განისაზღვრება სასუნთქი გზების აეროდინამიკური წინააღმდეგობა. სასუნთქი გზების წინააღმდეგობა. ვენტილაცია და სუნთქვის მექანიკა

ჯერჯერობით განვიხილავდით სასუნთქი სისტემის მხოლოდ ელასტიურ ან სტატიკური კომპონენტს. თუმცა, არსებობს სამუშაოს დამატებითი არაელასტიური ან დინამიური კომპონენტი, რომლის გადალახვაც, ნორმალური სუნთქვის სიხშირით, მოიხმარს მთლიანი დახარჯული ენერგიის 30%-ს. არაელასტიური წინააღმდეგობა შედგება ორი ძირითადი კომპონენტისგან: ბლანტი წინააღმდეგობა, რომელიც წარმოიქმნება ქსოვილის დეფორმაციის შედეგად და ხახუნის წინააღმდეგობა, რომელიც დაკავშირებულია სასუნთქ გზებში გაზის ნაკადთან. ხახუნის წინააღმდეგობა სასუნთქი გზებიშეადგენს მთლიანი არაელასტიური სამუშაოს 75-80%-ს. ვინაიდან ეს კომპონენტი ყველაზე ხშირად იცვლება ფილტვის დაავადებებში, მომავალში ქსოვილების ბლანტი წინააღმდეგობა არ იქნება გათვალისწინებული.

სასუნთქი გზების რეზისტენტობა ჯანმრთელ ზრდასრულში არის 1-3 სმ წყალი. Ხელოვნება. გაზის ნაკადით 1ლ/წმ. ამ მნიშვნელობის ნახევარი მოდის ზედა სასუნთქ გზებზე, მეორე ნახევარი - ქვედაზე. ჩვეულებრივ, გაზის ნაკადი ბრონქული ხის უმეტეს ნაწილში ლამინარულია. ტურბულენტობა ხდება მაშინ, როდესაც გაზის ნაკადის მიმართულება მკვეთრად იცვლება ან აღემატება გარკვეულ კრიტიკულ ხაზოვან სიჩქარეს. მიუხედავად იმისა, რომ შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ტურბულენტობა ძირითადად ბრონქიოლებში ჩნდება, სინამდვილეში, ნორმალური სუნთქვის დროს ის თითქმის ყოველთვის ჩნდება გლოტისა და ტრაქეაში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ბრონქიოლების მთლიანი განივი ფართობი მნიშვნელოვნად აღემატება ტრაქეისა და გლოტის კვეთის ფართობს, რის გამოც ბრონქიოლებში ხაზოვანი სიჩქარე გაცილებით დაბალია, ვიდრე კრიტიკული მნიშვნელობა. სასუნთქი გზების გასწვრივ წნევის შემცირება დამოკიდებულია ჩასუნთქული აირის სიბლანტეზე და სიმკვრივეზე, სასუნთქი გზების სიგრძეზე და კალიბრზე და მათში გაზის ნაკადის სიჩქარეზე. გაზის სიბლანტე მნიშვნელოვანი ფაქტორია ლამინარული გაზის ნაკადში წინააღმდეგობის განსაზღვრაში. ტურბულენტური გაზის ნაკადში გაზის სიმკვრივე უფრო მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. ეს ხსნის დაბალი სიმკვრივის გაზის, როგორიცაა ჰელიუმის გამოყენების დადებით ეფექტს სასუნთქ ნარევში ზედა სასუნთქი გზების ლოკალიზებული ობსტრუქციის შემთხვევაში. რეზისტენტობა დიდწილად დამოკიდებულია სასუნთქი გზების კალიბრზე და ლამინარული გაზის ნაკადით, ის პირიქით იზრდება მათი რადიუსის მეოთხე სიმძლავრით. ამიტომ, ბრონქებისა და ბრონქიოლების სანათურშიც კი უმნიშვნელო ცვლილებებმა შეიძლება გამოიწვიოს მკვეთრი ცვლილებაწინააღმდეგობა. მაგალითად, ასთმის შეტევის დროს სასუნთქი გზების წინააღმდეგობა შეიძლება გაიზარდოს 20-ჯერ.

ჩვეულებრივ, სასუნთქი გზების სანათური დამოკიდებულია წნევის გრადიენტზე სასუნთქი გზების კედლის ორივე მხარეს. ეს გრადიენტი შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც განსხვავება ინტრაპლევრალურ წნევასა და სასუნთქ გზებს შორის. ეს უკანასკნელი მნიშვნელობა ცვალებადია, რადგან სასუნთქი გზების გასწვრივ წნევა მცირდება გაზის ნაკადის წინააღმდეგობის გამო. ამიტომ, გაჭიმვის წნევა, რომელიც მოქმედებს სასუნთქი გზების კედელზე ინჰალაციის დროს, არის ყველაზე დიდი დაახლოებით პირის ღრუს, ხოლო ამოსუნთქვისას - ალვეოლებთან (სურ. 3).

