Отрицательное давление в плевральной полости

Отрицательное давление в плевральной полости

Отрицательное давление в плевральной полости

Давление в плевральной полости и в средостении в норме всегда отрицательное. Убедиться в этом можно, измерив давление в плевральной полости. Для этого полую иглу, соединенную с манометром, вводят между двумя листками плевры. Во время спокойного вдоха давление в плевральной полости на 1,197 кПА (9 мм рт. ст.) ниже атмосферного, во время спокойного выдоха — на 0,798 кПа (6 мм рт. ст.).

Отрицательное внутригрудное давление и увеличение его во время вдоха имеет большое физиологическое значение. За счет отрицательного давления альвеолы всегда находятся в растянутом состоянии, что значительно увеличивает дыхательную поверхность легких, особенно во время вдоха.

Отрицательное внутригрудное давление играет значительную роль в гемодинамике, обеспечивая венозный возврат крови к сердцу и улучшая кровообращение в легочном круге, особенно в фазу вдоха. Присасывающее действие грудной клетки способствует также и лимфообращению.

Наконец, отрицательное внутригрудное давление является фактором, способствующим продвижению пищевого комка по пищеводу, в нижнем отделе которого давление на 0,46 кПа (3,5 мм рт. ст.) ниже атмосферного.

Пневмоторакс. Пневмотораксом называют наличие воздуха в плевральной полости. При этом внутриплевральное давление становится равным атмосферному, что обусловливает спадение легких. В указанных условиях выполнение легкими дыхательной функции невозможно.

Пневмоторакс может быть открытым и закрытым. При открытом пневмотораксе плевральная полость сообщается с атмосферным воздухом, при закрытом — этого не происходит. Двусторонний открытый пневмоторакс приводит к смерти, если не производить искусственного дыхания путем нагнетания воздуха через трахею.

В клинической практике применяется закрытый искусственный пневмоторакс (нагнетается воздух в плевральную полость через иглу) для создания функционального покоя пораженному легкому, например, при туберкулезе легких.

Через некоторое время воздух из плевральной полости всасывается, что приводит к восстановлению отрицательного давления в ней, и легкое расправляется.

Поэтому для поддержания пневмоторакса необходимо повторно вводить воздух в плевральную полость.

Дыхательный цикл

Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Обычно вдох короче выдоха. Длительность вдоха у взрослого человека от 0,9 до 4,7 с, длительность выдоха — 1,2—6 с.

Продолжительность вдоха и выдоха зависит в основном от рефлекторных воздействий, идущих от рецепторов легочной ткани. Дыхательная пауза — непостоянная составная часть дыхательного цикла.

Она различна по величине и даже может отсутствовать.

Дыхательные движения совершаются с определенным ритмом и частотой, которые определяют по числу экскурсий грудной клетки в 1 мин. У взрослого человека частота дыхательных движений составляет 12—18 в 1 мин.

У детей дыхание поверхностное и поэтому более частое, чем у взрослых. Так, новорожденный дышит около 60 раз в мин, 5-летний ребенок 25 раз в 1 мин.

В любом возрасте частота дыхательных движений меньше количества сердечных сокращений в 4—5 раз.

Глубину дыхательных движений определяют по амплитуде экскурсий грудной клетки и с помощью специальных методов, позволяющих исследовать легочные объемы.

На частоту и глубину дыхания влияют многие факторы, в частности эмоциональное состояние, умственная нагрузка, изменение химического состава крови, степень тренированности организма, уровень и интенсивность обмена веществ. Чем чаще и глубже дыхательные движения, тем больше кислорода поступает в легкие и соответственно большее количество углекислого газа выводится.

Редкое и поверхностное дыхание может привести к недостаточному снабжению клеток и тканей организма кислородом. Это в свою очередь сопровождается снижением их функциональной активности. В значительной степени изменяется частота и глубина дыхательных движений при патологических состояниях, особенно при заболеваниях органов дыхания.

