاقه بجهد بعد نفس طبيعي (هادئ). حجم احتياطي الزفير- حجم الهواء الذي يمكن إزالته من الرئتين بعد زفير طبيعي (هادئ).
يعد تحديد VC ضروريًا في دراسة وظيفة الجهاز التنفسي. الحد المقبول عمومًا للانخفاض في رأس المال الاستثماري هو مؤشر أقل من 80٪ من القيمة المناسبة. يمكن أن يحدث انخفاض في VC لأسباب مختلفة - انخفاض في حجم الأنسجة العاملة بسبب الالتهاب ، والتحول الليفي ، والانخماص ، والركود ، واستئصال الأنسجة ، وتشوه أو إصابة الصدر ، وعمليات الالتصاق.
قد يكون سبب الانخفاض في VC أيضًا تغييرات معيقة في الربو وانتفاخ الرئة ، ومع ذلك ، فإن الانخفاض الواضح في VC هو سمة من سمات العمليات التقييدية (التقييدية). في الشخص السليم ، عند فحص VC ، يعود الصدر بعد الشهيق الأقصى ثم الزفير إلى مستوى القدرة الوظيفية المتبقية.
في المرضى الذين يعانون من خلل وظيفي انسداد رئوي في دراسة VC ، يتبع ذلك عودة بطيئة تدريجية بعد عدة دورات تنفسية إلى مستوى الزفير الهادئ ( أعراض "مصيدة الهواء"). ويرتبط احتباس الهواء الناتج بانخفاض مرونة أنسجة الرئة وتدهور سالكية الشعب الهوائية.
السعة الحيوية القسرية (FVC)، أو حجم الزفير القسري (FEV) ، هو حجم الهواء الزفير في أسرع وقت ممكن بعد أقصى شهيق. تتوافق قيمة السعة الحيوية القسرية عادةً مع قيم VC أثناء التنفس الطبيعي.
المعيار الرئيسي الذي يسمح لنا بالقول إن المريض يعاني من قيود مزمنة في تدفق الهواء (انسداد الشعب الهوائية) هو انخفاض FEV في الثانية الأولى (FEV) إلى مستوى أقل من 70٪ من القيم المناسبة. نظرًا لكونه قابلاً للتكرار بدرجة كبيرة عند إجراء المناورة بشكل صحيح ، فإن هذا المؤشر يسمح بتوثيق وجود انسداد في المريض.
وفقًا لشدة الخلل الوظيفي الانسدادي ، اعتمادًا على FEV ، يتم تقسيمها إلى خفيفة (بمؤشر 70٪ أو أكثر من المستحق) ، ومتوسطة (عند 50-60٪ من المستحق) وشديدة (أقل من 50٪) المستحق). تم تحديد انخفاض سنوي في FEV ، في غضون 30 مل في الأفراد الأصحاء وأكثر من 50 مل في المرضى الذين يعانون من أمراض الانسداد الرئوي المزمن.
اختبار تيفنو- محسوبة من نسبة FEV / FVC و FEV / VC ، مما يعكس حالة سالكية مجرى الهواء بشكل عام ، دون الإشارة إلى مستوى الانسداد. المؤشر الأكثر حساسية والأكثر مبكرة للحد من تدفق الهواء هو FEV / FVC. إنها سمة مميزة لمرض الانسداد المزمن في جميع مراحله. يشير الانخفاض في FEV / FVC إلى أقل من 70٪ إلى وجود اضطرابات انسداد في الشعب الهوائية.
يُقدَّر أيضًا متوسط معدل تدفق الهواء الحجمي في المقطع 25-75٪ من منحنى FVC ، ووفقًا لدرجة انحداره ، يتم تحليل حالة سالكية القصبات الهوائية الصغيرة في الغالب.
على نحو متزايد ، في الممارسة السريرية ، تُستخدم الاختبارات التي تكتشف الاضطرابات الوظيفية قبل ظهور الأعراض السريرية. هذه هي منحنى حجم التدفق ، وتدرج الأكسجين الحويصلي ، والحجم المغلق.
من الصعب جدًا التشخيص المبكر للآفة السائدة في القصبات الهوائية الصغيرة التي يقل قطرها عن 2-3 مم ، وهي سمة من سمات ظهور مرض الانسداد الرئوي المزمن. لم يتم اكتشافه لفترة طويلة جدًا أثناء قياس التنفس وقياس تحجم الجسم لمقاومة مجرى الهواء.
يكشف منحنى حجم التدفق الزفيري القسري عن مستوى الانسداد. يعتمد تشخيص مستوى انتهاك سالكية الشعب الهوائية على ضغط الشعب الهوائية أثناء الزفير القسري. يتم منع انهيار الشعب الهوائية من خلال مرونة أنسجة الرئة. عند الزفير ، في وقت واحد مع انخفاض في الحجم ، تقل مرونة الأنسجة ، مما يساهم في انهيار الشعب الهوائية. مع انخفاض المرونة ، يحدث انهيار الشعب الهوائية في وقت سابق.
عند تحليل منحنى الزفير القسري ، يتم تثبيت السرعة اللحظية عند مستوى الذروة - معدل تدفق الزفير الذروة (PEF) ، وكذلك عند الزفير 75٪ ، 50٪ ، 25٪ من الزفير VC - أقصى معدل تدفق للزفير ( MSV 75، MSV 50، MSV 25). تعكس المؤشرات PSV و MSV 75 سالكية كبيرة ، و MSV 50 و MSV 25 - القصبات الهوائية الصغيرة.
هناك طريقة أخرى تسمح لك بتسجيل الأضرار التي لحقت بالشعب الهوائية الصغيرة وهي تحديد حجم الضغط داخل الصدر (Vcomp). الأخير هو ذلك الجزء من حجم الهواء داخل الرئة ، والذي يتعرض للضغط بسبب ضعف توصيل القصبات الهوائية الصغيرة أثناء مناورة الزفير القسرية.
يتم تعريف Vcomp على أنه الفرق بين تغيير حجم الرئة والتدفق الفموي المتكامل. يجب اعتبار هذه القيم مؤشرا هاما على سالكية مجرى الهواء. يجب استخدامه للتشخيص المبكر لالتهاب الشعب الهوائية المزمن ، وخاصة عند المدخنين الذين ليس لديهم علامات سريرية لالتهاب الشعب الهوائية المزمن. قد يشير التغيير في هذه القيم إلى تلف المسالك الهوائية الصغيرة ، كما أنه عامل يشير إلى الحاجة إلى تدابير علاجية ووقائية.
- يتم تقييم الانخفاض في VC و FEV و MBJT ضمن 79-60٪ من القيم المستحقة على أنه متوسط ؛ 59-30٪ - هام ؛ أقل من 30٪ - حاد.
- يتم تقييم الانخفاض في PSV و MSV 75 و MSV 50 و MSV 25 ضمن 59-40٪ من القيم المناسبة على أنه متوسط ؛ 39-20٪ - هام ؛ أقل من 20 - حاد.
يؤدي تقييد تدفق الهواء الزفيري الذي يحدث عند مرضى التهاب الشعب الهوائية المزمن إلى تباطؤ في إخراج الهواء من الرئتين أثناء الزفير ، ويصاحب ذلك زيادة في التهاب الشعب الهوائية المزمن. نتيجة لذلك ، هناك تضخم مفرط ديناميكي للرئتين وتغير في الحجاب الحاجز في شكل تقصير في طوله ، وتسطيح الشكل ، وانخفاض في قوة الانكماش. فيما يتعلق بالتضخم المفرط للرئتين ، يتغير الارتداد المرن أيضًا ، فهناك ضغط إيجابي في نهاية الزفير ويزداد عمل عضلات الجهاز التنفسي.
توسع دراسة سالكية الشعب الهوائية باستخدام الاختبارات الدوائية بشكل كبير من إمكانيات التصوير التنفسي. يتيح لك تحديد بيانات التهوية الرئوية قبل استنشاق دواء موسع قصبي وبعد استنشاقه تحديد تشنج قصبي مخفي ، والتمييز بين الاضطرابات الوظيفية والعضوية. من ناحية أخرى ، فإن استخدام مضيق القصبات (أستيل كولين) يجعل من الممكن دراسة تفاعل شجرة الشعب الهوائية.
