Сущность функции дыхания. Основные этапы процесса дыхания

Основные этапы процесса дыхания. Комплекс физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих дыхание, подразделяют на пять этапов.

1. Этап — внешнее дыхание, или вентиляция легких; это процессы, обеспечивающие ритмическое поступление порций атмосферного воздуха в легкие и удаление альвеолярного воздуха из легких в атмосферу;

2. Этап — диффузия газов в легких; это процессы, обеспечивающие переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа в обратном направлении;

3. Этап — транспорт газов кровью; это процессы, обеспечивающие растворение кислорода и углекислого газа в крови, связывание их гемоглобином и перенос с током крови;

4. Этап — диффузия газов в тканях; это процессы, обеспечивающие диссоциацию оксигемоглобина в тканевых капиллярах и диффузию кислорода из крови в тканевые структуры межкапиллярных пространств, а также диффузию углекислого газа в обратном направлении, растворение и связывание с гемоглобином и связывание с бикарбонатами;

5. Этап — клеточное дыхание; это биохимические и физико-химические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки. При этом образуется углекислый газ, вода и азотистые основания (при окислении белков).

Физиологическая роль дыхательных путей

Дыхательные пути подразделяют на верхние (полости носа, носоглотка, ротовая часть глотки) и нижние (гортань, трахея, вне- и внутрилегочные бронхи). Функции дыхательных путей:

1. Проведение воздуха между атмосферой и альвеолами, а также его кондиционирование.

2. Создание «буферного пространства» Оно возникает между атмосферой и газообменной поверхностью легких и способствует кондиционированию воздуха и поддержанию относительного постоянства состава альвеолярного воздуха, значительно отличающегося от атмосферного (на 5—6%).

3. Наличие рефлексогенных зон. Дыхательные пути имеют рефлексогенные зоны, осуществляющие саморегуляцию дыхания (рефлексы Геринга—Брейера и др.), носящие защитный характер (чихание, кашель, рефлекс ныряльщика), а также влияющие на состояние многих внутренних органов (сердца, половых органов, кишечника). Механизмы этих рефлексов будут рассмотрены ниже.

4. Участие в фонации, генерации звуков и придании им определенной окраски.

5. Влияние на водный баланс организма. Через дыхательные пути и легкие за сутки испаряется около 500 мл воды, что влияет на водный баланс организма. При испарении 1 г воды расходуется 0,58 ккал тепла. Это один из путей участия дыхательной системы в механизмах теплоотдачи.

Физиологическая роль и свойства легких

Наряду с обеспечением внешнего дыхания легкие выполняют несколько других функций, знание которых необходимо медицинскому работнику.

1. Обеспечение газообмена между альвеолярным воздухом и кровью. Это достигается благодаря большой газообменной поверхности легких (в среднем 90 м2) и большой площади кровеносных капилляров в них (70-90 м2).

2. Экскреторная функция — через легкие удаляется до 200 летучих веществ, образовавшихся в организме или попадающих в него извне. В частности, образующиеся в организме метан и ацетон, а также принятый извне этиловый спирт в значительной степени удаляются через легкие. С поверхности альвеол испаряется также вода.

3. Кондиционирования воздуха проявляется окончательным насыщением его водяными парами и очищением от пылевых частиц. Осевшие на стенки альвеол частицы захватываются альвеолярными макрофагами и перевариваются ими. Если макрофаги не могут переварить захваченную частицу, то они мигрируют в лимфатические капилляры и узлы, где развивается воспалительная реакция. В иммунной защите организма от инфекционных агентов, попадающих в легкие с воздухом, имеют значение образующиеся в легких и диффундирующие из крови лизоцим, интерферон, иммуноглобулины А иIg, специфические лейкоцитарные антитела.

4. Фильтрационная и гемостатическая функция — при прохождении крови через малый круг кровообращения из нее удаляются, задерживаются мелкие тромбы и эмболы. Тромбы разрушаются фибринолитической системой легких. Ими вырабатывается и попадает в кровь гепарин, влияющий на свертывание крови и ее реологические свойства.

5. Депонирование крови — в легких может депонироваться до 15% объема циркулирующей крови.

6. Метаболическая функция включает образование фосфолипидов (сурфактанта), синтез белков (входящих в состав коллагена и эластических волокон), выработку мукополисахаридов, являющихся составной частью бронхиальной слизи.

7. Участие в поддержании гомеостаза биологически активных веществ. В легких ангиотензин-1 превращается в высокоактивный сосудосуживающий фактор — ангиотензин-2; на 80% инактивируется брадикинин; захватывается и депонируется серотонин, а также 30% норадреналина; инактивируется и кумулируется гистамин; образуются некоторые простагландины. Простагландины наряду с серотонином и гистамином могут при стрессорных обстоятельствах выбрасываться в кровь и способствовать развитию шоковых реакций.