Осуществляют газообмен какие сосуды

Обновлено: 02.05.2024

Сердце и кровеносные сосуды – основная транспортная система человеческого организма. Строение и функции сердечно-сосудистой системы, регуляция ее работы. Сердечный цикл. Методы исследования сердечно-сосудистой системы. Тренировка сердца.

Сердечно-сосудистая система обеспечивает все процессы метаболизма в организме человека и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз. Основой кровообращения является сердечная деятельность.

Наше сердце всегда первым откликается на потребности организма: будь то физические нагрузки, подъем в горы, воздействие эмоций или других факторов. Так, при средней продолжительности жизни человека в 70 лет оно сокращается свыше 2,5 миллиардов раз. За это время перекачивается огромное количество крови, для перевозки которой потребовался бы состав из 4 000 000 вагонов. И эта работа выполняется органом, масса которого 250 г (у женщин) и немногим больше 300 г (у мужчин).

У людей, занимающихся спортом, сердце в состоянии напряжения может работать с частотой свыше 200 сокращений в минуту и при этом обладать удивительной выносливостью. В это время увеличивается сила и скорость сокращений сердца, а через его сосуды проходит крови в 4-5 раз больше, чем в состоянии покоя . Мышца сердца при этом не испытывает дефицита питательных веществ и кислорода. Однако нетренированным людям стоит только немного пробежаться, как у них появляется сердцебиение и одышка. Почему это происходит? Давайте попробуем разобраться и решить для себя: действительно ли так важны для нашего организма занятия спортом.

Рассмотрим кратко строение сердечно-сосудистой системы и ее функции.

Сосуды, отводящие кровь от сердца, называют артериями, а доставляющие ее к сердцу – венами. Сердечно-сосудистая система обеспечивает движение крови по артериям и венам и осуществляет кровоснабжение всех органов и тканей, доставляя к ним кислород и питательные вещества и выводя продукты обмена. Она относится к системам замкнутого типа, то есть артерии и вены в ней соединены между собой капиллярами. Кровь никогда не покидает сосуды и сердце, только плазма частично просачивается сквозь стенки капилляров и омывает ткани, а затем возвращается в кровяное русло.

Строение и работа сердца человека. Сердце – полый симметричный мышечный орган размером примерно с кулак человека, которому оно принадлежит. Сердце разделено на правую и левую части, каждая из которых имеет две камеры: верхнюю (предсердие) для сбора крови и нижнюю (желудочек) с впускным и выпускным клапанами для предотвращения обратного тока крови. Стенки и перегородки сердца представляют собой мышечную ткань сложного слоистого строения, называемую миокардом.

Сердце обладает уникальным свойством самовозбуждения, то есть импульсы к сокращению зарождаются в нем самом.

Если извлечь у животного сердце и подключить к нему аппарат искусственного кровообращения, оно будет продолжать сокращаться, будучи лишенным каких бы то ни было нервных связей. Это свойство автоматизма обеспечивает проводящая система сердца, расположенная в толще миокарда. Она способна генерировать собственные и проводить поступающие из нервной системы электрические импульсы, вызывающие возбуждение и сокращение миокарда. Участок сердца в стенке правого предсердия, где возникают импульсы, вызывающие ритмические сокращения сердца, называют водителем ритма. Тем не менее, сердце связано с центральной нервной системой нервными волокнами, оно иннервируется более чем двадцатью нервами. Казалось бы, зачем они, если сердце может сокращаться самостоятельно?

Регуляция работы сердца. Нервы выполняют функцию регуляции сердечной деятельности, которая служит еще одним примером поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза).

Сердечная деятельность регулируется нервной системой – одни нервы увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а другие – уменьшают.

Импульсы по этим нервам поступают на водитель ритма, заставляя его работать сильнее или слабее. Если перерезать оба нерва, сердце все равно будет сокращаться, но с постоянной скоростью, так как перестанет приспосабливаться к потребностям организма. Эти нервы, усиливающие или ослабляющие сердечную деятельность, составляют часть вегетативной (или автономной) нервной системы, которая регулирует непроизвольные функции организма. Примером такой регуляции является реакция на внезапный испуг – вы чувствуете, что сердце “замирает”. Это приспособительная реакция ухода от опасности.

Коротко рассмотрим, как происходит регуляция сердечной деятельности в организме (рисунок 1.5.6).

Рисунок 1.5.6. Гомеостатическая регуляция сердечной деятельности

Нервные центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом мозге. В эти центры поступают импульсы, сигнализирующие о потребностях тех или иных органов в притоке крови. В ответ на эти импульсы продолговатый мозг посылает сердцу сигналы: усилить или ослабить сердечную деятельность. Потребность органов в притоке крови регистрируется двумя типами рецепторов – рецепторами растяжения (барорецепторами) и хеморецепторами. Барорецепторы реагируют на изменение кровяного давления – повышение давления стимулирует эти рецепторы и заставляет посылать в нервный центр импульсы, активирующие тормозящий центр. При понижении давления, наоборот, активируется усиливающий центр, сила и частота сердечных сокращений увеличиваются и кровяное давление повышается. Хеморецепторы “чувствуют” изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Например, при резком увеличении концентрации углекислого газа или понижении концентрации кислорода эти рецепторы тотчас же сигнализируют об этом, заставляя нервный центр стимулировать сердечную деятельность. Сердце начинает работать более интенсивно, количество крови, протекающей через легкие, увеличивается и газообмен улучшается. Таким образом, перед нами пример саморегулирующейся системы.

Но не только нервная система влияет на работу сердца. На функции сердца влияют и гормоны, выделяемые в кровь надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой гормон, ацетилхолин, наоборот, угнетает сердечную деятельность.

Теперь, наверное, вам не составит труда понять, почему, если резко встать из лежачего положения, может даже наступить кратковременная потеря сознания. В вертикальном положении кровь, питающая мозг, движется против силы тяжести, поэтому сердце вынуждено приспосабливаться к этой нагрузке. В лежачем положении голова ненамного выше сердца, и такой нагрузки не требуется, поэтому барорецепторы дают сигналы ослабить частоту и силу сердечных сокращений. Если же неожиданно встать, то барорецепторы не успевают сразу отреагировать, и на какой-то момент произойдет отток крови от мозга и, как следствие, головокружение, а то и помутнение сознания. Как только по команде барорецепторов темп сердечных сокращений ускорится, кровоснабжение мозга окажется нормальным, и неприятные ощущения исчезнут.

