Det anatomiske dødrommet er inkludert. Chursin V.V

Minuttventilasjon er den totale mengden luft som kommer inn og ut av luftveiene og lungene i løpet av ett minutt, som er lik tidevannsvolumet ganger respirasjonsfrekvensen. Normalt er tidalvolumet ca. 500 ml, og respirasjonsfrekvensen er 12 ganger per minutt.

Dermed er det normale ventilasjonsminuttvolumet i gjennomsnitt ca. 6 liter. Med en reduksjon i minuttventilasjon til 1,5 liter og en reduksjon i respirasjonsfrekvens til 2-4 på 1 min, kan en person bare leve i svært kort tid, med mindre han utvikler en sterk hemming av metabolske prosesser, som skjer med dyp hypotermi.

Pustefrekvensen øker noen ganger til 40-50 åndedrag per minutt, og tidevannsvolumet kan nå en verdi nær lungenes vitale kapasitet (ca. 4500-5000 ml hos unge friske menn). Men ved høy respirasjonsfrekvens kan en person vanligvis ikke opprettholde et tidevannsvolum over 40 % av vitalkapasiteten (VC) i flere minutter eller timer.

Alveolær ventilasjon

Hovedfunksjonen til lungeventilasjonssystemet er konstant fornyelse av luft i alveolene, hvor den kommer i nærkontakt med blodet i lungekapillærene. Hastigheten som nylig innført luft når det spesifiserte kontaktområdet kalles alveolær ventilasjon. Ved normal, stille ventilasjon fyller tidevannsvolumet luftveiene opp til de terminale bronkiolene, og bare en liten del av den inhalerte luften reiser hele veien og kommer i kontakt med alveolene. Nye deler av luft overvinner en kort avstand fra de terminale bronkiolene til alveolene ved diffusjon. Diffusjon skyldes bevegelse av molekyler, med molekylene til hver gass som beveger seg med høy hastighet blant andre molekyler. Bevegelseshastigheten til molekyler i innåndingsluften er så stor, og avstanden fra de terminale bronkiolene til alveolene er så liten at gasser overvinner denne gjenværende avstanden i løpet av brøkdeler av et sekund.

Død plass

Vanligvis når minst 30 % av luften som inhaleres av en person aldri alveolene. Denne luften kalles dødromsluft fordi den er ubrukelig for gassutvekslingsprosessen. Normalt dødrom hos en ung mann med et tidevannsvolum på 500 ml er omtrent 150 ml (ca. 1 ml per 1 pund kroppsvekt), eller omtrent 30 % respirasjonsvolum.

Volumet av luftveiene som leder inhalert luft til stedet for gassutveksling kalles anatomisk dødrom. Noen ganger fungerer imidlertid noen av alveolene ikke på grunn av utilstrekkelig blodtilførsel til lungekapillærene. Fra et funksjonelt synspunkt anses disse alveolene uten kapillær perfusjon som patologiske døde rom.

Gitt det alveolære (patologiske) døde rommet, kalles det totale døde rommet fysiologisk dødt rom. Hos en frisk person er det anatomiske og fysiologiske dødrommet nesten det samme i volum, siden alle alveolene fungerer. Hos individer med dårlig perfuserte alveoler kan imidlertid totalt (eller fysiologisk) dødrom overstige 60 % av tidevannsvolumet.

Mer om Dead Space Ventilation:

1. Egenskaper ved ventilasjon hos nyfødte og små barn Indikasjoner for ventilasjonsstøtte og grunnleggende prinsipper for mekanisk ventilasjon hos nyfødte og barn

tekstfelter

tekstfelter

arrow_upward

Luftveiene, lungeparenkymet, pleura, muskelskjelett i brystet og mellomgulvet utgjør et enkelt arbeidsorgan, gjennom hvilket lungeventilasjon.

Ventilasjon kalle prosessen med å oppdatere gasssammensetningen til alveolærluften, sikre tilførsel av oksygen til dem og fjerning av overflødig karbondioksid.

Ventilasjonsintensiteten bestemmes inspirasjonsdybde og Frekvens puster.
Den mest informative indikatoren på lungeventilasjon er minutt volum av pust, definert som produktet av tidalvolum ganger antall pust per minutt.
Hos en voksen mann i en rolig tilstand er minuttvolumet av pusten 6-10 l / min,
under drift - fra 30 til 100 l / min.
Frekvensen av pustebevegelser i hvile er 12-16 per 1 min.
For å vurdere potensialet til idrettsutøvere og personer av spesielle yrker, brukes en prøve med vilkårlig maksimal ventilasjon av lungene, som hos disse menneskene kan nå 180 l / min.