Механизм вдоха. Вдох (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной клетки в трех направлениях — вертикальном, сагиттальном (переднезаднем) и фронтальном (реберном). Изменение размеров грудной полости происходит за счет сокращения дыхательных мышц.

При сокращении наружных межреберных мышц (при вдохе) ребра принимают более горизонтальное положение, поднимаясь кверху, при этом нижний конец грудины отходит вперед.

Благодаря движению ребер при вдохе размеры грудной клетки увеличиваются в поперечном и в продольном направлениях.

В результате сокращения диафрагмы купол ее уплощается и опускается: органы брюшной полости оттесняются вниз, в стороны и вперед, в итоге объем грудной клетки увеличивается в вертикальном направлении.

В зависимости от преимущественного участия в акте вдоха мышц грудной клетки и диафрагмы различают грудной, или реберный, и брюшной, или диафрагмальный, тип дыхания. У мужчин преобладает брюшной тип дыхания, у женщин — грудной.

В некоторых случаях, например, при физической работе, при одышке, в акте вдоха могут принимать участие так называемые вспомогательные мышцы — мышцы плечевого пояса и шеи.

При вдохе легкие пассивно следуют за увеличивающейся в размерах грудной клеткой. Дыхательная поверхность легких увеличивается, давление же в них понижается и становится на 0,26 кПа (2 мм рт. ст.) ниже атмосферного.

Это способствует поступлению воздуха через воздухоносные пути в легкие. Быстрому выравниванию давления в легких препятствует ая щель, так как в этом месте воздухоносные пути сужены.

Только на высоте вдоха происходит полное заполнение воздухом расширенных альвеол.

Механизм выдоха. Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение и дыхательная поверхность легких уменьшается.

Сужение воздухоносных путей в области ой щели обусловливает медленный выход воздуха из легких. В начале фазы выдоха давление в легких становится на 0,40—0,53 кПа (3—4 мм рт. ст.

) выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду.

Источник: https://studfile.net/preview/2997498/page:3/

Механизм внешнего дыхания

Отрицательное давление в плевральной полости

В легких нет мышц, которые бы участвовали в процессе вдоха и выдоха. Расширение и спадение альвеол осуществляются со стороны легких пассивно, в результате уменьшения или увеличения объема грудной полости и изменения в ней давления.

Грудная полость и отрицательное давление. Под грудной полостью обычно понимают пространство, ограниченное реберной клеткой и диафрагмой.

Это пространство заполнено органами (легкие, трахея, сердце, крупные кровеносные сосуды, лимфоузлы, грудная часть пищевода) и полости по существу нет.

Поэтому более точное другое определение: грудная полость — это узкая капиллярная щель между двумя листками серозной оболочки — плевры: висцеральной и париетальной.

Висцеральная плевра покрывает органы, расположенные в грудной полости, а париетальная — реберную клетку. Между этими листками плевры имеется серозная жидкость, предохраняющая органы от трения. Ширина межплевральной щели 5…10мкм. Полость же может образоваться при патологии, когда объем межплевральной щели значительно увеличивается за счет скопления в ней экссудата, крови или воздуха.

Плевра не участвует в газообмене. Она обладает хорошей всасывательной способностью. Через плевру всасывается избыток серозной жидкости, которая образуется постоянно. Плевра, особенно париетальная, снабжена болевыми рецепторами, сама

Рис. 7.1. Измерение отрицательного давления в грудной полости:

/ — легкие; 2—сердце, 3— плевра; -/ — диафрагма; 5—игла; б—кимограф; $ —— уровни ртути, показывающие отрицательное давление в грудной полости

же легочная ткань болевых рецепторов не имеет.

Если в плевральную полость ввести инъекционную иглу, соединенную трубкой с манометром (рис. 7.1.), то окажется, что давление в ней ниже атмосферного и колеблется в соответствии с дыхательными движениями — вдохом и выдохом. Давление ниже атмосферного в физиологии принято называть отрицательным, а величина атмосферного давления в данный момент времени принимается за ноль.

