Что относится к анатомическому мертвому пространству

Что относится к анатомическому мертвому пространству

Вентиляцией легких обозначают процесс обмена воздуха между легкими и атмосферой. Количественным показателем вентиляции легких служит минутный объем дыхания, определяемый как количество воздуха, которое проходит (или вентилируется) через легкие в 1 мин. В покое у человека минутный объем дыхания составляет 6—8 л/мин. Только часть воздуха, которым вентилируются легкие, достигает альвеолярного пространства и непосредственно участвует в газообмене с кровью. Эта часть вентиляции легких называется альвеолярной вентиляцией. В покое альвеолярная вентиляция равна в среднем 3,5—4,5 л/мин. Основная функция альвеолярной вентиляции заключается в поддержании необходимой для газообмена концентрации 02 и С02 в воздухе альвеол.

Рис. 10.11. Схема дыхательных путей легких человека. Дыхательные пути от уровня трахеи (1-я генерация) до долевых бронхов (2—4-я генерации деления) поддерживают свой просвет благодаря хрящевым кольцам в их стенке. Дыхательные пути от сегментарных бронхов (5—11-я генерации) до терминальных бронхиол (12— 16-я генерации) стабилизируют свой просвет с помощью тонуса гладких мышц их стенок. 1—16-я генерации дыхательных путей образуют возду-хопроводящую зону легких, в которой не происходит газообмена. Респираторная зона легких имеет длину порядка 5 мм и включает первичные дольки или ацинусы: дыхательные бронхиолы (17—19-я генерации) и альвеолярные протоки (20—22-я генерации). Альвеолярные мешочки состоят из многочисленных альвеол (23-я генерация), альвеолярная мембрана которых является идеальным местом для диффузии 02 и С02.

Легкие состоят из воздухопроводящей (дыхательные пути) и респираторной зон (альвеолы). Дыхательные пути, начиная от трахеи и до альвеол, делятся по типу дихотомии и образуют 23 генерации элементов дыхательного тракта (рис. 10.11). В воздухопроводящей или кондуктивной зонах легких (16 генераций) отсутствует газообмен между воздухом и кровью, поскольку в этих отделах дыхательные пути не имеют достаточной для этого процесса сосудистой сети, а стенки дыхательных путей, из-за их значительной толщины, препятствуют обмену газов через них. Этот отдел воздухоносных путей называется анатомическим мертвым пространством, объем которого составляет в среднем 175 мл. На рис. 10.12 показано, каким образом воздух, заполняющий анатомическое мертвое пространство в конце выдоха, смешивается с «полезным», т. е. атмосферным воздухом и вновь поступает в альвеолярное пространство легких.

Рис. 10.12. Эффект воздуха мертвого (вредного) пространства на вдыхаемый воздух в легкие. В конце выдоха анатомическое мертвое пространство заполняется выдыхаемым воздухом, в котором пониженное количество кислорода и высокое процентное содержание углекислого газа. При вдохе «вредный» воздух анатомического мертвого пространства смешивается с «полезным» атмосферным воздухом. Эта газовая смесь, в которой меньше, чем в атмосферном воздухе, кислорода и больше углекислого газа, поступает в респираторную зону легких. Поэтому газообмен в легких происходит между кровью и альвеолярным пространством, заполненным не атмосферным воздухом, а смесью «полезного» и «вредного» воздуха.

Дыхательные бронхиолы 17—19-й генераций относят к переходной (транзиторной) зоне, в которой начинается газообмен в малочисленных альвеолах (2 % от общего числа альвеол). Альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки, непосредственно переходящие в альвеолы, образуют альвеолярное пространство, в области которого происходит в легких газообмен 02 и С02 с кровью. Однако у здоровых людей и, особенно, у пациентов с заболеваниями легких часть альвеолярного пространства может вентилироваться, но при этом не участвовать в газообмене, поскольку эти отделы легких не перфузируются кровью. Сумму объемов таких областей легких и анатомического мертвого пространства обозначают как физиологическое мертвое пространство. Увеличение физиологического мертвого пространства в легких приводит к недостаточному снабжению тканей организма кислородом и к увеличению содержания в крови углекислого газа, что нарушает в ней газовый гомеостазис.

