Понятие о паттерне дыхания.

Лекция 10

ФИЗИОЛОГИЯ дыханиЯ

 

ПЛАН:

Дыхание и его функции.

Механизм дыхательных движений.

Легочные объемы и емкости и методы их измерения.

Обмен и транспорт газов в организме.

Регуляция дыхания.

 

 

Жизнедеятельность организма требует постоянного притока энергии. Главным источником энергии в живом организме является биологическое окисление органических веществ (жиров, белков и углеводов) с использованием атмосферного кислорода.

Дыхание и его функции.

Клетки живых организмов получают энергию в результате окислительного распада питательных веществ, вследствие чего к ним должен постоянно поступать кислород. Кроме того, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо удаление конечных продуктов метаболизма, важнейшим из которых является углекислый газ.

Дыхание - это совокупность процессов, обеспечи­вающих потребление организмом кислорода, выделение углекислого газа, направленное на поддержание газового гомеостаза организма.

ФУНКЦИИ И ЭТАПЫДЫХАНИЯ

Главной функцией дыхания является обмен газов между клетками организма и окружающей средой. В клетках живого организма происходит постоянный обмен веществ, энергетические потребности которого невоз­можны без окисления, в котором участвует кислород. При этом конечным продуктом химических процессов окисления является образование СО₂. Таким образом, адекватный потребностям организма газообмен и является конечной целью дыхательной функции (полезным приспособительным ре­зультатом - по П.К. Анохину).

 

Вместе с тем, собственно дыхательная функция не является единст­венной для работы дыхательной системы. Часть других функций, прису­щих дыханию, осуществляется "попутно" в процессе дыхательных движе­ний. Таковыми являются:

- выделительная функция (выделение летучих веществ, например - спиртов, эфиров, а также, за счет реснитчатого эпителия, различных агентов попадающих в легкие - пылевых и бактериальных веществ),

- участие в водном и электролитном балансе;

- участие в депонировании крови;

- участие в теплорегуляции,

- участие в поддержании гомеостаза, и не только газового, но и химического, за счет задержки и инактивации химических веществ.

Обмен газов, или потребление О₂ и выделение СО₂, между организмом и окружающей средой осуществляется путем сложного взаимодействия систем дыхания, кровообращения и крови.

 

Газообмен является многозвеньевым процессом, который можно представить в виде следующих этапов:

1. Внешнее (легочное) дыхание, или обмен газов между внешней средой и альвеолами легких,

2. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких,

3. Транспорт кровью кислорода и углекислого газа,

4. Обмен газов между кровью капилляров и тканями организма,

5. Тканевое или внутриклеточное дыхание.

МЕХАНИЗМ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ.

Атмосферный воздух через рот и нос попадает в трахею и из нее через бронхиальное древо заполняет альвеолы - легочные пузырьки. Сквозь альвеолярную мембрану происходит обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей по капиллярам, оплетающим легочные пузырьки, за счет диффузии. (При диффузии молекулы газов перемещаются из области их высокой концентрации в область низкой концентрации).

Вентиляция альвеол, необходимая для газообмена, осуществляется благодаря чередованию вдоха и выдоха. Передвижение воздуха во время вдоха и выдоха обусловлено попеременным увеличением и уменьшением объема грудной клетки. Это происходит за счет дыхательных движений.

При вдохе наружные межреберные мышцы и диафрагма сокращаются, что приводит к увеличению объема грудной клетки.

При выдохе происходит уменьшение объема грудной клетки. При спокойном дыхании опускание ребер при выдохе происходит пассивно, за счет тяжести грудной клетки, эластической тяги легких и растянутого при вдохе связочного аппарата. При глубоком дыхании опускание ребер происходит активно, в результате сокращения внутренних межреберных мышц.

При записи дыхательных движений на спирограмме можно видеть характерный рисунок дыхательных движений – ПАТТЕРН ДЫХАНИЯ.

Понятие о паттерне дыхания.

Под паттерном дыхания по­нимают характер, рисунок или «почерк» дыхания. Индивидуальные дыхательные кривые существенно отличаются по длительности его фаз- вдоха и выдоха, величине дыхательного объема и их соотношениям.

Паттерн дыхания - это совокупность объемных и времен­ных параметров, характеризующих структуру дыхательного цикла и ле­гочную вентиляцию в целом (И.С. Бреслав, 1984).

Параметрами паттерна дыхания явля­ются:

- количество дыхательных циклов в 1 минуту (частота дыхания - ЧД, иди f, циклов в 1 минуту);

- длительность отдельного дыхательного цикла (Тт) - величина, обрат­ная частоте дыхания;

- длительность вдоха и выдоха - инспираторной и экспираторной фаз (T_I и и Т_Е);

- дыхательный объем (ДО) или глубина дыхания (ГД);

- легочная вентиляция (ЛВ), обычно обозначаемая как минутный объем дыхания (МОД) или V. Он может быть рассчитан как произведение частоты дыхания (ЧД) на величину дыхательного объема:

 

Индивидуально паттерн дыхания различается весьма существенно. Так, по количеству дыхательных циклов в одну минуту, которое считается нормальным в диапазоне от 12 до 16 дыхательных циклов, выделяют:

- тахипноический тип дыхания - тип с относительно частым и неглубо­ким дыханием, когда частота дыхания выше 20 циклов в минуту;

- брадипноический тип дыхания - тип с медленным и глубоким дыхани­ем, когда частота дыхания ниже 8-ми циклов в минуту. Та­кой тип наблюдается у спортсменов, тренирующихся на выносливость;

- нормопноичсский тип паттерна дыхания - промежуточный тип.

 

При нагрузках высокой мощности значительно изменяют­ся все параметры паттерна дыхания. Изменение вентиляции при мышечной нагрузке, сопровождающее­ся увеличением частоты и глубины дыхания, трактуется как рабочая ги­первентиляция или рабочее гиперпноэ.

Человек может произвольно задер­жать дыхание до определенного, весьма индивидуального предела. Неко­торые высокотренированные спортсмены способны задерживать дыхание до 5-6 минут, а ловцы жемчуга из племени Ама способны отыскивать жем­чужину под водой до 9-10 минут! Задержка дыхания получила название апноэ.

В ряде случаев непроизвольное апноэ может быть следствием пато­логии и травмы и закончиться трагически, если своевременно не сделать искусственное дыхание.

У человека могут встречаться различные виды одышки, связанные с недостатком кислорода, с повышением возбудимости дыхательного центра. Тахипноэ - увеличение частоты дыхания и связанная с этим гипервептиляция - может сопровождать различные состояния (на­пример, в предстартовом состоянии). Такое состояние не является благо­приятным и тренер, обнаружив его, может предпринять меры по его лик­видации. Еще один тип одышки называется полипноэ - частое и поверхно­стное дыхание (напоминает дыхание собаки в жару) - тепловая одышка.