Когда и каким образом создается в плевральной полости отрицательное давление? Это происходит при первом вдохе новорожденного. У плода размер легких соответствует размеру грудной клетки.

Газообмен в легких не происходит, плод обменивается газами с кровью матери через плаценту. Поэтому у плода грудная клетка уплощенная, ребра опущены, альвеолы спавшиеся, ая щель закрыта.

Однако уже в период внутриутробного развития идет структурная и функциональная подготовка дыхательной системы к самостоятельному дыханию. У плода редкие и неритмичные дыхательные движения, но околоплодные воды не попадают в легкие из-за закрытой ой щели.

Эти движения улучшают циркуляцию крови в легких и подготавливают функциональные связи между нервными и мышечными элементами, принимающими участие во внешнем дыхании сразу после рождения.

В момент родов и особенно сразу после пережатия пуповины у плода возникают гипоксия (низкое содержание кислорода в тканях) и гиперкапния (высокая концентрация диоксида углерода в крови), что главным образом и стимулирует первый вдох и первый крик. Одновременно этому способствуют также ацидоз плода, резкая смена окружающей температуры и повышенная чувствительность дыхательного центра к диоксиду углерода.

Во время первого вдоха сокращается диафрагма, поднимаются ребра, давление в грудной полости снижается и воздух засасывается в легкие, расправляя альвеолы и заполняя их.

В этот момент происходит очень важный процесс: если у плода ребро фиксировано только в одной точке (головка ребра — у тела позвонка), то во вре|я первого вдоха ребро получает вторую точку фиксации на всю последующую жизнь: бугорок ребра — у поперечно-реберного отростка позвонка.

Поэтому при вьщохе, последовавшем за первым вдохом, ребра уже не возвращаются в исходное положение, а занимают новую позицию — среднюю между начальным положением у плода и имевшим место во время вдоха.

В результате объем грудной полости во время выдоха становится больше, чем был до начала самостоятельного дыхания, а давление в ней остается ниже атмосферного. Так, впервые в жизни в грудной полости создается отрицательное давление и сохраняется при вдохе и выдохе.

В первые дни и месяцы после рождения разница между атмосферным давлением и давлением в грудной полости стабилизируется и немного увеличивается. Этому способствует неравномерный рост скелета и внутренних органов (кости растут быстрее), а также эластичность легочной ткани и наличие жидкой фосфолипидной пленки — сурфактанта — на внутренней поверхности альвеол.

Эластические волокна в легочной ткани растягиваются при вдохе вследствие того, что атмосферное давление, действующее на внутреннюю поверхность альвеол через воздухоносные пути, выше, чем давление в плевральной полости, действующее на наружную поверхность легких.

Растянутые вследствие разницы давления эластические элементы стремятся сократиться и сжать легкие. Сила, с которой легкие стремятся сжаться, называется эластической тягой легких. Ее можно измерить манометром, введя иглу в межплевральную щель, в конце полного глубокого выдоха. Она составляет 1,5…3 мм рт. ст.

Давление в плевральной полости можно измерить в грудной части пищевода через носо-пищеводный зонд. Оказалось, что эти значения одинаковы.

Внутренняя поверхность альвеол выстлана веществом, имеющим низкое поверхностное натяжение, — сурфактантом (англ, surface activiti — поверхностная активность). Сурфактант содержит 85 % фосфолипидов, а также небольшое количество белков и углеводов. Толщина слоя сурфактанта 10…20мкм.

Синтез сурфактанта осуществляется пневмоцитами II порядка из веществ, поступающих с кровью. Образование сурфактанта усиливается при раздражении парасимпатических нервов и уменьшается при раздражении симпатических. Значение сурфактанта велико.

Во-первых, благодаря ему снижается поверхностное натяжение альвеол и тем самым облегчается их растяжение при вдохе и предупреждается слипание (спадение) при выдохе. Во-вторых, обмен газов через альвеолярную стенку возможен только после растворения их в сурфактанте.