ბრინჯი. 3. წნევის გრადიენტები სასუნთქი გზების გარეთ და შიგნით იძულებითი ამოსუნთქვის დროს. დიაგრამებზე ასახულ მაგალითებში კეთდება რამდენიმე ვარაუდი. მიღებულია, რომ სასუნთქი გზები შედგება თხელკედლიანი ნაწილისგან (ალვეოლებთან ახლოს) და უფრო ხისტი ნაწილისგან. ინტრათორაკალური წნევა ითვლება + 4 სმ წყალი. არტ., წნევა ელასტიურობის გამო, + 2 სმ წყალი. Ხელოვნება. აქედან გამომდინარე, მთლიანი წნევა ალვეოლებში არის +6 სმ წყალი. Ხელოვნება. ემფიზემით, ელასტიურობა მცირდება, რაც იწვევს ალვეოლებში წნევის დაქვეითებას +5 სმ წყალამდე. Ხელოვნება. მიღებულია, რომ ჩვეულებრივ წნევის ვარდნა ალვეოლებიდან ბრონქიოლებამდე (AP) არის 1 სმ წყალი. Ხელოვნება. სასუნთქი გზების გარეთ წნევა აღემატება შიდა წნევას მხოლოდ ხისტ განყოფილებაში. ამიტომ სასუნთქი გზები ღია რჩება. მიღებულია, რომ ემფიზემასთან ერთად, წინააღმდეგობა უფრო დიდია სასუნთქი გზების იმ ნაწილში, რომელიც არის ალვეოლების მიმდებარედ (LR = +2 სმ წყლის სვეტი). გარე წნევა აღემატება შიდა წნევას სასუნთქი გზების თხელკედლიან მონაკვეთში, რაც იწვევს მათ ჩაძირვას. ზე ბრონქული ასთმასაშუალო ზომის სასუნთქი გზები ვიწროვდება ბრონქოსპაზმით და კიდევ უფრო ვიწროვდება წნევის გრადიენტით (Campbell, Martin, Riley, 1957 წლის მიხედვით). 1 - ნორმა; 2-ემფიზემა; 3-ასთმა.

ვინაიდან ფილტვების და სასუნთქი გზების შესაბამისობა თითქმის ერთნაირია, ამ უკანასკნელის სანათური ფართოვდება ფილტვის მოცულობის ზრდის პარალელურად და მცირდება მათი წინააღმდეგობა ფილტვის გაბერვის მიმართ. ამოსუნთქვის დროს, ინჰალაციაში ჩართული სასუნთქი კუნთების ტონუსი თანდათან სუსტდება, ელასტიური ძალის გავლენით, ფილტვები იშლება და ჰაერი ალვეოლებიდან გამოდის, სასუნთქ გზებში წნევა უფრო მაღალია, ვიდრე პლევრის ღრუში. თუ ელასტიურობა ნაწილობრივ შემცირდა ან სასუნთქი გზების წინააღმდეგობა გაიზარდა, პასიური ამოსუნთქვის მექანიზმი ნაკლებად ეფექტური ხდება. კომპენსაცია შეიძლება მიღწეული იყოს ფილტვების უფრო დიდი დაჭიმვით, რაც ზრდის მათ ელასტიურ წინააღმდეგობას, ან ამოსუნთქვის კუნთების აქტიური შეკუმშვით. პირველი ვარიანტი არის საერთო რეაქცია და ხსნის ფილტვების მოცულობის ზრდას ბრონქული ასთმისა და ემფიზემის დროს. მეორე შემთხვევაში, სასუნთქი კუნთების აქტიური შეკუმშვით, გაზის ნაკადის სიჩქარის ზრდა ამოსუნთქვისას შეზღუდულია, ვინაიდან ინტრათორაკალური წნევის მატებას აქვს გამოყენების წერტილი არა მხოლოდ სასუნთქი გზების ტერმინალურ განყოფილებაში, არამედ მის გარეთაც. . შედეგად, წნევის გრადიენტი მცირდება, რაც ჩვეულებრივ ინარჩუნებს სასუნთქი გზების გარკვეულ კლირენსს ინჰალაციისა და ამოსუნთქვის დროს. საბოლოოდ, სასუნთქი გზები შეიძლება კოლაფსირდეს ამოსუნთქვის დროს, რის შედეგადაც ხდება ის, რაც ცნობილია, როგორც ჰაერის დაჭერა (Campbell, Martin, Riley, 1957).

სასუნთქი გზების სანათურის შევიწროება ამოსუნთქვის კუნთების შეკუმშვის გამო მნიშვნელოვნად ზრდის გაზის ნაკადის ხაზოვან სიჩქარეს, თუმცა მოცულობითი სიჩქარე შეიძლება შემცირდეს. ხველის დროს გაზის ნაკადის სიჩქარის ეს ზრდა ხელს უწყობს სასუნთქი გზების გამოყოფას. მართლაც, დროს მძიმე ხველასაჰაერო ხომალდის სიჩქარე შეიძლება გახდეს "ზებგერითი".

ფილტვის ქსოვილის ელასტიური წინააღმდეგობა ჩასუნთქული ჰაერით მისი გაჭიმვის მიმართ დამოკიდებულია არა მხოლოდ ფილტვის ელასტიურ სტრუქტურებზე. ეს ასევე განპირობებულია ალვეოლების ზედაპირული დაჭიმვით და ზედაპირული დაძაბულობის დაქვეითების ფაქტორის არსებობით.

ეს ნივთიერება, მდიდარია ფოსფოლიპიდებითა და ლიპოპროტეინებით, წარმოიქმნება ალვეოლური ეპითელიუმის უჯრედებში. სურფაქტანტი ხელს უშლის ფილტვების დაშლას ამოსუნთქვისას, ხოლო ალვეოლური კედლების ზედაპირული დაძაბულობა ხელს უშლის ფილტვების გადაჭიმვას შთაგონების დროს. იძულებითი შთაგონებით, თავად ფილტვის სტრუქტურების ელასტიური ძალები ასევე ხელს უშლის ფილტვის ალვეოლის გადაჭიმვას.