Ventilasjon av ulike deler av lungene

tekstfelter

tekstfelter

arrow_upward

Ulike deler av menneskelungene ventileres forskjellig, avhengig av kroppens posisjon.. Når en person er oppreist, ventileres de nedre delene av lungene bedre enn de øvre. Hvis en person ligger på ryggen, forsvinner imidlertid forskjellen i ventilasjon av de apikale og nedre delene av lungene, mens den bakre (dorsal) deres områder begynner å ventilere bedre enn fronten (ventral). I liggende stilling er lungen som ligger under bedre ventilert. Den ujevne ventilasjonen av øvre og nedre del av lungen i vertikal stilling av en person skyldes det faktum at transpulmonalt trykk(trykkforskjell i lungene og pleurahulen) som en kraft som bestemmer volumet av lungene og dens endringer, er disse delene av lungen ikke de samme. Siden lungene er tunge, er det transpulmonale trykket mindre ved basen enn ved toppen. I denne forbindelse er de nedre delene av lungene på slutten av en rolig utpust mer klemt, men når de puster inn, retter de seg bedre ut enn toppene. Dette forklarer også den mer intensive ventilasjonen av lungeseksjonene som er under, hvis en person ligger på ryggen eller på siden.

Respiratorisk dødrom

tekstfelter

tekstfelter

arrow_upward

Ved slutten av utåndingen er volumet av gasser i lungene lik summen av restvolumet og det ekspiratoriske reservevolumet, dvs. er den såkalte (FOE). Ved slutten av inspirasjonen øker dette volumet med verdien av tidevannsvolumet, dvs. volumet av luft som kommer inn i lungene under innånding og fjernes fra dem under utånding.

Luften som kommer inn i lungene under innånding fyller luftveiene, og en del av den når alveolene, hvor den blandes med alveolluften. Resten, vanligvis en mindre del, forblir i luftveiene, der utvekslingen av gasser mellom luften som finnes i dem og blodet ikke skjer, dvs. i det såkalte døde rommet.

Respiratorisk dødrom - volumet av luftveiene der gassutvekslingsprosesser mellom luft og blod ikke forekommer.
Skille mellom anatomisk og fysiologisk (eller funksjonelt) dødrom.

Anatomiske åndedrettstiltak plassen din representerer volumet av luftveiene, starter fra åpningene i nesen og munnen og slutter med luftveisbronkiolene i lungen.

Under funksjonelle(fysiologisk) død rom forstå alle de delene av luftveiene der gassutveksling ikke forekommer. Det funksjonelle døde rommet, i motsetning til det anatomiske, inkluderer ikke bare luftveiene, men også alveolene, som er ventilert, men ikke perfundert av blod. I slike alveoler er gassutveksling umulig, selv om deres ventilasjon forekommer.

Hos en middelaldrende person er volumet av anatomisk dødrom 140-150 ml, eller omtrent 1/3 av tidevannsvolumet ved stille pust. I alveolene ved slutten av en rolig ekspirasjon er det ca. 2500 ml luft (funksjonell restkapasitet), derfor fornyes kun 1/7 av alveoleluften ved hvert rolig pust.

Essensen av ventilasjon

tekstfelter

tekstfelter

arrow_upward

Dermed gir ventilasjon inntak av uteluft i lungene og deler av den inn i alveolene og fjerning i stedet for det gassblandinger(utåndingsluft), bestående av alveolær luft og den delen av uteluften som fyller det døde rommet ved slutten av innåndingen og fjernes først ved begynnelsen av utåndingen. Siden alveolærluften inneholder mindre oksygen og mer karbondioksid enn uteluften, reduseres essensen av lungeventilasjon til tilførsel av oksygen til alveolene(kompenserer for tapet av oksygen som går fra alveolene til blodet i lungekapillærene) og fjerning av karbondioksid(kommer inn i alveolene fra blodet i lungekapillærene). Mellom nivået av vevsmetabolisme (hastigheten av oksygenforbruk av vev og dannelsen av karbondioksid i dem) og ventilasjon av lungene, er det et forhold nær direkte proporsjonalitet. Korrespondanse av lunge- og, viktigst av alt, alveolær ventilasjon til nivået av metabolisme er gitt av systemet for regulering av ekstern respirasjon og manifesterer seg i form av en økning i minuttvolumet av respirasjon (både på grunn av en økning i respirasjonsvolum og respirasjonsfrekvens) med en økning i oksygenforbruket og dannelsen av karbondioksid i vev.

