"श्वास। श्वसन प्रणाली" विषय की सामग्री तालिका:


3. साँस छोड़ें. साँस छोड़ने का बायोमैकेनिज्म। साँस छोड़ने की प्रक्रिया. साँस छोड़ना कैसे होता है?
4. साँस लेने और छोड़ने के दौरान फेफड़ों की मात्रा में परिवर्तन। अंतःस्रावी दबाव का कार्य। फुफ्फुस स्थान. न्यूमोथोरैक्स।
5. श्वास चरण। फेफड़ों का आयतन. सांस रफ़्तार। साँस लेने की गहराई. फुफ्फुसीय वायु की मात्रा. ज्वार की मात्रा। आरक्षित, अवशिष्ट मात्रा. फेफड़ों की क्षमता।
6. श्वसन चरण के दौरान फुफ्फुसीय मात्रा को प्रभावित करने वाले कारक। फेफड़ों की विस्तारशीलता (फेफड़ों के ऊतक)। हिस्टैरिसीस.
7. एल्वियोली. पृष्ठसक्रियकारक। एल्वियोली में द्रव परत का सतही तनाव। लाप्लास का नियम.
8. वायुमार्ग प्रतिरोध। फेफड़ों का प्रतिरोध. वायु प्रवाह। लामिना का प्रवाह। अशांत प्रवाह।
9. फेफड़ों में प्रवाह-आयतन संबंध। साँस छोड़ने के दौरान वायुमार्ग में दबाव।
10. श्वसन चक्र के दौरान श्वसन मांसपेशियों का कार्य। गहरी साँस लेने के दौरान श्वसन की मांसपेशियों का कार्य।

गैस विनिमयवायुमंडलीय हवा और फेफड़ों के वायुकोशीय स्थान के बीच फेफड़ों की मात्रा में चक्रीय परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है श्वसन चक्र के चरण. साँस लेने के चरण के दौरान, फेफड़ों का आयतन बढ़ जाता है, बाहरी वातावरण से हवा श्वसन पथ में प्रवेश करती है और फिर एल्वियोली तक पहुँचती है। इसके विपरीत, साँस छोड़ने के चरण के दौरान फेफड़ों का आयतन कम हो जाता है और एल्वियोली से हवा श्वसन पथ के माध्यम से बाहरी वातावरण में बाहर निकल जाती है। फेफड़ों की मात्रा में वृद्धि और कमी साँस लेने और छोड़ने के दौरान छाती गुहा की मात्रा में परिवर्तन की बायोमैकेनिकल प्रक्रियाओं के कारण होती है।

साँस लेने की बायोमैकेनिक्स. प्रेरणा की बायोमैकेनिक्स।

चावल। 10.1. वक्ष गुहा के आयतन पर डायाफ्रामिक मांसपेशी के संकुचन का प्रभाव. साँस लेने के दौरान डायाफ्रामिक मांसपेशियों के संकुचन (धराशायी रेखा) के कारण डायाफ्राम नीचे की ओर बढ़ता है, जिससे पेट के अंग नीचे और आगे की ओर विस्थापित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, छाती गुहा का आयतन बढ़ जाता है।

साँस लेने के दौरान छाती गुहा की मात्रा में वृद्धिश्वसन संबंधी मांसपेशियों के संकुचन के परिणामस्वरूप होता है: डायाफ्राम और बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियां। मुख्य श्वसन मांसपेशी डायाफ्राम है, जो वक्षीय गुहा के निचले तीसरे भाग में स्थित होती है और वक्ष और उदर गुहाओं को अलग करती है। जब डायाफ्रामिक मांसपेशी सिकुड़ती है, तो डायाफ्राम नीचे की ओर बढ़ता है और पेट के अंगों को नीचे और आगे की ओर विस्थापित करता है, जिससे वक्ष गुहा का आयतन मुख्य रूप से लंबवत रूप से बढ़ जाता है (चित्र 10.1)।

साँस लेने के दौरान छाती गुहा की मात्रा में वृद्धिबाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन को बढ़ावा देता है, जो छाती को ऊपर उठाती है, जिससे छाती गुहा का आयतन बढ़ जाता है। बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन का यह प्रभाव मांसपेशियों के तंतुओं के पसलियों से जुड़ाव की ख़ासियत के कारण होता है - तंतु ऊपर से नीचे और पीछे से सामने की ओर जाते हैं (चित्र 10.2)। बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के मांसपेशी फाइबर की समान दिशा के साथ, उनका संकुचन प्रत्येक पसली को शरीर और कशेरुका की अनुप्रस्थ प्रक्रिया के साथ पसली के सिर के जोड़ के बिंदुओं से गुजरने वाली धुरी के चारों ओर घुमाता है। इस आंदोलन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक अंतर्निहित कॉस्टल आर्क उसके ऊपर वाले आर्क के नीचे की तुलना में अधिक ऊपर उठता है। सभी कॉस्टल मेहराबों की एक साथ ऊपर की ओर गति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि उरोस्थि ऊपर और पूर्वकाल में उठती है, और छाती का आयतन धनु और ललाट तल में बढ़ जाता है। बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन से न केवल छाती गुहा का आयतन बढ़ता है, बल्कि छाती को नीचे की ओर उतरने से भी रोकता है। उदाहरण के लिए, अविकसित इंटरकोस्टल मांसपेशियों वाले बच्चों में, डायाफ्राम के संकुचन (विरोधाभासी गति) के दौरान छाती का आकार कम हो जाता है।

चावल। 10.2. बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के तंतुओं की दिशा और साँस लेने के दौरान वक्ष गुहा की मात्रा में वृद्धि. ए - साँस लेने के दौरान बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों का संकुचन ऊपरी पसली को नीचे की तुलना में निचली पसली को अधिक ऊपर उठाता है। परिणामस्वरूप, कॉस्टल मेहराब ऊपर की ओर उठते हैं और (बी) धनु और ललाट तल में वक्ष गुहा की मात्रा में वृद्धि करते हैं।

गहरी सांस लेते समय साँस लेना का जैव तंत्रएक नियम के रूप में, सहायक श्वसन मांसपेशियां शामिल होती हैं - स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड और पूर्वकाल स्केलीन मांसपेशियां, और उनके संकुचन से छाती का आयतन और बढ़ जाता है। विशेष रूप से, स्केलीन मांसपेशियां ऊपरी दो पसलियों को ऊपर उठाती हैं, और स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड मांसपेशियां उरोस्थि को ऊपर उठाती हैं। साँस लेना एक सक्रिय प्रक्रिया है और श्वसन की मांसपेशियों के संकुचन के दौरान ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है, जो छाती के अपेक्षाकृत कठोर ऊतकों के लोचदार प्रतिरोध, आसानी से फैलने वाले फेफड़े के ऊतकों के लोचदार प्रतिरोध, वायुगतिकीय प्रतिरोध पर काबू पाने पर खर्च होती है। वायु प्रवाह के लिए श्वसन पथ, साथ ही अंतर-पेट के दबाव में वृद्धि और परिणामस्वरूप पेट के अंगों का नीचे की ओर विस्थापन।

साँस लेने की बायोमैकेनिक्स. प्रेरणा की बायोमैकेनिक्स।

मापदण्ड नाम	अर्थ
लेख का विषय:	साँस लेने की बायोमैकेनिक्स. प्रेरणा की बायोमैकेनिक्स.
रूब्रिक (विषयगत श्रेणी)	दवा

चावल। 10.1. वक्ष गुहा के आयतन पर डायाफ्रामिक मांसपेशी के संकुचन का प्रभाव. साँस लेने के दौरान डायाफ्रामिक मांसपेशियों के संकुचन (धराशायी रेखा) के कारण डायाफ्राम नीचे की ओर बढ़ता है, जिससे पेट के अंग नीचे और आगे की ओर विस्थापित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, छाती गुहा का आयतन बढ़ जाता है।

साँस लेने के दौरान छाती गुहा की मात्रा में वृद्धिश्वसन संबंधी मांसपेशियों के संकुचन के परिणामस्वरूप होता है: डायाफ्राम और बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियां। मुख्य श्वसन मांसपेशी डायाफ्राम है, जो वक्षीय गुहा के निचले तीसरे भाग में स्थित होती है और वक्ष और उदर गुहाओं को अलग करती है। जब डायाफ्रामिक मांसपेशी सिकुड़ती है, तो डायाफ्राम नीचे की ओर बढ़ता है और पेट के अंगों को नीचे और आगे की ओर विस्थापित करता है, जिससे वक्ष गुहा का आयतन मुख्य रूप से लंबवत रूप से बढ़ जाता है (चित्र 10.1)।

साँस लेने के दौरान छाती गुहा की मात्रा में वृद्धिबाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन को बढ़ावा देता है, जो छाती को ऊपर उठाती है, जिससे छाती गुहा का आयतन बढ़ जाता है। बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन का यह प्रभाव मांसपेशियों के तंतुओं के पसलियों से जुड़ाव की ख़ासियत के कारण होता है - तंतु ऊपर से नीचे और पीछे से सामने की ओर जाते हैं (चित्र 10.2)। बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के मांसपेशी फाइबर की समान दिशा के साथ, उनका संकुचन प्रत्येक पसली को शरीर और कशेरुका की अनुप्रस्थ प्रक्रिया के साथ पसली के सिर के जोड़ के बिंदुओं से गुजरने वाली धुरी के चारों ओर घुमाता है। इस आंदोलन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक अंतर्निहित कॉस्टल आर्क ऊपर की ओर उठने की तुलना में अधिक ऊपर उठता है। सभी कॉस्टल मेहराबों की एक साथ ऊपर की ओर गति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि उरोस्थि ऊपर और पूर्वकाल में उठती है, और छाती का आयतन धनु और ललाट तल में बढ़ जाता है। बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन से न केवल छाती गुहा का आयतन बढ़ता है, बल्कि छाती को नीचे की ओर उतरने से भी रोकता है। उदाहरण के लिए, अविकसित इंटरकोस्टल मांसपेशियों वाले बच्चों में, डायाफ्राम के संकुचन (विरोधाभासी गति) के दौरान छाती का आकार कम हो जाता है।

चावल। 10.2. बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के तंतुओं की दिशा और साँस लेने के दौरान वक्ष गुहा की मात्रा में वृद्धि. ए - साँस लेने के दौरान बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों का संकुचन ऊपरी पसली को नीचे की तुलना में निचली पसली को अधिक ऊपर उठाता है। परिणामस्वरूप, कॉस्टल मेहराब ऊपर की ओर उठते हैं और (बी) धनु और ललाट तल में वक्ष गुहा की मात्रा में वृद्धि करते हैं।

गहरी सांस लेते समय साँस लेना का जैव तंत्रएक नियम के रूप में, सहायक श्वसन मांसपेशियां शामिल होती हैं - स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड और पूर्वकाल स्केलीन मांसपेशियां, और उनके संकुचन से छाती का आयतन और बढ़ जाता है। विशेष रूप से, स्केलीन मांसपेशियां ऊपरी दो पसलियों को ऊपर उठाती हैं, और स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड मांसपेशियां उरोस्थि को ऊपर उठाती हैं। साँस लेना एक सक्रिय प्रक्रिया है और श्वसन की मांसपेशियों के संकुचन के दौरान ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है, जो छाती के अपेक्षाकृत कठोर ऊतकों के लोचदार प्रतिरोध, आसानी से फैलने वाले फेफड़े के ऊतकों के लोचदार प्रतिरोध, वायुगतिकीय प्रतिरोध पर काबू पाने पर खर्च होती है। वायु प्रवाह के लिए श्वसन पथ, साथ ही अंतर-पेट के दबाव में वृद्धि और परिणामस्वरूप पेट के अंगों का नीचे की ओर विस्थापन।