გარე სუნთქვის ეფექტურობაშეიძლება შეფასდეს ფილტვის ვენტილაციის მოცულობით. ეს დამოკიდებულია სუნთქვის სიხშირეზე და სიღრმეზე. ფილტვის ვენტილაციის ღირებულება ირიბად არის დაკავშირებული ფილტვების სასიცოცხლო ტევადობასთან. ზრდასრული ადამიანი ისუნთქავს და ამოისუნთქავს საშუალოდ დაახლოებით 500 სმ 3 ჰაერს 1 სუნთქვის ციკლში.

ამ მოცულობას რესპირატორული ეწოდება. დამატებითი, ნორმალური სუნთქვის შემდეგ, მაქსიმალური ამოსუნთქვით, შეგიძლიათ კიდევ 1500 - 2000 სმ 3 ჰაერის ჩასუნთქვა (დამატებითი ინსპირაციული მოცულობა). მშვიდი ამოსუნთქვის შემდეგ შეგიძლიათ დამატებით ამოისუნთქოთ დაახლოებით 1500 სმ 3 ჰაერი. ეს არის დამატებითი ამოსუნთქვის მოცულობა. ფილტვების სასიცოცხლო ტევადობა უდრის რესპირატორული და დამატებითი მოცულობების ინჰალაციისა და ამოსუნთქვის მთლიან მნიშვნელობას.

„ადამიანის ფიზიოლოგია“, ნ.ა. ფომინი

სუნთქვა არის გაზის გაცვლის უწყვეტი ბიოლოგიური პროცესი სხეულსა და გარე გარემოს შორის. სუნთქვის პროცესში ატმოსფერული ჟანგბადი გადადის სისხლში, ხოლო ორგანიზმში წარმოქმნილი ნახშირორჟანგი ამოსუნთქულ ჰაერთან ერთად გამოიყოფა. სუნთქვა იყოფა გარე (ფილტვის) და შიდა (ქსოვილებად). მათ შორის შუალედური რგოლი – აირების სისხლით გადატანა – გვაძლევს საშუალებას ვისაუბროთ სისხლის სუნთქვის ფუნქციაზე. ადამიანის სუნთქვა...

ფილტვის ვენტილაცია მოსვენებულ მდგომარეობაშია 5-6 დმ3. კუნთოვანი მუშაობის დროს ის 1 წუთში იზრდება 100 დმ3-მდე და მეტს. ფილტვის ვენტილაციის უმაღლესი მნიშვნელობები (150 დმ3/წთ-მდე) შეიძლება მიღებულ იქნას თვითნებური ღრმა და ხშირი სუნთქვით (ფილტვის მაქსიმალური ვენტილაცია). გარე სუნთქვის პროცესში გაზის გაცვლა ხდება ალვეოლურ ჰაერსა და სისხლს შორის. გაზის გაცვლა...

შიდა სუნთქვა იწყება ფილტვის კაპილარებიდან ქსოვილებში ჟანგბადის მიწოდებით. ჟანგბადის ტრანსპორტირება ხორციელდება ფორმის ელემენტებისისხლი - ერითროციტები - და ნაწილობრივ სისხლის პლაზმა. ზე ჯანმრთელი ადამიანი in ნორმალური პირობებიდაახლოებით 20 სმ3 O2 100 სმ3 სისხლში შეიძლება ასოცირებული იყოს ჰემოგლობინთან (1 გ Hb აკავშირებს 1,34 სმ3 02, 15 გ - 20,1 ...

O2-ის ნაწილობრივი წნევა ქსოვილებში არ არის მუდმივი. ინტენსიური მუშაობით, ეს შეიძლება იყოს ნულთან ახლოს. ამიტომ ჟანგბადი არტერიული სისხლისწრაფად გადადის ქსოვილში. O2-ის ნაწილობრივი წნევა არტერიულ სისხლში არის 13-13,5 კპა. AT ვენური სისხლი O2-ის ნაწილობრივი წნევა მცირდება ორი ან მეტი ფაქტორით. იგი შეიცავს 10 - 12 სმ3 O2 თითო ...

კუნთების მუშაობასთან დაკავშირებული ენერგიის დახარჯვის გაზრდას თან ახლავს ზრდა მეტაბოლური პროცესებიხდება როგორც ანაერობულ, ასევე აერობულ პირობებში. კუნთოვანი მუშაობის დროს სუნთქვის ფუნქციაში ხდება ადაპტური ცვლილებები, რომლებიც უმჯობესდება ფიტნესის მატებასთან ერთად. კუნთების სისტემატური აქტივობის შედეგად, მატულობს სასიცოცხლო ტევადობაფილტვები. ზრდასრული ასაკის სპორტსმენებისთვის ის საშუალოდ 4,7 - ...

დასვენების დროს ჩონჩხის კუნთებიარ საჭიროებს უხვი სისხლის ნაკადს - 100 გ მასაზე 1 წუთში. მათში დაახლოებით 2-3 მლ მიედინება (გულში - 50-90 მლ, ტვინში - 50 მლ). საშუალოდ, იმის გათვალისწინებით, რომ ჩონჩხის კუნთების წილი შეადგენს დაახლოებით 30 კგ-ს, წუთში სისხლის მიმოქცევა არამუშა ჩონჩხის კუნთებში აღწევს 900-1200 მლ, რაც დაახლოებით IOC-ის 15-20%-ს შეადგენს. ვარჯიშის დროს იზრდება ჟანგბადის და დაჟანგვის სუბსტრატების საჭიროება. ამიტომ, სისხლის მიმოქცევა უნდა გაიზარდოს. მაქსიმალური ფიზიკური დატვირთვისას, მას შეუძლია მიაღწიოს 22 ლიტრს წუთში (მაქსიმალური IOC - 25 ლ / წთ). ასეთი სისხლის ნაკადის უზრუნველსაყოფად, უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია სისხლის ნაკადის გადანაწილება: ორგანოები, რომლებსაც შეუძლიათ დროებით შეამცირონ მათი მეტაბოლიზმი, რამაც შეიძლება დროებით შეამციროს ჟანგბადის მოხმარება, აძლევენ სისხლის "თავიანთ" ნაწილს ჩონჩხის კუნთებს. მუშა კუნთების სისხლძარღვთა ფსკერის ეს გადანაწილება და გაფართოება მიიღწევა სპეციალური მექანიზმების - მეტაბოლური (ადგილობრივი) და რეფლექსური დახმარებით.