لمعالجة مسألة قابلية عكس الانسداد ، اختبار مع موسعات الشعب الهوائيةتدار عن طريق الاستنشاق. في هذه الحالة ، تتم مقارنة FEV بشكل أساسي. المؤشرات الأخرى لمنحنى حجم التدفق أقل قابلية للتكرار ، مما يؤثر على دقة النتائج. تعتمد استجابة الموسع القصبي للدواء على مجموعته الدوائية وطريقة الإعطاء وتقنية الاستنشاق.
العوامل التي تؤثر على استجابة الشعب الهوائية هي أيضا الجرعة المعطاة. الوقت المنقضي بعد الاستنشاق ؛ القدرة القصبية أثناء الدراسة: حالة وظائف الرئة. إمكانية استنساخ المؤشرات المقارنة ؛ البحث عن الأخطاء. كعوامل موسعة للقصبات عند اختبارها على البالغين ، يوصى بما يلي:
- منبهات 32 قصيرة المفعول (سالبوتامول - حتى 800 ميكروغرام ، تيربوتالين - حتى 1000 ميكروغرام) مع قياس استجابة القصبات بعد 15 دقيقة ؛
- الأدوية المضادة للكولين (إبراتروبيوم بروميد حتى 80 ميكروغرام) مع قياس استجابة القصبات بعد 30-45 دقيقة.
من الممكن إجراء اختبارات توسيع القصبات باستخدام البخاخات. عند تنفيذها ، يتم وصف جرعات أعلى من الأدوية: يجب إجراء دراسات متكررة بعد 15 دقيقة من استنشاق 2.5-5 ملغ من السالبوتامول أو 5-10 ملغ من تيربوتالين ، أو 30 دقيقة بعد استنشاق 500 ميكروغرام من بروميد الإبراتروبيوم.
من أجل تجنب تشويه النتائج وللأداء الصحيح لاختبار توسع القصبات ، من الضروري إلغاء العلاج المستمر وفقًا لخصائص الحرائك الدوائية للعقار الذي يتم تناوله (ناهضات P2 قصيرة المفعول - 6 ساعات قبل البدء من الاختبار ، 32 ناهضات طويلة المفعول - 12 ساعة قبل ، الثيوفيلين لفترات طويلة - 24 ساعة قبل بدء الاختبار).
يتم تقييم نتيجة الاختبار من خلال درجة الزيادة في مؤشر FEV ، كنسبة مئوية من القيمة الأولية. مع زيادة FEV بنسبة 15٪ أو أكثر ، تعتبر العينة إيجابية ويتم تقييمها على أنها قابلة للعكس. انسداد الشعب الهوائيةيعتبر مزمنًا إذا حدث ثلاث مرات على الأقل في غضون عام واحد ، على الرغم من العلاج المستمر.
دراسة التهوية الرئوية. التهوية هي عملية دورية من الشهيق والزفير ، والتي تضمن امتصاص الهواء من الغلاف الجوي ، الذي يحتوي على حوالي 21٪ 02 ، وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الرئتين.
يمكن أن تختلف طبيعة التنفس في أمراض الرئة. مع أمراض الانسداد ، يحدث تنفس أعمق ، مع وجود آفة مقيدة - غالبًا سطحية وسريعة. في الحالة الأولى ، نظرًا لانتهاك سالكية الشعب الهوائية ، فإن السرعة البطيئة لمرور الهواء عبر الشعب الهوائية تكون فعالة من أجل تجنب الاضطرابات في تدفق وانهيار جدار القصبات الهوائية الصغيرة. يعزز التنفس العميق أيضًا الارتداد المرن.
مع غلبة التغيرات الالتهابية الليفية ، المصحوبة بانخفاض في تمدد أنسجة الرئة ، تقل التكاليف العضلية للتنفس مع التنفس المتكرر والضحل.
تهوية عامة، أو حجم دقائق التنفس (MOD)، يتم تحديده spirographically بضرب حجم المد والجزر (TO) في معدل التنفس. يمكن أيضًا تحديد أقصى تهوية للرئتين (MVL) ، عندما يتنفس المريض كثيرًا وبعمق. تعكس هذه القيمة ، بالإضافة إلى FEV ، قدرة تهوية الرئتين.
مع علم الأمراض والنشاط البدني ، تزداد قيمة MOD ، والذي يرتبط بالحاجة إلى زيادة استهلاك 02. عندما تتلف الرئتين ، تنخفض قيمة MVL. يميز الفرق بين MIA و MOD احتياطي الجهاز التنفسي. وفقًا لمخطط التنفس ، يمكنك أيضًا حساب كمية الأكسجين المستهلكة (عادةً 250 مل / دقيقة).
دراسة التهوية السنخية. يمكن تقييم كفاءة التهوية بحجم التهوية السنخية. التهوية السنخية - حجم الهواء الذي يدخل الحويصلات الهوائية أثناء التنفس لكل وحدة زمنية ، وعادة ما يتم حسابه لمدة دقيقة واحدة. حجم التهوية السنخية يساوي حجم المد والجزر مطروحًا منه المساحة الفسيولوجية الميتة.
تشمل المساحة الفسيولوجية الميتة مساحة ميتة تشريحيًا وحجم الحويصلات الهوائية غير المروية وحجم الحويصلات التي تتجاوز فيها عملية التهوية حجم تدفق الدم. تبلغ قيمة التهوية السنخية 4-4.45 لتر / دقيقة أو 60-70٪ من إجمالي التهوية. يؤدي نقص التهوية الذي يتطور في حالة مرضية إلى نقص تأكسج الدم وفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم وحماض تنفسي.
نقص التهوية- التهوية السنخية ، غير كافية بالنسبة لمستوى التمثيل الغذائي. يؤدي نقص التهوية إلى زيادة PC02 في الهواء السنخي وزيادة PC02 في الدم الشرياني (فرط ثنائي أكسيد الكربون). يمكن أن يحدث نقص التهوية مع انخفاض في معدل التنفس و O ، وكذلك مع زيادة المساحة الميتة.
التغييرات التعويضية المميزة للحماض التنفسي تتطور - البيكربونات القياسية (SB) ، القواعد العازلة (BB) تزداد ، نقص القاعدة العازلة (BE) ينخفض ، الذي يصبح سلبيًا. يسقط P02 في الدم السنخي أثناء نقص التهوية.
الأسباب الأكثر شيوعًا لنقص التهوية هي انتهاك المباح وزيادة المساحة الميتة في الجهاز التنفسي ، وانتهاك وظيفة الحجاب الحاجز والعضلات الوربية ، وانتهاك التنظيم المركزي للتنفس وتعصيب الجهاز التنفسي المحيطي عضلات.
مع العلاج بالأكسجين غير المنضبط ، يرتفع PC02 في الدم. نتيجة لذلك ، يتم منع التأثير الانعكاسي لنقص الأكسجة في التنظيم المركزي للتنفس ويتم التخلص من التأثير الوقائي لفرط التنفس. تساهم الحالة الناتجة من نقص التهوية النسبي في احتباس ثاني أكسيد الكربون وتطور الحماض التنفسي. قد تساهم زيادة إفراز المجاري الهوائية في فشل التنفس ، خاصة إذا كان من الصعب إخراج البلغم.
دراسة انتشار الغازات في الرئتين. عادة ما يتم قياس قدرة الانتشار في المرضى الذين يعانون من أمراض الرئة في المرحلة الثانية من تقييم وظيفة الجهاز التنفسي بعد إجراء قياس التنفس القسري أو قياس ضغط الهواء وتحديد بنية الأحجام الثابتة.
القدرة على الانتشارتشير إلى كمية الغاز التي تمر في دقيقة واحدة عبر الغشاء السنخي الشعري بناءً على 1 مم من الفرق في الضغط الجزئي لهذا الغاز على جانبي الغشاء.
تستخدم دراسة الانتشار في المرضى لتشخيص انتفاخ الرئة أو تليف حمة الرئة. من حيث قدرتها على اكتشاف التغيرات المرضية الأولية في حمة الرئة ، فإن هذه الطريقة قابلة للمقارنة في الحساسية للتصوير المقطعي المحوسب. غالبًا ما تكون اضطرابات الانتشار مصحوبة بأمراض رئوية ، ولكن قد يكون هناك أيضًا اضطراب منعزل يُشار إليه باسم " كتلة السنخية الشعيرية».
في انتفاخ الرئة ، تقل سعة انتشار الرئتين (DLCO) وعلاقتها بالحجم السنخي (Va) ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تدمير الغشاء السنخي الشعري ، مما يقلل من المنطقة الفعالة لتبادل الغازات.