Сердечный цикл. Работа сердца совершается циклически. Перед началом цикла предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии (так называемая фаза общего расслабления сердца) и наполнены кровью. Началом цикла считают момент возбуждения в водителе ритма, в результате которого начинают сокращаться предсердия, и в желудочки попадает дополнительное количество крови. Затем предсердия расслабляются, а желудочки начинают сокращаться, выталкивая кровь в отводящие сосуды (легочную артерию, несущую кровь в легкие, и аорту, доставляющую кровь в остальные органы). Фаза сокращения желудочков с изгнанием из них крови называется систолой сердца. После периода изгнания желудочки расслабляются, и наступает фаза общего расслабления – диастола сердца.

С каждым сокращением сердца у взрослого человека (в состоянии покоя) в аорту и легочный ствол выбрасывается 50-70 мл крови, в минуту – 4-5 л. При большом физическом напряжении минутный объем может достигать 30-40 л.

Во время диастолы полости желудочков и предсердий вновь заполняются кровью, одновременно происходит восстановление энергетических ресурсов в клетках миокарда за счет сложных биохимических процессов, в том числе за счет синтеза аденозинтрифосфата. Затем цикл повторяется. Этот процесс фиксируется при измерении артериального давления – верхний предел, регистрируемый в систоле, называют систолическим, а нижний (в диастоле) – диастолическим давлением. Измерение артериального давления (АД) является одним из методов, позволяющим контролировать работу и функционирование сердечно-сосудистой системы.

Одним из первых, кто детально проанализировал показатели АД, был немецкий физиолог К. Людвиг. Он вводил канюлю в сонную артерию собаки и регистрировал АД с помощью ртутного манометра, с которым была соединена канюля. В манометр погружался поплавок, который соединялся с прибором, регистрирующим колебания различной амплитуды.

В настоящее время АД измеряют бескровным методом с помощью специального прибора – тонометра, что позволяет определить следующие показатели:

1. Минимальное, или диастолическое АД – это та наименьшая величина, которой достигает давление в плечевой артерии к концу диастолы. Минимальное давление зависит от степени проходимости или величины оттока крови через систему капилляров, частоты сердечных сокращений. У молодого здорового человека минимальное давление составляет – 80 мм рт.ст.

2. Максимальное, или систолическое АД – это давление, выражающее весь запас потенциальной и кинетической энергии, которым обладает движущаяся масса крови на данном участке сосудистого русла. В норме у здоровых людей максимальное давление составляет 120 мм рт.ст.

В медицинской практике для определения работы и состояния сердечно-сосудистой системы используют различные методы исследования сердечно-сосудистой системы, информативность, клиническая значимость и клиническая доступность которых весьма различны. В настоящее время ведущее место в клинической практике занимают такие методы как электрокардиография, эхокардиография, рентгенокардиография (более подробно о которых рассказано в разделе 2.1.2) и многие другие. Подобные исследования проводятся специалистами с помощью различных приборов в лечебных учреждениях.

Сердце – это мышечный насос, основная функция которого – сократительная – заключается в непрерывном круговом перемещении крови по всему организму. Кислород доставляется от легких к тканям, а углекислый газ, являющийся одним из “шлаков”, – к легким, где кровь снова обогащается кислородом. Кроме того, с кровью во все клетки организма доставляются питательные вещества, а из них уносятся другие “шлаки”, которые с помощью органов выделения (например почки) удаляются из организма, как зола из печки хорошим хозяином.

От сердца кровь движется по артериям, артериолам и капиллярам. Самая крупная артерия – аорта, она идет непосредственно от сердца (от левого желудочка), самые мелкие сосуды – капилляры, через стенки которых и происходит обмен веществ между кровью и тканями. Кровь, насыщенная углекислым газом и отходами обмена веществ, собирается в венулах и далее по венам, освобождаясь от шлаков в органах выделения, движется обратно к сердцу, которое выталкивает ее в легкие для освобождения от углекислого газа и обогащения кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, перекачивается левым желудочком в аорту, и начинается новый цикл кругового перемещения крови.

Коронарные артерии и вены снабжают саму сердечную мышцу (миокард) кислородом и питательными веществами. Это питание для сердца, которое выполняет такую важную и большую работу.

Малый круг начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Он служит для питания сердца, обогащения крови кислородом. Большой круг (от левого желудочка до правого предсердия) отвечает за кровоснабжение всего тела, кроме легких.

Стенки кровеносных сосудов очень эластичны и способны растягиваться и сужаться в зависимости от давления крови в них. Мышечные элементы стенки кровеносных сосудов всегда находятся в определенном напряжении, которое называют тонусом. Тонус сосудов, а также сила и частота сердечных сокращений обеспечивают в кровяном русле давление, необходимое для доставки крови во все участки тела. Этот тонус, так же как интенсивность сердечной деятельности, поддерживается с помощью вегетативной нервной системы. В зависимости от потребностей организма парасимпатический отдел, где основным посредником (медиатором) является ацетилхолин, расширяет кровеносные сосуды и замедляет сокращения сердца, а симпатический (посредник – норадреналин) – наоборот, суживает сосуды и ускоряет работу сердца.

Тренировка сердца. Теперь попробуем разобраться, почему у нетренированного человека при незначительной физической нагрузке появляются признаки “кислородного голодания”: сердцебиение, одышка и другие. К примеру, во время бега, тяжелой физической работы потребность организма в кислороде возрастает примерно в 8 раз. А это означает, что сердце должно перекачивать в 8 раз больше крови, чем обычно.

Знаете ли вы, что.
Ученые подсчитали, что за сутки сердце расходует количество энергии, достаточное для поднятия груза в 900 кг на высоту 14 м (!)

У человека, ведущего малоподвижный образ жизни, учащение сердечных сокращений не приводит к увеличению кровоснабжения сердца, как это требуется организму. В этом случае мышца сердца и скелетные мышцы получают недостаточное количество кислорода, работают в условиях кислородного голодания, в результате накапливаются вредные продукты обмена веществ, что приводит к более быстрому износу сердечной мышцы. Нетренированное сердце со слабой сердечной мышцей не может долго работать с повышенной нагрузкой. Оно быстро устает, причем кровоснабжение сначала ненадолго усиливается, а затем ухудшается. Поэтому человек должен с детства заботиться о своем сердце и тренировать его.

Подробная информация о препаратах, применяемых при болезнях сердечно-сосудистой системы представлена в главе 3.5.