ჩონჩხის კუნთოვანი ძარღვები ინერვატირდება სიმპათიკური ბოჭკოებით. ბევრი ავტორი აღიარებს, რომ ეს არის ადრენერგული ბოჭკოები, რომლებიც ალფა-ადრენერგულ რეცეპტორებზე გავლენის გამო იწვევს ჩონჩხის კუნთების გემების სპაზმს. ასევე ითვლება, რომ სიმპათიკური ქოლინერგული ბოჭკოები ასევე გვხვდება ჩონჩხის კუნთებში, რის გამოც (აცეტილქოლინი + M-ქოლინერგული რეცეპტორები) ხდება კუნთოვანი გემების გაფართოება. ასეთი ბოჭკოები წარმოიქმნება ცერებრალური ქერქის პირამიდული უჯრედებიდან და უზრუნველყოფს კუნთოვანი გემების საწყისი გაფართოებას მუშაობის დროს. თუმცა, ასეთი ჭურჭელი გამოვლენილია მხოლოდ ზოგიერთ ცხოველში (კატა, ძაღლი), მაგრამ ჯერ არ არის გამოვლენილი ადამიანებში.

ამრიგად, ჩონჩხის კუნთების გემებს შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ სისტემური სისხლის ნაკადის რეგულირებაში: როდესაც, მაგალითად, სიმპათიკური სისტემა აღგზნებულია, ისინი სპაზმს განიცდიან და ამით გაზრდის სისტემურ არტერიულ წნევას (ნორეპინეფრინი + ალფა-ადრენერგული რეცეპტორები -> SMC აგზნება). თუმცა ფიზიკური მუშაობის დროს სიტუაცია იცვლება მეტაბოლიტების დაგროვების (H "1", K 4 ^ ATP, ADP, AMP, ადენოზინი) გავლენით, CO2-ის ჭარბი რაოდენობით, მომუშავე კუნთებში ჟანგბადის ნაკლებობით, სისხლის გაფართოებით. შეინიშნება გემები - ეს გამოწვეულია მეტაბოლიტების პირდაპირი მოქმედებით SMC სისხლძარღვებზე, ასევე ირიბად - მეტაბოლიტების გამო, იცვლება გემების SMC მგრძნობელობა ნორადრენალინის (და სისხლში მოცირკულირე ადრენალინის მიმართ) - შესაბამისად, ვაზოკონსტრიქტორი. სიმპათიკური ნერვული სისტემის ეფექტი ამოღებულია. შესაძლებელია, რომ დროს კუნთების მუშაობაამავდროულად, სიმპათიკური ქოლინერგული ბოჭკოები იწყებენ ფუნქციონირებას, რაც ხელს უწყობს დამატებით ვაზოდილაციას. ასე რომ, მომუშავე კუნთში ხდება სამუშაო ჰიპერემია.

ამავდროულად, ვაზოსპაზმი ხდება არამუშა კუნთებში: ეს ხდება სიმპათიკური გავლენის გააქტიურების გამო, მათ შორის არამუშა კუნთების გემებთან მიმართებაში. გარდა ამისა, მომუშავე კუნთების ქიმიორეცეპტორების აგზნება იწვევს იმპულსების ნაკადს ცნს-ში, რის შედეგადაც დამატებით აქტიურდება ზურგის ვაზომოტორული ცენტრის სიმპათიკური ნეირონები, რის შედეგადაც გამააქტიურებელი ეფექტი მიდის გემებზე. კიდევ უფრო დიდი ზომით (ეფერენტული იმპულსის ინტენსივობა იზრდება).

მსგავსი ვითარება ხდება ყველა სხვა რეგიონში (ცელიაკიის რეგიონის გემები, კანის სისხლძარღვები, თირკმელების გემები), ანუ სადაც ჭარბობს ალფა-ადრენერგული რეცეპტორები სისხლძარღვების SMC-ში. განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს კანის გემების ქცევას: ისინი მოქმედებენ როგორც სითბოს გადამცვლელი. ინტენსიური ფიზიკური დატვირთვისას, გარდა ჩონჩხის კუნთების სისხლით მომარაგებისა, საჭიროა ზედმეტი სითბოს გამოყოფა, რომელიც წარმოიქმნება კუნთების შეკუმშვის შედეგად. ამისათვის აუცილებელია კანის სისხლძარღვების გახსნა, რათა სისხლი გაიაროს სითბოს გადამცვლელში. მაგრამ ამავდროულად აუცილებელია კუნთების ჭარბი სისხლის მიცემა - ამოცანა, რომელიც მოითხოვს ორ ურთიერთგამომრიცხავ პროცესს მისი გადაწყვეტისთვის. სინამდვილეში, ეს არის სიტუაცია. თავდაპირველად, როდესაც დატვირთვა იზრდება, კანის სისხლძარღვები სპაზმი ხდება, შემდეგ კი, როდესაც ჩონჩხის კუნთებში სისხლის მიმოქცევა უზრუნველყოფილია, ისინი ფართოვდებიან, რაც ხელს უწყობს სითბოს გათავისუფლებას. თუ დატვირთვა ადამიანისთვის მაქსიმალურ ტევადობას მიაღწევს, მაშინ კანის სისხლძარღვები კვლავ სპაზმი ხდება, ანუ ისინი აძლევენ სისხლს ჩონჩხის კუნთებს.