Источник

Анатомическое и функциональное мертвое пространство

Анатомическое мертвое пространство.Анатомическим мертвым пространством называют объем воздухоносных путей, потому что в них не происходит газообмена. Это пространство включает носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Объем мертвого пространства зависит от роста и положения тела. Приближенно можно считать, что у сидящего человека объем мертвого пространства (в миллилитрах) равен удвоенной массе тела (в килограммах). Таким образом, у взрослых он равен около 150 мл. При глубоком дыхании он возрастает, так как при расправлении грудной клетки расширяются и бронхи с бронхиолами.

Измерение объема мертвого пространства.Экспираторный (дыхательный) объем (V_д) состоит из двух компонентов-объема воздуха, поступающего из мертвого пространства (V_МП), и объема воздуха из альвеолярного пространства (V_a) 1) :

(4)

Для изучения функции легких важно измерить оба этих компонента отдельно. Как и для определения функциональной остаточной емкости, здесь используют непрямые методы. Они основаны на том, что содержание дыхательных газов (О₂ и СО₂) в воздухе из мертвого и из альвеолярного пространства различно. Содержание газов в воздухе мертвого пространства аналогично таковому в воздухе, поступившем при вдохе (инспирации) (F_И). Содер-

ГЛАВА 21. ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ 575

жание же газов в воздухе из альвеолярного пространства такое же, как и в самой альвеолярной газовой смеси (F_a). Если выразить парциальный объем газа в виде произведения общего объема газовой смеси V и концентрации этого газа F, то для любого дыхательного газа будет справедливо равенство

Подставляя выражение для V_B из уравнения (4) и сделав преобразования, получаем

(6)

Это равенство, называемое уравнением Бора, справедливо для любого дыхательного газа. Однако для СО₂ его можно упростить, так как содержание этого газа во вдыхаемом воздухе ( ) близко к нулю

(7)

Отношение объема мертвого пространства к экспираторному объему можно вычислить с помощью уравнений (6) и (7). Значения содержания газов для фракций, представленных в правой части уравнения, можно определить путем газового анализа (при определении газов в альвеолярном воздухе возникают некоторые трудности; см. с. 586). Пусть газовый анализ дал следующие величины: =

= 0,056 мл СО₂ и = 0,04 мл СО₂ на 1 мл

смеси. Тогда = 0,3, т. е. объем мертвого

пространства составляет 30% экспираторного объема.

Функциональное мертвое пространство.Под функциональным (физиологическим) мертвым пространством понимают все те участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена. К функциональному мертвому пространству в отличие от анатомического относятся не только воздухоносные пути, но также и те альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. В таких альвеолах газообмен невозможен, хотя их вентиляция и происходит. В здоровых легких количество подобных альвеол невелико, поэтому в норме объемы анатомического и функционального мертвого пространства практически одинаковы. Однако при некоторых нарушениях функции легких, когда легкие вентилируются и снабжаются кровью неравномерно, объем второго может оказаться значительно больше объема первого.

Источник

Функциональная остаточная емкость имеет важное физиологическое значение, поскольку выравнивает колебания содержания газов в альвеолярном пространстве, которые могли бы измениться в связи со сменой фаз дыхательного цикла. Поступающие во время вдоха в альвеолы 350 мл воздуха смешивается с воздухом, содержащимся в легких, количество которого в среднем 2, 5 – 3,5 л. Поэтому при вдохе обновляется примерно 1/7 часть смеси газов в альвеолах. Поэтому газовый состав альвеолярного пространства существенно не изменяется.

В каждой альвеоле газообмен характеризуется своим вентиляционно-перфузионным отношением (ВПО). Нормальное соотношение между альвеолярной вентиляцией и лёгочным кровотоком составляет 4/5 = 0,8, т.е. в минуту в альвеолы поступает 4 л воздуха и через сосудистое русло легких протекает за это время 5 л крови (на верхушке легкого соотношение в целом больше, чем на основании легких). Такое соотношение вентиляции и перфузии обеспечивает потребление кислорода достаточное для метаболизма за время нахождения крови в капиллярах легкого. Величина легочного кровотока в покое составляет 5-6 л/мин, движущей силой является разница давления около 8 мм рт. ст. между легочной артерией и левым предсердием. При физической работе легочной кровоток увеличивается в 4 раза, а давление в легочной артерии в 2 раза. Это уменьшение сосудистого сопротивления происходит пассивно в результате расширения легочных сосудов и раскрытия резервных капилляров. В покое кровь протекает примерно только через 50% всех легочных капилляров. По мере возрастания нагрузки доля перфузируемых капилляров возрастает, параллельно увеличивается и площадь газообменной поверхности. Легочный кровоток отличается региональной неравномерностью, которая зависит, в основном, от положения тела. При вертикальном положении тела лучше снабжаются кровью основания легких. Основными факторами, от которых зависит насыщение крови в легких кислородом и удаление из нее углекислого газа, являются альвеолярная вентиляция, перфузия легких и диффузионная способность легких.