Газообмен в легких. Диффузия газов и газообмен

После поступления свежего воздуха в альвеолы начинается следующий этап дыхательного процесса: диффузия кислорода из альвеол в кровь и диффузия двуокиси углерода в обратном направлении — из крови в альвеолы. Процесс диффузии представляет собой беспорядочное движение молекул, прокладывающих себе дорогу через дыхательную мембрану и жидкости во всех направлениях. Однако в физиологии дыхания нас интересуют не только основные механизмы диффузии, но и ее скорость, что представляет собой намного более сложную проблему и потребует более глубоких знаний в области физики диффузии и обмена газов.

Физические основы диффузии и парциальные давления газов

Все газы, представляющие интерес для физиологии дыхания, являются простыми молекулами, которые свободно перемещаются в смеси. Этот процесс называют диффузией. Это справедливо и для газов, растворенных в жидкостях и тканях тела.

Для процесса диффузии необходимо наличие источника энергии. Энергия производится кинетическим движением самих молекул. При температуре выше абсолютного нуля молекулы находятся в постоянном движении. Это значит, что свободные молекулы, не связанные с другими молекулами, двигаются линейно на высокой скорости до встречи с другими молекулами. После столкновения их движение получит новое направление — до следующего столкновения. Таким образом, молекулы находятся в быстром и случайном движении среди себе подобных.

а) Диффузия газа одном направлении. Влияние градиента концентрации. Если в емкости или в растворе концентрация одного газа в одной зоне высокая, а в другой — низкая (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже), то суммарная диффузия газа будет направлена от зоны с высокой концентрацией в зону с низкой концентрацией: на рисунке в зоне А находится больше молекул, способных двигаться в направлении зоны Б, чем молекул, которые могут переместиться в обратном направлении, поэтому диффузия в каждом из направлений пропорциональна концентрации молекул, что на рисунке демонстрирует длина стрелок.

Диффузия кислорода из одной зоны (А) в другую (Б). Разница в длине стрелок представляет величину конечной диффузии

б) Давление газов в газовой смеси. Парциальные давления отдельных газов. Давление создается множественными ударами движущихся молекул о поверхность, поэтому давление газа на поверхности дыхательных ходов и альвеол пропорционально суммарной силе ударов о поверхность всех молекул данного газа в данный момент, т.е. давление газа прямо пропорционально концентрации молекул газа.

В физиологии дыхания мы имеем дело со смесями газов, состоящих главным образом из кислорода, азота и двуокиси углерода. Скорость диффузии каждого из них прямо пропорциональна давлению, создаваемому только этим газом, и это давление называют парциальным давлением данного газа. Далее приводим объяснение концепции парциального давления.

Воздух состоит примерно из 79% азота и 21% кислорода. Общее давление этой смеси на уровне моря равно 760 мм рт. ст. Из приведенного ранее объяснения молекулярных основ возникновения давления ясно, что доля каждого газа в давлении их смеси находится в прямой пропорции с его концентрацией, поэтому 79% из 760 мм рт. ст. давления воздуха создается азотом (600 мм рт. ст.) и 21% — кислородом (160 мм рт. ст.). Таким образом, парциальное давление азота в смеси составляет 600 мм рт. ст., парциальное давление кислорода — 160 мм рт.ст., а общее давление (760 мм рт. ст.) является суммой отдельных парциальных давлений. Парциальное давление отдельных газов обозначают P_CO₂, P_O₂, P_N₂, P_H₂O, P_He и т.д.

Видео физиология газообмена в легких и транспорта газов кровью - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Кровообращение выполняет одну из важнейших функций переноса кислорода от легких к тканям, а углекислого газа — от тканей к легким. Потребление кислорода клетками тканей может изменяться в значительных пределах, например при переходе от состояния покоя к физической нагрузке и наоборот. В связи с этим кровь должна обладать большими резервами, необходимыми для увеличения ее способности переносить кислород от легких к тканям, а углекислый газ в обратном направлении.

Транспорт кислорода.

При 37 С растворимость 02 в жидкости составляет 0,225 мл • л-1 • кПа-1 (0,03 мл/л/мм рт. ст.). В условиях нормального парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, т. е. 13,3 кПа или 100 мм рт.ст., 1 л плазмы крови может переносить только 3 мл 02, что недостаточно для жизнедеятельности организма в целом. В покое в организме человека за минуту потребляется примерно 250 мл кислорода. Чтобы тканям получить такое количество кислорода в физически растворенном состоянии, сердце должно перекачивать за минуту огромное количество крови. В эволюции живых существ проблема транспорта кислорода была более эффективно решена за счет обратимой химической реакции с гемоглобином эритроцитов. Кислород переносится кровью от легких к тканям организма молекулами гемоглобина, которые содержатся в эритроцитах.

Гемоглобин способен захватывать кислород из альвеолярного воздуха (соединение называется ок-сигемоглобином) и освобождать необходимое количество кислорода в тканях. Особенностью химической реакции кислорода с гемоглобином является то, что количество связанного кислорода ограничено количеством молекул гемоглобина в эритроцитах крови. Молекула гемоглобина имеет 4 места связывания с кислородом, которые взаимодействуют таким образом, что зависимость между парциальным давлением кислорода и количеством переносимого кислорода с кровью имеет S-образную форму, которая носит название кривой насыщения или диссоциации оксигемоглобина (рис. 10.18). При парциальном давлении кислорода 10 мм рт. ст. насыщение гемоглобина кислородом составляет примерно 10 %, а при Р02 30 мм рт. ст. — 50—60 %. При дальнейшем увеличении парциального давления кислорода от 40 мм рт. ст. до 60 мм рт. ст. происходит уменьшение крутизны кривой диссоциации оксигемоглобина и процент его насыщения кислородом возрастает в диапазоне от 70—75 до 90 % соответственно. Затем кривая диссоциации оксигемоглобина начинает занимать практически горизонтальное положение, поскольку увеличение парциального давления кислорода с 60 до 80 мм рт. ст. вызывает прирост насыщения гемоглобина кислородом на 6 %. В диапазоне от 80 до 100 мм рт. ст. процент образования оксигемоглобина составляет порядка 2. В результате кривая диссоциации оксигемоглобина переходит в горизонтальную линию и процент насыщения гемоглобина кислородом достигает предела, т. е. 100. Насыщение гемоглобина кислородом под влиянием Р02 характеризует своеобразный молекулярный «аппетит» этого соединения к кислороду.

Значительная крутизна кривой насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне парциального давления от 20 до 40 мм рт. ст. способствует тому, что в ткани организма значительное количество кислорода может диффундировать из крови в условиях фадиента его парциального давления между кровью и клетками тканей (не менее 20 мм рт. ст.). Незначительный процент насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне его парциального давления от 80 до 100 мм рт. ст. способствует тому, что человек без риска снижения насыщения артериальной крови кислородом может перемещаться в диапазоне высот над уровнем моря до 2000 м.