Lungeventilasjon oppstår, takket være de aktive fysiologisk prosess(åndedrettsbevegelser), som forårsaker mekanisk bevegelse av luftmasser langs trakeobronkialkanalen ved volumetriske strømmer. I motsetning til den konvektive bevegelsen av gasser fra miljøet inn i bronkialrommet, videre gasstransport(overføringen av oksygen fra bronkiolene til alveolene og følgelig karbondioksid fra alveolene til bronkiolene) utføres hovedsakelig ved diffusjon.

Derfor er det et skille "lungeventilasjon" og "alveolær ventilasjon".

Alveolær ventilasjon

tekstfelter

tekstfelter

arrow_upward

Alveolær ventilasjon kan ikke bare forklares med de konvektive luftstrømmene i lungene skapt av aktiv inspirasjon. Det totale volumet av luftrøret og de første 16 generasjonene av bronkier og bronkioler er 175 ml, de neste tre (17-19) generasjonene av bronkioler - ytterligere 200 ml. Hvis alt dette rommet, der det nesten ikke er gassutveksling, ble "vasket" av konvektive strømmer av uteluft, ville det respiratoriske dødrommet måtte være nesten 400 ml. Hvis den inhalerte luften kommer inn i alveolene gjennom alveolekanalene og -sekkene (hvis volumet er 1300 ml) også ved konveksjonsstrømmer, kan atmosfærisk oksygen nå alveolene bare med et inhalasjonsvolum på minst 1500 ml, mens det vanlige tidevannsvolumet hos mennesker er 400-500 ml.

Under forhold med rolig pust (respirasjonsfrekvens 15.00, inhalasjonsvarighet 2 s, gjennomsnittlig inspiratorisk volumhastighet 250 ml/s), under inhalasjon (tidalvolum 500 ml) fyller uteluften all ledende (volum 175 ml) og overgang (volum 200) ml) soner av bronkialtreet. Bare en liten del av den (mindre enn 1/3) kommer inn i alveolære passasjer, hvis volum er flere ganger større enn denne delen av respirasjonsvolumet. Ved en slik innånding er den lineære hastigheten til den inhalerte luftstrømmen i luftrøret og hovedbronkiene omtrent 100 cm/s. I forbindelse med den suksessive oppdelingen av bronkiene i stadig mindre i diameter, med en samtidig økning i antallet og den totale lumen av hver påfølgende generasjon, bremses bevegelsen av innåndet luft gjennom dem. Ved grensen til de ledende og overgangssonene i trakeobronkialkanalen er den lineære strømningshastigheten bare ca. 1 cm/s, i respirasjonsbronkiolene avtar den til 0,2 cm/s, og i alveolære kanaler og sekker til 0,02 cm/s. .

Dermed er hastigheten på konvektive luftstrømmer som oppstår under aktiv inspirasjon og skyldes forskjellen mellom lufttrykket i omgivelsene og trykket i alveolene svært liten i de distale delene av trakeobronkialtreet, og luft kommer inn i alveolene fra kl. alveolarkanalene og alveolesekkene ved konveksjon med liten lineær hastighet. Imidlertid er det totale tverrsnittsarealet ikke bare av de alveolære passasjene (tusenvis av cm 2), men også av luftveisbronkiolene som danner overgangssonen (hundrevis av cm 2), stort nok til å sikre diffusjonsoverføring av oksygen fra de distale delene av bronkialtreet til alveolene, og karbondioksidgass - i motsatt retning.

På grunn av diffusjon nærmer sammensetningen av luften i luftveiene i respirasjons- og overgangssonene seg sammensetningen av alveolæren. Følgelig, diffusjonsbevegelse av gasser øker volumet av alveolæren og reduserer volumet av dødt rom. I tillegg til et stort diffusjonsområde, er denne prosessen også gitt av en betydelig partialtrykkgradient: i inhalert luft er partialtrykket av oksygen 6,7 kPa (50 mm Hg) høyere enn i alveolene, og partialtrykket til karbon dioksid i alveolene er 5,3 kPa (40 mm Hg). Hg) mer enn i innåndingsluften. I løpet av ett sekund, på grunn av diffusjon, vil konsentrasjonen av oksygen og karbondioksid i alveolene og nærliggende strukturer (alveolære sekker og alveolarkanaler) nesten utjevnes.

