Дыхание — это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О2) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО2, H2O и другие)
Дыха́тельная систе́ма челове́ка — совокупность органов, обеспечивающих функцию внешнего дыхания человека (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей по малому кругу кровообращения кровью).
Основные функции — дыхание, газообмен.
Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах, как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.
Газообмен — обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество других газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь. Кислород, поступающий в ткани, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи химических превращений углеводов, жиров и белков.
Осмотр грудной клетки
Говоря об общем осмотре больного, мы уже указывали, что всех людей схематически делят на три основных конституциональных типа, у которых наряду с другими различиями отмечается и разное строение грудной клетки. У астеников грудная клетка (см. 1) узкая, длинная, плоская, поперечный размер ее почти вдвое больше передне-заднего; так называемый эпига-стральный угол, образованный реберными дугами, острый. У гиперстеников грудная клетка широкая и короткая, передне-задний размер приближается к поперечному и эпигастральный угол тупой. У нормостеников грудная клетка занимает среднее место между указанными типами и характеризуется более пропорциональным строением.
При всевозможных заболеваниях органов дыхания наблюдается патологически измененная грудная клетка. Паралитическая грудная клетка встречается у слабых, худых субъектов; она удлиненной формы, уплощена в передне-заднем направлении, с острым надчревным углом, межреберные промежутки расширены, подкожно-жировой слой и мышцы развиты плохо. Противоположностью паралитической грудной клетки является бочкообразная, или эмфизематозная, грудная клетка. Бочкообразная грудная клетка — короткая и широкая вследствие увеличения передне-заднего размера, с тупым надчревным углом, и действительно напоминает бочонок. Такая грудная клетка часто наблюдается у больных эмфиземой. При рахитической грудной клетке (следствие бывшего рахита) отмечается выпячивание грудины (куриная грудь) и утолщение реберных хрящей в местах соединений их с костями (рахитические четки).
При искривлении позвоночника грудная клетка принимает неправильную форму. Искривление позвоночника наблюдается при рахите, а иногда и у школьников в результате неправильного положения за партой, и у лиц с травматическими повреждениями позвоночника, но нередко такая деформация является следствием туберкулезного процесса в позвонках, который часто сочетается с туберкулезом легких. Искривление позвоночника выпуклостью назад называется кифоз (горб), выпуклостью вперед —лордоз, а вбок — сколиоз.
Следует уделять внимание не только форме грудной клетки, но и ее функционированию — насколько она расширяется при дыхании и равномерно ли расширяются обе ее половины. При осмотре грудной клетки определяют также характер дыхания и производят подсчет дыхательных движений.
Ощупывание грудной клетки
Одновременно с осмотром производят и ощупывание кожи, костей и мышц грудной клетки. При этом можно отграничить болезненность кожи от болезненности костей или мышц.
Ощупывая ребра или межреберные промежутки, определяют межреберную невралгию, для которой типичны три болевые точки: у позвоночника, по подмышечной линии и у грудины. Пальпацией можно определить разность дыхательных движений правой и левой половин грудной клетки, а иногда и шум трения плевры (см. ниже). Об осмотре и пальпации области сердца мы скажем в соответствующем разделе.
Выстукивание легких
Чтобы точно указать, в какой части легкого имеются те или иные болезненные изменения, грудную клетку поперечными и продольными линиями условно делят на участки. Поперечными
линиями являются ребра, продольными — линии, идущие сверху вниз через определенные точки. Средней называется линия, проходящая посередине грудины и дальше посередине живота, через пупок (до лонного сочленения). Линии, идущие по краям грудины, называются правой и левой грудинными линиями. Сосковая, или правильнее, срединно-ключичная, линия проходит от середины ключицы вертикально вниз (у мужчин обычно через сосок). Подмышечная линия идет от подмышечной впадины, а лопаточная — вниз — от угла лопатки. Между позвоночником и внутренним краем лопатки идет околопозвоночная линия. Вертикальная линия, проходящая по позвоночнику, называется задней средней линией. Например, говорят, что воспалительный процесс находится между VI и VIII ребрами по правой подмышечной линии.
В норме легкие занимают почти всю грудную клетку. Так называемые верхушки легких спереди выстоят над ключицами на 3—4 см, а сзади доходят до уровня VII шейного позвонка. Нижняя граница легких по срединно-ключичной линии доходит до VI ребра, по подмышечной — до VIII, по лопаточной — до X и по околопозвоночной находится на уровне XI грудного позвонка.
Спирометрия (функциональное исследование легких)
Спирометрия2 — определение жизненной емкости легких, т. е. того объема воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха.
При спокойном дыхании человек в среднем вдыхает и выдыхает по 500 см3 воздуха. Как уже говорилось выше, после глубокого вдоха человек может выдохнуть 3500 см3 воздуха (так называемая жизненная емкость легких). Техника определения жизненной емкости легких настолько проста, что ее выполняют сестры.