Рис. 10.18. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Пределы колебания кривой при РС02 = 40 мм рт. ст. (артериальная кровь) и РС02 = 46 мм рт. ст. (венозная кровь) показывают изменение сродства гемоглобина к кислороду (эффект Ходена).

Общие запасы кислорода в организме обусловлены его количеством, находящимся в связанном состоянии с ионами Fe2+ в составе органических молекул гемоглобина эритроцитов и миоглобина мышечных клеток.

Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл 02. Поэтому в норме при концентрации гемоглобина 150 г/л каждые 100 мл крови могут переносить 20,0 мл 02.

Количество 02, которое может связаться с гемоглобином эритроцитов крови при насыщении 100 % его количества, называется кислородной емкостью гемоглобина. Другим показателем дыхательной функции крови является содержание 02 в крови (кислородная емкость крови), которое отражает его истинное количество, как связанного с гемоглобином, так и физически растворенного в плазме. Поскольку в норме артериальная кровь насыщена кислородом на 97 %, то в 100 мл артериальной крови содержится примерно 19,4 мл 02.

а) Артерии:
• Двойная система кровоснабжения:
о Легочные артерии
о Артерии большого круга (бронхиальные артерии)
• Система легочных артерий:
о Малый круг кровообращения
о Путь от правого желудочка до альвеолярно-капиллярной мембраны
• Система бронхиальных артерий:
о Большой круг кровообращения
о Путь от аорты к стенкам дыхательных путей, сосудам стенок и висцеральному листку плевры

б) Вены:
• Двойной венозный оттоке компонентами малого и большого кругов кровообращения
• Система легочных вен:
о Малый круг кровообращения
о Ток крови от альвеолярно-капиллярной мембраны к левому желудочку
о Венозный отток от легкого
• Система истинных бронхиальных вен:
о Ток крови от периферических бронхов и сосудов до системы непарной вены
о Венозный отток от стенок к центральным сосудам и трахеобронхиальному дереву

в) Другие сосуды большого круга:
• Источник коллатерального кровоснабжения легких из большого круга кровообращения
• Артерии легочных связок:
о Аортальные ветви расположены в легочных связках
о Кровоснабжают пищеводное сплетение
о Кровоснабжают медиальную часть висцерального листка плевры
о Могут кровоснабжать прилегающую легочную ткань:
- Потенциальный источник кровоснабжения внутридолевых секвестров
• Подключичная и подмышечная артерии
• Межреберные артерии
• Нижние диафрагмальные артерии

г) Лимфатические сосуды:
• Сосудистые каналы
• Скопление и транспортировка лимфатической жидкости
• Ток лимфатической жидкости к воротам

д) Взаиморасположение сосудистых структур:

• Анатомия:
о Бронхоартериальный пучок: единая соединительнотканная оболочка, содержащая:
- Легочные артерии
- Бронхи
- Бронхиальные артерии
о Лимфатические сосуды расположены по ходу:
- Бронхов до уровня респираторных бронхиол
- Легочных артерий
- Легочных вен
- Внутридолевых и соединительнотканных перегородок
- Соединительной ткани висцерального листка плевры

Нормальная анатомия и функция

а) Анатомия:
• Малый круг кровообращения:
о Легочные артерии
о Капиллярная сеть
о Легочные вены
• Большой круг кровообращения:
о Бронхиальные артерии
о Небронхиальные артерии большого круга
о Истинные бронхиальные вены
• Легочные лимфатические сосуды:
о Сложная сеть сосудистых структур:
- Собирательные лимфатические структуры: широкие, лентовидные
- Проводящие лимфатические сосуды: трубчатые
- Мешотчато-трубчатые лимфатические сосуды: комплекс сосудов в виде сети вокруг сосудов и бронхов
о Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами (ЛТАБ)
о Внутрилегочные лимфатические узлы
о Внутрилегочные околобронхиальные лимфатические узлы

б) Функция:
• Малый круг кровообращения:
о Легочные артерии:
- Собирание деоксигенированной крови от правых камер сердца
- Проведение деоксигенированной крови к альвеолярно-капиллярной мембране
о Легочная альвеолярно-капиллярная сеть:
- Газообмен
о Легочные вены:
- Собирают оксигенированную кровь от альвеолярно-капиллярной сети и доставляют ее к левому предсердию и большому кругу кровообращения
- Собирание крови от капиллярной сети стенок бронхов/брон-хиол, сосудов, висцерального листка плевры и проведение к левому предсердию
• Большой круг кровообращения:
о Бронхиальные артерии:
- Проведение оксигенированной крови от аорты к стенкам дыхательных путей, стенкам сосудов и висцеральному листку плевры
о Истинные бронхиальные вены:
- Проведение деоксигенированной крови от центральных сосудов/стенок бронхов к системе непарной вены
• Лимфатические сосуды:
о Отток лимфы к воротам легкого
о Отток лимфы в брюшные лимфатические узлы

Легочные артерии

а) Общая характеристика:
• Легочной ствол начинается от правого желудочка
• Дихотомическое ветвление на правую и левую легочные артерии
• Ветви легочных артерий:
о Долевая
о Сегментарная
о Субсегментарная

б) Физиология:
• Низкое давление в малом круге кровообращения
• Минимальный ток крови в верхушках легких:
о Быстрое увеличение сердечного выброса, осуществляемое посредством вовлечения закрытых капилляров в верхних областях легких со сниженным кровотоком
• Просвет мышечных артерий уменьшается при гипоксии:
о Соответствие вентиляции и перфузии для предотвращения гипоксиии

в) Микроскопия:
• Проксимальные крупные артерии:
о Эластичные артерии
• Мелкие дистальные артерии:
о Переход к мышечным артериям на уровне бронхиол
о Наружная эластичная пластинка
о Средний мышечный слой
о Внутренняя эластичная пластинка
• Артерии наименьшего калибра: исчезновение гладкомышечных клеток в стенках сосудов:
о Мышечные ткани в среднем слое истончаются по мере уменьшения диаметра сосуда
о В дистальных сосудах имеется одна эластичная пластинка
о Трудность в различении артерий и артериол обусловлена варьирующим количеством мышечной ткани в стенках сосудов:
- Термин «артериолы» не считается применимым к малому кругу кровообращения