في أمراض الرئة المقيدة ، هناك انخفاض ملحوظ في DLCO. قد يتم تقليل نسبة DLCO / V إلى حد أقل بسبب الانخفاض الكبير المتزامن في حجم الرئة. عادة ما يقترن انخفاض الانتشار بانتهاك التهوية وتدفق الدم.
يمكن أن ينخفض الانتشار مع انخفاض عدد الشعيرات الدموية المشاركة في تبادل الغازات. مع تقدم العمر ، هناك انخفاض في عدد الشعيرات الدموية الرئوية في المرضى الذين يعانون من الساركويد ، والسحار السيليسي ، وانتفاخ الرئة ، وتضيق الصمام التاجي ، بعد استئصال الرئة.
من السمات المميزة للمرضى الذين يعانون من ضعف القدرة على الانتشار هو انخفاض P02 أثناء التمرين وزيادة أثناء استنشاق O2. في الطريق إلى الهيموجلوبين ، تنتشر جزيئات الأكسجين عبر الحويصلات الهوائية ، والسائل بين الخلايا ، والبطانة الشعرية ، والبلازما ، وغشاء كرات الدم الحمراء ، والسائل داخل كرات الدم.
مع سماكة وضغط هذه الأنسجة ، وتراكم السوائل داخل الخلايا وخارجها ، تزداد عملية الانتشار سوءًا. يتمتع ثاني أكسيد الكربون بقابلية ذوبان أفضل بكثير من 02 ، وقدرة انتشاره أعلى 20 مرة من الأخيرة.
تتم دراسة الانتشار باستخدام غازات تذوب جيدًا في الدم (CO2 و 02). تتناسب قيمة سعة انتشار ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر مع كمية ثاني أكسيد الكربون المنقولة من الغاز السنخي إلى الدم (مل / دقيقة) وتتناسب عكسياً مع الفرق بين متوسط ضغط ثاني أكسيد الكربون في الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية. عادة ، تتراوح سعة الانتشار من 10 إلى 30 مل / دقيقة من ثاني أكسيد الكربون لكل 1 مم زئبق.
أثناء الدراسة ، يستنشق المريض خليطًا يحتوي على نسبة منخفضة من ثاني أكسيد الكربون ، ويحبس أنفاسه لمدة 10 ثوانٍ ، ينتشر خلالها ثاني أكسيد الكربون في الدم. يقيس هذا ثاني أكسيد الكربون في الغاز السنخي قبل حبس التنفس وفي نهايته. للحسابات ، يتم تحديد CFU.
دراسة غازات الدم وحالة القاعدة الحمضية (KOS). تعد دراسة غازات الدم و CBS للدم الشرياني إحدى الطرق الرئيسية لتحديد حالة وظائف الرئة. من مؤشرات تكوين الغاز في الدم ، يتم فحص Pa02 و PaCO2 ، من مؤشرات KOS - الرقم الهيدروجيني وفائض القواعد (BE).
لدراسة غازات الدم و CBS ، يتم استخدام أجهزة التحليل الدقيقة للدم مع قياس P02 باستخدام قطب كلارك البلاتيني الفضي و PC02 مع قطب كهربائي فضي زجاجي. فحص الدم الشرياني والشرايين ؛ يتم أخذ الأخير من الإصبع أو شحمة الأذن. يجب أن يتدفق الدم بحرية ولا يحتوي على فقاعات هواء.
تم أخذ قيمة P02 من 80 مم زئبق كقاعدة. وأعلى. خفض P02 إلى 60 ملم زئبق. يعتبر نقص الأكسجة الطفيف في الدم يصل إلى 50-60 ملم زئبق. - معتدل ، أقل من 50 مم زئبق. - حاد.
يمكن أن تكون الحالات التالية سببًا لنقص الأكسجة في الدم: نقص التهوية السنخية ، ضعف انتشار الشعيرات السنخية ، التحويل التشريحي أو المتني ، تسريع تدفق الدم في الشعيرات الدموية الرئوية.
مع نقص التهوية ، انخفاض DO أو BH ، تزداد المساحة الميتة من الناحية الفسيولوجية. ويقترن النقص الناتج في P02 ، كقاعدة عامة ، بتأخير في ثاني أكسيد الكربون. يزداد نقص الأكسجين في الدم ، الذي يحدث عندما يكون هناك انتهاك لانتشار الغازات ، مع زيادة النشاط البدني ، حيث تزداد سرعة تدفق الدم في الشعيرات الدموية في الرئتين ، وبالتالي ينخفض وقت ملامسة الدم للغازات السنخية.
لا يترافق نقص الأكسجة في الدم الناجم عن ضعف الانتشار مع احتباس ثاني أكسيد الكربون ، حيث أن معدل انتشاره أعلى بكثير من انتشار الأكسجين ، وغالبًا ما يرتبط انخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون بفرط التنفس المصاحب. لا يتم القضاء على نقص الأكسجة الناجم عن تحويلات الشرايين الوريدية عن طريق استنشاق تركيزات عالية من O2.
الفرق الحويصليفي نفس الوقت يختفي أو ينقص باستنشاق 14٪ 02. محتوى 02 ينخفض مع التمرين. في انتهاك لنسب التهوية والتروية ، يختفي نقص الأكسجة في الدم باستخدام العلاج بالأكسجين. في هذه الحالة ، قد يحدث تأخير لثاني أكسيد الكربون بسبب القضاء على فرط التنفس ، والذي يكون له أصل انعكاسي في وجود نقص الأكسجة في الدم.
يؤدي استنشاق 02 بتركيزات عالية إلى اختفاء الفرق الحويصلي. يحدث نقص الأكسجة الناجم عن تسارع مرور الدم في الشعيرات الدموية الرئوية مع انخفاض عام في تدفق الدم في الدورة الرئوية. في الوقت نفسه ، تنخفض قيم P02 بشكل ملحوظ أثناء النشاط البدني.
لا يتم تحديد حساسية الأنسجة لنقص الأكسجين ليس فقط من خلال محتواها في الدم ، ولكن أيضًا من خلال حالة تدفق الدم. عادة ما يرتبط حدوث تأثير ضار على الأنسجة بمزيج من نقص الأكسجة في الدم وتغير متزامن في تدفق الدم. مع إمداد الأنسجة بالدم الجيد ، تكون مظاهر نقص الأكسجة في الدم أقل وضوحًا.
في المرضى الذين يعانون من قصور رئوي مزمن ، غالبًا ما يزداد تدفق الدم ، مما يسمح لهم بتحمل نقص الأكسجة جيدًا نسبيًا. في حالة فشل الجهاز التنفسي الحاد وغياب زيادة تدفق الدم ، يمكن أن يشكل نقص الأكسجة في الدم ، حتى المعتدل ، تهديدًا لحياة المريض.
إن تطور نقص الأكسجة في الدم على خلفية فقر الدم وزيادة التمثيل الغذائي يشكل أيضًا خطرًا معينًا. نقص الأكسجة في الدم يزيد من سوء تدفق الدم للأعضاء الحيوية ، مسار الذبحة الصدرية ، احتشاء عضلة القلب. الأنسجة لها حساسية مختلفة لنقص O2.
وبالتالي ، فإن عضلات الهيكل العظمي قادرة على استخراجه من الدم الشرياني عند P02 تحت 15-20 مم زئبق ؛ يمكن أن تتلف خلايا الدماغ وعضلة القلب إذا انخفض P02 إلى أقل من 30 ملم زئبق. عضلة القلب السليمة مقاومة لنقص الأكسجة في الدم ، ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يحدث عدم انتظام ضربات القلب وانخفاض في الانقباض.
حالة الدم الوريدي لها أهمية معينة في تطور الفشل التنفسي: نقص تأكسج الدم الوريدي وزيادة الفرق الشرياني الوريدي في O2. في الأفراد الأصحاء ، تبلغ قيمة P02 في الدم الوريدي 40 ملم زئبق ، والفرق الشرياني الوريدي هو 40-55 ملم زئبق.
تعتبر الزيادة في استخدام الأكسجين من قبل الأنسجة علامة تشير إلى تدهور ظروف التبادل وإمداد الأكسجين.
علامة مهمة على فشل الجهاز التنفسي هي أيضًا فرط ثنائي أكسيد الكربون. يتطور في أمراض الرئة الحادة: انتفاخ الرئة ، الربو القصبي ، التهاب الشعب الهوائية المزمن ، الوذمة الرئوية ، انسداد مجرى الهواء ، أمراض عضلات الجهاز التنفسي.