आराम करते समय सांस छोड़ेंमनुष्यों में, यह फेफड़ों के लोचदार कर्षण के प्रभाव में निष्क्रिय रूप से किया जाता है, जो फेफड़ों के आयतन को उसके मूल मूल्य पर लौटा देता है। हालाँकि, गहरी साँस लेने के दौरान, साथ ही खांसने और छींकने पर, साँस छोड़ना सक्रिय होना चाहिए, और छाती गुहा की मात्रा में कमी आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियों और पेट की मांसपेशियों के संकुचन के कारण होती है। आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियों के मांसपेशी फाइबर नीचे से ऊपर और पीछे से सामने तक पसलियों के साथ उनके लगाव के बिंदु के सापेक्ष चलते हैं। जब वे सिकुड़ते हैं, तो पसलियां कशेरुका के साथ उनके जुड़ाव के बिंदुओं से गुजरने वाली एक धुरी के चारों ओर घूमती हैं, और प्रत्येक ऊंची कोस्टल आर्क नीचे की ओर जाने की तुलना में अधिक नीचे की ओर जाती है। परिणामस्वरूप, उरोस्थि के साथ सभी कॉस्टल मेहराब नीचे चले जाते हैं, जिससे धनु और ललाट तल में वक्ष गुहा का आयतन कम हो जाता है।

जब कोई व्यक्ति गहरी सांस लेता है तो पेट की मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं निःश्वसन चरणउदर गुहा में दबाव बढ़ता है, जो डायाफ्राम के गुंबद के ऊपर की ओर विस्थापन को बढ़ावा देता है और ऊर्ध्वाधर दिशा में छाती गुहा की मात्रा को कम करता है।

साँस लेने के दौरान छाती और डायाफ्राम की श्वसन मांसपेशियों में संकुचन होता है फेफड़ों की क्षमता में वृद्धि, और जब वे साँस छोड़ने के दौरान आराम करते हैं, तो फेफड़े अपनी मूल मात्रा में ढह जाते हैं। साँस लेने और छोड़ने दोनों के दौरान फेफड़ों का आयतन निष्क्रिय रूप से बदलता है, क्योंकि, उनकी उच्च लोच और विस्तारशीलता के कारण, फेफड़े श्वसन मांसपेशियों के संकुचन के कारण छाती गुहा की मात्रा में परिवर्तन का पालन करते हैं। इस स्थिति को निष्क्रिय के निम्नलिखित मॉडल द्वारा दर्शाया गया है फेफड़ों की क्षमता बढ़ाना(चित्र 10.3)। इस मॉडल में, फेफड़ों को कठोर दीवारों और लचीले डायाफ्राम से बने कंटेनर के अंदर रखे एक लोचदार गुब्बारे के रूप में माना जाता है। इलास्टिक गुब्बारे और कंटेनर की दीवारों के बीच की जगह को सील कर दिया जाता है। यह मॉडल आपको लचीले डायाफ्राम को नीचे ले जाकर कंटेनर के अंदर दबाव को बदलने की अनुमति देता है। जैसे-जैसे कंटेनर का आयतन बढ़ता है, लचीले डायाफ्राम के नीचे की ओर बढ़ने के कारण, कंटेनर के अंदर, यानी कंटेनर के बाहर का दबाव, आदर्श गैस कानून के अनुसार वायुमंडलीय दबाव से कम हो जाता है। गुब्बारा इसलिए फूलता है क्योंकि उसके अंदर का दबाव (वायुमंडलीय) गुब्बारे के चारों ओर के कंटेनर के दबाव से अधिक हो जाता है।

चावल। 10.3. डायाफ्राम नीचे आते ही फेफड़ों की निष्क्रिय मुद्रास्फीति को प्रदर्शित करने वाले मॉडल का योजनाबद्ध आरेख. जब डायाफ्राम को नीचे किया जाता है, तो कंटेनर के अंदर हवा का दबाव वायुमंडलीय दबाव से कम हो जाता है, जिससे लोचदार गुब्बारा फूल जाता है। पी -वायुमंडलीय दबाव.

मानव फेफड़ों पर लगाया जाता है, जो पूरी तरह भर जाते हैं छाती गुहा की मात्रा, उनकी सतह और छाती गुहा की आंतरिक सतह फुफ्फुस झिल्ली से ढकी होती है। फेफड़ों की सतह पर फुफ्फुस झिल्ली (आंत का फुफ्फुस) शारीरिक रूप से छाती की दीवार (पार्श्विका फुफ्फुस) को कवर करने वाली फुफ्फुस झिल्ली से संपर्क नहीं करती है, क्योंकि वहाँ है फुफ्फुस स्थान(समानार्थी शब्द - अंतर्गर्भाशयी स्थान), द्रव की एक पतली परत से भरा हुआ - फुफ्फुस द्रव। यह तरल पदार्थ फेफड़ों की लोबों की सतह को मॉइस्चराइज़ करता है और फेफड़ों के फूलने के दौरान एक-दूसरे के सापेक्ष उनके फिसलने को बढ़ावा देता है, और फुस्फुस का आवरण की पार्श्विका और आंत परतों के बीच घर्षण की सुविधा भी देता है। तरल असंपीड्य है और दबाव कम होने पर इसका आयतन नहीं बढ़ता है फुफ्फुस गुहा. इस कारण से, अत्यधिक लोचदार फेफड़े साँस लेने के दौरान छाती गुहा की मात्रा में परिवर्तन को बिल्कुल दोहराते हैं। ब्रोंची, रक्त वाहिकाएँ, तंत्रिकाएँ और लसीका वाहिकाएँ फेफड़े की जड़ बनाती हैं, जिनकी मदद से फेफड़े मीडियास्टिनम में स्थिर होते हैं। इन ऊतकों के यांत्रिक गुण बल की मुख्य डिग्री निर्धारित करते हैं, और श्वसन की मांसपेशियों को संकुचन के दौरान विकसित होना चाहिए फेफड़ों की क्षमता में वृद्धि. सामान्य परिस्थितियों में, फेफड़ों का लोचदार कर्षण वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष अंतःस्रावी स्थान में द्रव की एक पतली परत में नगण्य मात्रा में नकारात्मक दबाव बनाता है। नकारात्मक अंतःस्रावी दबाव श्वसन चक्र के चरणों के अनुसार -5 (साँस छोड़ना) से -10 सेमी एक्यू तक भिन्न होता है। कला। (साँस लेना) वायुमंडलीय दबाव से नीचे (चित्र 10.4)। नकारात्मक अंतःस्रावी दबाव छाती गुहा की मात्रा में कमी (पतन) का कारण बन सकता है, जिसका छाती के ऊतक अपनी अत्यंत कठोर संरचना के साथ प्रतिकार करते हैं। छाती की तुलना में डायाफ्राम अधिक लोचदार होता है, और इसका गुंबद फुफ्फुस और पेट की गुहाओं के बीच मौजूद दबाव प्रवणता के प्रभाव में ऊपर उठता है।

ऐसी स्थिति में जहां फेफड़े फैलते या सिकुड़ते नहीं हैं (क्रमशः साँस लेने या छोड़ने के बाद एक ठहराव), श्वसन पथ में कोई वायु प्रवाह नहीं होता है और एल्वियोली में दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। इस मामले में, वायुमंडलीय और अंतःस्रावी दबाव के बीच का ढाल फेफड़ों के लोचदार कर्षण द्वारा विकसित दबाव को बिल्कुल संतुलित करेगा (चित्र 10.4 देखें)। इन स्थितियों के तहत, अंतःस्रावी दबाव का मान श्वसन पथ में दबाव और फेफड़ों के लोचदार कर्षण द्वारा विकसित दबाव के बीच के अंतर के बराबर होता है। इस कारण से, फेफड़े जितना अधिक खिंचेंगे, फेफड़ों का लोचदार कर्षण उतना ही मजबूत होगा और वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष अंतःस्रावी दबाव का मान उतना ही अधिक नकारात्मक होगा। यह साँस लेने के दौरान होता है, जब डायाफ्राम नीचे चला जाता है और फेफड़ों का लोचदार कर्षण फेफड़ों की मुद्रास्फीति का प्रतिकार करता है, और अंतःस्रावी दबाव अधिक नकारात्मक हो जाता है। साँस लेने के दौरान, यह नकारात्मक दबाव वायुमार्ग प्रतिरोध पर काबू पाने, वायुमार्ग के माध्यम से वायुकोशिका की ओर बढ़ने में मदद करता है। परिणामस्वरूप, वायु बाहरी वातावरण से एल्वियोली में प्रवेश करती है।

चावल। 10.4. श्वसन चक्र के श्वसन और निःश्वसन चरणों के दौरान एल्वियोली और अंतःस्रावी दबाव में दबाव. श्वसन पथ में वायु प्रवाह की अनुपस्थिति में, उनमें दबाव वायुमंडलीय दबाव (ए) के बराबर होता है, और फेफड़ों का लोचदार कर्षण एल्वियोली में दबाव ई बनाता है, इन स्थितियों के तहत, अंतःस्रावी दबाव का मान बराबर होता है अंतर ए - ई। साँस लेते समय, डायाफ्राम के संकुचन से फुफ्फुस अंतरिक्ष गुहाओं में नकारात्मक दबाव की मात्रा -10 सेमी एक्यू तक बढ़ जाती है। कला।, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ श्वसन पथ में वायु प्रवाह के प्रतिरोध को दूर करने में मदद करता है, और हवा बाहरी वातावरण से एल्वियोली में चली जाती है। अंतःस्रावी दबाव का परिमाण दबाव ए - आर - ई के बीच के अंतर से निर्धारित होता है। साँस छोड़ते समय, डायाफ्राम आराम करता है और वायुमंडलीय दबाव (-5 सेमी जल स्तंभ) के सापेक्ष अंतःस्रावी दबाव कम नकारात्मक हो जाता है। एल्वियोली, उनकी लोच के कारण, उनका व्यास कम कर देती है, और उनमें दबाव ई बढ़ जाता है। एल्वियोली और बाहरी वातावरण के बीच दबाव प्रवणता श्वसन पथ के माध्यम से एल्वियोली से हवा को बाहरी वातावरण में हटाने को बढ़ावा देती है। अंतःस्रावी दबाव का मान ए + आर के योग से एल्वियोली के अंदर के दबाव को घटाकर निर्धारित किया जाता है, यानी ए + आर - ई। ए - वायुमंडलीय दबाव, ई - फेफड़ों के लोचदार कर्षण के कारण उत्पन्न होने वाले एल्वियोली में दबाव, आर - दबाव श्वसन पथ में वायु प्रवाह के प्रतिरोध पर काबू पाने को सुनिश्चित करता है, पी - अंतःस्रावी दबाव।

जब आप साँस छोड़ते हैं, तो डायाफ्राम शिथिल हो जाता है और अंतःस्रावी दबाव कम नकारात्मक हो जाता है। इन परिस्थितियों में, एल्वियोली, उनकी दीवारों की उच्च लोच के कारण, आकार में घटने लगती है और श्वसन पथ के माध्यम से फेफड़ों से हवा को बाहर धकेलती है। वायुप्रवाह के प्रति वायुमार्ग का प्रतिरोध एल्वियोली में सकारात्मक दबाव बनाए रखता है और उनके तेजी से पतन को रोकता है। हालाँकि, साँस छोड़ने के दौरान शांत अवस्था में, श्वसन पथ में हवा का प्रवाह केवल फेफड़ों के लोचदार कर्षण के कारण होता है।