г) Лучевая анатомия:
• Легочные артерии идут по ходу бронхов:
о Медиальнее бронхов в верхних долях
о Латеральнее бронхов в средней доле, островке и нижних долях
• Добавочные ветви напрямую прободают легкое
• Долевые артерии вторичной легочной дольки:
о Обычно в центре дольки расположена доминантная долевая ветвь (центролобулярная)
о Визуализируется в виде центральных точечных теней в пределах 1 см от плевральной поверхности

Капиллярная сеть

а) Анатомия:
• Начинается от наиболее дистальных легочных артерий
• Окружает альвеолы респираторных бронхиолов, альвеолярных ходов, альвеолярных мешочков и альвеол
• Респираторная поверхность имеет огромную площадь:
о Около 300 миллионов альвеол
о Около 1000 капилляров на каждую альвеолу
о Площадь поверхности - 70 м 2

б) Микроскопия:
• Выстлана плоскими эндотелиальными клетками на базальной мембране
• Слабые межклеточные связи между клетками эндотелия:
о Позволяет пропускать белки с низкой молекулярной массой

в) Лучевая анатомия:
• Не визуализируется при КТ

Легочные вены

а) Общая характеристика:
• Правая и левая легочные вены
• Источники венозного оттока:
о Нисходящие альвеолярные капилляры
о Капиллярная сеть бронхов/сосудистой стенки
о Висцеральный листок плевры

б) Микроскопия:
• Мелкие легочные вены, неотличимые от мелких артерий
• Гладкомышечная стенка и эластичная пластинка

в) Визуализационная анатомия:
• Легочные вены проходят по периферии легочных единиц:
о Ацинус
о Долька
о Сегмент
• Ветви легочных ветвей:
о Перегородочные вены расположены на периферии вторичной легочной дольки:
- Видны по ходу междолевых перегородок: позволяют определить границы вторичной легочной дольки
- 0,5 мм в диаметре
- Дуговые или ветвящиеся структуры, определяемые на 1,0-1,5 см от плевральной поверхности
о Вены на периферии субсегментов и сегментов
о Вены на периферии долей
о Верхние легочные вены:
- Отток крови от верхних долей и правой средней доли
о Нижние легочные вены:
- Отток крови от нижних долей
о Вариабельная анатомия центральных легочных вен в области анастомозов с левым предсердием

Бронхиальные артерии

а) Общая характеристика:
• Вариабельная точка отхождения от артерий большого круга:
о Левые бронхиальные артерии начинаются от аорты
о Правые бронхиальные артерии могут начинаться непосредственно от аорты, но обычно разделяют точку начала с другими артериями (обычно межреберная артерия)
о Ортотопическая: начало от проксимального отдела нисходящей аорты
о Эктопическая: начало от нижней дуги аорты, дистального отдела нисходящей аорты, подключичной артерии, брахиоцефального ствола и внутренней грудной артерии
• Сосудистое кровоснабжение:
о Субэпителиальное капиллярное сплетение на всем протяжении дыхательных путей от трахеи до терминальных бронхов
о Перибронхиальная, периваскулярная соединительная ткань
о Сосудистые стенки: крупные сосуды, легочные артерии и вены
о Паратрахеальные, килевые, воротные, внутрилегочные лимфатические узлы
о Висцеральный листок плевры
о Пищевод
• Различные анастомозы с другими сосудами большого круга кровообращения
• Проходят близко к (внутри) стенкам бронхов и бронхиол

б) Микроскопия:
• Мышечный средний слой:
о Большое давление в большом круге кровообращения
• Выраженная внутренняя эластичная пластинка
• Отсутствует наружная эластичная пластинка

в) Лучевая анатомия:
• Обычно визуализируются нечетко
• Визуализация центральных бронхиальных артерий при патологических состояниях с коллатеральным кровоснабжением легкого

Бронхиальные вены

а) Общая характеристика:
• Истинные бронхиальные вены наблюдаются только в периферических областях
• Отток крови в системы непарной и полунепарной вен

б) Лучевая анатомия:
• Обычно не визуализируются

На рисунке показана сложная сеть лимфатических сосудов легкого. Легочные лимфатические сосуды располагаются по ходу бронхов, сосудов и в субплевральной соединительной ткани. Собирательные лимфатические сосуды проходят в соединительной ткани легочных перегородок. Сеть лимфатических сосудов организуется в мелкие внутрилегочные лимфатические узлы, обычно расположенные в области бифуркации крупных дыхательных путей. На рисунке показана сложная сеть лимфатических сосудов вторичной легочной дольки. Околобронхососудистые лимфатические сосуды идут по ходу стенок дыхательных путей до уровня респираторных бронхиол. Околодольковые лимфатические сосуды идут в междольковой перегородке и окружают легочные вены. Также показаны субплевральные лимфатические сосуды. Легочные лимфатические сосуды многочисленны и сложным образом соединены между собой. Понимание структуры и анатомического расположения лимфатических сосудов вторичной легочной дольки важно для определения лимфогенного распространения заболеваний на тонкосрезовой КТ. Микропрепарат (окраска гематоксилин-эозином) под высоким увеличением: лимфатический сосуд висерального листка плевры (субплевральный), окруженный рыхлой соединительной тканью и легочными венами, проходящими в висцеральном листке плевры. КТ с высоким разрешением (легочное окно), аксиальный срез: у пациента с гематогенным метастатическим поражением легочной ткани при раке толстой кишки определяются мелкие сферические метастатические легочные узелки с четкими границами, распределенные случайным образом по отношению к структурам вторичной легочной дольки. Часть узелков возникла на концах мелких легочных артерий, что говорит о гематогенном пути распространения метастазов. Бесконтрастное КТ (легочное окно), аксиальный срез: у женщины 30 лет с гематогенным распространением гистоплазмоза на фоне иммунодефицита определяются мелкие множественные легочные микроузелки с четкими границами, расположенные в случайном порядке по отношению к структурам вторичной легочной дольки. Обратите внимание, что распространенного поражения плевры не наблюдается, хотя и визуализируется несколько субплевральных узелков. Бесконтрастное КТ (легочное окно), ИМИ, корональный срез: у этой же пациентки определяется множество случайно расположенных милиарных узелков, характерных для гематогенного распространения инфекции. КТ с контрастированием, аксиальный срез: у мужчины 70 лет, страдающего раком предстательной железы и получавшего лечение в виде внутрипузырного введения бациллы Кальмета-Герена (БЦЖ) Вследствие развившейся милиарной инфекции БЦЖ легких определяются двусторонние множественные легочные узелки со случайным расположением по всему объему легких, что согласуется с гематогенным распространением БЦЖ. Первое из двух изображений, полученных при КТ органов грудной клетки с высоким разрешением у пациента с милиарным туберкулезом: определяются милиарные узелки. В этом случае часть узелков расположена в субплевральной легочной ткани и по ходу междольковых перегородок. КТ с высоким разрешением (легочное окно), аксиальный срез: на уровне средней и нижней доли правого легкого определяется большое число микроузелков, расположенных случайным образом. Часть этих узелков находится на субплевральной поверхности большой щели правого легкого. Хотя заболевания чаще распространяются гематогенным образом, в этом случае трудно связать узелки с мелкими легочным сосудами. КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез: у пациента с саркоидозом определяются скопления окололимфатических легочных микроузелков, являющихся саркоидными гранулемами. Узелки распространены соответственно ходу легочных лимфатических сосудов и расположены по ходу кровеносных сосудов, междольковых перегородок и плевры. КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез: у пациента с саркоидозом определяется множество легочных микроузелков, расположенных о ходу лимфатических сосудов. Обратите внимание на бусовидные легочные сосуды и большую щель правого легкого, что обусловлено микроузелками, расположенными по ходу околососудистых и субплевральных лимфатических сосудов. КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез: у пациента с саркоидозом определяются «слипшиеся» тени в виде объемных образований с преимущественным поражением центральных поверхностей легкого, окружающие и заключающие в себе центральные бронхи и сосуды. Обратите внимание на неравномерное узловое утолщение стенок бронхов, характерное для окололимфатического распространения саркоидоза. При пневмокониозах шахтеров может наблюдаться схожая картина. КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез, изображение урезано до верхней доли правого легкого: у мужчины 69 лет, обратившегося с диспноэ, обусловленным лимфогенным канцероматозом на фоне рака предстательной железы, определяется множество гладких и узловых утолщений междольковых перегородок и бронхиальных стенок, характерных для распространения вблизи лимфатических сосудов. Лимфогенный канцероматоз характеризуется опухолевыми очагами в легочных лимфатических структурах и десмоплазией окружающей интерстициальной ткани. КТ с контрастированием (легочное окно), корональный срез: у этого же пациента определяется асимметричное распространение гладких и узловых утолщений междольковых перегородок, определяющих границы вторичных легочных долек. Центральные точечные структуры в каждой вторичной легочной дольке являются дольковыми артериями.