სტატიკური მუშაობის დროს სისხლის ნაკადი უფრო დაბალია, ვიდრე დინამიური მუშაობის დროს. ამიტომ, სტატიკური მუშაობა უფრო დამღლელია.

3.3.2. ამოსუნთქვა

სასუნთქი კუნთები მოდუნდება ელასტიური წევაფილტვები, გრავიტაცია მკერდიმისი მოცულობა მცირდება, ინტრაპლევრალური წნევა მცირდება უარყოფითი, ფილტვების მოცულობა მცირდება, წნევა ალვეოლებში უფრო მაღალი ხდება ვიდრე ატმოსფერული წნევა, ხოლო ჰაერი ალვეოლებიდან და სასუნთქი გზებიდან ატმოსფეროში გამოიყოფა. ჩასუნთქვა აქტიურია, მშვიდი ამოსუნთქვა კი პასიური.

3.3.3. უარყოფითი ინტრაპლევრის მნიშვნელობა

სუნთქვის წნევა

ფილტვები დაფარულია სეროზული გარსით - პლევრით, რომლის ვისცერული ფურცელი პირდაპირ გადადის პარიეტალური ფურცლის სახით. შიდა ზედაპირიგულმკერდის კედელი, რომელიც ქმნის დახურულ პლევრის ღრუს. პლევრა გამოყოფს სითხეს შემადგენლობით ლიმფის მსგავსი, პერიკარდიუმის და პერიტონეუმის სეროზულ სითხეს. პლევრის სითხე ხელს უწყობს ფილტვების სრიალს, ამცირებს ხახუნის ძალებს და აქვს ბაქტერიციდული ეფექტი. ფილტვების ელასტიური უკუცემის გამო ფილტვები ბოლომდე არ ავსებს გულმკერდის ღრუს და დალუქულ პლევრის ღრუში შენარჩუნებულია 3 მმ წნევა. რტ. Ხელოვნება. ატმოსფერული წნევის ქვემოთ მშვიდი ამოსუნთქვის ბოლოს. ინჰალაციის დროს მოცულობის გაფართოების გამო გულმკერდის ღრუის იზრდება 6 - 9-მდე და მაქსიმალური ღრმა ამოსუნთქვით, ტრანსპულმონური წნევის სხვაობა შეიძლება იყოს 20 მმ Hg. განსხვავება პლევრალურ და ატმოსფერულ წნევას შორის უარყოფითია მხოლოდ იმიტომ, რომ ეს არ არის წნევის აბსოლუტური მნიშვნელობა, არამედ განსხვავება ორ მნიშვნელობას შორის. პლევრის ღრუში უარყოფითი წნევის გამო ფილტვები მუდმივად დაჭიმულ მდგომარეობაშია და მიჰყვება გულმკერდს, რაც უზრუნველყოფს შთაგონების ეფექტურობას; უარყოფითი ინტრათორაკალური წნევა აადვილებს ვენური სისხლისა და ლიმფის გადინებას გულმკერდის ღრუში ლოკალიზებულ გემებში.

პნევმოთორაქსი- ეს არის პათოლოგიური მდგომარეობაშებოჭილობის დაკარგვისა და პლევრის ღრუში ჰაერის შეღწევის გამო ინტრაპლევრალური წნევის ატმოსფერულ წნევასთან გასწორებით. პნევმოთორაქსის სახეები: ღია, დახურული, სარქვლოვანი (დაძაბული); ცალმხრივი, ორმხრივი; ხელოვნური (თერაპიული ან დიაგნოსტიკური). ტრავმის მხარეს პნევმოთორაქსით ტრანსპულმონური წნევა მცირდება, ჩასუნთქვისას ფილტვის მოცულობა არ იზრდება, ის მცირდება. ფილტვის ვენტილაცია, რაც ქმნის ორგანიზმის ჟანგბადის შიმშილის განვითარების წინაპირობებს. შუასაყარის ორგანოების გადაადგილებამ პლევრის ღრუს ქვედა წნევის მხარეს შეიძლება ხელი შეუშალოს ვენური სისხლის ნაკადს გულში და გამოიწვიოს გულის გამომუშავების სიცოცხლისათვის საშიში დაქვეითება. დაზიანებების, ტკივილის დროს წარმოქმნილ სისხლდენასთან ერთად, ყველა ამ ფაქტორმა შეიძლება გამოიწვიოს პლევროფილტვის შოკის განვითარება.

3.3.4. ელასტიური და არაელასტიური სუნთქვის წინააღმდეგობა

ფილტვების ელასტიური ელემენტები ეწინააღმდეგება ფილტვების გაფართოებას ინჰალაციის დროს. ელასტიური წინააღმდეგობა იზომება ფილტვის გაჭიმვისთვის საჭირო წნევის ზრდით.

სად: E - ელასტიური წინააღმდეგობა,

dP - წნევის მატება,

dV - მოცულობის გაზრდა,

გ - ფილტვის დაჭიმულობა.