वातिलवक्ष. यदि हवा अंतःस्रावी स्थान में प्रवेश करती है, उदाहरण के लिए घाव के उद्घाटन के माध्यम से, तो फेफड़ों में संकुचन होता है, छाती का आयतन थोड़ा बढ़ जाता है, और जैसे ही अंतःस्रावी दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर हो जाता है, डायाफ्राम नीचे चला जाता है। इस स्थिति को आमतौर पर न्यूमोथोरैक्स कहा जाता है, जिसमें फेफड़े परिवर्तनों का पालन करने की क्षमता खो देते हैं छाती गुहा का आयतनसाँस लेने की गतिविधियों के दौरान. इसके अलावा, साँस लेने के दौरान, हवा घाव के उद्घाटन के माध्यम से छाती गुहा में प्रवेश करती है और साँस छोड़ने के दौरान श्वसन आंदोलनों के दौरान फेफड़ों की मात्रा को बदले बिना बाहर निकल जाती है, जिससे बाहरी वातावरण और शरीर के बीच गैस विनिमय असंभव हो जाता है।

बाह्य श्वसन प्रक्रियाश्वसन चक्र के साँस लेने और छोड़ने के चरणों के दौरान फेफड़ों में हवा की मात्रा में परिवर्तन के कारण होता है। शांत श्वास के दौरान, श्वसन चक्र में साँस लेने और छोड़ने की अवधि का अनुपात औसतन 1:1.3 होता है। किसी व्यक्ति की बाहरी श्वास की पहचान श्वसन गति की आवृत्ति और गहराई से होती है। सांस रफ़्तारएक व्यक्ति को 1 मिनट के भीतर श्वसन चक्रों की संख्या से मापा जाता है और एक वयस्क में आराम के समय इसका मान 12 से 20 प्रति 1 मिनट तक भिन्न होता है। बाह्य श्वसन का यह सूचक शारीरिक कार्य, परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ता है और उम्र के साथ बदलता भी है। उदाहरण के लिए, नवजात शिशुओं में श्वसन दर 60-70 प्रति 1 मिनट है, और 25-30 वर्ष की आयु के लोगों में - औसतन 16 प्रति 1 मिनट। साँस लेने की गहराई एक श्वसन चक्र के दौरान ली गई और छोड़ी गई हवा की मात्रा से निर्धारित होती है। श्वसन गति की आवृत्ति और उनकी गहराई का उत्पाद बाह्य श्वसन के मूल मूल्य को दर्शाता है - हवादार. फेफड़ों के वेंटिलेशन का एक मात्रात्मक माप श्वसन की मिनट की मात्रा है - यह हवा की मात्रा है जो एक व्यक्ति 1 मिनट में साँस लेता है और छोड़ता है। आराम की स्थिति में किसी व्यक्ति की सांस लेने की मिनट की मात्रा 6-8 लीटर के बीच होती है। शारीरिक कार्य के दौरान व्यक्ति की एक मिनट की सांस लेने की मात्रा 7-10 गुना तक बढ़ सकती है।

चावल। 10.5. फेफड़ों में हवा की मात्रा और क्षमता और शांत साँस लेने, गहरी साँस लेने और छोड़ने के दौरान फेफड़ों में हवा की मात्रा में परिवर्तन का एक वक्र (स्पाइरोग्राम)। एफआरसी - कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता।

फुफ्फुसीय वायु की मात्रा. में श्वसन शरीर क्रिया विज्ञानमनुष्यों में फुफ्फुसीय आयतन के लिए एक एकीकृत नामकरण अपनाया गया है, जो श्वसन चक्र के साँस लेने और छोड़ने के चरणों के दौरान शांत और गहरी साँस लेने के दौरान फेफड़ों को भरता है (चित्र 10.5)। शांत श्वास के दौरान किसी व्यक्ति द्वारा ली गई या छोड़ी गई फुफ्फुसीय मात्रा को आमतौर पर कहा जाता है ज्वार की मात्रा. शांत श्वास के दौरान इसका मान औसतन 500 मिलीलीटर होता है। वायु की वह अधिकतम मात्रा जिसे कोई व्यक्ति ज्वारीय आयतन से अधिक मात्रा में ग्रहण कर सकता है, सामान्यतः कहलाती है प्रेरणात्मक आरक्षित मात्रा(औसतन 3000 मिली)। हवा की अधिकतम मात्रा जो एक व्यक्ति शांत साँस छोड़ने के बाद बाहर निकाल सकता है उसे आमतौर पर निःश्वसन आरक्षित मात्रा (औसतन 1100 मिली) कहा जाता है। अंत में, अधिकतम साँस छोड़ने के बाद फेफड़ों में बची हवा की मात्रा को आमतौर पर अवशिष्ट मात्रा कहा जाता है, इसका मान लगभग 1200 मिलीलीटर है।

दो फेफड़ों के आयतनों के मानों का योग और अधिक सामान्यतः कहा जाता है फुफ्फुसीय क्षमता. हवा की मात्रामानव फेफड़ों में यह श्वसन फेफड़ों की क्षमता, महत्वपूर्ण फेफड़ों की क्षमता और कार्यात्मक अवशिष्ट फेफड़ों की क्षमता की विशेषता है। फेफड़ों की श्वसन क्षमता (3500 मिली) ज्वारीय मात्रा और श्वसन आरक्षित मात्रा का योग है। फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता(4600 मिली) में ज्वारीय मात्रा और श्वसन और निःश्वसन आरक्षित मात्रा शामिल है। कार्यात्मक अवशिष्ट फेफड़ों की क्षमता(1600 मिली) निःश्वसन आरक्षित मात्रा और अवशिष्ट फेफड़े की मात्रा का योग है। जोड़ फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमताऔर अवशिष्ट मात्राइसे आम तौर पर फेफड़ों की कुल क्षमता कहा जाता है, जिसका औसत मूल्य मनुष्यों में 5700 मिलीलीटर है।

साँस लेते समय मनुष्य के फेफड़ेडायाफ्राम और बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन के कारण, वे स्तर से अपनी मात्रा बढ़ाना शुरू कर देते हैं, और शांत श्वास के दौरान इसका मूल्य होता है ज्वार की मात्रा, और गहरी सांस के साथ - विभिन्न मूल्यों तक पहुंचता है आरक्षित मात्रासाँस लेना साँस छोड़ते समय, फेफड़ों का आयतन कार्यात्मक कार्य के मूल स्तर पर लौट आता है। अवशिष्ट क्षमतानिष्क्रिय रूप से, फेफड़ों के लोचदार कर्षण के कारण। यदि हवा बाहर निकलने वाली हवा की मात्रा में प्रवेश करना शुरू कर देती है कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता, जो गहरी सांस लेने के दौरान होता है, साथ ही जब खांसते या छींकते हैं, तो पेट की दीवार की मांसपेशियों के संकुचन के कारण साँस छोड़ना होता है। इस मामले में, अंतःस्रावी दबाव का मान, एक नियम के रूप में, वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो जाता है, जो श्वसन पथ में वायु प्रवाह की उच्चतम गति निर्धारित करता है।

साँस लेते समय, छाती गुहा की मात्रा में वृद्धि को रोका जाता है फेफड़ों का लोचदार कर्षण, कठोर छाती, पेट के अंगों की गति और अंत में, वायुकोश की ओर हवा की गति के लिए वायुमार्ग का प्रतिरोध। पहला कारक, अर्थात् फेफड़ों का लोचदार कर्षण, प्रेरणा के दौरान फेफड़ों की मात्रा में वृद्धि को सबसे बड़ी सीमा तक रोकता है।

साँस लेने की बायोमैकेनिक्स. प्रेरणा की बायोमैकेनिक्स। - अवधारणा और प्रकार. श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं "सांस लेने की बायोमैकेनिक्स। साँस लेना की बायोमैकेनिक्स।" 2017, 2018.

बाहरी श्वास

श्वसन गतिविधियों की बायोमैकेनिक्स

बाह्य श्वसन छाती के आयतन में परिवर्तन और फेफड़ों के आयतन में सहवर्ती परिवर्तनों के कारण होता है।

साँस लेने, या साँस छोड़ने के दौरान छाती का आयतन बढ़ जाता है, और साँस छोड़ने, या छोड़ने के दौरान कम हो जाता है। ये साँस लेने की गतिविधियाँ फुफ्फुसीय वेंटिलेशन प्रदान करती हैं।

तीन शारीरिक और कार्यात्मक संरचनाएं श्वसन आंदोलनों में शामिल हैं: 1) श्वसन पथ, जो अपने गुणों में थोड़ा विस्तार योग्य, संपीड़ित है और वायु प्रवाह बनाता है, खासकर केंद्रीय क्षेत्र में; 2) लोचदार और फैलने योग्य फेफड़े के ऊतक; 3) छाती, एक निष्क्रिय ऑस्टियोकॉन्ड्रल आधार से युक्त होती है, जो संयोजी ऊतक स्नायुबंधन और श्वसन मांसपेशियों द्वारा एकजुट होती है। छाती पसलियों के स्तर पर अपेक्षाकृत कठोर और डायाफ्राम के स्तर पर लचीली होती है।

दो ज्ञात बायोमैकेनिज्म हैं जो छाती की मात्रा को बदलते हैं: पसलियों को ऊपर उठाना और कम करना और डायाफ्राम के गुंबद की गति; दोनों बायोमैकेनिज्म श्वसन मांसपेशियों द्वारा संचालित होते हैं। श्वसन की मांसपेशियों को श्वसन और श्वसन की मांसपेशियों में विभाजित किया गया है।

श्वसनीय मांसपेशियां डायाफ्राम, बाहरी इंटरकोस्टल और इंटरकॉन्ड्रल मांसपेशियां हैं। शांत श्वास के दौरान, छाती का आयतन मुख्य रूप से डायाफ्राम के संकुचन और उसके गुंबद की गति के कारण बदलता है। गहरी मजबूर साँस लेने के दौरान, अतिरिक्त, या सहायक, श्वसन मांसपेशियाँ प्रेरणा में शामिल होती हैं: ट्रेपेज़ियस, पूर्वकाल स्केलीन और स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड मांसपेशियाँ। स्केलीन मांसपेशियां दो ऊपरी पसलियों को ऊपर उठाती हैं और शांत श्वास के दौरान सक्रिय रहती हैं। स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड मांसपेशियां उरोस्थि को ऊपर उठाती हैं और छाती के धनु व्यास को बढ़ाती हैं। जब फुफ्फुसीय वेंटिलेशन 50 एल * मिनट -1 से अधिक हो या श्वसन विफलता के मामले में उन्हें सांस लेने में शामिल किया जाता है।

साँस छोड़ने वाली मांसपेशियाँ आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियाँ और पेट की दीवार की मांसपेशियाँ या पेट की मांसपेशियाँ हैं। उत्तरार्द्ध को अक्सर मुख्य श्वसन मांसपेशियों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। एक अप्रशिक्षित व्यक्ति में, वे 40 l*min-1 से अधिक फेफड़ों के वेंटिलेशन के दौरान सांस लेने में भाग लेते हैं।