Легочные лимфатические сосуды

а) Общая характеристика:
• Диффузная и сложная сеть легочных лимфатических сосудов
• Лимфатические сосуды проходят по ходу:
о Бронхов:
- До уровня респираторных бронхиол
о Сосудов:
- Легочных артерий
- Легочных вен
о Соединительнотканных перегородок:
- Междолевых перегородок
о Междолевая интерстициальная ткань
о Висцеральный листок плевры

б) Микроскопия:
• Тонкий эндотелий
• Внутрисосудистые клапаны направляют ток крови к воротам
• В норме не визуализируются на гистологических срезах:
о Становятся видимыми при некоторых патологических состояниях

в) Лучевая анатомия:
• Обычно не визуализируются

Анатомия сосудов вторичной легочной дольки. Вены расположены в междольковых перегородках, определяющих границы вторичной легочной дольки. Междольковые легочные вены начинаются от капиллярной сети, окружающей альвеолы и осуществляют отток крови в перегородочные вены. Перегородочные легочные вены получают кровь более чем от одной вторичной легочной дольки. Легочные вены также получают кровь от субэндотелиальной капиллярной сети стенок дыхательных путей и висцерального листка плевры. КТ органов грудной клетки с контрастным усилением: визуализируются сосуды нормальной вторичной легочной дольки. КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез, изображение урезано до нижней доли правого легкого: визуализируются ветви периферических легочных вен, определяющие границы вторичных легочных долек. Обратите внимание, что междольковые перегородки у здоровых пациентов не визуализируются, но их расположение можно предположить, определив перегородочные вены. КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез, изображение урезано до нижней доли левого легкого: визуализируются перегородочные легочные вены, ограничивающие вторичные легочные дольки. Сосуды в центре пространства, отграниченного перегородочными венами, являются центральными дольковыми артериями вторичных легочных долек. Обратите внимание, что в норме эти сосуды в субплевральных тканях легких не визуализируются.

Сосудистые структуры вторичной легочной дольки

а) Дольковая легочная артерия:
• Каждая дольковая легочная артерия кровоснабжает одну дольку
• Проходит совместно с дистальными дыхательными путями
• Ветвится подобно альвеолярной капиллярной сети
• Визуализация:
о Дольковая артерия: центральные точечные структуры около 1 мм в диаметре
о Внутридолевые ацинарные артерии: сосуды размером 0,2 мм в диаметре, визуализируемые на тонкосрезовом КТ

б) Легочная вена:
• По междольковым легочным венам кровь оттекает в перегородочные легочные вены:
о Перегородочные вены визуализируются на КТ и имеют 0,5 мм в диаметре
о Расположены приблизительно в 5-10 мм от артерий
• В каждую дольковую (перегородочную) легочную вену кровь оттекает из двух или больше прилегающих долек
• Притоки:
о Альвеолярная капиллярная сеть
о Капиллярная сеть стенок дыхательных путей (субэндотелиальная), образованная ветвями бронхиальных артерий
о Капилляры висцерального листка плевры

в) Бронхиальная артерия:
• Проходят в стенках дыхательных путей
• Ветвятся в виде капиллярной сети стенки дыхательных путей (субэпителиальной)

г) Лимфатические сосуды:
• Перибронховаскулярные лимфатические сосуды:
о По ходу дольковых легочных артерий и дыхательных путей
• Околодольковые лимфатические сосуды:
о По ходу междольковых перегородок и легочных вен
• Лимфатические сосуды висцерального листка плевры
• Сообщаются между собой посредством анастомозирующих каналов:
о Между перибронховаскулярными и околодольковыми
о Между перибронховаскулярными и плевральными

Аномалии при визуализации

а) Случайное расположение легочных узелков:
• Заболевания:
о Гематогенное метастазирование
о Милиарная инфекция
• КТ:
о Узелки случайно распределены в соответствии со структурами вторичной легочной дольки
о Часть узелков может демонстрировать специфичное расположение относительно легочных артерий:
- Полезный признак, предполагающий гематогенный механизм распространения

б) Окололимфатические легочные узелки:
• Заболевания:
о Саркоидоз
о Лимфогенный канцероматоз
• КТ:
о Узелки, расположенные по ходу лимфатических сосудов вторичной легочной дольки:
- Перибронхиоваскулярные
- Внутридольковые перегородочные
- Субплевральные
- Центролобулярные

Процесс дыхания, поступление кислорода в организм при вдохе и удаление из него углекислого газа и паров воды при выдохе. Строение респираторной системы. Ритмичность и различные типы дыхательного процесса. Регуляция дыхания. Разные способы дыхания.