يمكن أن يحدث فرط ثنائي أكسيد الكربون أيضًا مع آفات الجهاز العصبي المركزي ، وعمل الأدوية على مركز الجهاز التنفسي ، والتنفس الضحل ، عندما يتم تقليل التهوية السنخية ، غالبًا على خلفية مجموعة كبيرة. يتم تسهيل زيادة PC02 في الدم من خلال التهوية والتروية غير المتكافئة ، وزيادة المساحة الميتة من الناحية الفسيولوجية ، والعمل المكثف للعضلات.
يحدث فرط ثنائي أكسيد الكربون عندما يتجاوز PC02 45 مم زئبق ؛ يتم تشخيص حالة فرط ثنائي أكسيد الكربون عندما يكون PC02 أقل من 35 ملم زئبق.
تتجلى العلامات السريرية لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الصداع في الليل وفي الصباح والضعف والنعاس. مع زيادة تدريجية في PC02 ، يظهر الوعي المشوش وتغير في النفس والرعشة. مع زيادة PC02 إلى 70 ملم زئبق أو أكثر. تحدث غيبوبة وهلوسة وتشنجات. قد تكون هناك تغييرات في قاع العين في شكل تعدد وتعرق في أوعية الشبكية ، ونزيف في شبكية العين ، وتورم في حلمة العصب البصري. يمكن أن يسبب فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم وذمة دماغية وارتفاع ضغط الدم الشرياني واضطراب ضربات القلب حتى توقفه.
يؤدي تراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم أيضًا إلى إعاقة عملية أكسجة الدم ، والتي تتجلى من خلال تطور نقص الأكسجة في الدم. يعتبر انخفاض درجة الحموضة في الدم الشرياني أقل من 7.35 بمثابة حماض. دفعة 7.45 - مثل قلاء. الحماض التنفسيتم تشخيصه بزيادة في PC02 أكثر من 45 ملم زئبق ، قلاء تنفسي - مع PC02 أقل من 35 ملم زئبق.
مؤشر الحماض الأيضيهو انخفاض في فائض القاعدة (BE) ، قلاء استقلابي - زيادة في BE.
عادة ، يتراوح BE من -2.5 مليمول / لتر إلى +2.5. تعتمد قيمة الرقم الهيدروجيني للدم على نسبة البيكربونات (HC03) وحمض الكربونيك ، والتي عادة ما تكون 20: 1.
القدرة على الاستجابة للحمل مع زيادة الجهد ، والتي تشمل:
مرونة- القدرة على استعادة شكله وحجمه بعد انتهاء عمل القوى الخارجية المسببة للتشوه
الاستعلاء- القدرة على مقاومة المزيد من التشوه عند تجاوز حد المرونة
أسباب الخواص المرنة للرئتين:
توتر الألياف المرنةحمة الرئة
التوتر السطحيبطانة سائلة للحويصلات الهوائية - تم إنشاؤها بواسطة الفاعل بالسطح
حشوة الدم في الرئتين (كلما زادت امتلاء الدم ، قلت المرونة
التمدد- الخاصية هي عكس المرونة ، حيث ترتبط بوجود ألياف مرنة وكولاجينية تشكل شبكة لولبية حول الحويصلات الهوائية
بلاستيك- خاصية عكس الصلابة
وظائف الرئة
تبادل الغازات- إثراء الدم بالأكسجين الذي تستخدمه أنسجة الجسم ، وإزالة ثاني أكسيد الكربون منه: يتحقق من خلال الدورة الدموية الرئوية. يعود الدم من أعضاء الجسم إلى الجانب الأيمن من القلب وينتقل عبر الشرايين الرئوية إلى الرئتين.
التبادل غير الغازي:
دبليومحمي - تكوين الأجسام المضادة ، البلعمة بواسطة الخلايا البلعمية السنخية ، إنتاج الليزوزيم ، الإنترفيرون ، اللاكتوفيرين ، الغلوبولين المناعي ؛ يتم الاحتفاظ بالميكروبات وتجمعات الخلايا الدهنية والجلطات الدموية وتدميرها في الشعيرات الدموية
المشاركة في عمليات التنظيم الحراري
المشاركة في عمليات الاختيار - إزالة ثاني أكسيد الكربون والماء (حوالي 0.5 لتر / يوم) وبعض المواد المتطايرة: الإيثانول ، الأثير ، أكسيد النيتروز الأسيتون ، إيثيل المركابتان
تعطيل BAS - يتم تدمير أكثر من 80 ٪ من البراديكينين الذي يتم إدخاله في الدورة الدموية الرئوية أثناء مرور الدم عبر الرئة ، ويتم تحويل أنجيوتنسين 1 إلى أنجيوتنسين 2 تحت تأثير أنجيوتنسين. 90-95٪ من البروستاغلاندينات من المجموعتين E و P معطلة
المشاركة في تطوير المواد الفعالة بيولوجيا – الهيبارين ، الثرموبوكسان ب 2 ، البروستاجلاندين ، الثرومبوبلاستين ، عوامل التخثر السابع والثامن ، الهيستامين ، السيروتونين
التنفس الخارجي
عملية تهوية الرئتين ، مما يوفر تبادل الغازات بين الجسم والبيئة. يتم إجراؤه لوجود مركز الجهاز التنفسي وأنظمته المؤثرة والواردة وعضلات الجهاز التنفسي. يقدر بنسبة التهوية السنخية للحجم الدقيق. لتوصيف التنفس الخارجي ، يتم استخدام مؤشرات ثابتة وديناميكية للتنفس الخارجي.
دورة الجهاز التنفسي- تكرار التغيير الإيقاعي في حالة مركز الجهاز التنفسي وأجهزة الجهاز التنفسي التنفيذية
يدخل الهواء إلى الرئتين ويغادرهما بفضل عمل عضلات الجهاز التنفسي. نتيجة لانقباضها واسترخائها ، يتغير حجم التجويف الصدري
عضلات الجهاز التنفسي
عضلات مخططة إرادية ، وإجراء تغييرات دورية في حجم الصدر
أرز. 12.11.عضلات الجهاز التنفسي
الحجاب الحاجز- عضلة مسطحة تفصل بين التجويف الصدري وتجويف البطن. إنه يشكل قبتين ، يسار ويمين ، موجهتين للأعلى مع انتفاخات ، يوجد بينهما تجويف صغير للقلب. يحتوي على العديد من الثقوب التي تمر من خلالها هياكل مهمة جدًا في الجسم من منطقة الصدر إلى منطقة البطن. عن طريق الانقباض ، يزيد حجم تجويف الصدر ويوفر تدفق الهواء إلى الرئتين.
أرز. 12.12.وضعية الحجاب الحاجز أثناء الشهيق والزفير
يوفر الكولاجين والألياف المرنة لجدران الحويصلات مقاومة مرنة ، تهدف إلى تقليل حجم الحويصلات الهوائية. بالإضافة إلى ذلك ، تنشأ قوى في الواجهة بين الهواء والسائل ، والتي تهدف أيضًا إلى تقليل السطح - وهي قوى التوتر السطحي. بالإضافة إلى ذلك ، كلما كان قطر الحويصلات أصغر ، زاد التوتر السطحي. إذا تصرفت هذه القوى دون تدخل ، فبسبب الجمع بين الحويصلات الفردية ، سيمر هواء الحويصلات الصغيرة إلى حويصلات كبيرة ، وسيتعين أن تختفي الحويصلات الصغيرة.
ومع ذلك ، هناك تكيف بيولوجي في الجسم يتصدى لهذه القوى. المواد الخافضة للتوتر السطحي (السطحي - السطحي) الموجودة في الطبقة السطحية للسائل. يتم إنتاجها بواسطة الخلايا الرئوية من النوع الثاني. كلما صغر قطر الحويصلات الهوائية وزاد التوتر السطحي ، زاد نشاط المواد الخافضة للتوتر السطحي. في وجود المواد الخافضة للتوتر السطحي ، ينخفض التوتر السطحي بحوالي 10 مرات. إذا تم غسل السائل الذي يحتوي على المواد الخافضة للتوتر السطحي بالماء وغطى ظهارة الحويصلات بطبقة رقيقة ، فإن الحويصلات تنهار.
وظائف السطحي.