3. Жизненная емкость легких.

Жизненная ёмкость лёгких это объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Это сумма дыхательного объёма и резервных объёмов вдоха и выдоха (у человека среднего возраста и среднего телосложения равен около 3,5л).

4. Альвеолярная вентиляция.

Лёгочная вентиляция— движение воздуха в лёгких во время дыхания. Она характеризуется минутным объёмом дыхания (МОД). Минутным объемом дыхания называется объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за 1 минуту. Он равен произведению дыхательного объема и частоты дыхательных движений. Частота дыхательных движений у взрослого человека в покое равна 14 л/мин. Минутный объем дыхания равен примерно 7 л/мин. При физической нагрузке может достигать 120 л/мин.

Анатомическое мертвое пространство. Анатомическим мертвым пространством называется объем, заполняющий воздухоносные пути, в которых не происходит газообмен. Оно включает носовую, ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Этот объем у взрослых равен примерно 150 мл.

Функциональное мертвое пространство. К нему относятся все участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмен, включая не только воздухоносные пути, но и те альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. Альвеолярным мертвым пространством обозначается объем альвеол апикальных участков легких, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. Оно может оказать отрицательное влияние на газообмен в легких при снижении минутного объема крови, снижении давления в сосудистой системе легких, анемии, снижении воздушности легких. Сумма объемов «анатомического» и альвеолярного обозначается как функциональное или физиологическое мертвое пространство.

Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна при условии постоянного поступления кислорода и удаления углекислого газа. Обмен газами между клетками (организмом) и окружающей средой называется дыханием.

Поступление воздуха в альвеолы обусловлено разностью давлений между атмосферой и альвеолами, которая возникает в результате увеличения объема грудной клетки, плевральной полости, альвеол и понижения в них давления по отношению к атмосферному. Возникающая разность давлений между атмосферой и альвеолами обеспечивает поступление атмосферного воздуха по градиенту давления в альвеолы. Выдох совершается пассивно в результате расслабления инспираторных мышц и превышения альвеолярного давления над атмосферным.

Учебно-контрольные вопросы по теме лекции

1. Значение дыхания. Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха.

2. Отрицательное внутриплевральное давление, его значение для дыхания и кровообращения. Пневмоторакс. Типы дыхания.

3. Лёгочная и альвеолярная вентиляция. Жизненная ёмкость лёгких и дыхательные объемы.

Организационно-методические указания по материально-техническому обеспечению лекции.

1. За 15 мин до лекции подготовить мультимедийный проектор.

2. По окончании лекции выключить проектор, диск вернуть на кафедру.

Заведующий кафедрой, профессор Э.С. Питкевич

Дата переработки 13 октября 2006г.

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Разница между анатомическим и физиологическим мертвым пространством

В ключевое отличие между анатомическим и физиологическим мертвым пространством заключается в том, что анатомическое мертвое пространство относится к объему воздуха, который заполняет проводящую зону д

Содержание:

В ключевое отличие между анатомическим и физиологическим мертвым пространством заключается в том, что анатомическое мертвое пространство относится к объему воздуха, который заполняет проводящую зону дыхания, состоящую из носа, трахеи и бронхов, не проникая в области газообмена легких. Между тем, физиологическое мертвое пространство относится к анатомическому мертвому пространству вместе с той частью воздуха, которая достигает газообменных областей легких, но не участвует в газообмене (альвеолярное мертвое пространство).

У здорового человека оба значения примерно равны. Но при заболевании физиологическое мертвое пространство может быть значительно больше анатомического мертвого пространства. Следовательно, по сравнению с анатомическим мертвым пространством, физиологическое мертвое пространство имеет клиническое значение.

Что такое анатомическое мертвое пространство?