Для нормального протекания обменных процессов в организме человека и животных в равной мере необходим как постоянный приток кислорода, так и непрерывное удаление углекислого газа, накапливающегося в ходе обмена веществ. Такой процесс называется внешним дыханием.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа.

Таким образом, дыхание – одна из важнейших функций регулирования жизнедеятельности человеческого организма. В организме человека функцию дыхания обеспечивает дыхательная (респираторная система).

В дыхательную систему входят легкие и респираторный тракт (дыхательные пути), который, в свою очередь, включает носовые ходы, гортань, трахею, бронхи, мелкие бронхи и альвеолы (смотри рисунок 1.5.3). Бронхи разветвляются, распространяясь по всему объему легких, и напоминают крону дерева. Поэтому часто трахею и бронхи со всеми ответвлениями называют бронхиальным деревом.

Кислород в составе воздуха через носовые ходы, гортань, трахею и бронхи попадает в легкие. Концы самых мелких бронхов заканчиваются множеством тонкостенных легочных пузырьков – альвеол (смотри рисунок 1.5.3).

Альвеолы – это 500 миллионов пузырьков диаметром 0,2 мм, где происходит переход кислородом в кровь, удаление углекислого газа из крови.

Здесь и происходит газообмен. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь, а углекислый газ из крови – в легочные пузырьки (рисунок 1.5.4).

Рисунок 1.5.4. Легочный пузырек. Газообмен в легких

Важнейший механизм газообмена – это диффузия, при которой молекулы перемещаются из области их высокого скопления в область низкого содержания без затраты энергии (пассивный транспорт). Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам производится путем транспорта кислорода в альвеолы, далее в кровь. Таким образом, венозная кровь обогащается кислородом и превращается в артериальную. Поэтому состав выдыхаемого воздуха отличается от состава наружного воздуха: в нем содержится меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в наружном, и много водяных паров (смотри рисунок 1.5.4). Кислород связывается с гемоглобином, который содержится в эритроцитах, насыщенная кислородом кровь поступает в сердце и выталкивается в большой круг кровообращения. По нему кровь разносит кислород по всем тканям организма. Поступление кислорода в ткани обеспечивает их оптимальное функционирование, при недостаточном же поступлении наблюдается процесс кислородного голодания (гипоксии).

Недостаточное поступление кислорода может быть обусловлено несколькими причинами как внешними (уменьшение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе), так и внутренними (состояние организма в данный момент времени). Пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, так же как и увеличение содержания углекислого газа и других вредных токсических веществ наблюдается в связи с ухудшением экологической обстановки и загрязнением атмосферного воздуха. По данным экологов только 15% горожан проживают на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха, в большинстве же районов содержание углекислого газа увеличено в несколько раз.

При очень многих физиологических состояниях организма (подъем в гору, интенсивная мышечная нагрузка), так же как и при различных патологических процессах (заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем) в организме также может наблюдаться гипоксия.

Природа выработала множество способов, с помощью которых организм приспосабливается к различным условиям существования, в том числе к гипоксии. Так компенсаторной реакцией организма, направленной на дополнительное поступление кислорода и скорейшее выведение избыточного количества углекислого газа из организма является углубление и учащение дыхания. Чем глубже дыхание, тем лучше вентилируются легкие и тем больше кислорода поступает к клеткам тканей.

К примеру, во время мышечной работы усиление вентиляции легких обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Если в покое глубина дыхания (объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за один вдох или выдох) составляет 0,5 л, то во время напряженной мышечной работы она увеличивается до 2-4 л в 1 минуту. Расширяются кровеносные сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц), увеличивается скорость тока крови по сосудам внутренних органов. Активируется работа дыхательных нейронов. Кроме того, в мышечной ткани есть особый белок (миоглобин), способный обратимо связывать кислород. 1 г миоглобина может связать примерно до 1,34 мл кислорода. Запасы кислорода в сердце составляют около 0,005 мл кислорода на 1 г ткани и этого количества в условиях полного прекращения доставки кислорода к миокарду может хватить для того, чтобы поддерживать окислительные процессы лишь в течение примерно 3-4 с.

Миоглобин играет роль кратковременного депо кислорода. В миокарде кислород, связанный с миоглобином, обеспечивает окислительные процессы в тех участках, кровоснабжение которых на короткий срок нарушается.

В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки увеличенные потребности скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяются за счет кислорода, высвобождающегося миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток, и поступление кислорода к мышцам вновь становится адекватным.

Все эти факторы, включая усиление вентиляции легких, компенсируют кислородный “долг”, который наблюдается при физической работе. Естественно, увеличению доставки кислорода к работающим мышцам и удалению углекислого газа способствует согласованное увеличение кровообращения в других системах организма.

Саморегуляция дыхания. Организм осуществляет тонкое регулирование содержания кислорода и углекислого газа в крови, которое остается относительно постоянным, несмотря на колебания количества поступающего кислорода и потребности в нем. Во всех случаях регуляция интенсивности дыхания направлена на конечный приспособительный результат – оптимизацию газового состава внутренней среды организма.

Частота и глубина дыхания регулируются нервной системой – ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В дыхательном центре, расположенном в головном мозге, имеются центр вдоха и центр выдоха.

Дыхательный центр представляет совокупность нейронов, расположенных в продолговатом мозге центральной нервной системы.

При нормальном дыхании центр вдоха посылает ритмические сигналы к мышцам груди и диафрагме, стимулируя их сокращение. Ритмические сигналы образуются в результате спонтанного образования электрических импульсов нейронами дыхательного центра.

Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух входит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются рецепторы растяжения, расположенные в стенках легких; они посылают сигналы в мозг – в центр выдоха. Этот центр подавляет активность центра вдоха, и поток импульсных сигналов к дыхательным мышцам прекращается. Мышцы расслабляются, объем грудной полости уменьшается, и воздух из легких вытесняется наружу (смотри рисунок 1.5.5).