Спирометр (23) состоит из двух цилиндров. В больший из них наливают воду и опускают в него открытой стороной второй цилиндр до самого дна. Воздух выходит через открытый кран. Установив спирометр, больному предлагают сделать сначала выдох, а затем, после максимального вдоха, выдувать в трубку весь воздух из легких, который поднимает внутренний цилиндр вверх. На шкале отмечают количество выдыхаемого воздуха, чем и обозначается жизненная емкость легких. Мундштук должен быть обернут слоем стерильной марли. Сестра следит за тем, чтобы он был абсолютно чист и чтобы воздух не выходил через нос и не проходил мимо мундштука.
Условно процесс дыхания делится на 3 этапа:
Внешнее дыхание.
Диффузия кислорода и его транспортировка к тканям.
Тканевое дыхание.
Первый этап дыхания - внешнее дыхание
В процессе внешнего дыхания кислород из внешней среды доставляется в альвеолы легких. На адекватность внешнего дыхания влияют многие факторы. Процесс внешнего дыхания начинается с верхних дыхательных путей, которые очищают, согревают и увлажняют вдыхаемый воздух. Эффективность очищения вдыхаемого воздуха зависит от количества и качественного состояния макрофагов, которые содержатся в слизистых оболочках дыхательных путей. Изнутри поверхность верхних дыхательных путей выстлана реснитчатым псевдомногослойным эпителием, который эвакуирует мокроту из верхних дыхательных путей. В норме из трахеи и бронхов за сутки удаляется до 100 мл мокроты (при некоторых патологиях эта цифра возрастает более, чем на порядок).
Очень важную функцию в нормальной работе верхних дыхательных путей играет кашлевый рефлекс, при нарушении которого не происходит своевременного освобождения верхних дыхательных путей от патологического секрета.
Дыхательные пути подразделяются на:
верхние дыхательные пути: нос, рот, глотка, гортань;
нижние дыхательные пути: трахея, бронхи.
Емкость верхних дыхательных путей образует анатомически мертвое пространство, воздух которого не участвует в газообмене. Объем анатомически мертвого пространства приблизительно равен 150 см3 (2,2 см3 на 1 кг массы тела человека).
Вентиляция легких зависит от дыхательного обмена и частоты дыхания. Величина вдоха определяется как разница между силой сокращения дыхательных мышц и эластичностью легких, которая зависит от поверхностного натяжения жидкости, покрывающей альвеолы и эластичности самой легочной ткани.
Значимость (по убыванию) вентилируемости легких во время дыхания:
нижний отдел;
передний отдел;
задний отдел;
верхушка.
Работа дыхания увеличивается при заболеваниях легких, которые сопровождаются повышением эластичного и неэластичного сопротивления.
Второй этап дыхания - диффузия и транспортировка кислорода к тканям
Диффузия кислорода осуществляется через ацинус - структурную единицу легкого, который состоит из дыхательной бронхиолы и альвеол. Диффузия кислорода осуществляется за счет парциальной разности содержания кислорода в альвеолярном воздухе и венозной крови, после чего незначительная часть кислорода растворяется в плазме, а основная часть кислорода связывается с гемоглобином, и транспортируется с током крови к органам и тканям организма. Соседние альвеолы сообщаются между собой порами межальвеолярных перегородок, через которые возможна незначительная вентиляция альвеол с закупоренными слизью ходами, например, при астме.
Альвеолы изнутри покрыты сурфактантом - сложным белковым поверхностно-активным веществом, который очень чувствителен к снижению кровообращения, вентиляции легких, уменьшению парциального напряжения кислорода в артериальной крови, что вызывает уменьшение количества сурфактанта, из-за чего нарушается стабильность поверхности альвеол. Сурфактантный комплекс препятствует спадению терминальных бронхиол, осуществляет противоотечную функцию, играет важную роль в регуляции водного баланса, оказывает защитное действие за счет противоокислительной активности.
Третий этап дыхания - утилизация кислорода в тканях
Кислород утилизируется в цикле Кребса - биологическое окисление белков, жиров и углеводов, с целью выработки энергии. Молекулярной основой клеточного дыхания является окисление углерода до углекислого газа и перенос атома водорода на атом кислорода с образованием молекулы воды. Это аэробный путь получения энергии, который в организме человека является ведущим (примерно 98% всей энергии, которую получает организм, образуется в условиях аэробного окисления; остальное приходится на анаэробное окисление).
Сосудистое русло легких состоит из двух систем: легочной и бронхиальной. Давление в легочной артерии составляет 17..23 мм рт. ст. Общая поверхность стенок капилляров - 30..60 м2 (при физической нагрузке увеличивается до 90 мм2). Диастолическое давление в левом желудочке составляет 0,2 мм рт. ст. Поэтому, нормальный кровоток в системе легочной артерии зависит от величины венозного возврата крови в сердце, сократительной способности миокарда, функционирования клапанов сердца, тонуса артеирол и прекапиллярных сфинктеров. Поскольку малый круг кровообращения относится к системе сосудов с низким давлением, то его объем может колебаться в значительных пределах, в зависимости от конкретных условий.