Советуем для ознакомления:

Физиология:

Популярные разделы сайта:

Динамика дыхательной системы. Радиус дыхательных путей, работа дыхания

Дыхательная система — это динамичный орган. На движение воздуха в дыхательные пути и легкие и обратно влияет воздушный поток.
Воздушный поток может быть ламинарным и турбулентным.
• Ламинарный поток возникает в периферических дыхательных путях, где поток (V) пропорционален движущему давлению (АР): —>Р ~ V.
• Турбулентный поток возникает в крупных дыхательных путях: ->Р ~ V2.

В том месте, где ламинарный и турбулентный воздушный поток возникает в зависимости от структурно-функциональной взаимосвязи, он определяется числом Рейнольдса (Re): ->R = (2rup) + n, где r — радиус, р — плотность газа, и — скорость потока газа, n — вязкость газа.

Величина <2000 означает ламинарный воздушный поток:
• При поступлении воздуха в трахею (r = 15 мм) Re >2000, следовательно, имеет место турбулентный воздушный поток. Скорость потока газа высокая.
• В периферических дыхательных путях (r = 0,5 мм) Re <1000, что указывает на ламинарный воздушный поток. Скорость потока газа низкая.
• При изменении радиуса дыхательных путей или состава газа изменяется Re. При вдыхании 20% О2 80% гелия Re снижается до <1000 в трахее, указывая на ламинарный воздушный поток и увеличивая максимальную скорость выдоха.

Радиус дыхательных путей

Радиус дыхательных путей имеет большое значение. Закон Пуазейля гласит: —>V = Pnr4+ 8nl, где 1 — длина трубы.
Сопротивление дыхательных путей (Raw) = ДР + V.

Объединим уравнения 6 и 7: —>Raw ~ 1/r4

динамика дыхательной системы

Следовательно, при увеличении r на 50% Raw увеличивается в 16 раз:
• Наибольшее сопротивление дыхательному потоку наблюдается в дыхательных путях 5-7-го порядка (крупные дыхательные пути).
• Поскольку воздух перемещается из периферических отделов легких в центральные дыхательные пути, скорость потока увеличивается.
• Мелкие дыхательные пути на периферии поддерживаются открытыми за счет эластической тяги легочной ткани.
• Гладкая мускулатура средних дыхательных путей находится под контролем автономной системы. Тонус гладких мышц бронхов — это главная детерминанта площади поперечного сечения, и следовательно, Raw средних дыхательных путей.

Взаимосвязь поток-объем

Система генерирует потоки >10 лхс-1. При ОЕЛ высокие потоки возникают, потому что:
• эластическая тяга легочной ткани является максимальной;
• плотность сурфактанта наименьшая при ОЕЛ, поэтому поверхностные силы наибольшие;
• дыхательные мышцы выдоха имеют свою наибольшую длину, а грудная клетка предельно превышает собственный объем релаксации;
• давление в плевральной полости является максимально положительным;
• радиус дыхательных путей наибольший, поэтому Raw низкое.

Когда объем легких снижается от ОЕЛ до 00, воздушный поток снижается, потому что:
• движущее давление снижается при уменьшении объема легких;
• эластическая тяга легких и грудной клетки снижается;
• дыхательные мышцы выдоха сокращаются, ослабляя натяжение;
• радиус дыхательных путей снижается, поэтому Raw уменьшается;
• давление в дыхательных путях в норме положительное. При форсированном выдохе это давление становится отрицательным, и мелкие дыхательные пути спадаются;

динамика дыхательной системы

• когда давление в дыхательных путях приближается к Рpl, давление в дыхательных путях =0 и достигается точка равного давления (ТРД), следовательно, может происходить компрессия дыхательных путей;
• когда достигается ТРД, возникает ограничение потока;
• ТРД определяется в основном эластической тягой легких. При низкой эластической тяге (эмфизема) ТРД смещается к периферическим отделам легких;
• после ТРД больший экспираторный отрезок кривой поток-давление не зависит от работы, и достигается ограничение потока;
• скорость потока после выдоха 75% ЖЕЛ (МСВ25% ФЖЕЛ) используется как ориентир для оценки функции мелких дыхательных путей;
• кривые инспираторные F-V зависят от работы.

Работа дыхания (W)

Чтобы привести в движение легкие и грудную клетку требуется энергия.
• Общая W — это сумма работы дыхания по преодолению эластического сопротивления легких и резистивного сопротивления дыхательных путей.
• Работа по преодолению резистивного сопротивления снижается при увеличении объема легких и расширении дыхательных путей (Tr, 4-R).
• Работа по преодолению эластического сопротивления увеличивается при низких и высоких объемах легких.

• Обычно W тесно взаимосвязана с ФОЕ.
• Изменения в W происходят при изменении баланса работы по преодолению эластического и резистивного сопротивлений, как, например, при эмфиземе (ТФОЕ приводит к R и W) или при фиброзе (ФOE приводит к эластического сопротивления, что приводит к W, но 4-ФОЕ приводит к TR).
• В покое для W требуется 1-2% потребляемого О2 (VО2), что увеличивается при физической нагрузке.
• Частота дыхания (fb) в покое составляет 10-15 в минуту и является эффективной. При увеличении эластического сопротивления частота дыхания возрастает, тогда как при увеличении сопротивления дыхательному потоку частота дыхания снижается.

- Читать "Физиология газообмена в легких. Механизмы"

Оглавление темы "Физиология легких":
  1. Анатомия легких. Структуры
  2. Прямая рентгенограмма органов грудной клетки. Картина в норме
  3. Принципы чтения рентгенограммы. Варианты нормы грудной клетки
  4. Компьютерная томография органов грудной клетки. Показания
  5. КТ органов грудной клетки в норме. Интерпретация
  6. Сцинтиграфия, УЗИ, МРТ легких. Возможности
  7. Физиология дыхания. Статистические легочные объемы
  8. Нормальное дыхание легких. Сурфактант
  9. Динамика дыхательной системы. Радиус дыхательных путей, работа дыхания
  10. Физиология газообмена в легких. Механизмы