पसलियों का हिलना. प्रत्येक पसली शरीर के साथ गतिशील संबंध के दो बिंदुओं और संबंधित कशेरुका की अनुप्रस्थ प्रक्रिया से गुजरने वाली धुरी के चारों ओर घूमने में सक्षम है। साँस लेने के दौरान, छाती के ऊपरी हिस्से मुख्य रूप से ऐनटेरोपोस्टीरियर दिशा में फैलते हैं, क्योंकि ऊपरी पसलियों के घूमने की धुरी छाती के सापेक्ष लगभग अनुप्रस्थ रूप से स्थित होती है (चित्र 8.1, ए)। छाती के निचले हिस्से अधिक फैलते हैं, मुख्यतः पार्श्व दिशाओं में, क्योंकि निचली पसलियों की कुल्हाड़ियाँ अधिक धनु स्थिति में होती हैं। संकुचन द्वारा, बाहरी इंटरकोस्टल और इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियां प्रेरणा चरण के दौरान पसलियों को ऊपर उठाती हैं, इसके विपरीत, साँस छोड़ने के चरण के दौरान आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियों की गतिविधि के कारण पसलियां नीचे हो जाती हैं;

डायाफ्राम की गति. डायाफ्राम में छाती गुहा की ओर एक गुंबद का आकार होता है। एक शांत साँस लेने के दौरान, डायाफ्राम का गुंबद 1.5-2.0 सेमी (छवि 8.2) तक कम हो जाता है, और परिधीय मांसपेशी भाग छाती की आंतरिक सतह से कुछ दूर चला जाता है, जबकि पार्श्व दिशाओं में निचली तीन पसलियों को ऊपर उठाता है। गहरी साँस लेने के दौरान, डायाफ्राम का गुंबद 10 सेमी तक स्थानांतरित हो सकता है। डायाफ्राम के ऊर्ध्वाधर विस्थापन के साथ, ज्वारीय मात्रा में परिवर्तन औसतन 350 मिली*सेमी-1 होता है। यदि डायाफ्राम लकवाग्रस्त है, तो साँस लेने के दौरान इसका गुंबद ऊपर की ओर बढ़ता है, डायाफ्राम की तथाकथित विरोधाभासी गति होती है।

साँस छोड़ने के पहले भाग में, जिसे श्वसन चक्र का श्वसनोत्तर चरण कहा जाता है, डायाफ्रामिक मांसपेशी में मांसपेशी फाइबर के संकुचन का बल धीरे-धीरे कम हो जाता है। उसी समय, डायाफ्राम का गुंबद आसानी से ऊपर की ओर उठता है, फेफड़ों के लोचदार कर्षण के साथ-साथ इंट्रा-पेट के दबाव में वृद्धि के कारण, जो पेट की मांसपेशियां समाप्ति के दौरान बना सकती हैं।

सांस लेने के दौरान डायाफ्राम की गति फेफड़ों के वेंटिलेशन का लगभग 70-80% हिस्सा होती है। उदर गुहा का बाहरी श्वसन के कार्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, क्योंकि आंत के अंगों का द्रव्यमान और आयतन डायाफ्राम की गतिशीलता को सीमित करता है।

फेफड़ों में दबाव में उतार-चढ़ाव, जिससे वायु गति होती है। वायुकोशीय दबाव फुफ्फुसीय वायुकोशिका के अंदर का दबाव है। ऊपरी श्वसन पथ को खुला रखते हुए सांस रोकने के दौरान फेफड़ों के सभी हिस्सों में दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। बाहरी वातावरण और फेफड़ों के एल्वियोली के बीच O2 और CO2 का स्थानांतरण तभी होता है जब इन वायु वातावरण के बीच दबाव अंतर दिखाई देता है। वायुकोशीय या तथाकथित इंट्रापल्मोनरी दबाव में उतार-चढ़ाव तब होता है जब साँस लेने और छोड़ने के दौरान छाती का आयतन बदलता है।

साँस लेने और छोड़ने के दौरान वायुकोशीय दबाव में परिवर्तन के कारण बाहरी वातावरण से वायु की वायुकोशिका और पीठ में गति होती है। जैसे-जैसे आप सांस लेते हैं, आपके फेफड़ों का आयतन बढ़ता जाता है। बॉयल-मैरियट नियम के अनुसार, उनमें वायुकोशीय दबाव कम हो जाता है और परिणामस्वरूप, बाहरी वातावरण से हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है। इसके विपरीत, साँस छोड़ने के दौरान फेफड़ों का आयतन कम हो जाता है, वायुकोशीय दबाव बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप वायुकोशीय वायु बाहरी वातावरण में चली जाती है।

इंट्राप्लुरल दबाव फुस्फुस की आंत और पार्श्विका परतों के बीच भली भांति बंद करके फुफ्फुस गुहा में दबाव है। आम तौर पर, यह दबाव वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष नकारात्मक होता है। उनके लोचदार कर्षण के कारण फेफड़े के ऊतकों के साथ छाती की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप अंतःस्रावी दबाव उत्पन्न होता है और बना रहता है। इस मामले में, फेफड़ों का लोचदार कर्षण एक बल विकसित करता है जो हमेशा छाती की मात्रा को कम करता है। श्वसन गति के दौरान श्वसन की मांसपेशियों द्वारा विकसित सक्रिय बल भी अंतःस्रावी दबाव के अंतिम मूल्य के निर्माण में भाग लेते हैं। अंत में, अंतःस्रावी दबाव का रखरखाव आंत और पार्श्विका फुस्फुस द्वारा अंतःस्रावी द्रव के निस्पंदन और अवशोषण की प्रक्रियाओं से प्रभावित होता है। एक खोखली सुई के साथ फुफ्फुस गुहा से जुड़े मैनोमीटर से अंतःस्रावी दबाव को मापा जा सकता है।

नैदानिक ​​​​अभ्यास में, मनुष्यों में अंतःस्रावी दबाव का आकलन करने के लिए, अन्नप्रणाली के निचले हिस्से में दबाव को एक विशेष कैथेटर का उपयोग करके मापा जाता है जिसके अंत में एक लोचदार गुब्बारा होता है। कैथेटर को नासिका मार्ग के माध्यम से ग्रासनली में डाला जाता है। अन्नप्रणाली में दबाव मोटे तौर पर अंतःस्रावी दबाव से मेल खाता है क्योंकि अन्नप्रणाली छाती गुहा में स्थित है, दबाव में परिवर्तन अन्नप्रणाली की दीवारों के माध्यम से प्रसारित होता है।

शांत श्वास के दौरान, अंतःस्रावी दबाव प्रेरणा के समय वायुमंडलीय दबाव से 6-8 सेमी नीचे पानी का होता है। कला।, और समाप्ति पर - 4-5 सेमी पानी से। कला।

फेफड़े के विभिन्न बिंदुओं के स्तर पर अंतःस्रावी दबाव के प्रत्यक्ष माप से 0.2-0.3 सेमी जल स्तंभ * सेमी-1 के बराबर ऊर्ध्वाधर ढाल की उपस्थिति देखी गई। फेफड़ों के शीर्ष भाग में अंतःस्रावी दबाव 6-8 सेमी पानी होता है। कला। डायाफ्राम से सटे फेफड़ों के बेसल भागों की तुलना में कम। खड़े होने की स्थिति में, यह ढाल लगभग रैखिक होती है और सांस लेने के दौरान नहीं बदलती है। लापरवाह या पार्श्व स्थिति में, ढाल कुछ छोटी होती है (0.1-0.2 सेमी जल स्तंभ * सेमी-1) और उल्टा ऊर्ध्वाधर स्थिति में पूरी तरह से अनुपस्थित होती है।

वायुकोशीय और अंतःस्रावी दबाव के बीच के अंतर को ट्रांसपल्मोनरी दबाव कहा जाता है। डायाफ्राम के साथ फेफड़े के संपर्क के क्षेत्र में, ट्रांसपल्मोनरी दबाव को ट्रांसडायफ्राग्मैटिक कहा जाता है।

ट्रांसपल्मोनरी दबाव का परिमाण और बाहरी वायुमंडलीय दबाव के साथ संबंध अंततः फेफड़ों के वायुमार्ग में वायु की गति का मुख्य कारक है।

वायुकोशीय दबाव में परिवर्तन अंतःस्रावी दबाव में उतार-चढ़ाव से जुड़े होते हैं।

वायुकोशीय दबाव, अंतःस्रावी दबाव से ऊपर और बैरोमीटर के दबाव के सापेक्ष, समाप्ति के दौरान सकारात्मक और प्रेरणा के दौरान नकारात्मक होता है। अंतःस्रावी दबाव हमेशा वायुकोशीय दबाव से कम होता है और प्रेरणा के समय हमेशा नकारात्मक होता है। साँस छोड़ने के दौरान, साँस छोड़ने के बल के आधार पर, अंतःस्रावी दबाव नकारात्मक, सकारात्मक या शून्य के बराबर होता है।

बाहरी वातावरण से वायुकोशिका और पीठ तक हवा की गति दबाव प्रवणता से प्रभावित होती है जो वायुकोशीय और वायुमंडलीय दबाव के बीच साँस लेने और छोड़ने के दौरान होती है।

छाती की जकड़न के उल्लंघन के परिणामस्वरूप बाहरी वातावरण के साथ फुफ्फुस गुहा के संचार को न्यूमोथोरैक्स कहा जाता है। न्यूमोथोरैक्स के साथ, अंतःस्रावी और वायुमंडलीय दबाव बराबर हो जाते हैं, जिससे फेफड़े ढह जाते हैं और छाती और डायाफ्राम के श्वसन आंदोलनों के दौरान इसे हवादार करना असंभव हो जाता है।

श्वसन की मांसपेशियों को विकसित करने वाले प्रयास बाहरी श्वसन के निम्नलिखित मात्रात्मक पैरामीटर बनाते हैं: मात्रा (वी), फुफ्फुसीय वेंटिलेशन (वीई) और दबाव (पी)।

ये मान, बदले में, साँस लेने के कार्य (W=P*ΔV), फेफड़े के अनुपालन, या अनुपालन (C = =ΔV/P), चिपचिपा प्रतिरोध, या प्रतिरोध (R=ΔP/V) की गणना करना संभव बनाते हैं। श्वसन पथ, फेफड़े और छाती के ऊतक कोशिकाएं।

श्वास चरण:

1) बाह्य श्वसन - बाहरी वातावरण और फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त के बीच O2 और CO2 का आदान-प्रदान:

- "फुफ्फुसीय वेंटिलेशन" - बाहरी वातावरण और फेफड़ों के एल्वियोली के बीच गैस विनिमय;

वायुकोशीय वायु और फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त के बीच गैस विनिमय।

2) रक्त द्वारा O2 और CO2 का परिवहन।

3) ऊतक श्वसन।

4) इंट्रासेल्युलर (माइटोकॉन्ड्रियल)।

बाह्य श्वसन तंत्र:

फेफड़ों के वायुमार्ग और एल्वियोली;

छाती और फुफ्फुस गुहा का मस्कुलोस्केलेटल फ्रेम;

पल्मोनरी परिसंचरण;

न्यूरोहुमोरल उपकरण।

श्वास क्षेत्र:

1) प्रवाहकीय क्षेत्र (1-16) - हवा से भरा हुआ जो गैस विनिमय में भाग नहीं लेता,

2) संक्रमण क्षेत्र (17-21) - O2 परिवहन प्रदान करता है,

3) श्वसन क्षेत्र (22-23) - गैस विनिमय।

ज़ोन 1 और 2 में मृत स्थान (शारीरिक और वायुकोशीय) की मात्रा हवा है। कार्य: शुद्धिकरण, गर्म या ठंडा करना, वायुमंडलीय वायु का आर्द्रीकरण।

एक स्वस्थ फेफड़े में, शीर्ष एल्वियोली का कुछ हिस्सा सामान्य रूप से हवादार होता है, लेकिन आंशिक रूप से या पूरी तरह से रक्त से सुगंधित नहीं होता है - वायुकोशीय मृत स्थान। फिजियोल में. पारंपरिक आईओसी में कमी, फेफड़ों की वाहिकाओं में रक्तचाप और पैट में कमी की स्थिति में प्रकट हो सकता है। स्थितियाँ - एनीमिया, फुफ्फुसीय अन्त: शल्यता के साथ। फेफड़ों के ऐसे क्षेत्रों में गैस विनिमय नहीं होता है।

साँस लेने और छोड़ने की बायोमैकेनिक्स:

2 बायोमैकेनिज्म: - पसलियों को ऊपर उठाना और नीचे करना; - डायाफ्राम की गति.