Følgelig, fra og med 20. generasjon, gis alveolær ventilasjon utelukkende ved diffusjon. På grunn av diffusjonsmekanismen for oksygen- og karbondioksidbevegelse er det ingen permanent grense mellom det døde rommet og det alveolære rommet i lungene. I luftveiene er det en sone der diffusjonsprosessen skjer, hvor partialtrykket av oksygen og karbondioksid varierer fra henholdsvis 20 kPa (150 mm Hg) og 0 kPa i den proksimale delen av bronkialtreet til 13,3 kPa ( 100 mm Hg .st.) og 5,3 kPa (40 mm Hg) i dens distale del. Langs bronkialkanalen er det således en lag-for-lag ujevnhet i luftsammensetningen fra atmosfærisk til alveolær (fig. 8.4).

Fig.8.4. Ordning for alveolær ventilasjon.
"a" - i henhold til foreldet og
"b" - i henhold til moderne ideer MP - død plass;
AP - alveolært rom;
T - luftrør;
B - bronkier;
DB - respiratoriske bronkioler;
AH - alveolære passasjer;
AM - alveolære sekker;
A - alveoler.
Piler indikerer konvektiv luftstrøm, prikker indikerer området for diffusjonsutveksling av gasser.

Denne sonen skifter avhengig av pustemåten og først av alt av innåndingshastigheten; jo større inspirasjonshastighet (dvs. som et resultat, jo større minuttvolumet av respirasjon), jo mer distalt langs bronkialtreet uttrykkes konvektivstrømmer med en hastighet som råder over diffusjonshastigheten. Som et resultat, med en økning i minuttvolumet av pusten, øker det døde rommet, og grensen mellom det døde rommet og det alveolære rommet skifter i distal retning.

Følgelig, endres det anatomiske døde rommet (hvis det bestemmes av antall generasjoner av bronkialtreet der diffusjon ennå ikke spiller noen rolle) på samme måte som det funksjonelle døde rommet - avhengig av pustevolumet.

Ventilasjon betegne utvekslingen av luft mellom lungene og atmosfæren. En kvantitativ indikator for lungeventilasjon er minuttvolumet av respirasjon, definert som mengden luft som passerer (eller ventileres) gjennom lungene i løpet av 1 minutt. I hvile er minuttvolumet av puste hos mennesker 6-8 l / min. Bare en del av luften som ventilerer lungene når alveolrommet og er direkte involvert i gassutveksling med blodet. Denne delen av ventilasjonen kalles alveolær ventilasjon. I hvile er alveolær ventilasjon i gjennomsnitt 3,5-4,5 l/min. Hovedfunksjonen til alveolær ventilasjon er å opprettholde konsentrasjonen av 02 og CO2 som er nødvendig for gassutveksling i luften til alveolene.

Lungene består av luft ledende (Airways) og åndedrettssoner (alveoler). Airways, med start fra luftrøret og opp til alveolene, er delt inn etter type dikotomi og danner 23 generasjoner av elementer i luftveiene (fig. 10.11). I de luftledende eller ledende sonene i lungene (16 generasjoner) er det ingen gassutveksling mellom luft og blod, siden luftveiene i disse seksjonene ikke har et vaskulært nettverk som er tilstrekkelig for denne prosessen, og veggene i luftveiene. på grunn av deres betydelige tykkelse, forhindrer utveksling av gasser gjennom dem. Denne delen av luftveiene kalles det anatomiske dødrommet, med et gjennomsnittlig volum på 175 ml. På fig. 10.12 viser hvordan luften som fyller det anatomiske døde rommet ved slutten av utåndingen blandes med "nyttig", dvs. atmosfærisk luft og kommer inn igjen. alveolerommet i lungene.

Respiratoriske bronkioler av 17.-19. generasjon refereres til overgangssonen (forbigående), der gassutvekslingen begynner i små alveoler (2 % av det totale antallet alveoler). Alveolarkanalene og alveolesekkene, som går direkte inn i alveolene, danner alveolrommet, i det området hvor O2 og CO2 gassutveksling med blod skjer i lungene. Men hos friske mennesker, og spesielt hos pasienter med lungesykdommer, en del alveolært rom kan ventileres, men ikke delta i gassutveksling, siden disse delene av lungene ikke er perfusert med blod. Summen av volumene til slike områder av lungen og det anatomiske dødrommet omtales som fysiologisk dødrom. Øke fysiologisk dødrom i lungene fører til en utilstrekkelig tilførsel av kroppsvev med oksygen og en økning i innholdet av karbondioksid i blodet, noe som forstyrrer gasshomeostase i det.