Вдыхаемые смолы, едкие газы снижают выработку сурфактанта, что приводит к нарушению динамики дыхания и газообмена.

Итак, при первом вдохе новорожденного возникает отрицательное давление в грудной (межплевральной) полости, вследствие чего легкие расправляются и заполняются воздухом, занимая весь свободный объем грудной клетки. Очень важно, что и при выдохе легкие не вытесняют весь воздух и остаются наполненными им, так как отрицательное давление в плевральной полости сохраняется и при выдохе.

Легкие заполнены воздухом и при вдохе, и при выдохе. Вскрыв грудную клетку у животного, не повредив плевру, через тонкую, прозрачную плевральную оболочку хорошо видно, что легкие вплотную прилегают к реберной клетке и при вдохе, и при выдохе.

Если же вскрыть париетальный листок плевры, то легкие сжимаются вследствие эластичности примерно на 2/3 своего объема и не расправляются при вдохе. Это явление названо пневмотораксом — попадание воздуха в грудную полость.

Давление на наружную и внутреннюю поверхность альвеол оказывается одинаковым, равным атмосферному, и альвеолы уже не могут растягиваться и заполняться воздухом во время вдоха. При операциях на вскрытой грудной клетке пациент не может самостоятельно дышать и его переводят на искусственное дыхание.

После операции герметичность грудной полости восстанавливают, большую часть находящегося в ней воздуха отсасывают, а оставшийся постепенно всасывается плеврой в кровь и удаляется с выдыхаемым воздухом.

Пневмоторакс может быть не только наружным — при вскрытии грудной клетки или проникающем ранении, но и внутренним — при разрыве альвеолярных стенок и перегородок вблизи висцерального листка плевры.

Иногда у животных встречаются врожденные или приобретенные «буллы» — пузыри, образовавшиеся из нескольких десятков или сотен слившихся альвеол. Стенки таких пузырьков истончаются и при сильном вдохе могут разорваться.

В этом случае воздух при каждом вдохе через воздухоносные пути поступает в плевральную полость.

Механизм вдоха. Вдох (лат. шэрцасю — инспирация) начинается с сокращения вдыхательных, или инспираторных, мышц, в результате чего объем грудной полости увеличивается в трех направлениях — спереди назад, сверху вниз и в стороны. Увеличение объема грудной полости ведет к снижению в ней давления, засасыванию воздуха из внешней среды и растяжению альвеол.

Рис. 7.2. Положение диафрагмы в фазу выдоха (7) и вдоха (2)

Увеличение объема грудной полости спереди назад у животных достигается за счет сокращения диафрагмы. При этом сухожильный центр остается на том же месте, что и при выдохе, а сокращающиеся мышечные участки диафрагмы делают ее конусовидной, она сдавливает и немного оттесняет назад органы брюшной полости (рис. 7.2). У старых животных сухожильный центр диафрагмы часто срастается с перикардом.

а — вдох; б — выдох

В поперечном направлении — в стороны — грудная полость увеличивается за счет сокращения наружных межреберных и межхрящевых мышц. В результате ребра приподнимаются, а грудная кость немного опускается (у человека она выдается вперед). Вследствие изменения положения грудной кости объем грудной клетки увеличивается сверху вниз.

Диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы обеспечивают спокойное неглубокое дыхание в состоянии физиологического покоя.

При усиленном дыхании участвуют вспомогательные инспираторные мышцы — подниматели ребер, дорсальный зубчатый вдыхатель и др.

При их сокращении вместимость грудной полости увеличивается в большей степени, это повышает объем вдыхаемого воздуха и улучшает газообмен в легких.

Механизм выдоха (лат. ехр1гаио — выдыхание). Для спокойного выдоха достаточно расслабления инспираторных мышц.