साँस लेने वाली मांसपेशियाँ: डायाफ्राम, बाहरी इंटरकोस्टल, (+ ट्रेपेज़ॉइड, पूर्वकाल स्केलीन और स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड)

निःश्वसन मांसपेशियाँ: आंतरिक इंटरकोस्टल, पेट की मांसपेशियां।

पसलियों की हरकत. साँस लेने के दौरान, छाती के ऊपरी हिस्से ऐनटेरोपोस्टीरियर दिशा में फैलते हैं, निचले हिस्से - पार्श्व दिशाओं में। संकुचन द्वारा, बाहरी इंटरकोस्टल और इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियां प्रेरणा चरण के दौरान पसलियों को ऊपर उठाती हैं, इसके विपरीत, साँस छोड़ने के चरण के दौरान आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियों की गतिविधि के कारण पसलियां नीचे हो जाती हैं;

डायाफ्राम की गति.डायाफ्राम में छाती गुहा की ओर एक गुंबद का आकार होता है। एक शांत साँस लेने के दौरान, डायाफ्राम का गुंबद 1.5-2.0 सेमी कम हो जाता है।

ट्रांसपल्मोनरी दबाव, फेफड़ों का लोचदार कर्षण:

साँस लेने और छोड़ने के दौरान वायुकोशीय दबाव में परिवर्तन के कारण बाहरी वातावरण से वायु की वायुकोशिका और पीठ में गति होती है। जैसे-जैसे आप सांस लेते हैं, आपके फेफड़ों का आयतन बढ़ता जाता है। उनमें वायुकोशीय दबाव कम हो जाता है और परिणामस्वरूप, बाहरी वातावरण से हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है। इसके विपरीत, साँस छोड़ने के दौरान फेफड़ों का आयतन कम हो जाता है, वायुकोशीय दबाव बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप वायुकोशीय वायु बाहरी वातावरण में चली जाती है।

अंतःस्रावी दबाव- फुस्फुस की आंत और पार्श्विका परतों के बीच भली भांति बंद फुफ्फुस गुहा में दबाव। उनके लोचदार कर्षण के कारण फेफड़े के ऊतकों के साथ छाती की बातचीत के परिणामस्वरूप इंट्राप्लुरल दबाव उत्पन्न होता है। इस मामले में, फेफड़ों का लोचदार कर्षण एक बल विकसित करता है जो हमेशा छाती की मात्रा को कम करता है।

शांत श्वास के दौरान, अंतःस्रावी दबाव एटीएम से नीचे होता है। साँस लेते समय - -6 मिमी.एचजी, साँस छोड़ते समय - -3 मिमी.एचजी।

वायुकोशीय और अंतःस्रावी दबाव के बीच के अंतर को ट्रांसपल्मोनरी दबाव कहा जाता है। परिमाण और बाहरी एटीएम के साथ संबंध। ट्रांसपल्मोनरी दबाव अंततः फेफड़ों के वायुमार्ग में वायु की गति का मुख्य कारक है।

स्पोक के अंत में ट्रांसपुलम दबाव। साँस लेना - 4 मिमी.एचजी, साँस छोड़ना - 2 मिमी.एचजी।

वेंटिलेशन पैरामीटर:

मिनट श्वसन मात्रा (MRV)- 1 मिनट में फेफड़ों से गुजरने वाली हवा की मात्रा। MOD=DO*BH=8l.

मिनट वायुकोशीय वेंटिलेशन (एमएवीएल=(डीओ-मृत स्थान की मात्रा)*आरआर)।

अधिकतम वेंटिलेशन- श्वसन गति की अधिकतम आवृत्ति और गहराई के दौरान 1 मिनट में फेफड़ों से गुजरने वाली हवा की मात्रा।

फेफड़ों की मात्रा:

ज्वारीय मात्रा (तक)) - हवा की मात्रा जो एक व्यक्ति शांत साँस लेने के दौरान अंदर लेता है और छोड़ता है। 300-800 मि.ली.

प्रेरणात्मक आरक्षित मात्रा (आईआरवी)- अधिकतम. हवा की वह मात्रा जो कोई व्यक्ति शांत साँस लेने के बाद अंदर ले सकता है। आरओवीडी = 1.5-1.8 एल।

निःश्वसन आरक्षित मात्रा (ईआरवी)- अधिकतम. हवा की वह मात्रा जो एक व्यक्ति शांत साँस छोड़ने के स्तर से अतिरिक्त रूप से बाहर निकाल सकता है। रोविड = 1.0-1.4 एल.

अवशिष्ट मात्रा (वीआर)- हवा की वह मात्रा जो अधिकतम साँस छोड़ने के बाद फेफड़ों में रहती है। OO=1.0-1.5 एल.

फुफ्फुसीय क्षमताएँ:

वाइटल कैपेसिटी (वीसी) हवा की वह अधिकतम मात्रा है जिसे अधिकतम के बाद बाहर निकाला जा सकता है। साँस लेना ZHEL=DO+ROVD+ROvyd.

पुरुषों में = 3.5-5.0 लीटर या अधिक। महिला = 3.0-4.0 ली.

श्वसन क्षमता (Evd)=DO+ROvd. ईवीडी = 2.0-2.3 एल.

-कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता (एफआरसी)- शांत साँस छोड़ने के बाद फेफड़ों में हवा की मात्रा। FFU=ROvyd+OO= 1800-2500ml.

-फेफड़ों की कुल क्षमता (टीएलसी)- पूर्ण प्रेरणा के अंत में फेफड़ों में हवा की मात्रा। OEL = OO + VEL, OEL = FOE + Evd. पुरुषों के लिए = 6 लीटर, महिलाओं के लिए = 5 लीटर।

फुफ्फुसीय वेंटिलेशन का अध्ययन करने के तरीके:

स्वस्थ व्यक्तियों में फुफ्फुसीय कार्य के अध्ययन और मानव फेफड़ों की बीमारी के निदान में फेफड़ों की मात्रा और क्षमताओं का मापन नैदानिक ​​​​महत्व का है। फेफड़ों की मात्रा और क्षमता को आमतौर पर स्पाइरोमेट्री, संकेतकों के एकीकरण के साथ न्यूमोटैकोमेट्री और स्पाइरोग्राफी का उपयोग करके मापा जाता है।



व्याख्यान खोजें

श्वसन मांसपेशियाँ वेंटिलेशन का "इंजन" हैं। शांत और मजबूर साँस लेना कई मायनों में भिन्न होता है, जिसमें साँस लेने की क्रिया करने वाली श्वसन मांसपेशियों की संख्या भी शामिल है। अंतर करना निःश्वसन(साँस लेने के लिए जिम्मेदार) और निःश्वास(साँस छोड़ने के लिए जिम्मेदार) मांसपेशियाँ। श्वसन पेशियों को भी विभाजित किया गया है बुनियादीऔर सहायक. को मुख्य प्रेरकमांसपेशियों में शामिल हैं: ए) डायाफ्राम; बी) बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियां; ग) आंतरिक इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियां।

चित्र 4. डायाफ्राम और पेट की मांसपेशियों (ए) और बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियों (बी) के संकुचन के कारण श्वसन आंदोलनों (छाती की मात्रा में परिवर्तन) का तंत्र (बाईं ओर - पसलियों की गति का एक मॉडल)

शांत श्वास के दौरान, प्रेरणा का 4/5 भाग डायाफ्राम द्वारा किया जाता है। डायाफ्राम के पेशीय भाग का संकुचन, कण्डरा केंद्र तक प्रेषित, इसके गुंबद के चपटे होने और वक्ष गुहा के ऊर्ध्वाधर आयामों में वृद्धि की ओर जाता है। शांत श्वास के दौरान, डायाफ्राम का गुंबद लगभग 2 सेमी नीचे हो जाता है। आंतरिक इंटरकोस्टल और इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियां पसलियों को ऊपर उठाने में शामिल होती हैं। वे पसली से पसली तक पीछे और ऊपर, आगे और नीचे (डोरसोक्रेनियल और वेंट्रोकॉडल) तिरछे चलते हैं। उनके संकुचन के कारण, छाती के पार्श्व और धनु आयाम बढ़ जाते हैं। शांत श्वास के दौरान, लोचदार वापसी बलों की मदद से साँस छोड़ना निष्क्रिय रूप से होता है (जैसे एक विस्तारित स्प्रिंग स्वयं अपनी मूल स्थिति में लौट आती है)।

जबरन सांस लेने के दौरान, मुख्य श्वसन मांसपेशियां जुड़ी होती हैं सहायक: पेक्टोरलिस मेजर और माइनर, स्केलीन, स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड, ट्रेपेज़ॉइड।

चित्र.5. सबसे महत्वपूर्ण सहायक श्वसन मांसपेशियां (ए) और सहायक श्वसन श्वसन मांसपेशियां (बी)

इन मांसपेशियों को साँस लेने की क्रिया में भाग लेने के लिए, यह आवश्यक है कि उनके लगाव के स्थान निश्चित हों। एक विशिष्ट उदाहरण सांस लेने में कठिनाई वाले रोगी का व्यवहार है। ऐसे रोगी अपने हाथों को किसी स्थिर वस्तु पर टिका देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कंधे स्थिर हो जाते हैं और सिर पीछे की ओर झुक जाता है।

जबरन सांस लेने के दौरान साँस छोड़ना सुनिश्चित किया जाता है निःश्वासमांसपेशियों: मुख्य– आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियां और सहायक- पेट की दीवार की मांसपेशियां (बाहरी और आंतरिक तिरछी, अनुप्रस्थ, रेक्टस)।

इस पर निर्भर करते हुए कि क्या सामान्य साँस लेने के दौरान छाती का विस्तार मुख्य रूप से पसलियों को ऊपर उठाने या डायाफ्राम को चपटा करने से जुड़ा है, वे भेद करते हैं वक्षीय (कोस्टल) और उदर प्रकार की श्वास।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. कौन सी मांसपेशियाँ मुख्य श्वसन और निःश्वसन मांसपेशियाँ हैं?

2. शांत श्वास लेने के लिए किन मांसपेशियों का उपयोग किया जाता है?

3. किन मांसपेशियों को सहायक श्वसन और श्वसन मांसपेशियों के रूप में वर्गीकृत किया गया है?

4. जबरन सांस लेने के लिए किन मांसपेशियों का उपयोग किया जाता है?

5. वक्षीय और उदरीय श्वास के प्रकार क्या हैं?

