Minutiventilatsioon on õhu koguhulk, mis siseneb ja väljub hingamisteedesse ja kopsudesse ühe minuti jooksul, mis võrdub hingamismahu ja hingamissagedusega. Tavaliselt on hingamismaht ligikaudu 500 ml ja hingamissagedus 12 korda minutis.

Seega on normaalne ventilatsiooni minutimaht keskmiselt umbes 6 liitrit. Minutiventilatsiooni vähenemisega 1,5 liitrini ja hingamissageduse vähenemisega 2-4 minutiga 1 minutiga saab inimene elada vaid väga lühikest aega, välja arvatud juhul, kui tal tekib tugev ainevahetusprotsesside pärssimine, nagu juhtub sügava hüpotermiaga.

Hingamissagedus suureneb mõnikord 40-50 hingetõmbeni minutis ja hingamismaht võib ulatuda kopsude elutähtsa mahu lähedase väärtuseni (noortel tervetel meestel umbes 4500-5000 ml). Kuid kõrge hingamissageduse korral ei suuda inimene tavaliselt mitu minutit või tunde hoida hingamismahtu üle 40% elujõulisusest (VC).

Alveolaarne ventilatsioon

Kopsuventilatsioonisüsteemi põhiülesanne on õhu pidev uuendamine alveoolides, kus see puutub tihedalt kokku kopsukapillaarides oleva verega. Kiirus, millega äsja sisestatud õhk jõuab määratud kokkupuutepiirkonda, nimetatakse alveolaarseks ventilatsiooniks. Tavalise vaikse ventilatsiooni korral täidab hingamismaht hingamisteed kuni terminaalsete bronhioolideni ning ainult väike osa sissehingatavast õhust liigub kogu tee ja puutub kokku alveoolidega. Uued õhuosad läbivad difusiooni teel lühikese vahemaa terminaalsetest bronhioolidest alveoolidesse. Difusioon on tingitud molekulide liikumisest, kusjuures iga gaasi molekulid liiguvad teiste molekulide seas suurel kiirusel. Molekulide liikumiskiirus sissehingatavas õhus on nii suur ja kaugus terminaalsetest bronhioolidest alveoolideni on nii väike, et gaasid ületavad selle ülejäänud vahemaa sekundi murdosaga.

Surnud tsoon

Tavaliselt ei jõua vähemalt 30% inimese sissehingatavast õhust kunagi alveoolidesse. Seda õhku nimetatakse surnud ruumi õhuks, kuna see on gaasivahetusprotsessi jaoks kasutu. Normaalne surnud ruum 500 ml hingamismahuga noormehel on ligikaudu 150 ml (umbes 1 ml 1 naela kehakaalu kohta) ehk ligikaudu 30 % hingamismaht.

Hingamisteede mahtu, mis juhib sissehingatava õhu gaasivahetuse kohta, nimetatakse anatoomiliseks surnud ruumiks. Mõnikord aga ei tööta mõned alveoolid kopsukapillaaride ebapiisava verevoolu tõttu. Funktsionaalsest vaatenurgast peetakse neid kapillaaride perfusioonita alveoole patoloogilisteks surnud ruumideks.

Arvestades alveolaarset (patoloogilist) surnud ruumi, nimetatakse kogu surnud ruumi füsioloogiliselt surnud ruumiks. Tervel inimesel on anatoomiline ja füsioloogiline surnud ruum mahult peaaegu sama, kuna kõik alveoolid töötavad. Kuid halvasti perfuseeritud alveoolidega isikutel võib kogu (või füsioloogiline) surnud ruum ületada 60% loodete mahust.

Kopsude ventilatsioon. Kopsu mahud.

1. Hingamismaht (DO) - õhuhulk, mida inimene vaikse hingamise ajal sisse- ja välja hingab (0,3-0,9 l, keskmiselt 500 ml).

2. Sissehingamise reservmaht (IRV) - õhuhulk, mida saab pärast vaikset hingetõmmet veel sisse hingata (1,5 - 2,0 l).

3. Väljahingamise reservmaht (ROvyd.) - õhuhulk, mida saab pärast vaikset väljahingamist veel välja hingata (1,0 - 1,5 l).

4. Jääkmaht (RO) - maksimaalse väljahingamise järel kopsudesse jäänud õhu maht (1,0 - 1,5 l).

5. Kopsude elutähtsus (VC) \u003d TO + ROvd. + ROvyd. (0,5 + 1,5 + 1,5) \u003d 3,5 l. Peegeldab hingamislihaste tugevust, kopsude venitatavust, hingamismembraani pindala, bronhide läbilaskvust.