Рисунок 1.5.5. Регуляция дыхания

Процесс дыхания, как уже отмечалось, состоит из легочного (внешнего) дыхания, а также транспорта газа кровью и тканевого (внутреннего) дыхания. Если клетки организма начинают интенсивно использовать кислород и выделять много углекислого газа, то в крови повышается концентрация угольной кислоты. Кроме того, увеличивается содержание молочной кислоты в крови за счет усиленного образования ее в мышцах. Данные кислоты стимулируют дыхательный центр, и частота и глубина дыхания увеличиваются. Это еще один уровень регуляции. В стенках крупных сосудов, отходящих от сердца, имеются специальные рецепторы, реагирующие на понижение уровня кислорода в крови. Эти рецепторы также стимулируют дыхательный центр, повышая интенсивность дыхания. Данный принцип автоматической регуляции дыхания лежит в основе бессознательного управления дыханием, что позволяет сохранить правильную работу всех органов и систем независимо от условий, в которых находится организм человека.

Ритмичность дыхательного процесса, различные типы дыхания. В норме дыхание представлено равномерными дыхательными циклами “вдох – выдох” до 12-16 дыхательных движений в минуту. В среднем такой акт дыхания совершается за 4-6 с. Акт вдоха проходит несколько быстрее, чем акт выдоха (соотношение длительности вдоха и выдоха в норме составляет 1:1,1 или 1:1,4). Такой тип дыхания называется эйпноэ (дословно – хорошее дыхание). При разговоре, приеме пищи ритм дыхания временно меняется: периодически могут наступать задержки дыхания на вдохе или на выходе (апноэ). Во время сна также возможно изменение ритма дыхания: в период медленного сна дыхание становится поверхностным и редким, а в период быстрого – углубляется и учащается. При физической нагрузке за счет повышенной потребности в кислороде возрастает частота и глубина дыхания, и, в зависимости от интенсивности работы, частота дыхательных движений может достигать 40 в минуту.

При смехе, вздохе, кашле, разговоре, пении происходят определенные изменения ритма дыхания по сравнению с так называемым нормальным автоматическим дыханием. Из этого следует, что способ и ритм дыхания можно целенаправленно регулировать с помощью сознательного изменения ритма дыхания.

Человек рождается уже с умением использовать лучший способ дыхания. Если проследить как дышит ребенок, становится заметным, что его передняя брюшная стенка постоянно поднимается и опускается, а грудная клетка остается практически неподвижной. Он “дышит” животом – это так называемый диафрагмальный тип дыхания.

Диафрагма – это мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.Сокращения данной мышцы способствуют осуществлению дыхательных движений: вдоха и выдоха.

В повседневной жизни человек не задумывается о дыхании и вспоминает о нем, когда по каким-то причинам становится трудно дышать. Например, в течение жизни напряжение мышц спины, верхнего плечевого пояса, неправильная осанка приводят к тому, что человек начинает “дышать” преимущественно только верхними отделами грудной клетки, при этом объем легких задействуется всего лишь на 20%. Попробуйте положить руку на живот и сделать вдох. Заметили, что рука на животе практически не изменила своего положения, а грудная клетка поднялась. При таком типе дыхания человек задействует преимущественно мышцы грудной клетки (грудной тип дыхания) или области ключиц (ключичное дыхание). Однако как при грудном, так и при ключичном дыхании организм снабжается кислородом в недостаточной степени.

Недостаток поступления кислорода может возникнуть также при изменении ритмичности дыхательных движений, то есть изменении процессов смены вдоха и выдоха.

В состоянии покоя кислород относительно интенсивно поглощается миокардом, серым веществом головного мозга (в частности, корой головного мозга), клетками печени и корковым веществом почек; клетки скелетной мускулатуры, селезенка и белое вещество головного мозга потребляют в состоянии покоя меньший объем кислорода, то при физической нагрузке потребление кислорода миокардом увеличивается в 3-4 раза, а работающими скелетными мышцами – более чем в 20-50 раз по сравнению с покоем.

Интенсивное дыхание, состоящее в увеличении скорости дыхания или его глубины (процесс называется гипервентиляцией), приводит к увеличению поступления кислорода через воздухоносные пути. Однако частая гипервентиляция способна обеднить ткани организма кислородом. Частое и глубокое дыхание приводит к уменьшению количества углекислоты в крови (гипокапнии) и защелачиванию крови – респираторному алкалозу.

Подобный эффект прослеживается, если нетренированный человек осуществляет частые и глубокие дыхательные движения в течение короткого времени. Наблюдаются изменения со стороны как центральной нервной системы (возможно появление головокружения, зевоты, мелькания “мушек” перед глазами и даже потери сознания), так и сердечно-сосудистой системы (появляется одышка, боль в сердце и другие признаки). В основе данных клинических проявлений гипервентиляционного синдрома лежат гипокапнические нарушения, приводящие к уменьшению кровоснабжения головного мозга. В норме у спортсменов в покое после гипервентиляции наступает состояние сна.

Следует отметить, что эффекты, возникающие при гипервентиляции, остаются в то же время физиологичными для организма – ведь на любое физическое и психоэмоциональное напряжение организм человека в первую очередь реагирует изменением характера дыхания.

При глубоком, медленном дыхании (брадипноэ) наблюдается гиповентиляционный эффект. Гиповентиляция – поверхностное и замедленное дыхание, в результате которого в крови отмечается понижение содержание кислорода и резкое увеличение содержания углекислого газа (гиперкапния).

Количество кислорода, которое клетки используют для окислительных процессов, зависит от насыщенности крови кислородом и степени проникновения кислорода из капилляров в ткани.Снижение поступления кислорода приводит к кислородному голоданию и к замедлению окислительных процессов в тканях.

В 1931 году доктор Отто Варбург получил Нобелевскую премию в области медицины, открыв одну из возможных причин возникновения рака. Он установил, что возможной причиной этого заболевания является недостаточный доступ кислорода к клетке.

Используя простые рекомендации, а также различные физические упражнения, можно повысить доступ кислорода к тканям.

Правильное дыхание, при котором воздух, проходящий через воздухоносные пути, в достаточной степени согревается, увлажняется и очищается – это спокойное, ровное, ритмичное, достаточной глубины.
Во время ходьбы или выполнения физических упражнений следует не только сохранять ритмичность дыхания, но и правильно сочетать ее с ритмом движения (вдох на 2-3 шага, выдох на 3-4 шага).
Важно помнить, что потеря ритмичности дыхания приводит к нарушению газообмена в легких, утомлению и развитию других клинических признаков недостатка кислорода.
При нарушении акта дыхания уменьшается приток крови к тканям и понижается насыщение ее кислородом.

Необходимо помнить, что физические упражнения способствуют укреплению дыхательной мускулатуры и усиливают вентиляцию легких. Таким образом, от правильного дыхания в значительной мере зависит здоровье человека.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: