Физиология дыхания. Зачем мы дышим?

1. Физиология Дыхания

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ
ПОДГОТОВИЛ: СТУДЕНТ ПМГМУ ИМ СЕЧЕНОВА
4 КУРС ЛФ ЯНГУЛОВА ДИАНА

2. Зачем мы дышим?

ЗАЧЕМ МЫ ДЫШИМ?
• ДЫХАНИЕМ НАЗЫВАЮТ ПРОЦЕСС, ПРИ КОТОРОМ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ВЫСВОБОЖДАЕТСЯ ЭНЕРГИЯ,
НЕОБХОДИМАЯ ДЛЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА.

3. Немного биохимии

НЕМНОГО БИОХИМИИ
ГЛИКОЛИЗ - ПУТЬ ПО КОТОРОМУ ГЛЮКОЗА ОКИСЛЯЕТСЯ ДЛЯ
ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ КОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ – ПИРУВАТ
• КИСЛОРОДНОЕ ОКИСЛЕНИЕ, ИЛИ ДЫХАНИЕ - ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В
ПОЛНОМ РАСЩЕПЛЕНИИ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ, ПРОИСХОДИТ В
МИТОХОНДРИЯХ И ПРИ ОБЯЗАТЕЛЬНОМ ПРИСУТСТВИИ КИСЛОРОДА.
В АНАЭРОБНОМ ПРОЦЕССЕ ПИРОВИНОГРАДНАЯ КИСЛОТА
ВОССТАНАВЛИВАЕТСЯ ДО ЛАКТАТА. ЛАКТАТ ЯВЛЯЕТСЯ
МЕТАБОЛИЧЕСКИМ ТУПИКОМ И ДАЛЕЕ НИ ВО ЧТО НЕ ПРЕВРАЩАЕТСЯ,
ЕДИНСТВЕННАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ УТИЛИЗОВАТЬ ЛАКТАТ ЭТО ОКИСЛИТЬ
ЕГО ОБРАТНО В ПИРУВАТ.
Общее уравнение
аэробного окисления
глюкозы:
C6H12O6 + 6 O2 + 32 АДФ + 32
Фнеорг → 6 CO2 + 44 H2О + 32
АТФ
Суммарное уравнение
анаэробного гликолиза имеет
вид:
C6H12O6 + 2 АДФ + 2 Фнеорг
→ 2 Лактат + 2 H2O + 2 АТФ

4. Дыхательная цепь

ДЫХАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ
• БИОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ - ПРОИСХОДИТ СИНТЕЗ
АТФ И ЗАПАСАНИЕ ЭНЕРГИИ В БИОХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЯХ ЭТОЙ
МОЛЕКУЛЫ.

5. Мерцательный эпителий дыхательных путей

МЕРЦАТЕЛЬНЫЙ ЭПИТЕЛИЙ
ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ
• ВСЯ ПОВЕРХНОСТЬ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ КАК В НОСУ, ТАК И В НИЖНИХ ХОДАХ ВПЛОТЬ ДО
ТЕРМИНАЛЬНЫХ БРОНХИОЛ ВЫСТЛАНА РЕСНИЧНЫМ ЭПИТЕЛИЕМ, НА КАЖДОЙ КЛЕТКЕ КОТОРОГО
РАСПОЛОЖЕНО ОКОЛО 200 РЕСНИЧЕК. ЭТИ РЕСНИЧКИ ПОСТОЯННО КОЛЕБЛЮТСЯ С ЧАСТОТОЙ 10-20 РАЗ В
СЕКУНДУ
• И ИХ «УДАР» ВСЕГДА НАПРАВЛЕН К ГЛОТКЕ, Т.Е. «УДАР» РЕСНИЧЕК В ЛЕГКИХ НАПРАВЛЕН ВВЕРХ, А В НОСУ
— ВНИЗ. ПОСТОЯННОЕ ДВИЖЕНИЕ РЕСНИЧЕК ЗАСТАВЛЯЕТ СЛОЙ СЛИЗИ МЕДЛЕННО, СО СКОРОСТЬЮ
НЕСКОЛЬКО МИЛЛИМЕТРОВ В МИНУТУ, ДВИГАТЬСЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ К ГЛОТКЕ. ТАМ СЛИЗЬ И
СОДЕРЖАЩИЕСЯ В НЕЙ ЧАСТИЦЫ ИЛИ ПРОГЛАТЫВАЮТСЯ, ИЛИ УДАЛЯЮТСЯ ПРИ КАШЛЕ

6. Nb Не путать!

NB НЕ ПУТАТЬ!
ВЕНТИЛЯЦИЯ - ОБМЕН ГАЗА МЕЖДУ АЛЬВЕОЛЯРНЫМ И
АТМОСФЕРНЫМ ВОЗДУХОМ.
ДИФФУЗИЯ — ЭТО ПРОЦЕСС ПАССИВНОГО ПЕРЕХОДА
КИСЛОРОДА ИЗ ЛЕГКИХ ЧЕРЕЗ АЛЬВЕОЛО-КАПИЛЛЯРНУЮ
МЕМБРАНУ В ГЕМОГЛОБИН ЛЕГОЧНЫХ КАПИЛЛЯРОВ
ПЕРФУЗИЯ (ОРОШЕНИЕ) ЛЕГКИХ КРОВЬЮ ПО СОСУДАМ
МАЛОГО КРУГА.
Об эффективности работы легких судят по
соотношению между вентиляцией и
перфузией.
Коэффициент вентиляционно-перфузионных
отношений- представляет собой отношение
величины вентиляции легких (V) к величине их
перфузии кровью (Q).
При адекватности вентиляционноперфузионных отношений (V/Q) величина
коэффициента близка к 1.

7. Дыхательная мембрана

ДЫХАТЕЛЬНАЯ МЕМБРАНА
• ОБМЕН ГАЗОВ МЕЖДУ АЛЬВЕОЛЯРНЫМ ВОЗДУХОМ И КРОВЬЮ
ПРОИСХОДИТ НЕ ТОЛЬКО В САМИХ АЛЬВЕОЛАХ, НО И ВО ВСЕХ
ТЕРМИНАЛЬНЫХ ЧАСТЯХ ЛЕГКИХ. ВСЕ УЧАСТВУЮЩИЕ В ЭТОМ
МЕМБРАНЫ ВМЕСТЕ НАЗЫВАЮТ ДЫХАТЕЛЬНОЙ МЕМБРАНОЙ, ИЛИ
ЛЕГОЧНОЙ
МЕМБРАНОЙ.
1. Слой
жидкости,
выстилающий альвеолу и
содержащий сурфактант
2. Альвеолярный эпителий.
3. Эпителиальная базальная мембрана.
4. Тонкое интерстициальное пространство
между альвеолярным эпителием и мембраной
капилляра.
5. Базальная мембрана капилляра
6. Эндотелий капилляра.

8. Факторы, влияющие на скорость диффузии газов через дыхательную мембрану

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ
ДИФФУЗИИ ГАЗОВ ЧЕРЕЗ ДЫХАТЕЛЬНУЮ
МЕМБРАНУ
• ТОЛЩИНА МЕМБРАНЫ;
• ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ МЕМБРАНЫ;
• КОЭФФИЦИЕНТ ДИФФУЗИИ ГАЗА В
МЕМБРАН (НАХОДИТСЯ В ПРЯМОЙ ЗАВИСИМОСТИ ОТ
РАСТВОРИМОСТИ ГАЗА) ЧЕМ БОЛЬШЕ РАСТВОРИМОСТЬ
ГАЗА, ТЕМ БОЛЬШЕ КОЛИЧЕСТВО МОЛЕКУЛ, СПОСОБНЫХ К
ДИФФУЗИИ ПРИ ДАННОЙ ВЕЛИЧИНЕ ПАРЦИАЛЬНОГО
ДАВЛЕНИЯ
• ГРАДИЕНТ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
ГАЗА МЕЖДУ ДВУМЯ СТОРОНАМИ
МЕМБРАНЫ.

9. Транспорт о2

ТРАНСПОРТ О2
• 98,5% - СВЯЗЫВАНИЕ С
ГЕМОГЛОБИНОМ
• 1,5 % - РАСТВОРЕНИЕ В
ПЛАЗМЕ
в нормальных условиях каждые 100 мл крови
доставляют от легких к тканям около 5 мл
кислорода.

10. Транспорт Со2

ТРАНСПОРТ СО2
• 70% - В ВИДЕ БИКАРБОНАТ-ИОНОВ
• 23% - СВЯЗЫВАНИЕ С ГЕМОГЛОБИНОМ
(КАРБАМИНОГЕМОГЛОБИН)
• 7% - РАСТВОРЕНИЕ В ПЛАЗМЕ

11. Кривая диссоциации оксигемоглобина

КРИВАЯ ДИССОЦИАЦИИ ОКСИГЕМОГЛОБИНА
• ПРЕВРАЩЕНИЕ ГЕМОГЛОБИНА В ОКСИГЕМОГЛОБИН ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ
НАПРЯЖЕНИЕМ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА. ГРАФИЧЕСКИ ЭТА
ЗАВИСИМОСТЬ ВЫРАЖАЕТСЯ КРИВОЙ ДИССОЦИАЦИИ
ОКСИГЕМОГЛОБИНА

12.