6. Funktsionaalne jääkmaht (FRC) ehk alveolaarõhk – vaikset väljahingamise järel kopsudesse jääv õhuhulk (2,5 l).

7. Kopsu kogumaht (TLC) - kopsudes sisalduv õhuhulk maksimaalse inspiratsiooni kõrgusel (4,5 - 6,0 l).

8. Sissehingamise maht - sisaldab hingamismahtu + sissehingamise reservmahtu (2,0 L).

9. Seega on 4 primaarset kopsumahtu ja 4 kopsumahtu:

VC mõõdab maksimaalset õhu mahtu, mida saab ühe sisse- või väljahingamise ajal kopsudesse sisse või välja tuua. See on kopsude ja rindkere liikuvuse näitaja.

VC-d mõjutavad tegurid:

· Vanus. 40 aasta pärast väheneb VC (kopsude elastsuse ja rindkere liikuvuse vähenemine).

· Põrand. Naistel on VC keskmiselt 25% madalam kui meestel.

kehasuurus. Rindkere suurus on proportsionaalne ülejäänud kehaga.

keha asend. Vertikaalses asendis on see kõrgem kui horisontaalses (kopsu veresoonte suurem verevarustus).

sobivuse aste. Treenitud isikutel see suureneb (eriti ujujatel, sõudjatel, kus on vaja vastupidavust).

Eristama:

Anatoomiline

funktsionaalne (füsioloogiline).

anatoomiline surnud ruum - hingamisteede maht, milles gaasivahetust ei toimu (ninaõõs, neelu, kõri, hingetoru, bronhid, bronhioolid, alveolaarsed käigud).

Selle füsioloogiline roll on:

õhu puhastamine (limaskest püüab kinni väikesed tolmuosakesed, bakterid).

Õhu niisutamine (epiteeli näärmerakkude saladus).

· Õhu soojendamine (t 0 väljahingatav õhk on ligikaudu võrdne 37 o C).

Anatoomilise surnud ruumi maht on keskmiselt 150 ml (140 - 170 ml).

Seetõttu satub 500 ml hingamismahust alveoolidesse ainult 350 ml. Alveolaarse õhu maht on 2500 ml. Kopsuventilatsiooni koefitsient on sel juhul võrdne 350: 2500 = 1/7, s.o. 1 hingamistsükli tulemusena uueneb ainult 1/7 FFU õhust või toimub selle täielik uuenemine vähemalt 7 hingamistsükli tulemusena.

funktsionaalne surnud ruum - hingamissüsteemi piirkonnad, kus gaasivahetust ei toimu, st anatoomilisse surnud ruumi lisatakse sellised alveoolid, mis on ventileeritud, kuid verega läbimata.

Tavaliselt on selliseid alveoole vähe ja seetõttu on anatoomilise ja funktsionaalse surnud ruumi maht tavaliselt sama.

Õppeaine "Kopsude ventilatsioon. Kopsude perfusioon verega" sisukord:

2. Kopsude perfusioon verega. Gravitatsiooni mõju kopsude ventilatsioonile. Gravitatsiooni mõju kopsude perfusioonile verega.
3. Ventilatsiooni-perfusiooni vahekordade koefitsient kopsudes. Gaasivahetus kopsudes.
4. Alveolaarse õhu koostis. Alveolaarse õhu gaasi koostis.
5. Gaaside pinge kopsude verekapillaarides. Hapniku ja süsinikdioksiidi difusiooni kiirus kopsudes. Ficki võrrand.
6. Gaaside transport verega. hapniku transport. Hemoglobiini hapnikumaht.
7. Hemoglobiini afiinsus hapniku suhtes. Hemoglobiini afiinsuse muutus hapniku suhtes. Bohri efekt.
8. Süsinikdioksiid. süsinikdioksiidi transport.
9. Erütrotsüütide roll süsihappegaasi transpordis. Holdeni efekt.
10. Hingamise reguleerimine. Kopsude ventilatsiooni reguleerimine.