Тогда диафрагма, ребра, грудная кость, органы брюшной полости возвращаются в исходное положение, объем грудной полости уменьшается и воздух вследствие эластичности легких частично из них вытесняется.

В форсированном выдохе участвуют дополнительные экспираторные мышцы-выдыхатели: внутренние межреберные, дорсальный зубчатый выдыхатель, прямые и поперечные грудные, мышцы живота. При их сокращении еще больше уменьшается размер грудной полости.

Давление в плевральной полости при вдохе и выдохе изменяется следующим образом (рис. 7.3). При спокойном дыхании на высоте вдоха давление в плевральной полости на 30 мм рт. ст. ниже атмосферного, при усиленном вдохе — на 60.

Очень сильно снижается давление во время зевоты, перед кашлем, чиханием. Перед рвотой и отрыгиванием корма наблюдается «холостой вдох» — вдох при закрытой гортани, когда воздух в легкие не попадает, и тогда давление в плевральной полости оказывается еще более отрицательным — до 64…70 мм рт. ст.

При спокойном выдохе давление в плевральной полости повышается по сравнению с фазой вдоха, но остается ниже атмосферного на 5…8 мм рт. ст. При усиленном, глубоком, полном вы-

Рис. 7.3. Изменение давления в грудной полости при дыхании:

Рис. 7.4. Прибор для регистрации дыхательных движений:

/—пневмограф; 2— капсула Марея; 3— кимограф;

4 — рычажок с писчиком

дохе оно все равно отрицательное, на 1…3 мм рт. ст. ниже атмосферного, что обусловлено эластической тягой легких.

Дыхательные движения можно зарегистрировать (записать) с помощью пневмографа — резиновой капсулы, прикладываемой к грудной клетке животного (рис. 7.4).

Полость капсулы сообщается резиновой трубкой с капсулой Марея, рычажок которой поднимается и опускается при колебаниях давления в пневмографе при вдохе и выдохе, во время экскурсий грудной стенки.

Запись дыхательных движений на движущейся ленте кимографа называется пневмограммой.

Типы и частота дыхания. В зависимости от преобладания тех или иных мышц, участвующих в дыхательных движениях, различают три типа дыхания:

грудное (участвуют преимущественно мышцы грудного пояса и наружные межреберные);

брюшное (преобладают сокращения диафрагмы и мышц живота);

смешанное.

У крупных сельскохозяйственных животных обычно дыхание смешанного типа, и при осмотре трудно выделить преобладание каких-либо групп мышц, участвующих в дыхательных движениях.

У коров и других видов животных во время беременности, когда плод уже большого размера, дыхание становится грудного типа. При различных заболеваниях тип дыхания также может изменяться.

Например, при заболеваниях органов грудной полости дыхание осуществляется преимущественно за счет диафрагмы и мышц живота, а при заболеваниях органов брюшной полости — за счет межреберных мышц.

В спокойном состоянии у животных дыхание ритмичное, дыхательные зубцы одинаковы по амплитуде. Однако при малейших отклонениях в состоянии животного рисунок дыхания (паттерн) быстро изменяется. Так, при мышечной работе, при волнении, в жаркую погоду дыхание учащается иногда в 4—5 раз.

Во время сна дыхание замедляется и может быть менее ритмичным. У некоторых животных (например, у енотовидных собак) при испуге дыхание становится незаметным — оно резко урежается и ослабляется, вплоть до остановки. Изменяется паттерн дыхания во время еды, принюхивания, подачи голоса.

Под частотой дыхания понимают количество дыхательных циклов (вдох-выдох) в 1 мин. Частота дыхания зависит от вида животных, возраста и является важным клиническим показателем состояния дыхательной системы (табл. 7.1).

7.1. Частота дыхательных движений в 1 мин

Вид животногоЧислодыханийВид животногоЧислодыханий
Лошади:Собаки:
жеребята14…15молодые

Источник: https://studme.org/291302/meditsina/mehanizm_vneshnego_dyhaniya

Страница Врача
Добавить комментарий