1. الحفاظ على حجم وشكل الحويصلات الهوائية. العنصر الرئيسي في جنوب إفريقيا هو ثنائيالميتيل فوسفاتيديل كولين (DPPC) ، والذي يتم تصنيعه من الأحماض الدهنية. يتم جلب هذه الأحماض إلى الرئتين عن طريق الدم. يُعتقد أن التوتر السطحي ينخفض بسبب خصائص جزيء DPPC. إنه كاره للماء من جهة ، ومحبة للماء من جهة أخرى ، بفضله ينتشر الجزيء على سطح الماء في طبقة رقيقة. نظرًا لقدرتها على التنافر ، فإن المواد الخافضة للتوتر السطحي تتصدى لجذب جزيئات الماء ، التي توفر التوتر السطحي. يتم توفير الزيادة في نشاط الفاعل بالسطح مع انخفاض في مساحة سطح الحويصلات الهوائية من خلال نوبة قريبة
جزيئات DPPC مع بعضها البعض ، مما يزيد من قوة التنافر المتبادل.
2. تباطؤ الرئتين. يتم تصنيع جنوب إفريقيا باستمرار بواسطة الخلايا الرئوية وتدخل أولاً ما يسمى الطور. يقع هذا النوع من مستودعات المواد الخافضة للتوتر السطحي تحت الطبقة السطحية أحادية الطبقة. يرافق تدمير مناطق الطبقة النشطة العليا ، مع تقدم العمر ، تدفق جزيئات الفاعل بالسطح الجاهزة من الطور. تتلقى جنوب إفريقيا أيضًا طبقات أحادية عندما يتم شد الرئتين في مرحلة الشهيق. يساهم تركيزهم ، الذي ينمو أثناء انتهاء الصلاحية ، في التأخير الأولي في الركود السنخي. في هذه اللحظة ، على الرغم من انخفاض قوة التمدد الداخلي للحويصلات الهوائية ، إلا أن قطرها لا يزال أكبر نسبيًا مما كان عليه أثناء الشهيق. أي أن هناك تباينًا بين حجم الضغط الخارجي. يظهر هذا التناقض على الرسم البياني في شكل حلقة التباطؤ (من اليونانية. التباطؤ - التأخر ، التأخير. في العمق الطبيعي للتنفس ، يتغير حجم الحويصلات الهوائية قليلاً (تصل إلى 3-5٪). هذا ، التباطؤ ليس مهمًا ، على النقيض من ذلك ، مع تأخر التنفس العميق يبدأ في لعب دور مهم في تسهيل حركات الجهاز التنفسي ، بالإضافة إلى أن التأخير في الركود السنخي ، بدوره ، يساهم في تخزين الهواء على المدى الطويل في الحويصلات الهوائية. مما يحسن ظروف تبادل الغازات.
3. جنوب إفريقيا تشارك في الاستبعاد الدوري لجزء من الحويصلات الهوائية من عملية التنفس. على الرغم من أن تركيب المواد الخافضة للتوتر السطحي في الخلايا الرئوية يحدث باستمرار ، فإنها "تنطلق" في الطور المحيط المحيط بها بشكل دوري. بفضل هذا ، يمكن لجمهوريات جنوب إفريقيا التي تقدمت في السن ، واختفت من سطح بعض الحويصلات الهوائية أو المناطق الفردية ، أن تعرض السطح لبعض الوقت. تؤدي زيادة التوتر السطحي إلى انخفاض في دخول السنخية.
4. تطهير الحويصلات الهوائية. على سطح الحويصلات الهوائية ، يتحرك SA تدريجياً في اتجاه تدرج إجهاد السطح. في موقع إفراز المواد الخافضة للتوتر السطحي ، يكون التوتر السطحي صغيرًا ، وفي الجزء المجاور للقصيبات ، حيث لا توجد خلايا إفرازية ، يكون التوتر السطحي أعلى. لذلك ، هنا ، للخروج من الحويصلات الهوائية ، تتحرك المواد الخافضة للتوتر السطحي. يمكن إزالة جزيئات الغبار والظهارة المدمرة من سطح الحويصلات الهوائية مع جنوب إفريقيا. في الغلاف الجوي المغبر ، يتم تحسين هذه العمليات ، وبالتالي يتم أيضًا تنشيط تخليق المواد الخافضة للتوتر السطحي. بسبب النشاط العالي لهذه العمليات ، يمكن استنفاد التخليق الحيوي في جنوب إفريقيا تدريجياً. هذا هو أحد أسباب تطور انخماص الرئة - اختفاء بعض الحويصلات الصغيرة.
5. هناك رأي مفاده أن Giari يساعد في الحفاظ على جفاف سطح الحويصلات الهوائية ويقلل من تبخر الماء عبر الرئتين بحوالي 50٪. من الممكن أيضًا أن يشاركوا في نقل الغازات عبر الغشاء الرئوي. ولكن ، بطبيعة الحال ، فإن أهم وظيفة لجنوب إفريقيا هي الحفاظ على استقرار الحويصلات الهوائية.
بالإضافة إلى المواد الخافضة للتوتر السطحي ، يلعب الترابط الهيكلي للحويصلات الهوائية دورًا مهمًا في الحفاظ على بنية الرئتين. يساهم اندماجهم مع بعضهم البعض في التمدد المتبادل للحويصلات الهوائية المجاورة.
يبدأ تصنيع المواد الخافضة للتوتر السطحي في نهاية فترة داخل الرحم. وجودهم يسهل تنفيذ النفس الأول. أثناء المخاض المبكر ، قد لا تكون رئتا الطفل مهيئتين للتنفس ، مما قد يسبب انخماص الرئة.
يهدف عمل عضلات الجهاز التنفسي التي تقوم بالاستنشاق في المقام الأول إلى التغلب على جميع أنواع المقاومة. بالإضافة إلى ذلك ، تتغلب عضلات الجهاز التنفسي على الجاذبية ، مما حال دون صعود حزام الصدر والكتف أثناء الشهيق. وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أهمية التغلب على السحب الديناميكي الهوائي. تزداد هذه المقاومة مع تضيق المسالك الهوائية ، وكذلك مع زيادة معدل تهوية الرئتين. لذلك ، فإن تورم الغشاء المخاطي ، الذي يحدث حتى مع استنشاق قصير لدخان السجائر ، يزيد من مقاومة حركة الهواء بمقدار 2-3 مرات لمدة 20-30 دقيقة. تزداد مقاومة حركة الهواء بشكل أكبر مع تضييق القصبات الهوائية في حالة الربو القصبي. نتيجة لذلك ، يجب على المريض استخدام العضلات المساعدة لأداء التنفس الهادئ. تؤدي زيادة سرعة حركة الهواء أثناء التنفس القسري إلى زيادة كبيرة في الدوامات المضطربة وزيادة المقاومة دون تغيير تجويف مجرى الهواء. هذا يجعل من الصعب على عضلات الجهاز التنفسي العمل لدرجة أنه من أجل تقليل المقاومة الديناميكية الهوائية أثناء التنفس القسري ، يتحول الشخص لا إراديًا إلى التنفس من خلال الفم. ثبت أن التنفس من خلال الفم يقلل من السحب الديناميكي الهوائي بنسبة 30-40٪.
في ظل الظروف الفسيولوجية العادية عمق الشهيققد تكون محدودة فقط بالخصائص الفيزيائية لأنسجة الرئة والصدر. ترجع مقاومة تضخم الرئتين ، والذي يحدث عندما يدخل الهواء إليهما ، إلى تمدد النسيج الضام ومقاومة الشعب الهوائية لتدفق الهواء. مقياس الخواص المرنة لأنسجة الرئة هو تمدد الرئتين ، والذي يميز درجة الزيادة في حجم الرئة اعتمادًا على درجة انخفاض الضغط داخل الجنبة:
أين سي - التمدد(اللغة الإنجليزية - الامتثال) ، dV - التغيير في حجم الرئة (مل) ، و dP - التغيير في الضغط داخل الجنبة (عمود الماء سم). يميز الامتثال كميًا درجة التغيير في حجم الرئة لدى الشخص ، اعتمادًا على درجة التغيير في الضغط داخل الجنبة أثناء الشهيق. يحتوي الصدر أيضًا على خصائص مرنة ، وبالتالي ، فإن تمدد أنسجة الرئتين وأنسجة الصدر يحدد الخصائص المرنة لجهاز التنفس البشري بأكمله.