От нормального дыхательного объема (500 мл) анатомическое мертвое пространство занимает 30%. Таким образом, нормальное значение колеблется от 130 до 180 мл в зависимости от размера и осанки. Среднее значение 150 мл.

Что такое физиологическое мертвое пространство?

Как правило, у здорового человека мертвое пространство альвеол незначительно или равно нулю. Таким образом, физиологическое мертвое пространство и анатомическое мертвое пространство равны. Но при болезненных состояниях мертвое пространство альвеол имеет значение. Следовательно, физиологическое мертвое пространство становится больше, чем анатомическое мертвое пространство. По сравнению с анатомическим мертвым пространством, физиологическое мертвое пространство имеет клиническое значение, поскольку оно указывает на состояние легких.

В чем сходство анатомического и физиологического мертвого пространства?

В чем разница между анатомическим и физиологическим мертвым пространством?

Анатомическое мертвое пространство не включает воздух, проникающий в области газообмена. Напротив, физиологическое мертвое пространство включает воздух, который проникает в области газообмена. Следовательно, это еще одно различие между анатомическим и физиологическим мертвым пространством.

Источник

Мертвое пространство легких и его значение в процессе дыхания

Для начала надо определиться, как более правильно называть участок дыхательный путей в которых не происходит газообмен — анатомическое мертвое пространство или физиологическое/функциональное?

Если мыслить логически, то анатомически пространство никак не может быть мертвым. Оно либо есть, либо его нет. А вот с точки зрения физиологии или функциональности, да, действительно, пространство может быть «мертвым», т.к. является с определенной точки зрения «бесполезным», пустым, неиспользуемым, нефункциональным. Но хоть в дыхательных путях и не происходит газообмена между кровью и вдыхаемым воздухом, все же оно не бесполезное, т.к. выполняет определенные функции, о которых подробно будет написано ниже.

Что такое функциональное МП

Как уже было написано выше, под функциональным мертвым пространством легких подразумевается часть дыхательной системы, которая не участвует в процессе газообмена между капиллярной кровью и альвеолярным воздухом. Другими словами, это пространство которое участвует в транспортировке воздуха от атмосферы к альвеолам и обратно. Если еще проще, то это дыхательный «трубопровод» для легких.

Объем

Для взрослого человека общий объем мертвого пространства разнится в зависимости от роста, веса и анатомических особенностей дыхательных путей и составляет от 120 до 180 мл. В среднем, эту величину считают равной 150 мл.

Ученые-медики вывели усредненную формулу, которая помогает более менее точно определить объем физиологического мертвого пространства, зная только вес взрослого человека. V=2,2*m(кг). Или просто посчитайте на этом калькуляторе, где достаточно только указать свой вес:

Еще раз повторюсь, что это для взрослых людей.

У детей этот физиологический объем значительно ниже. Для них, к сожалению, не применима простая формула вычисления искомого объема по весу тела, но есть сложная логарифмическая формула, которая учитывает его изменение в зависимости от возраста ребенка.

Не стану расписывать результаты логарифмического вычисления для детей разных возрастов, но методику вычисления, любезно предоставленную на одном научном англоязычном сайте, приведу — вдруг кому-то из моих читателей она будет действительно полезна: V = 3,28 — 0,56 [ln (1 + возраст)].

Какие органы входят

Как уже понятно из определения, в ФМП входят все воздухопроводящие органы, в которых не происходит газообмен между кровью капилляров и воздухом альвеол. Таким образом, «живым» является только объем альвеол, а все остальное является «мертвым».

Итак, перечислим эти органы:

Носовая и ротовая полость, носовые пазухи, носоглотка и гортань формируют внегрудное МП. Трахея, бронхи и бронхиолы — внутригрудное. Для взрослых это не имеет особого значения, т.к. независимо от комплекции тела, внегрудное и внутригрудное МП находятся приблизительно в одинаковых пропорциях. А вот для детей это имеет значение, т.к. размеры головы, а значит и части верхних дыхательных путей, несоразмерно больше грудной полости и объема бронхиального дерева. Именно поэтому для детей применяется такая сложная формула расчета объема ФМП.

Помимо всех этих классификаций, в физиологии выделяется еще одно — мертвое пространство легких. С анатомической точки зрения — это бронхиальное дерево расположенное в легких, т.е. начиная от долевых бронхов и заканчивая бронхиолами.