श्वास प्रतिरोध

श्वसन की मांसपेशियाँ विश्राम के समय 1-5 जे के बराबर कार्य करती हैं, जो श्वास प्रतिरोध पर काबू पाती है और फेफड़ों और बाहरी वातावरण के बीच वायु दबाव ढाल बनाती है। शांत श्वास के दौरान, शरीर द्वारा खपत ऑक्सीजन का केवल 1% श्वसन मांसपेशियों के काम पर खर्च किया जाता है (केंद्रीय तंत्रिका तंत्र सभी ऊर्जा का 20% उपभोग करता है)। बाह्य श्वसन सुनिश्चित करने के लिए ऊर्जा की खपत नगण्य है, क्योंकि:

1. साँस लेते समय, छाती अपनी लोचदार शक्तियों के कारण स्वयं फैलती है और फेफड़ों के लोचदार कर्षण पर काबू पाने में मदद करती है;

2. श्वसन तंत्र की बाहरी कड़ी एक झूले की तरह काम करती है (मांसपेशियों के संकुचन की ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा फेफड़ों के लोचदार कर्षण की संभावित ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है)

3. साँस लेने और छोड़ने के लिए थोड़ा बेलोचदार प्रतिरोध

प्रतिरोध दो प्रकार के होते हैं:

1) ऊतकों का चिपचिपा अकुशल प्रतिरोध

2) फेफड़ों और ऊतकों का लोचदार (लोचदार) प्रतिरोध।

चिपचिपा अकुशल प्रतिरोध निम्न के कारण होता है:

- वायुमार्ग का वायुगतिकीय प्रतिरोध

ऊतकों का चिपचिपा प्रतिरोध

90% से अधिक अकुशल प्रतिरोध होता है वायुगतिकीयवायुमार्ग प्रतिरोध (तब होता है जब हवा श्वसन पथ के अपेक्षाकृत संकीर्ण हिस्से - श्वासनली, ब्रांकाई और ब्रोन्किओल्स से होकर गुजरती है)। जैसे-जैसे ब्रोन्कियल पेड़ की शाखाएं परिधि की ओर बढ़ती हैं, वायुमार्ग तेजी से संकीर्ण होते जाते हैं और यह माना जा सकता है कि यह सबसे संकीर्ण शाखाएं हैं जो सांस लेने के लिए सबसे बड़ा प्रतिरोध प्रदान करती हैं। हालाँकि, परिधि की ओर कुल व्यास बढ़ता है, और प्रतिरोध कम हो जाता है। इस प्रकार, पीढ़ी 0 (ट्रेकिआ) के स्तर पर कुल क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र लगभग 2.5 सेमी2 है, टर्मिनल ब्रोन्किओल्स (पीढ़ी 16) के स्तर पर - 180 सेमी2, श्वसन ब्रोन्किओल्स (18वीं पीढ़ी से) - लगभग 1000 सेमी2 और आगे >10,000 सेमी2. इसलिए, वायुमार्ग प्रतिरोध मुख्य रूप से मुंह, नाक, ग्रसनी, श्वासनली, लोबार और खंडीय ब्रांकाई में शाखाओं की लगभग छठी पीढ़ी तक स्थानीयकृत होता है। 2 मिमी से कम व्यास वाले परिधीय वायुमार्ग में श्वास प्रतिरोध 20% से कम होता है। यह वे अनुभाग हैं जिनमें सबसे अधिक विस्तारशीलता है ( -अनुपालन के साथ).

अनुपालन, या एक्स्टेंसिबिलिटी (सी) फेफड़ों के लोचदार गुणों को दर्शाने वाला एक मात्रात्मक संकेतक है

सी=डी वी/डी पी

जहां सी विस्तारशीलता की डिग्री है (एमएल/सेमी पानी स्तंभ); डीवी - मात्रा में परिवर्तन (एमएल), डीपी - दबाव में परिवर्तन (सेमी जल स्तंभ)

एक वयस्क में दोनों फेफड़ों (सी) का कुल अनुपालन प्रति 1 सेमी पानी के स्तंभ में लगभग 200 मिलीलीटर हवा है। इसका मतलब यह है कि ट्रांसपल्मोनरी दबाव (पीटीपी) में 1 सेमी पानी के स्तंभ की वृद्धि के साथ। फेफड़ों का आयतन 200 मिलीलीटर बढ़ जाता है।

आर= (आरए-राव)/वी

जहां पीए वायुकोशीय दबाव है

राव - मौखिक गुहा में दबाव

वी - प्रति यूनिट समय वॉल्यूमेट्रिक वेंटिलेशन दर।

वायुकोशीय दबाव को सीधे मापा नहीं जा सकता है, लेकिन फुफ्फुस दबाव से इसका अनुमान लगाया जा सकता है। फुफ्फुस दबाव को प्रत्यक्ष तरीकों से या अप्रत्यक्ष रूप से इंटीग्रल प्लीथिस्मोग्राफी द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

इस प्रकार, उच्चतर V, अर्थात्। हम जितनी जोर से सांस लेंगे, निरंतर प्रतिरोध पर दबाव का अंतर उतना ही अधिक होना चाहिए। दूसरी ओर, वायुमार्ग प्रतिरोध जितना अधिक होगा, किसी दिए गए श्वसन प्रवाह की तीव्रता प्राप्त करने के लिए दबाव का अंतर उतना ही अधिक होना चाहिए। अलचकदारसाँस लेने की प्रतिरोधक क्षमता वायुमार्ग के लुमेन पर निर्भर करती है - विशेषकर ग्लोटिस और ब्रांकाई पर। स्वर सिलवटों की योजक और अपहरणकर्ता मांसपेशियां, जो ग्लोटिस की चौड़ाई को नियंत्रित करती हैं, न्यूरॉन्स के एक समूह द्वारा अवर लेरिन्जियल तंत्रिका के माध्यम से नियंत्रित होती हैं जो मेडुला ऑबोंगटा के उदर श्वसन समूह के क्षेत्र में केंद्रित होती हैं। यह निकटता आकस्मिक नहीं है: साँस लेने के दौरान, ग्लोटिस कुछ हद तक फैलता है, और साँस छोड़ने के दौरान यह संकीर्ण हो जाता है, जिससे वायु प्रवाह के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है, जो श्वसन चरण की लंबी अवधि के कारणों में से एक है। उसी तरह, ब्रांकाई का लुमेन और उनकी धैर्यता चक्रीय रूप से बदलती है।

ब्रांकाई की चिकनी मांसपेशियों का स्वर उसके कोलीनर्जिक संक्रमण की गतिविधि पर निर्भर करता है: संबंधित अपवाही तंतु वेगस तंत्रिका के हिस्से के रूप में गुजरते हैं।

सहानुभूतिपूर्ण (एड्रीनर्जिक) संक्रमण, साथ ही हाल ही में खोजी गई "गैर-एड्रीनर्जिक निरोधात्मक" प्रणाली, ब्रोन्कियल टोन पर आराम प्रभाव डालती है। उत्तरार्द्ध का प्रभाव कुछ न्यूरोपेप्टाइड्स के साथ-साथ वायुमार्ग की मांसपेशियों की दीवार में पाए जाने वाले माइक्रोगैन्ग्लिया द्वारा मध्यस्थ होता है; इन प्रभावों के बीच एक निश्चित संतुलन वायु प्रवाह की दी गई गति के लिए ट्रेकोब्रोनचियल पेड़ के इष्टतम लुमेन को स्थापित करने में मदद करता है।

मनुष्यों में ब्रोन्कियल टोन का अनियमित होना ब्रोंकोस्पज़म का आधार बनता है , जिसके परिणामस्वरूप वायुमार्ग की धैर्यता (रुकावट) तेजी से कम हो जाती है और श्वास प्रतिरोध बढ़ जाता है। वेगस तंत्रिका की कोलीनर्जिक प्रणाली नाक मार्ग, श्वासनली और ब्रांकाई के सिलिअटेड एपिथेलियम के सिलिया के बलगम स्राव और आंदोलनों के नियमन में भी शामिल होती है, जिससे म्यूकोसिलरी परिवहन उत्तेजित होता है। - वायुमार्ग में फंसे विदेशी कणों का निकलना। ब्रोंकाइटिस की विशेषता, अतिरिक्त बलगम भी रुकावट पैदा करता है और सांस लेने की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है।

फेफड़ों और ऊतकों के लोचदार प्रतिरोध में शामिल हैं: 1) फेफड़े के ऊतकों की ही लोचदार ताकतें; 2) एल्वियोली और फेफड़ों के अन्य वायुमार्गों की दीवारों की आंतरिक सतह पर तरल पदार्थ की परत की सतह के तनाव के कारण होने वाला लोचदार बल।

फेफड़े के पैरेन्काइमा में बुने गए कोलेजन और लोचदार फाइबर फेफड़े के ऊतकों का लोचदार कर्षण बनाते हैं। ढहे हुए फेफड़ों में, ये तंतु लोचदार रूप से सिकुड़े हुए और मुड़े हुए अवस्था में होते हैं, लेकिन जब फेफड़े फैलते हैं, तो वे खिंचते और सीधे होते हैं, साथ ही लंबे होते हैं और अधिक से अधिक लोचदार कर्षण विकसित करते हैं। हवा से भरे फेफड़ों के पतन का कारण बनने वाले ऊतक लोचदार बलों का परिमाण फेफड़ों की कुल लोच का केवल 1/3 है

हवा और तरल के बीच इंटरफेस पर, वायुकोशीय उपकला को एक पतली परत से ढकने पर, सतह तनाव बल उत्पन्न होते हैं। इसके अलावा, एल्वियोली का व्यास जितना छोटा होगा, सतह तनाव बल उतना ही अधिक होगा। एल्वियोली की आंतरिक सतह पर, तरल पदार्थ सिकुड़ जाता है और एल्वियोली से ब्रांकाई तक हवा को निचोड़ लेता है, जिसके परिणामस्वरूप एल्वियोली ढहने लगती है। यदि ये ताकतें निर्बाध रूप से कार्य करतीं, तो, व्यक्तिगत एल्वियोली के बीच सम्मिलन के कारण, हवा छोटी एल्वियोली से बड़ी एल्वियोली में चली जाती, और छोटी एल्वियोली को स्वयं गायब होना पड़ता। सतह के तनाव को कम करने और शरीर में एल्वियोली को संरक्षित करने के लिए, विशुद्ध रूप से जैविक अनुकूलन होता है। यह - सर्फेकेंट्स(सर्फ़ेक्टेंट) जो डिटर्जेंट के रूप में कार्य करते हैं।

पृष्ठसक्रियकारकएक मिश्रण है जिसमें अनिवार्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स (90-95%) होते हैं, जिसमें मुख्य रूप से फॉस्फेटिडिलकोलाइन (लेसिथिन) भी शामिल है। इसके साथ ही इसमें चार सर्फेक्टेंट-विशिष्ट प्रोटीन, साथ ही थोड़ी मात्रा में कार्बन हाइड्रेट भी होता है। फेफड़ों में सर्फेक्टेंट की कुल मात्रा बेहद कम होती है। वायुकोशीय सतह के प्रति 1 वर्ग मीटर में लगभग 50 मिमी3 सर्फेक्टेंट होता है। इसकी फिल्म की मोटाई एयरबोर्न बैरियर की कुल मोटाई का 3% है। सर्फेक्टेंट का उत्पादन टाइप II वायुकोशीय उपकला कोशिकाओं द्वारा किया जाता है। सर्फेक्टेंट परत एल्वियोली की सतह के तनाव को लगभग 10 गुना कम कर देती है। सतह के तनाव में कमी इस तथ्य के कारण होती है कि इन अणुओं के हाइड्रोफिलिक सिर पानी के अणुओं से कसकर बंधे होते हैं, और उनके हाइड्रोफोबिक सिरे एक-दूसरे और समाधान में अन्य अणुओं के प्रति बहुत कमजोर रूप से आकर्षित होते हैं। सर्फैक्टेंट की प्रतिकारक शक्तियां पानी के अणुओं की आकर्षक शक्तियों का प्रतिकार करती हैं।

पृष्ठसक्रियकारक कार्य:

1) चरम स्थितियों में एल्वियोली के आकार का स्थिरीकरण - साँस लेने और छोड़ने पर

2) सुरक्षात्मक भूमिका: एल्वियोली की दीवारों को ऑक्सीडेंट के हानिकारक प्रभावों से बचाता है, इसमें बैक्टीरियोस्टेटिक गतिविधि होती है, वायुमार्ग के माध्यम से धूल और रोगाणुओं का रिवर्स परिवहन प्रदान करता है, फुफ्फुसीय झिल्ली की पारगम्यता को कम करता है (फुफ्फुसीय एडिमा की रोकथाम)।

जन्मपूर्व अवधि के अंत में सर्फेक्टेंट का संश्लेषण शुरू हो जाता है। उनकी उपस्थिति से पहली सांस लेना आसान हो जाता है। समय से पहले जन्म के दौरान, बच्चे के फेफड़े सांस लेने के लिए तैयार नहीं हो सकते हैं। सर्फैक्टेंट की कमी या दोष गंभीर बीमारी (श्वसन संकट सिंड्रोम) का कारण बनते हैं। ऐसे बच्चों के फेफड़ों में सतह का तनाव अधिक होता है, इसलिए कई एल्वियोली ढहने की स्थिति में होते हैं।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. बाह्य श्वसन प्रदान करने के लिए ऊर्जा की खपत नगण्य क्यों है?