Anatomisk dødrom er volumet til de ledende luftveiene (fig. 1.3 og 1.4). Normalt er det ca. 150 ml, økende med et dypt pust, ettersom bronkiene strekkes av lungeparenkymet som omgir dem. Volumet av dødrom avhenger også av størrelsen på kroppen og holdningen. Det er en omtrentlig regel som i en sittende person er omtrent lik kroppsvekt i pounds i milliliter (1 pund \u003d \u003d 453,6 g).

Anatomisk dødromsvolum kan måles ved hjelp av Fowler-metoden. I dette tilfellet puster forsøkspersonen gjennom ventilsystemet og nitrogeninnholdet måles kontinuerlig ved hjelp av en høyhastighetsanalysator som tar luft fra et rør som starter ved munningen (Fig. 2.6, L). Når en person puster ut etter å ha inhalert 100 % Oa, øker N2-innholdet gradvis ettersom dødromsluft erstattes av alveolær luft. På slutten av utåndingen registreres en nesten konstant nitrogenkonsentrasjon, som tilsvarer ren alveolær luft. Denne delen av kurven kalles ofte det alveolære "platået", selv om det selv hos friske mennesker ikke er helt horisontalt, og hos pasienter med lungelesjoner kan det gå bratt opp. Med denne metoden registreres også volumet av utåndet luft.

For å bestemme volumet av dødt rom, bygg en graf som forbinder innholdet av N 2 med utåndet volum. Deretter tegnes en vertikal linje på denne grafen slik at areal A (se fig. 2.6.5) er lik areal B. Volumet av dødrom tilsvarer skjæringspunktet mellom denne linjen og x-aksen. Faktisk gir denne metoden volumet av de ledende luftveiene opp til "midtpunktet" av overgangen fra dødt rom til alveolær luft.

Ris. 2.6. Måling av anatomisk dødromsvolum ved hjelp av den raske N2-analysatoren i henhold til Fowler-metoden. A. Etter innånding fra en beholder med rent oksygen puster forsøkspersonen ut, og konsentrasjonen av N 2 i utåndingsluften øker først, og forblir deretter nesten konstant (kurven når praktisk talt et platå som tilsvarer ren alveolær luft). B. Avhengighet av konsentrasjon på utåndet volum. Volumet av dødrom bestemmes av skjæringspunktet for abscisseaksen med en vertikal stiplet linje tegnet på en slik måte at arealene A og B er like

Funksjonelt dødrom

Du kan også måle dødt rom Bohrs metode. Fra fig.2c. Figur 2.5 viser at utåndet CO2 kommer fra alveolærluften og ikke fra dødromsluften. Herfra

vt x-fe == va x fa.

Fordi det

v t = v a + v d ,

v en =v t -v d ,

etter bytte får vi

VT xFE=(VT-VD)-FEN,

Følgelig

Siden partialtrykket til en gass er proporsjonalt med innholdet, skriver vi

(Bohr-ligningen),

hvor A og E refererer til henholdsvis alveolær og blandet utåndingsluft (se vedlegg). Ved rolig pust er forholdet mellom dødrom og tidevannsvolum normalt 0,2-0,35. Hos friske mennesker er Pco2 i alveolær luft og arterielt blod nesten det samme, så vi kan skrive Bohr-ligningen som følger:

asr2"CO-g ^ CO2

Det skal understrekes at Fowler- og Bohr-metodene måler noe forskjellige indikatorer. Den første metoden gir volumet av de ledende luftveiene opp til det nivået der luften som kommer inn under innånding raskt blandes med luften som allerede er i lungene. Dette volumet avhenger av geometrien til de raskt forgrenede luftveiene med en økning i det totale tverrsnittet (se fig. 1.5) og gjenspeiler strukturen til luftveiene. Av denne grunn kalles det anatomisk død plass. Ifølge Bohr-metoden bestemmes volumet av de delene av lungene der CO2 ikke fjernes fra blodet; siden denne indikatoren er relatert til kroppens arbeid, kalles den funksjonelle(fysiologisk) dødt rom. Hos friske individer er disse volumene nesten de samme. Hos pasienter med lungelesjoner kan imidlertid den andre indikatoren overstige den første betydelig på grunn av ujevn blodstrøm og ventilasjon i ulike deler av lungene (se kapittel 5).