13. Регуляция просвета бронхов

РЕГУЛЯЦИЯ ПРОСВЕТА
БРОНХОВ
• СИМПАТИЧЕСКИЕ НЕРВЫ: РАССЛАБЛЕНИЕ
ГЛАДКИХ МЫШЦ(ЧЕРЕЗ Β2АДРЕНОРЕЦЕПТОРЫ)
ЯВЛЯЕТСЯ ОТНОСИТЕЛЬНО СЛАБЫМ, Т.К. В
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ЧАСТИ ЛЕГКИХ ВХОДИТ МАЛО
СИМПАТИЧЕСКИХ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН.
ОДНАКО БРОНХИАЛЬНОЕ ДЕРЕВО НАХОДИТСЯ
ПОД СИЛЬНЫМ ВЛИЯНИЕМ НОРАДРЕНАЛИНА И
АДРЕНАЛИНА
• ПАРАСИМПАТИЧЕСКИЕ НЕРВЫ: СОКРАЩЕНИЕ
ГЛАДКИХ МЫШЦ, УВЕЛИЧЕНИЕ СЕКРЕЦИИ
СЛИЗИ (ЧЕРЕЗ М-ХОЛИНОРЕЦЕПТОРЫ)
• СЕКРЕТИРУЕМЫЕ ТУЧНЫМИ КЛЕТКАМИ
ГИСТАМИН, ТРОМБОКСАН,
ПРОСТАГЛАНДИНЫ, БРАДИКИНИН,
ЦИТОКИНЫ: СОКРАЩЕНИЕ ГЛАДКОЙ
МЫШЦЫ, СЕКРЕЦИЯ СЛИЗИ, ОТЕК
СЛИЗИСТОЙ

14. Особенности легочного кровообращения

ОСОБЕННОСТИ ЛЕГОЧНОГО
КРОВООБРАЩЕНИЯ
• ВАЖНЕЙШЕЙ ОСОБЕННОСТЬЮ ОРГАНИЗАЦИИ
КРОВОСНАБЖЕНИЯ ЛЕГКИХ ЯВЛЯЕТСЯ ЕЕ
ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ ХАРАКТЕР, ПОСКОЛЬКУ ЛЕГКИЕ
ПОЛУЧАЮТ КРОВЬ ИЗ СОСУДОВ МАЛОГО КРУГА
КРОВООБРАЩЕНИЯ И БРОНХИАЛЬНЫХ СОСУДОВ
БОЛЬШОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ.
• ВАЖНОЙ ОСОБЕННОСТЬЮ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ЛЕГКИХ
ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО СОСУДЫ МАЛОГО КРУГА
КРОВООБРАЩЕНИЯ — ЭТО СИСТЕМА НИЗКОГО
ДАВЛЕНИЯ.
СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ В ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ — 15 ММ РТ. СТ.
СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ В ЛЕГОЧНЫХ КАПИЛЛЯРАХ СОСТАВЛЯЕТ ОКОЛО 7 ММ РТ. СТ
ОНКОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ ПЛАЗМЫ КРОВИ: 25 ММ РТ.СТ.
• ТАКОЕ СООТНОШЕНИЕ ДАВЛЕНИЙ ЗАЩИЩАЕТ ТКАНЬ ЛЕГКИХ
ОТ ОТЕК. ДЛЯ РАЗВИТИЯ ОТЕКА ЛЕГКИХ ДАВЛЕНИЕ В
КАПИЛЛЯРАХ ЛЕГКИХ ДОЛЖНО ПОДНЯТЬСЯ ОТ
НОРМАЛЬНОГО УРОВНЯ 7 ММ РТ. СТ. НА УРОВЕНЬ ВЫШЕ 28
ММ РТ. СТ., ОТСЮДА КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ ОТ

15. В чем связь?

В ЧЕМ СВЯЗЬ?
• ЭНДОТЕЛИЙ КАПИЛЛЯРОВ ЛЕГКИХ – МЕСТО АКТИВАЦИИ И ДЕГРАДАЦИИ МНОГИХ
РЕГУЛЯТОРОВ
Разрушение и
удаление из
кровотока
эндотелина,
брадикинина,
предсердного
пептида и др.

16.

Спас
и
бо з
а вн
иман
ие!