2. श्वसन पथ में किस प्रकार के प्रतिरोध होते हैं?

3. श्यान अकुशल प्रतिरोध का क्या कारण है?

4. विस्तारशीलता क्या है, इसका निर्धारण कैसे करें?

5. श्यान बेलोचदार प्रतिरोध किन कारकों पर निर्भर करता है?

6. फेफड़ों और ऊतकों का लोचदार प्रतिरोध क्या निर्धारित करता है?

7. सर्फेक्टेंट क्या हैं, वे क्या कार्य करते हैं?

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बाह्य श्वसन की क्रियाविधि. साँस लेने और छोड़ने की बायोमैकेनिक्स।

बाह्य श्वासशरीर और बाहरी वातावरण के बीच गैसों के आदान-प्रदान का प्रतिनिधित्व करता है। यह दो प्रक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है - फुफ्फुसीय श्वसन और त्वचा के माध्यम से श्वसन।

फुफ्फुसीय श्वसन में वायुकोशीय वायु और पर्यावरण के बीच और वायुकोशीय वायु और केशिकाओं के बीच गैसों का आदान-प्रदान शामिल होता है। बाहरी वातावरण के साथ गैस विनिमय के दौरान, हवा में 21% ऑक्सीजन और 0.03-0.04% कार्बन डाइऑक्साइड होता है, और साँस छोड़ने वाली हवा में 16% ऑक्सीजन और 4% कार्बन डाइऑक्साइड होता है। ऑक्सीजन वायुमंडलीय वायु से वायुकोशीय वायु में प्रवाहित होती है, और कार्बन डाइऑक्साइड विपरीत दिशा में निकलती है।

जब वायुकोशीय वायु में फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं के साथ आदान-प्रदान किया जाता है, तो ऑक्सीजन का दबाव 102 मिमी एचजी होता है। कला।, और कार्बन डाइऑक्साइड - 40 मिमी एचजी। कला।, शिरापरक रक्त ऑक्सीजन तनाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और कार्बन डाइऑक्साइड - 50 मिमी एचजी। कला। बाहरी श्वसन के परिणामस्वरूप, धमनी रक्त, ऑक्सीजन से भरपूर और कार्बन डाइऑक्साइड से कम, फेफड़ों से बहता है।

बाह्य श्वसन कठिन कोशिका की लयबद्ध गतिविधियों के परिणामस्वरूप होता है। श्वसन चक्र में साँस लेना और छोड़ना चरण होते हैं, जिनके बीच कोई विराम नहीं होता है। आराम के समय, एक वयस्क की श्वसन दर 16-20 प्रति मिनट होती है।

साँसएक सक्रिय प्रक्रिया है. शांत श्वास के साथ, बाहरी इंटरकोस्टल और इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियां सिकुड़ती हैं। वे पसलियों को ऊपर उठाते हैं और उरोस्थि आगे की ओर बढ़ती है। इससे वक्ष गुहा के धनु और ललाट आयाम में वृद्धि होती है। इसी समय, डायाफ्राम की मांसपेशियां सिकुड़ती हैं। इसका गुंबद नीचे हो जाता है, और पेट के अंग नीचे, बगल और आगे की ओर चले जाते हैं। इससे छाती की गुहिका ऊर्ध्वाधर दिशा में बढ़ जाती है।

साँस लेने की समाप्ति के बाद, श्वसन की मांसपेशियाँ शिथिल हो जाती हैं - द साँस छोड़ना.शांत साँस छोड़ना एक निष्क्रिय प्रक्रिया है।

इसके दौरान, छाती अपने स्वयं के वजन, तनावपूर्ण लिगामेंटस तंत्र और पेट के अंगों के डायाफ्राम पर दबाव के प्रभाव में अपनी मूल स्थिति में लौट आती है। शारीरिक परिश्रम के दौरान, सांस की तकलीफ (फुफ्फुसीय तपेदिक, ब्रोन्कियल अस्थमा, आदि) के साथ रोग संबंधी स्थितियां, मजबूरन सांस लेना होता है। सहायक मांसपेशियाँ साँस लेने और छोड़ने की क्रिया में शामिल होती हैं। जबरन साँस लेने के साथ, स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड, स्केलीन, पेक्टोरल और ट्रेपेज़ियस मांसपेशियां अतिरिक्त रूप से सिकुड़ जाती हैं। वे पसलियों की अतिरिक्त ऊंचाई को बढ़ावा देते हैं। जबरन साँस छोड़ने के साथ, आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियाँ सिकुड़ जाती हैं, जिससे पसलियों का निचला भाग बढ़ जाता है। वे। जबरन साँस छोड़ना एक सक्रिय प्रक्रिया है।

फुफ्फुस गुहा में दबाव और इसकी उत्पत्ति और बाह्य श्वसन के तंत्र में भूमिका। श्वसन चक्र के विभिन्न चरणों के दौरान फुफ्फुस गुहा में दबाव में परिवर्तन।

फुफ्फुस गुहा में दबाव हमेशा वायुमंडलीय से नीचे होता है - नकारात्मक दबाव.

फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव की मात्रा:

• अधिकतम साँस छोड़ने के अंत तक - 1-2 mmHg। कला।,
• शांत साँस छोड़ने के अंत तक - 2-3 mmHg। कला।,
• शांत प्रेरणा के अंत तक - 5-7 mmHg। कला।,
• अधिकतम प्रेरणा के अंत में - 15-20 mmHg। कला।

छाती की वृद्धि दर फेफड़े के ऊतकों की तुलना में अधिक होती है। इससे फुफ्फुस गुहा की मात्रा में वृद्धि होती है, और चूंकि यह सील है, दबाव नकारात्मक हो जाता है।

फेफड़ों का लोचदार कर्षण- वह बल जिससे कपड़ा ढह जाता है।

फेफड़ों का लोचदार कर्षण किसके कारण होता है? :

1) एल्वियोली की आंतरिक सतह को कवर करने वाली तरल फिल्म का सतह तनाव;

2) एल्वियोली की दीवारों के ऊतकों की लोच उनमें लोचदार फाइबर की उपस्थिति के कारण होती है;

3) ब्रोन्कियल मांसपेशियों का स्वर।

1. साँस लेने और छोड़ने की बायोमैकेनिक्स

महत्वपूर्ण तरल पदार्थ और उसके घटक. उनके निर्धारण की विधियाँ. अवशिष्ट वायु.

बाहरी श्वसन तंत्र की कार्यप्रणाली का अंदाजा एक श्वसन चक्र के दौरान फेफड़ों में प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा से लगाया जा सकता है। अधिकतम प्रेरणा के दौरान फेफड़ों में प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा फेफड़ों की कुल क्षमता बनाती है। यह लगभग 4.5-6 लीटर है और इसमें फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता और अवशिष्ट मात्रा शामिल है।

फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता- हवा की वह मात्रा जो एक व्यक्ति गहरी सांस लेने के बाद छोड़ सकता है। यह शरीर के शारीरिक विकास के संकेतकों में से एक है और यदि यह उचित मात्रा का 70-80% है तो इसे रोगविज्ञानी माना जाता है। जीवन के दौरान, यह मान बदल सकता है। यह कई कारणों पर निर्भर करता है: उम्र, ऊंचाई, अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति, भोजन का सेवन, शारीरिक गतिविधि, गर्भावस्था की उपस्थिति या अनुपस्थिति।

फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता में ज्वारीय और आरक्षित मात्राएँ होती हैं। ज्वार की मात्रा- यह हवा की वह मात्रा है जिसे एक व्यक्ति शांत अवस्था में अंदर लेता और छोड़ता है। इसका आकार 0.3-0.7 लीटर है। यह वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव को एक निश्चित स्तर पर बनाए रखता है। श्वसन आरक्षित आयतन हवा की वह मात्रा है जिसे एक व्यक्ति शांत सांस के बाद अतिरिक्त रूप से अंदर ले सकता है। एक नियम के रूप में, यह 1.5-2.0 लीटर है। यह फेफड़े के ऊतकों की अतिरिक्त खिंचाव से गुजरने की क्षमता को दर्शाता है। निःश्वसन आरक्षित आयतन हवा की वह मात्रा है जिसे सामान्य निःश्वसन के बाद बाहर निकाला जा सकता है।

अवशिष्ट मात्रा- अधिकतम साँस छोड़ने के बाद भी फेफड़ों में हवा की निरंतर मात्रा। यह लगभग 1.0-1.5 लीटर है.

श्वसन चक्र की एक महत्वपूर्ण विशेषता प्रति मिनट श्वसन गति की आवृत्ति है। आम तौर पर यह प्रति मिनट 16-20 गति होती है। श्वसन चक्र की अवधि की गणना श्वास आवृत्ति द्वारा 60 सेकंड को विभाजित करके की जाती है।

प्रवेश और समाप्ति समय स्पाइरोग्राम का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

फेफड़ों की मात्रा:

1. ज्वारीय आयतन (TO) = 500 मि.ली

2. श्वसन आरक्षित मात्रा (आईआरवी) = 1500-2500 मिली

3. निःश्वसन आरक्षित मात्रा (ईआरवी) = 1000 मिली

4. अवशिष्ट मात्रा (वीआर) = 1000 -1500 मि.ली

फुफ्फुसीय क्षमताएँ:

— फेफड़ों की कुल क्षमता (टीएलसी) = (1+2+3+4) = 4-6 लीटर

— फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता (वीसी) = (1+2+3) =3.5-5 लीटर

— फेफड़ों की कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता (FRC) = (3+4) = 2-3 लीटर

— अंतःश्वसन क्षमता (IV) = (1+2) = 2-3 लीटर

फुफ्फुसीय वेंटिलेशन की न्यूनतम मात्रा और विभिन्न भारों के तहत इसके परिवर्तन, इसके निर्धारण के तरीके। "हानिकारक स्थान" और प्रभावी फुफ्फुसीय वेंटिलेशन। दुर्लभ और गहरी साँस लेना अधिक प्रभावी क्यों है?