أرز. 10.6. منحنى امتثال الرئتين. تظهر المنحنيات على اليمين التغيير في حجم المد والجزر وسعة الرئة الكلية التي تحدث مع التغيرات في الضغط داخل الجنبة دون مراعاة تأثير أنسجة الصدر. لا تنهار الرئتان تمامًا إذا أصبح الضغط داخل الجنبة صفرًا (النقطة 1). تتطابق منحنيات الامتثال عند النقطة 2 مع حجم كبير في الرئتين ، عندما يصل نسيج الرئة إلى حد التمدد المرن. Vp - الضغط داخل الجنبة. على اليسار - رسم تخطيطي لتسجيل التغيرات في الضغط داخل الجنبة وحجم التنفس في الرئتين.
على التين. يظهر 10.6 تغيير حجم الرئةالتي تحدث مع تغيرات في الضغط داخل الجنبة. تميز الخطوط الصاعدة والهابطة تضخم وانهيار الرئتين ، على التوالي. جزء من التين. يوضح الشكل 10.6 على اليسار كيف يمكن قياس حجم الرئة وقيم الضغط داخل الجنبة عند رسمها. لا ينخفض حجم الرئة إلى الصفر عندما يصبح الضغط داخل الجنبة صفرًا. يتطلب تضخيم الرئتين من مستوى الحجم الأدنى جهدًا لفتح الجدران المنهارة للحويصلات الهوائية بسبب التوتر السطحي الكبير للسائل الذي يغطي سطحها وسطح الجهاز التنفسي. لذلك ، فإن المنحنيات التي تم الحصول عليها أثناء تضخم وانهيار الرئتين لا تتطابق مع بعضها البعض ، ويسمى تغييرها غير الخطي التخلفية.
الرئتين مع التنفس الهادئلا تهدأ تمامًا ، لذلك يصف منحنى الانحدار التغيرات في حجم الرئة مع التغيرات في الضغط داخل الجنبة في حدود -2 سم aq. فن. يصل إلى -10 سم aq. فن. عادة ، رئة الإنسان لديها قابلية عالية للتمدد (200 مل / سم عمود الماء). ترجع مرونة أنسجة الرئة إلى خصائص الألياف الضامة لأنسجة الرئة. مع تقدم العمر ، تعمل هذه الألياف ، كقاعدة عامة ، على تقليل النغمة ، والتي تصاحبها زيادة في التمدد وانخفاض في الارتداد المرن للرئتين. في حالة تلف أنسجة الرئة أو إذا كان هناك نمو مفرط للنسيج الضام فيه (تليف) ، تصبح الرئتان غير قابلة للتمدد بشكل سيئ ، وتقل قابليتها للتمدد ، مما يجعل من الصعب استنشاقها وتتطلب جهدًا أكبر بكثير من عضلات الجهاز التنفسي أكثر من المعتاد .
انتفاخ رئويليس فقط بسبب مرونة أنسجة الرئة ، ولكن أيضًا بسبب التوتر السطحي للطبقة السائلة التي تغطي الحويصلات الهوائية. بالمقارنة مع الارتداد المرن للرئتين ، يكون التأثير على مقدار امتثال الرئة أثناء تنفس عامل التوتر السطحي لطبقة السائل التي تغطي الحويصلات الهوائية أكثر تعقيدًا.
طبقة رقيقة من السائليغطي السطح الحويصلات الرئوية. الحدود الانتقالية بين الهواء والسائل لها التوتر السطحي، والتي تتكون من قوى بين الجزيئات والتي ستقلل من مساحة السطح التي تغطيها الجزيئات. ومع ذلك ، فإن الملايين من الحويصلات الرئوية ، المغطاة بطبقة جزيئية أحادية من السوائل ، لا تنهار ، لأن هذا السائل يحتوي على مواد تسمى مجتمعة التوتر السطحي(عامل السطح النشط). تمتلك العوامل النشطة السطحية خاصية تقليل التوتر السطحي لطبقة السوائل في الحويصلات الهوائية في الرئتين عند السطح البيني بين الهواء والسائل ، مما يجعل الرئتين قابلة للتمدد بسهولة.
أرز. 10.7. تطبيق قانون لابلاس على التغيير في التوتر السطحي لطبقة من السائل تغطي سطح الحويصلات الهوائية. التغيير في نصف قطر الحويصلات الهوائية يتغير بالتناسب المباشر مع حجم التوتر السطحي في الحويصلات الهوائية (T). يختلف الضغط (P) داخل الحويصلات أيضًا باختلاف نصف قطرها: يتناقص مع الاستنشاق ويزيد مع الزفير.
الظهارة السنخيةيتكون من متصل بإحكام الحويصلات الهوائية (الخلايا الرئوية) النوعان الأول والثاني ومغطاة بطبقة أحادية الجزيء التوتر السطحي، تتكون من الدهون الفسفورية والبروتينات والسكريات (الجلسروفوسفوليبيدات 80٪ ، الجلسرين 10٪ ، البروتينات 10٪). يتم توليف الفاعل بالسطح بواسطة الخلايا السنخية من النوع الثاني من مكونات بلازما الدم. المكون الرئيسي التوتر السطحيهو ديبالميتويل فوسفاتيديل كولين (أكثر من 50٪ من فوسفوليبيدات الفاعل بالسطح) ، والذي يتم امتصاصه عند حدود المرحلة الهوائية السائلة بمساعدة بروتينات الفاعل بالسطح SP-B و SP-C. تقلل هذه البروتينات وشحوم الجليسيروفوسفوليبيد من التوتر السطحي لطبقة السوائل في ملايين الحويصلات الهوائية وتوفر أنسجة الرئة بخاصية تمدد عالية. يختلف التوتر السطحي للطبقة السائلة التي تغطي الحويصلات الهوائية بالتناسب المباشر مع نصف قطرها (الشكل 10.7). في الرئتين ، يقوم الفاعل بالسطح بتغيير درجة التوتر السطحي للطبقة السطحية للسائل في الحويصلات الهوائية مع تغير في منطقتها. هذا يرجع إلى حقيقة أنه أثناء حركات الجهاز التنفسي ، تظل كمية الفاعل بالسطح في الحويصلات الهوائية ثابتة. لذلك ، عندما يتم شد الحويصلات الهوائية أثناء الشهيق ، الطبقة التوتر السطحييصبح أرق ، مما يؤدي إلى انخفاض تأثيره على التوتر السطحي في الحويصلات الهوائية. مع انخفاض حجم الحويصلات الهوائية أثناء الزفير ، تبدأ جزيئات الفاعل بالسطح في الالتصاق بشكل وثيق ببعضها البعض ، ومن خلال زيادة ضغط السطح ، تقلل من التوتر السطحي عند حدود المرحلة الهوائية والسائلة. هذا يمنع انهيار (انهيار) الحويصلات الهوائية أثناء انتهاء الصلاحية ، بغض النظر عن عمقها. يؤثر الفاعل بالسطح الرئوي على التوتر السطحي لطبقة السوائل في الحويصلات الهوائية ، وهذا يتوقف ليس فقط على مساحتها ، ولكن أيضًا على الاتجاه الذي تتغير فيه مساحة طبقة السوائل السطحية في الحويصلات الهوائية. يسمى هذا التأثير السطحي التخلفية(الشكل 10.8).
المعنى الفسيولوجي للتأثير على النحو التالي. عند الاستنشاق ، حيث يزداد حجم الرئة تحت تأثير التوتر السطحييزيد توتر الطبقة السطحية للسائل في الحويصلات الهوائية ، مما يمنع شد أنسجة الرئةويحد من عمق الإلهام. على العكس من ذلك ، أثناء الزفير ، يقل التوتر السطحي للسائل في الحويصلات الهوائية تحت تأثير الفاعل بالسطح ، لكنه لا يختفي تمامًا. لذلك ، حتى مع أعمق زفير في الرئتين ، لا يوجد هبوط ، أي انهيار الحويصلات الهوائية.
أرز. 10.8. تأثير التوتر السطحي للطبقة السائلة على تغير حجم الرئةاعتمادًا على الضغط داخل الجنبة عندما تنتفخ الرئتان بالمحلول الملحي والهواء. عندما يزداد حجم الرئتين عن طريق ملئها بمحلول ملحي ، لا يوجد توتر سطحي ولا ظاهرة التخلفية. فيما يتعلق بالرئتين السليمتين ، تشير منطقة حلقة التخلفية إلى زيادة التوتر السطحي لطبقة السوائل في الحويصلات الهوائية أثناء الشهيق وانخفاض هذه القيمة أثناء الزفير.