შესაბამისობა გვიჩვენებს, თუ რამდენად იზრდება ფილტვის მოცულობა ინტრაფილტვის წნევის მატებასთან ერთად. ტრანსპულმონური წნევის 10 მმ-ით ზრდით. წყალი. Ხელოვნება. მოზრდილებში ფილტვების მოცულობა იზრდება 200 მლ-ით.

ფილტვების ელასტიური თვისებები განისაზღვრება:

1) ალვეოლური კედლის ქსოვილის ელასტიურობა მასში ელასტიური ბოჭკოების ჩარჩოს არსებობის გამო.

2) ბრონქული კუნთების ტონუსი.

3) თხევადი შრის ზედაპირული დაძაბულობა, რომელიც ფარავს ალვეოლის შიდა ზედაპირს.

ალვეოლის შიდა ზედაპირი მოხაზულია s ur f a k t a n t o m, 0,1 მკმ-მდე სისქის ფენა, რომელიც შედგება განივი ორიენტირებული ფოსფოლიპიდური მოლეკულებისგან. სურფაქტანტის არსებობა ამცირებს ზედაპირულ დაძაბულობას იმის გამო, რომ ამ მოლეკულების ჰიდროფილური თავები დაკავშირებულია წყლის მოლეკულებთან, ხოლო ჰიდროფობიური ბოლოები სუსტად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და სხვა მოლეკულებთან. ამრიგად, სურფაქტანტის მოლეკულები ქმნიან თხევად ზედაპირზე თხელ ჰიდროფობიურ ფენას. სურფაქტანტის არსებობა ხელს უშლის ალვეოლის კოლაფსს და გადაჭიმვას. მოლეკულის თავისუფალი მონაკვეთის მუხტები, უგუნური ძალების გამო, ხელს უშლის ალვეოლის საპირისპირო კედლების მიახლოებას, ხოლო მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების ძალა ეწინააღმდეგება ალვეოლის ზედმეტ გაფართოებას. სურფაქტანტის გამო ფილტვების დაჭიმვისას წინააღმდეგობა იზრდება, ხოლო ალვეოლის მოცულობის კლებისას მცირდება. მოლეკულის ნაწილი ალვეოლური სანათურის მხარეს არის ჰიდროფობიური, აცილებს წყალს, ამიტომ წყლის ორთქლი ალვეოლურ ჰაერში არ უშლის ხელს გაზის გაცვლას.

არაელასტიური წინააღმდეგობა

ჩასუნთქვის და ამოსუნთქვისას სასუნთქი სისტემაგადალახავს არაელასტიურ (ბლანტი) წინააღმდეგობას, რომელიც შედგება:

1) სასუნთქი გზების აეროდინამიკური წინააღმდეგობა,

2) ბლანტი ქსოვილის წინააღმდეგობა.

არაელასტიური სუნთქვის წინააღმდეგობა ძირითადად გამოწვეულია ხახუნის ძალებით ჰაერის ნაკადში და ჰაერის ნაკადსა და სასუნთქი გზების კედლებს შორის. აქედან გამომდინარე, იგი განისაზღვრება, როგორც სასუნთქი გზების აეროდინამიკური წინააღმდეგობა. იგი იზომება ძალით (P), რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული ჰაერის ნაკადის გარკვეული მოცულობითი სიჩქარის (V) ინფორმირებისთვის და სასუნთქი გზების წინააღმდეგობის (R) დასაძლევად.

სასუნთქი გზების წინააღმდეგობა ჰაერის ნაკადის სიჩქარით 0,5 ლ/წმ არის 1,7 სმ წყლის სვეტი/ლ წამში.

4. ფილტვის ტომი

მოქცევის მოცულობა- ეს არის ჰაერის რაოდენობა, რომელსაც ადამიანი ისუნთქავს მშვიდი სუნთქვის დროს (დაახლოებით 500 მლ). ჰაერი, რომელიც ფილტვებში შედის მშვიდი სუნთქვის დასრულების შემდეგ, ეწოდება ინსპირაციული სარეზერვო მოცულობა(დაახლოებით 2500 მლ), დამატებითი ამოსუნთქვა მშვიდი ამოსუნთქვის შემდეგ - ამოსუნთქვის სარეზერვო მოცულობა(დაახლოებით 1000 მლ). ჰაერი რჩება ღრმა ამოსუნთქვის შემდეგ ნარჩენი მოცულობა(დაახლოებით 1500 მლ). ფილტვების სასიცოცხლო ტევადობა- მოქცევის მოცულობის ჯამი და ჩასუნთქვისა და ამოსუნთქვის სარეზერვო მოცულობები (დაახლოებით 3,5 ლიტრი). ფილტვების ნარჩენი მოცულობის და სასიცოცხლო ტევადობის ჯამი ეწოდება ფილტვების მთლიანი მოცულობა. მოზრდილებში ეს არის დაახლოებით 4,2-6,0 ლიტრი.

ფილტვების მოცულობა მშვიდი ამოსუნთქვის შემდეგ ე.წ ფუნქციური ნარჩენი სიმძლავრე. იგი შედგება ნარჩენი მოცულობისა და ამოსუნთქვის სარეზერვო მოცულობისგან. პნევმოთორაქსის დროს კოლაფსირებულ ფილტვებში ჰაერს ე.წ მინიმალური მოცულობა.