मिनट की मात्रा- शांत साँस लेने के दौरान पर्यावरण के साथ हवा की मात्रा का आदान-प्रदान होता है। यह ज्वारीय मात्रा और श्वसन आवृत्ति के उत्पाद द्वारा निर्धारित होता है और 6-8 लीटर है।

इसका मान औसतन 500 मिली है, श्वसन दर प्रति मिनट 12-16 है और इसलिए, श्वास की मिनट मात्रा औसतन 6-8 लीटर है।

हालाँकि, श्वसन तंत्र में प्रवेश करने वाली सभी हवा गैस विनिमय में भाग नहीं लेती है। हवा का कुछ हिस्सा वायुमार्ग (स्वरयंत्र, श्वासनली, ब्रांकाई, ब्रोन्किओल्स) में भर जाता है और एल्वियोली तक नहीं पहुंचता है, क्योंकि साँस छोड़ते समय यह सबसे पहले शरीर छोड़ता है।

यह वायु कहलाती है - हानिकारक स्थान की वायु.इसकी मात्रा औसतन 140-150 मिली है। इसलिए, प्रभावी फुफ्फुसीय वेंटिलेशन की अवधारणा पेश की गई है। यह एक मिनट में हवा की वह मात्रा है जो गैस विनिमय में भाग लेती है। एक ही मिनट में सांस लेने की मात्रा पर प्रभावी फुफ्फुसीय वेंटिलेशन भिन्न हो सकता है। तो, ज्वारीय मात्रा जितनी बड़ी होगी, हानिकारक स्थान में हवा की सापेक्ष मात्रा उतनी ही कम होगी। इसलिए, शरीर को ऑक्सीजन की आपूर्ति करने में दुर्लभ और गहरी साँस लेना अधिक प्रभावी है, क्योंकि एल्वियोली का वेंटिलेशन बढ़ जाता है।

श्वास, इसके मुख्य चरण। बाह्य श्वसन के तंत्र. साँस लेने और छोड़ने की बायोमैकेनिक्स।

साँस लेना एक जटिल सतत प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप रक्त की गैस संरचना लगातार अद्यतन होती रहती है।

साँस लेने की प्रक्रिया में, तीन भागों को प्रतिष्ठित किया जाता है: बाहरी, या फुफ्फुसीय श्वसन, रक्त द्वारा गैस परिवहन, और आंतरिक, या ऊतक, श्वसन।

साँस लेना शारीरिक प्रक्रियाओं का एक समूह है जो ऊतकों को ऑक्सीजन की निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित करता है, ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं में इसका उपयोग करता है, साथ ही चयापचय के दौरान शरीर से कार्बन डाइऑक्साइड और आंशिक रूप से पानी को बाहर निकालता है। श्वसन तंत्र में नाक गुहा, स्वरयंत्र, ब्रांकाई और फेफड़े शामिल हैं। साँस लेने में निम्नलिखित मुख्य चरण होते हैं:

बाहरी श्वसन, जो फेफड़ों और बाहरी वातावरण के बीच गैस विनिमय सुनिश्चित करता है;

वायुकोशीय वायु और फेफड़ों में बहने वाले शिरापरक रक्त के बीच गैस विनिमय;

रक्त द्वारा गैसों का परिवहन; धमनी रक्त और ऊतकों के बीच गैस विनिमय;

ऊतक श्वसन.

बाह्य श्वसन शरीर और उसके आसपास की वायुमंडलीय वायु के बीच गैसों का आदान-प्रदान है। यह दो चरणों में किया जाता है - वायुमंडलीय और वायुकोशीय वायु के बीच गैसों का आदान-प्रदान और फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त और वायुकोशीय वायु के बीच गैस विनिमय।

बाह्य श्वसन तंत्र में वायुमार्ग, फेफड़े, फुस्फुस, छाती का कंकाल और मांसपेशियाँ और डायाफ्राम शामिल हैं। बाह्य श्वसन तंत्र का मुख्य कार्य शरीर को ऑक्सीजन प्रदान करना और अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड से छुटकारा दिलाना है। बाहरी श्वसन तंत्र की कार्यात्मक स्थिति का अंदाजा लय, गहराई, सांस लेने की आवृत्ति, फेफड़ों की मात्रा का आकार, ऑक्सीजन अवशोषण और कार्बन डाइऑक्साइड रिलीज के संकेतक आदि से लगाया जा सकता है।

गैसों का परिवहन रक्त द्वारा होता है। यह उनके मार्ग में गैसों के आंशिक दबाव (तनाव) में अंतर द्वारा प्रदान किया जाता है: फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन, कोशिकाओं से फेफड़ों तक कार्बन डाइऑक्साइड।

आंतरिक या ऊतक श्वसन को भी दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। पहला चरण रक्त और ऊतकों के बीच गैसों का आदान-प्रदान है। दूसरा है कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन की खपत और उनके द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का निकलना (सेलुलर श्वसन)।

श्वास लेना और सांस छोड़ना

साँस लेना श्वसन (श्वसन) की मांसपेशियों के संकुचन से शुरू होता है।

वे मांसपेशियाँ जिनके संकुचन से वक्ष गुहा का आयतन बढ़ जाता है, श्वसन कहलाती हैं और वे मांसपेशियाँ जिनके संकुचन से वक्ष गुहा का आयतन कम हो जाता है, श्वसन कहलाती हैं। मुख्य श्वसन मांसपेशी डायाफ्राम मांसपेशी है। डायाफ्राम की मांसपेशियों के संकुचन से इसका गुंबद चपटा हो जाता है, आंतरिक अंग नीचे की ओर धकेल दिए जाते हैं, जिससे ऊर्ध्वाधर दिशा में छाती गुहा की मात्रा में वृद्धि होती है। बाहरी इंटरकोस्टल और इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियों के संकुचन से धनु और ललाट दिशाओं में वक्ष गुहा की मात्रा में वृद्धि होती है।

फेफड़े एक सीरस झिल्ली से ढके होते हैं - फुस्फुस, जिसमें आंत और पार्श्विका परतें होती हैं। पार्श्विका परत छाती से जुड़ी होती है, और आंत की परत फेफड़े के ऊतकों से जुड़ी होती है। जैसे-जैसे छाती का आयतन बढ़ता है, श्वसन मांसपेशियों के संकुचन के परिणामस्वरूप, पार्श्विका परत छाती का अनुसरण करेगी। फुस्फुस की परतों के बीच चिपकने वाली ताकतों की उपस्थिति के परिणामस्वरूप, आंत की परत पार्श्विका परत का पालन करेगी, और उनके बाद फेफड़े। इससे फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव में वृद्धि होती है और फेफड़ों की मात्रा में वृद्धि होती है, जो उनमें दबाव में कमी के साथ होती है, यह वायुमंडलीय दबाव से नीचे हो जाती है और हवा फेफड़ों में प्रवेश करना शुरू कर देती है - साँस लेना होता है।

फुस्फुस की आंत और पार्श्विका परतों के बीच एक भट्ठा जैसी जगह होती है जिसे फुफ्फुस गुहा कहा जाता है। फुफ्फुस गुहा में दबाव हमेशा वायुमंडलीय दबाव से कम होता है, इसे नकारात्मक दबाव कहा जाता है; फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव की मात्रा बराबर है: अधिकतम साँस छोड़ने के अंत में - 1-2 मिमी एचजी। कला।, एक शांत साँस छोड़ने के अंत तक - 2-3 mmHg। कला।, एक शांत प्रेरणा के अंत तक -5-7 मिमी एचजी। कला।, अधिकतम प्रेरणा के अंत तक - 15-20 मिमी एचजी। कला।

फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव फेफड़ों के तथाकथित लोचदार कर्षण के कारण होता है - वह बल जिसके साथ फेफड़े लगातार अपनी मात्रा को कम करने का प्रयास करते हैं। फेफड़ों का लोचदार कर्षण दो कारणों से होता है:

एल्वियोली की दीवार में बड़ी संख्या में लोचदार फाइबर की उपस्थिति;

तरल पदार्थ की फिल्म का सतही तनाव जो एल्वियोली की दीवारों की आंतरिक सतह को कवर करता है।

एल्वियोली की आंतरिक सतह को ढकने वाले पदार्थ को सर्फैक्टेंट कहा जाता है।

साँस छोड़ने की बायोमैकेनिक्स

सर्फेक्टेंट में सतह का तनाव कम होता है और एल्वियोली की स्थिति को स्थिर करता है, अर्थात्, साँस लेते समय, यह एल्वियोली को अत्यधिक खिंचाव से बचाता है (सर्फेक्टेंट अणु एक दूसरे से दूर स्थित होते हैं, जो सतह के तनाव में वृद्धि के साथ होता है), और साँस छोड़ते समय, पतन से (सर्फैक्टेंट अणु एक दूसरे के करीब स्थित होते हैं), जो सतह तनाव में कमी के साथ होता है।

प्रेरणा के कार्य के दौरान फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव का मूल्य तब प्रकट होता है जब हवा फुफ्फुस गुहा, यानी न्यूमोथोरैक्स में प्रवेश करती है। यदि थोड़ी मात्रा में हवा फुफ्फुस गुहा में प्रवेश करती है, तो फेफड़े आंशिक रूप से ढह जाते हैं, लेकिन उनका वेंटिलेशन जारी रहता है। इस स्थिति को बंद न्यूमोथोरैक्स कहा जाता है। कुछ समय बाद, फुफ्फुस गुहा से हवा अवशोषित हो जाती है और फेफड़े फैल जाते हैं।

यदि फुफ्फुस गुहा की जकड़न टूट जाती है, उदाहरण के लिए, छाती के मर्मज्ञ घावों के साथ या किसी बीमारी से क्षति के परिणामस्वरूप फेफड़े के ऊतकों के टूटने के साथ, फुफ्फुस गुहा वातावरण के साथ संचार करती है और इसमें दबाव बराबर हो जाता है वायुमंडलीय दबाव के कारण फेफड़े पूरी तरह ढह जाते हैं और उनका वेंटिलेशन बंद हो जाता है। इस प्रकार के न्यूमोथोरैक्स को ओपन कहा जाता है। खुला द्विपक्षीय न्यूमोथोरैक्स जीवन के साथ असंगत है।

आंशिक कृत्रिम बंद न्यूमोथोरैक्स (सुई का उपयोग करके फुफ्फुस गुहा में हवा की एक निश्चित मात्रा का परिचय) का उपयोग चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, तपेदिक में, प्रभावित फेफड़े का आंशिक पतन रोग संबंधी गुहाओं (गुहाओं) के उपचार को बढ़ावा देता है।

गहरी साँस लेते समय, साँस लेने की क्रिया में कई सहायक श्वसन मांसपेशियाँ शामिल होती हैं, जिनमें शामिल हैं: गर्दन, छाती और पीठ की मांसपेशियाँ। इन मांसपेशियों के संकुचन से पसलियों में गति होती है, जो श्वसन मांसपेशियों को सहायता प्रदान करती है।

शांत श्वास के दौरान, साँस लेना सक्रिय है और साँस छोड़ना निष्क्रिय है। बल जो शांत साँस छोड़ना सुनिश्चित करते हैं:

छाती का गुरुत्वाकर्षण;

फेफड़ों का लोचदार कर्षण;

पेट के अंगों का दबाव;

प्रेरणा के दौरान कॉस्टल उपास्थि का लोचदार कर्षण मुड़ जाता है।

आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियां, पश्च अवर सेराटस मांसपेशी और पेट की मांसपेशियां सक्रिय साँस छोड़ने में भाग लेती हैं।