في تكوين الفاعل بالسطحهناك بروتينات مثل SP-A و SP-D ، بفضلها التوتر السطحيالمشاركة في الاستجابات المناعية المحلية ، والتوسط البلعمة، نظرًا لوجود مستقبلات SP-A على أغشية الخلايا السنخية من النوع الثاني والضامة. يتجلى نشاط جراثيم الفاعل بالسطح في حقيقة أن هذه المادة تطهر البكتيريا ، والتي يتم بعد ذلك بلعمةها بسهولة أكبر بواسطة الضامة السنخية. بجانب، التوتر السطحيينشط الضامة ويؤثر على معدل هجرتها إلى الحويصلات الهوائية من الحاجز بين السنخ. يؤدي الفاعل بالسطح دورًا وقائيًا في الرئتين ، ويمنع الاتصال المباشر للظهارة السنخية بجزيئات الغبار ، والمواد المعدية التي تصل إلى الحويصلات الهوائية مع استنشاق الهواء. يكون الفاعل بالسطح قادرًا على تغليف الجزيئات الغريبة ، والتي يتم نقلها بعد ذلك من المنطقة التنفسية في الرئة إلى الشعب الهوائية الكبيرة وإزالتها بالمخاط. أخيرًا ، يقلل الفاعل بالسطح من التوتر السطحي في الحويصلات الهوائية ليقترب من القيم الصفرية ، وبالتالي يسمح للرئتين بالتمدد أثناء التنفس الأول لحديثي الولادة.
انتفاخ الرئةيميز كميًا قابلية تمدد أنسجة الرئة في أي لحظة تغير في حجمها أثناء مرحلتي الاستنشاق والزفير. لذلك ، فإن القابلية للتمدد هي خاصية ثابتة للخصائص المرنة لأنسجة الرئة. ومع ذلك ، أثناء التنفس ، هناك مقاومة لحركة جهاز التنفس الخارجي ، والتي تحدد خصائصه الديناميكية ، ومن أهمها مقاومةتدفق الهواء أثناء تحركه عبر الممرات الهوائية للرئتين.
تتأثر حركة الهواء من البيئة الخارجية عبر الجهاز التنفسي إلى الحويصلات الهوائية والعكس بالعكس بتدرج الضغط: في هذه الحالة ، يتحرك الهواء من منطقة ذات ضغط مرتفع إلى منطقة ذات ضغط منخفض. عند الاستنشاق يكون ضغط الهواء في الحيز السنخي أقل من الضغط الجوي ، وعند الزفير يكون العكس. مقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواءيعتمد على تدرج الضغط بين تجويف الفم والفضاء السنخي.
تدفق الهواءمن خلال الجهاز التنفسي يمكن أن يكون رقائقي, عنيفوالانتقالية بين هذه الأنواع. يتحرك الهواء في المجاري الهوائية بشكل رئيسي في تدفق رقائقي ، تكون سرعته أعلى في وسط هذه الأنابيب وتنخفض بالقرب من جدرانها. مع تدفق الهواء الرقائقي ، تعتمد سرعته خطيًا على تدرج الضغط على طول الممرات الهوائية. في الأماكن التي تنقسم فيها الممرات الهوائية (التشعبات) ، يصبح تدفق الهواء الصفحي مضطربًا. عندما يحدث تدفق مضطرب في الشعب الهوائية ، يتم إنتاج ضوضاء في التنفس يمكن سماعها في الرئتين باستخدام سماعة الطبيب. يتم تحديد مقاومة تدفق الغاز الصفحي في الأنبوب من خلال قطره. لذلك ، وفقًا لقانون Poiseuille ، فإن مقدار مقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواء يتناسب مع قطرها المرفوع إلى القوة الرابعة. نظرًا لأن مقاومة المسالك الهوائية مرتبطة عكسياً بقطرها إلى القوة الرابعة ، فإن هذا المؤشر يعتمد بشكل كبير على التغيرات في قطر المجاري الهوائية الناتجة ، على سبيل المثال ، عن طريق إطلاق المخاط من الغشاء المخاطي أو تضيق تجويف الشعب الهوائية . يزداد القطر الإجمالي للقناة التنفسية في الاتجاه من القصبة الهوائية إلى محيط الرئة ويصبح أكبر ما يمكن في المجاري الهوائية الطرفية ، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في مقاومة تدفق الهواء وسرعته في هذه الأجزاء من الرئة. رئتين. وبالتالي ، تبلغ السرعة الخطية لتدفق الهواء المستنشق في القصبة الهوائية والشعب الهوائية الرئيسية حوالي 100 سم / ثانية. عند حدود مجرى الهواء والمناطق الانتقالية في الجهاز التنفسي ، تبلغ السرعة الخطية لتدفق الهواء حوالي 1 سم / ثانية ، وفي القصبات الهوائية تنخفض إلى 0.2 سم / ثانية ، وفي الممرات والحويصلات السنخية - حتى 0.02 سم / ثانية. يتسبب معدل تدفق الهواء المنخفض في القنوات والأكياس السنخية في حدوث طفيف مقاومةيتحرك الهواء ولا يصاحبه إنفاق كبير لطاقة تقلص العضلات.
على العكس من ذلك ، أكبر مقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواءيحدث على مستوى القصبات الهوائية القطعية بسبب وجود ظهارة إفرازية وطبقة عضلية ملساء متطورة جيدًا في الغشاء المخاطي ، أي العوامل التي تؤثر بشكل كبير على قطر المجاري الهوائية ومقاومة تدفق الهواء فيها. من وظائف عضلات الجهاز التنفسي التغلب على هذه المقاومة.
معظمها في الرئتين الجهاز التنفسيعبارة عن أنابيب مرنة ، باستثناء القصبة الهوائية والشعب الهوائية ، يتم "تدعيم" جدرانها بأنسجة غضروفية. تتميز القصيبات بجدران عالية المرونة ، ويمكن أن يتغير قطر التجويف بشكل سلبي أثناء حركات الجهاز التنفسي. في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، عند الاستنشاق (الهادئ والعميق) ، يؤدي تمدد أنسجة الرئة إلى تمدد جدار المجاري الهوائية الصغيرة. وفقًا لقانون Poiseuille ، فإن الزيادة الطفيفة في نصف قطر المسالك الهوائية تقلل بشدة من مقاومة تدفق الهواء فيها. لذلك ، عند الاستنشاق ، فإن مقاومة المسالك الهوائية لتدفق الهواء ليس لها تأثير كبير على قوة تقلص عضلات الجهاز التنفسي. على العكس من ذلك ، أثناء الزفير ، خاصة أثناء الزفير العميق والقسري (القسري) ، يتناقص قطر المجاري الهوائية الصغيرة ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في مقاومة تدفق الهواء فيها. يتم قياس تأثير حجم الرئة الزفيري على تدفق الهواء في الشعب الهوائية من خلال العلاقة بين التدفق والحجم. في فسيولوجيا التنفس السريرية ، يعتبر تقييم هذا الاعتماد هو المعيار الرئيسي لنوع ودرجة الخلل التنفسي.
أرز. 10.9. ضغط مجرى الهواء أثناء الزفير. تظهر الأسهم الرأسية قيم الضغط التي تحدث في الشعب الهوائية تحت تأثير امتثال الرئتين والصدر. تظهر الأسهم الأفقية في منطقة مجرى الهواء أن الضغط الذي يمارس على جدران المجاري الهوائية يمكن أن يزيد تجويفها أثناء الزفير الهادئ (أ) أو ينقص قطرها أثناء الزفير العميق (ب) في منطقة إجمالي مساحة المقطع العرضي لـ مجاري الهواء الصغيرة حيث قيم ضغط داخل الجنبة و alvol وضغط مجرى الهواء (نقطة متساوية الجهد - EPT). P - الضغط (سم عمود الماء) ، RA - الضغط في الحويصلات الهوائية.