მცირეწლოვანი სუნთქვის წინააღმდეგობაგაზის ნიღბის გამოყენებისას მას არ აქვს უარყოფითი ფიზიოლოგიური ეფექტი: იწვევს რიტმის შენელებას და სუნთქვის სიღრმის მატებას. წინააღმდეგობის მატება და სუნთქვის წინააღმდეგობის გახანგრძლივება იწვევს სასუნთქი კუნთების დაღლილობას, რაც განსაკუთრებით შესამჩნევია იმ კუნთებში, რომლებიც უზრუნველყოფენ ამოსუნთქვას, რადგან ნორმალური სუნთქვის დროს ეს კუნთები საერთოდ არ არის ძალიან აქტიური.

მნიშვნელოვანი წინააღმდეგობის პირობებში, ფილტვებს არ აქვთ დრო, რომ შეწოვონ და ამოისუნთქონ საკმარისი ჰაერი, რათა უზრუნველყონ ნორმალური გაზის გაცვლა, კერძოდ, ნახშირორჟანგის საკმარისი მოცილება. სისხლში ნახშირორჟანგის დაგროვება იწვევს სასუნთქი ცენტრის გაღიზიანებას, რომელიც რეაგირებს გაღიზიანებაზე სუნთქვის აჩქარებით. ამის გამო, ერთის მხრივ, და წინააღმდეგობის გამო, რომელიც, პირიქით, ანელებს სუნთქვას, მეორე მხრივ, ხდება ზედაპირული, რაც იწვევს ფილტვების ვენტილაციის შემდგომ გაუარესებას და სუნთქვის გაღიზიანებას. ცენტრი.

სუნთქვის რიტმის ავტომატური რეგულირება ხდება საშოს ნერვის გამო, რომლის ტოტები - ეფერენტული ან სენსორული ბოჭკოები - გაღიზიანებულია, როდესაც გულმკერდი ფართოვდება და გადასცემს იმპულსს რესპირატორულ ცენტრში, რომელიც აჩერებს ინჰალაციას და იწვევს კუნთების მოდუნებას. სასუნთქი ცენტრის გაძლიერებული გაღიზიანება იწვევს სწრაფ დაღლილობას, რის შედეგადაც კი სუსტი საწყისი იმპულსები გვერდიდან. საშოს ნერვიგამოიწვიოს რესპირატორული ცენტრის რეაქცია და ჩასუნთქვის აქტი, რომელიც არ არის დასრულებული, იცვლება ამოსუნთქვის აქტით. თუ ადამიანს ერთდროულად უწევს კუნთოვანი სამუშაოს შესრულება, რომელიც მოითხოვს ფილტვების ვენტილაციის გაზრდას, მაშინ წინააღმდეგობის უარყოფითი ეფექტი იზრდება და შეიძლება გამოიწვიოს ანოქსემიისა და ასფიქსიის ფენომენები.

სუნთქვის წინააღმდეგობაამოსუნთქვაზე უფრო რთული ასატანია, ვიდრე წინააღმდეგობის გაწევა შთაგონებაზე. ხანგრძლივი მუშაობისას (3-4 საათი), რომელიც შეესაბამება ჟანგბადის მოხმარებას 2 ლ/წთ-მდე, მაქსიმალური ამოსუნთქვის წინააღმდეგობა, რომელიც იზომება ჰაერის უმაღლესი სიჩქარის მომენტში, რომელიც ჯერ კიდევ არ იწვევს სუნთქვის დისტრესს, არის წინააღმდეგობა. 60-80 მმ წყალი. Ხელოვნება. მაღალი სიჩქარით. იგივე პირობებში 80-100 მმ წინააღმდეგობა უკვე არასასურველია, თუმცა დასაშვებია, თუ ეს წინააღმდეგობა არ ჩართულია მუდმივად, არამედ პერიოდულად, ანუ თუ სამუშაო პერიოდები მონაცვლეობს დასვენების პერიოდებთან. წინააღმდეგობა 200 მმ-ზე მეტი w.c. Ხელოვნება. უკვე დიდი გაჭირვებით გადაიტანა თუნდაც რამდენიმე წუთი. Ერთ - ერთი მამოძრავებელი ფაქტორებირესპირატორული ინჟინერიის განვითარებაში არის სურვილი მაქსიმალურად შემცირდეს გაზის ნიღბის სისტემის წინააღმდეგობა სუნთქვის მიმართ.

გაზის ნიღბების წინააღმდეგობა ხშირად განისაზღვრება ჰაერის ნაკადის გავლის გზით მათში მუდმივი სიჩქარით, რაც შეესაბამება ფილტვების საშუალო მოცულობითი ვენტილაციის სიჩქარეს. შედეგად მიღებული წინააღმდეგობის მნიშვნელობები მნიშვნელოვნად ნაკლებია ზეწნევისა და ვაკუუმის მნიშვნელობებზე, რომლებიც რეალურად მიიღება გაზის ნიღაბში სუნთქვის დროს. ეს ხდება შემდეგი მიზეზების გამო: ჰაერის რაოდენობა, რომელიც გადის ფილტვებში დროის ერთეულზე, მონაცვლეობით შეისუნთქება და ამოისუნთქება, რის შედეგადაც სასუნთქ გზებში გამავალი ჰაერის მოცულობითი სიჩქარე ორმაგდება; ინჰალაციები და ამოსუნთქვა არ მიმდინარეობს ერთიანი სიჩქარით, არამედ მზარდი და გაქრობის სიჩქარით, რის გამოც წინააღმდეგობა ინჰალაციის მაღალსიჩქარიან პიკებზე აღწევს მაქსიმუმს, რომელიც მნიშვნელოვნად აღემატება საშუალო მნიშვნელობებს; ინსპირაციული ფაზა გამოყოფილია ამოსუნთქვის ფაზისგან მოკლე პაუზით, რაც ასევე ზრდის ჰაერის მომენტალურ სიჩქარეს სასუნთქ გზებში.