Ventilatsioon tähistab õhuvahetust kopsude ja atmosfääri vahel. Kopsude ventilatsiooni kvantitatiivne näitaja on minutiline hingamismaht, mis on määratletud kui õhuhulk, mis läbib (või ventileeritakse) kopse 1 minuti jooksul. Puhkeolekus on inimese hingamise minutimaht 6-8 l / min. Ainult osa kopse ventileerivast õhust jõuab alveolaarruumi ja osaleb otseselt gaasivahetuses verega. Seda ventilatsiooni osa nimetatakse alveolaarne ventilatsioon. Puhkeolekus on alveoolide ventilatsioon keskmiselt 3,5-4,5 l/min. Alveoolide ventilatsiooni põhiülesanne on gaasivahetuseks vajaliku 02 ja CO2 kontsentratsiooni säilitamine alveoolide õhus.

Riis. 10.11. Inimese kopsude hingamisteede skeem. Hingamisteed hingetoru tasandist (1. põlvkond) lobarbronhideni (2.-4. põlvkond) säilitavad oma valendiku tänu kõhrelistele rõngastele nende seinas. Hingamisteed segmentaalsetest bronhidest (5.-11. põlvkond) terminaalsete bronhioolideni (12.-16. põlvkond) stabiliseerivad oma luumenit seinte silelihaste toonuse abil. Hingamisteede 1.-16. põlvkond moodustavad kopsude õhku juhtiva tsooni, milles gaasivahetust ei toimu. Kopsude hingamistsoon on umbes 5 mm pikkune ja sisaldab primaarseid sagaraid ehk acini: respiratoorseid bronhioole (17.–19. põlvkond) ja alveolaarjuhasid (20.–22. põlvkond). Alveolaarkotid koosnevad paljudest alveoolidest (23. põlvkond), mille alveolaarmembraan on ideaalne koht O2 ja CO2 difusiooniks.

Kopsud koosneb õhku juhtiv (Hingamisteed) ja hingamisteede tsoonid (alveoolid). Hingamisteed, alates hingetorust kuni alveoolideni, jagunevad dihhotoomia tüübi järgi ja moodustavad 23 põlvkonda hingamisteede elemente (joonis 10.11). Kopsude õhku juhtivates või juhtivates tsoonides (16 põlvkonda) puudub õhu ja vere vaheline gaasivahetus, kuna nendes osades ei ole hingamisteedel selleks protsessiks piisavat veresoonte võrgustikku ja hingamisteede seintel. oma märkimisväärse paksuse tõttu takistavad gaasivahetust nende kaudu. Seda hingamisteede osa nimetatakse anatoomiliseks surnud ruumiks, mille keskmine maht on 175 ml. Joonisel fig. 10.12 näitab, kuidas väljahingamise lõpus anatoomilist surnud ruumi täitev õhk seguneb “kasuliku”, st atmosfääriõhuga ja siseneb uuesti kopsude alveolaarruum.

Riis. 10.12. Surnud ruumi õhu mõju sissehingatavale õhule kopsudesse. Väljahingamise lõpus täitub anatoomiline surnud ruum väljahingatavas õhus, milles on vähe hapnikku ja kõrge süsihappegaasi protsent. Sissehingamisel seguneb anatoomilise surnud ruumi "kahjulik" õhk "kasuliku" atmosfääriõhuga. See gaasisegu, milles on vähem hapnikku ja rohkem süsihappegaasi kui atmosfääriõhus, satub kopsude hingamistsooni. Seetõttu toimub gaasivahetus kopsudes vere ja alveolaarruumi vahel, mis ei ole täidetud mitte atmosfääriõhuga, vaid "kasuliku" ja "kahjuliku" õhu seguga.

17.–19. põlvkonna hingamisteede bronhioole nimetatakse üleminekutsooniks, kus gaasivahetus algab väikestes alveoolides (2% alveoolide koguarvust). Otse alveoolidesse suunduvad alveolaarsed kanalid ja alveolaarkotid moodustavad alveolaarruumi, mille piirkonnas toimub kopsudes O2 ja CO2 gaasivahetus verega. Tervetel inimestel ja eriti kopsuhaigetel aga osa alveolaarne ruum saab ventileerida, kuid ei osale gaasivahetuses, kuna need kopsuosad ei ole verega perfuseeritud. Selliste kopsupiirkondade ja anatoomilise surnud ruumi mahtude summat nimetatakse füsioloogiliseks surnud ruumiks. Suurendama füsioloogiline surnud ruum kopsudes põhjustab kehakudede ebapiisava varustatuse hapnikuga ja süsihappegaasi sisalduse suurenemist veres, mis häirib selles gaaside homöostaasi.