Выполняемые функции

Как уже было сказано выше, ФМП не является «бесполезным» пространством, а выполняет очень важные функции без которых дыхательный процесс в легких был бы просто невозможен. Как и обещал, сейчас мы подробно рассмотрим в чем же заключается его польза для человеческого организма.

Нормализация температуры

Пока вдыхаемая воздушная смесь доходит до альвеол, она нагревается в этом «бесполезно-полезном» физиологическом пространстве до температуры тела.

Впрочем это может быть не обязательно нагрев, но и охлаждение, т.к. воздух вокруг человека может быть горячее тела (жаркий день, жаркое помещение, в пустыне и т.д.), а следовательно вдыхаемую воздушную смесь необходимо будет охладить до температуры тела.

Действительно важная роль, т.к. альвеолы не смогут функционировать, если в них, к примеру, будет попадать воздушная смесь с температурой 15 градусов С. Мало того что биохимические процессы практически остановились бы, так и капилляры …. хотел написать спазмируются, но нет, не спазмируются. В них же нет мышечного слоя. Но кровоток в любом случае замедлится, гемоглобин перестанет выполнять свои функции, а также возникнет реальная угроза инфекционного процесса — пневмонии.

Увлажнение воздуха

По мере прохождения воздуха по верхним дыхательным путям, а также бронхам и бронхиолам, он увлажняется до 100%. Так что в альвеолы он поступает уже абсолютно увлажненным.

Тоже незаменимая роль, т.к. при поступлении в альвеолы воздуха даже 90% влажности они просто не смогут выполнять свою прямую обязанность — осуществлять перенос кислорода в кровь, а углекислого газа в полость альвеолы. Даже в научно-медицинских источниках очень мало подробной информации о необходимой влажности поступающего в альвеолы воздуха, но если представить физиологический процесс дыхания, то становится понятно, что даже при 95% влажности все равно было бы постепенное пересыхание стенок альвеолярного мешочка. Так что только 100% влажность и никак иначе.

В обоих случаях, что приведения температуры вдыхаемого воздуха до температуры тела, что его увлажнение до 100% влажности, титаническую роль играет бронхиальное дерево. Именно оно, за счет сильно разветвленной сети бронхов и бронхиол, успевает довести эти показатели до необходимой нормы.

Альвеолярное мертвое пространство

Как было указано в определении, функциональное мертвое пространство — это часть дыхательной системы, которая не участвует в газообмене.

Альвеолы — это как раз та часть легких, в которой и происходит газообмен, поэтому назвать их мертвым пространством, именно с этой точки зрения, никак нельзя. Но с другой стороны, есть неработающие альвеолы и есть «остаточный» объем воздуха в этих альвеолах, которые как раз и не работают в процессе дыхания.

«Мертвые» альвеолы

По ряду причин (тромбозы, фиброз и т.д.) кровообращение в части альвеол может быть нарушено, в следствие чего газообмена так происходить не будет. Суммарный объем воздуха таких альвеол можно считать альвеолярным мертвым пространством.

«Пустой» объем

При спокойном выдохе в альвеолах остается остаточный воздух, который содержит кислорода значительно меньше, чем содержится во вдыхаемом воздухе. Следовательно, в каком-то смысле этот объем альвеолярного пространства можно считать «мертвым».

После спокойного выдоха человек может выдохнуть еще около 1300 мл воздуха. Именно такой объем воздуха остается в альвеолах после выдоха при спокойном дыхании.

Выводы

Как уже понятно из вышепрочитанного, «мертвым» оно является исключительно из-за отсутствия в нем процесса газообмена. Но как говорится: «Кесарю-кесарево», что в данной ситуации означает, что в нем и не должно быть газообмена, т.к. выполняет оно совсем другие функции.

Еще один важный момент, который необходимо учитывать — при ряде заболеваний дыхательной системы (например, выраженных бронхоэктазах), «бесполезный» объем будет значительно выше, что обязательно скажется на сатурации и в длительной перспективе может привести к хроническому кислородному голоданию, что чревато своими последствиями. Если, к примеру, количество обедненного кислородом воздуха увеличится со 150 мл до 250 мл, то при дыхательном объеме в 500 мл соотношение к обогащенной воздушной смеси к обедненной изменится с 2,33 до 1,0. Это очень весомо.

Автор

Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. По всем медицинским вопросам обязательно проконсультируйтесь со специалистом!

Источник