Ზე ბრინჯი. 51აჩვენეთ გაზის ნიღბის წინააღმდეგობის ცვლილებების გრაფიკი სუნთქვისადმი ვენტილაციის მოცულობით 50 ლ/წთ. მყარი მრუდი გვიჩვენებს მომენტალური ინსპირაციული სიჩქარის ცვლილებას (ლ/წმ-ში), წყვეტილი ხაზი გვიჩვენებს შესაბამისს: წინააღმდეგობის ცვლილება (წყლის სვეტის მმ-ში), წყვეტილი ხაზი ასახავს ჰაერის მუდმივ საშუალო სიჩქარეს 0,8 ლ/წმ. ფილტვის ვენტილაციის შესაბამისი 50 ლ/წთ, და წერტილოვანი სწორი ხაზი არის გაზის ნიღბის წინააღმდეგობა მუდმივ ნაკადზე ტესტირებისას. იმის გამო, რომ 50 ლ/წთ ვენტილაციისას შესუნთქვისა და ამოსუნთქვის ფაზებს შორის პაუზა ძალიან მცირეა, ის არ არის ნაჩვენები გრაფიკზე. ბრინჯი. 51. გაზის ნიღბის წინააღმდეგობის გრაფიკი ჰაერის ნაკადის რეჟიმისა და სიჩქარის მიხედვით

გრაფიკიდან ჩანს, რომ ჰაერის მოძრაობის სიჩქარე დამოკიდებულია სუნთქვის ფაზის ხანგრძლივობაზე; იმის გამო, რომ სუნთქვის დრო (გრაფიკის ქვედა ნახევარი) უფრო მოკლეა, ვიდრე ამოსუნთქვის დრო, სუნთქვის ჰაერის სიჩქარე უფრო დიდია.

წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ჰაერის მოძრაობაზე წრიული სადინარებით (მთლიანი ხახუნის წინააღმდეგობა და ადგილობრივი წინააღმდეგობები) სიჩქარეზე შეიძლება გამოიხატოს ფორმულით:

(56)

სადაც H არის წინააღმდეგობა მმ წყალში. ხელოვნება (ან კგ/მ2); β - წევის კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია რენოლდსის რიცხვზე, ანუ ჰაერის სიჩქარისა და სადინრის დიამეტრის ნამრავლის თანაფარდობაზე ჰაერის კინემატიკურ სიბლანტესთან და ემპირიულ მუდმივზე, რომელიც განსაზღვრულია სადინრის თითოეული ტიპისთვის და ადგილობრივი წინააღმდეგობებისთვის; γ - ჰაერის ხვედრითი წონა, კგ/მ3; g არის სიმძიმის გამო აჩქარება, 9,81 მ/წმ2; ლ - არხის სიგრძე, მ; P და S არის მისი პერიმეტრი და მონაკვეთი, შესაბამისად, m და m2; υ - ჰაერის ნაკადის წრფივი სიჩქარე, მ/წმ.

რადგან P/S=4/d

(57)

სპეციფიკური წინააღმდეგობის h=2βγ/g კონცეფციის დანერგვით, ვიღებთ ტურბულენტურ (მორევის) ჰაერის მოძრაობას გაზის ნიღბის საჰაერო სადინარში.

მყარი დამსხვრეული ან მარცვლოვანი შთანთქმის მქონე ფილტრის ყუთების წინააღმდეგობის შესწავლამ აჩვენა, რომ მისი გამოთვლა შესაძლებელია საკმარისი მიახლოებით ფორმულით, რომელიც ახასიათებს ლამინარული (ფენიანი) ჰაერის ნაკადს მცირე არხებში ფილტრის საშუალების მარცვლებს შორის:

სადაც υ 1 - ჰაერის სპეციფიკური მოცულობითი სიჩქარე ლ/წთ სმ2-ში, რომელიც ადვილად შეიძლება შემცირდეს წინა ფორმულასთან შესადარებლად ხაზოვან სიჩქარემდე, მ/წმ; d 1 არის შთამნთქმელი მარცვლის დიამეტრი, რომელიც შეიძლება გამოიხატოს მარცვლებს შორის საჰაერო სადინარების დიამეტრით. პრაქტიკაში, ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, l და d 1 გამოხატულია სმ-ში, υ 1 - ლ / წთ სმ2-ში.

ამრიგად, ვინაიდან გაზის ნიღბის წინააღმდეგობა არის მისი საჰაერო მილების, ადგილობრივი წინააღმდეგობების და რეგენერაციული ან ფილტრის ვაზნის წინააღმდეგობის ჯამი, მთლიანი წინააღმდეგობა უნდა იყოს:

H = xυ n, (60)

სადაც x არის პროპორციულობის ფაქტორი, როგორც წევის კოეფიციენტის, ასევე მნიშვნელობების გათვალისწინებით სხვადასხვა ნაწილებიგაზის ნიღაბი, და n - სხვადასხვა დიზაინის გაზის ნიღბებისთვის შეიძლება მიიღოს მნიშვნელობა 2-დან (შლანგის რესპირატორისთვის) 1-მდე მნიშვნელობებამდე (თვითმაშველების გაფილტვრისთვის დამაკავშირებელი შლანგის გარეშე). გრაფიკზე ნაჩვენები შეკუმშული ჟანგბადით საიზოლაციო აირის ნიღაბში სუნთქვის შემთხვევაში, n უახლოვდება 1,7-ს და x = 25 მმ წყალს. არტ., როდესაც გამოხატულია υ ლ / წმ.