علاقة التدفق والحجميميز تأثير كمية كبيرة من الهواء في الرئتين على تدفق الهواء الزفير في الجهاز التنفسي على النحو التالي (الشكل 10.9). في اللحظة التي تسبق بدء الزفير ، بعد الشهيق العميق ، لا يوجد تدفق للهواء في الشعب الهوائية ، والضغط داخل الجافية هو -10 سم aq. فن. مع بداية الزفير القسري ، يزداد الضغط داخل الجنبة إلى حوالي +30 سم aq. فن. بالنسبة للضغط الجوي ، مما يتسبب في انخفاض نصف قطر كل من الحويصلات الهوائية والممرات الهوائية الصغيرة. في ظل هذه الظروف ، يصبح ضغط الغازات داخل الحويصلات أعلى منه في التجويف الجنبي ، بسبب تأثير الارتداد المرن للرئتين على جدران الحويصلات الهوائية. نتيجة لذلك ، يخرج تدفق الهواء من الحيز السنخي عبر المجاري الهوائية إلى البيئة الخارجية على طول تدرج الضغط ، والذي يتناقص تدريجياً في الشعب الهوائية مع اقترابه من القصبة الهوائية. يتم منع انهيار الجدران المرنة للقصبات عن طريق التدرج في ضغط الهواء بين الشعب الهوائية والضغط داخل الجافية. ومع ذلك ، في مرحلة ما من مجرى الهواء (عادةً القصيبات) ، يصبح تدرج الضغط هذا صفراً (نقطة ضغط متساوية الجهد) وقد تنهار جدران مجرى الهواء جزئيًا أو كليًا. في ظل هذه الظروف ، لا يمكن ضمان حركة الهواء عبر الجهاز التنفسي إلا من خلال زيادة قوة تقلص (عمل) العضلات الوربية الداخلية وعضلات البطن.
تراجع الارتداد المرن للرئتين، على سبيل المثال في انتفاخ الرئة ، يسبب إزاحة أقرب إلى الفضاء السنخي نقطة ضغط متساوية الجهدفي الشعب الهوائية أثناء الزفير ، وبالتالي منع خروج الهواء مباشرة من الحويصلات الهوائية. أصوات التنفس التي تحدث في رئتي المرضى ناتجة عن مرور الهواء عبر المجاري الهوائية الصغيرة المنهارة. زيادة جهد الزفير لدى هؤلاء المرضى يزيد من خطر انهيار المسالك الهوائية الصغيرة ويزيد من صعوبة الزفير. في مرضى الربو القصبي ، تقلل المسالك الهوائية من تجويفها نتيجة لانقباض العضلات الملساء لجدار القصبات الهوائية. في هذه الحالة ، تؤدي زيادة مقاومة تدفق الهواء في الممرات الهوائية الصغيرة إلى زيادة في تدرج الضغط على طول الشعب الهوائية أثناء الاستنشاق وتحريك نقطة متساوية الجهد أقرب إلى الفراغ السنخي ، مما يتسبب في انهيار الممرات الهوائية أثناء الزفير. يؤدي تقوية انقباض عضلات الزفير أثناء مرحلة الزفير إلى تعقيد الزفير لدى المرضى بسبب انخفاض تجويف الممرات الهوائية الصغيرة.
تقلص عضلات الجهاز التنفسييخلق تدرج ضغط على طول الشعب الهوائية. هذا يتغلب على المقاومة المرنة للرئتين والصدر ، وكذلك مقاومة الشعب الهوائية لتدفق الهواء. إلى جانب ذلك ، يسمح لك المؤشران الأخيران بقياس عمل عضلات الجهاز التنفسي أثناء الدورة التنفسية. إذا افترضنا أن مقدار الشغل (W) هو ناتج القوة (F) والمسار (x) ، فإننا نحصل على: W = F x x إلى الضغط الذي يطورونه (P) ، والذي يمارسونه على المنطقة (أ). لذلك ، باستبدال التعبير F = P x A في الصيغة الخاصة بعمل عضلات الجهاز التنفسي أثناء الدورة التنفسية ، نحصل على: W = P x A xx. نظرًا لأن قيمة A ، مضروبة في المسار (x) ، في الجهاز التنفسي هي نظير لحجم المد والجزر (V) ، فإن الصيغة العامة لعمل عضلات الجهاز التنفسي هي: W \ u003d P x V.
أرز. 10.10. عمل عضلات الجهاز التنفسي أثناء التنفس الهادئ. التغييرات في حجم المد والجزر (المحور الرأسي) أثناء الاستنشاق والزفير مصحوبة بتغيرات في الضغط داخل الجنبة. مع التسجيل المتزامن لهذه القيم أثناء الدورة التنفسية ، فإن المساحة الكلية لحجم المد والجزر الحلقات - الضغط داخل الجنبة يعكس كميًا عمل عضلات الجهاز التنفسي. يكون عمل عضلات الجهاز التنفسي أثناء الاستنشاق أكبر ، حيث يتم إنفاقه على التغلب على المقاومة المرنة للرئتين. أثناء الزفير ، يكون عمل التنفس ضئيلًا ، لأنه يتم إجراؤه بسبب طاقة الجر المرن للرئتين ، أي بشكل سلبي. تظهر الأسهم تغيرات في الضغط داخل الجنبة خلال مراحل الدورة التنفسية. كلما كبرت مساحة الحلقة ، زاد عمل عضلات الجهاز التنفسي.
عمل عضلات الجهاز التنفسيمع التنفس الهادئ. مع التنفس الهادئ ، يصل حجم الشهيق إلى 1 لتر كحد أقصى ، وتؤدي عضلات الشهيق الحد الأدنى من العمل (شكل 10.10). يوفر تقلص عضلات الشهيق الإلهام ، ويتم الزفير بشكل سلبي بسبب الارتداد المرن للرئتين. في ظل هذه الظروف ، لا يكون لمقاومة الشعب الهوائية أثناء الاستنشاق والزفير تأثير محدود على عملية التنفس الخارجي. مع زيادة عمق التنفس ، يتشكل حجم المد والجزر بسبب حجم القدرة الوظيفية المتبقية والحجم الاحتياطي للاستنشاق ، ويتم عمل التنفس مقابل زيادة كبيرة في التوتر السطحي للسائل على سطح الحويصلات الهوائية. لذلك ، كلما كان الإلهام أعمق ، زاد العمل الذي تقوم به عضلات الشهيق. أثناء الزفير ، عندما يتم إجراء عمق حركات التنفس ضمن حجم السعة الحيوية للرئتين ، يعود حجم الرئتين بشكل سلبي إلى مستوى القدرة الوظيفية المتبقية بسبب الجر المرن للرئتين ، وفي الحد الأقصى من القدرة الوظيفية المتبقية ، يحدث الزفير بشكل نشط نتيجة تقلص عضلات البطن ، والتي تؤدي في نفس الوقت العمل.
عمل عضلات الجهاز التنفسيمع التنفس العميق. مع التنفس العميق ، تبدأ قوة تقلص عضلات الجهاز التنفسي في التأثر بالتغير في قطر الشعب الهوائية. يتسبب التنفس العميق في تمدد المسالك الهوائية وتقليل مقاومة تدفق الهواء المستنشق ، لذلك فإن عمل عضلات الشهيق لا يتحدد إلا بقيم امتثال الرئتين وأنسجة الصدر. مع الزفير العميق ، حيث يكون حجم الهواء للقدرة المتبقية الوظيفية في هواء الزفير ، يحدث ضغط المسالك الهوائية الصغيرة من خلال تدرج ضغط مرتفع بين الممرات الهوائية والضغط داخل الجنبة. تؤدي الزيادة الكبيرة في تدفق الغازات عبر الجهاز التنفسي إلى زيادة مقاومتها لتدفق الهواء ، والتي تصبح العامل الرئيسي الذي يحدد حجم عمل التنفس. ومع ذلك ، أثناء التنفس العميق ، فإن آليات تنظيم قطر الجهاز التنفسي بمشاركة الجهاز العصبي اللاإرادي قادرة على تقليل مقدار العمل الذي تؤديه عضلات الجهاز التنفسي. لذلك ، مع التنفس العميق ، بسبب التأثيرات التنظيمية للجهاز العصبي اللاإرادي على العضلات الملساء في الجهاز التنفسي ، يزداد قطرها. نتيجة لذلك ، يتم إنفاق الحد الأدنى من الطاقة على تقلص عضلات الجهاز التنفسي. على سبيل المثال ، في حالة الربو ، يصبح التنفس عند المرضى بطيئًا وعميقًا ، مما يقلل من الطاقة المطلوبة للتغلب على مقاومة مجرى الهواء لتدفق الهواء ويقلل من عمل عضلات الجهاز التنفسي.
