Суть процесса дыхания и его виды
Дыхание представляет собой жизненно важный и непрерывный процесс обмена газами, в первую очередь кислородом (O2) и углекислым газом (CO2). Главным физическим механизмом этого обмена выступает двусторонняя диффузия. Важно понимать, что она всегда происходит строго по градиенту парциального давления: молекулы газов самостоятельно перемещаются из зоны с более высоким давлением в зону с более низким показателем.
В медицинской науке и патологической физиологии процесс дыхания традиционно разделяют на два крупных взаимосвязанных этапа:
- Внешнее дыхание. Это базовый этап, на котором происходит двусторонняя диффузия газов. Кислород и углекислый газ преодолевают специализированный барьер — аэрогематическую (альвеолокапиллярную) мембрану. По одну сторону этой мембраны находится воздух легочных альвеол, а по другую — кровь, протекающая по густой сети капилляров межальвеолярных перегородок.
- Тканевое дыхание (которое также часто называют «внутренним»). Данный этап включает в себя двустороннюю диффузию газов уже непосредственно на уровне внутренних органов. Обмен идет между капиллярной кровью и внутренней средой тканей тела. Кроме того, этот термин имеет и сугубо биохимическое значение: под тканевым дыханием специалисты понимают непосредственное использование молекул O2 клетками в ходе их сложного внутреннего метаболизма.
Основные формы расстройств внешнего дыхания
Патология системы внешнего дыхания включает в себя несколько типовых форм. Каждая из них неразрывно связана с поломкой конкретного звена, обеспечивающего нормальный газообмен в ткани легких. К основным нарушениям относят четыре ключевые категории расстройств:
- Расстройства вентиляции альвеол легких. Проблема заключается в нарушении доставки свежего воздуха к альвеолярному пространству или затруднении его выведения наружу.
- Расстройства перфузии легких кровью. В этом случае страдает кровоток в капиллярах, оплетающих альвеолы. Из-за этого доставленный в легкие воздух не может полноценно участвовать в газообмене с кровеносным руслом.
- Нарушение адекватности соотношения вентиляции и перфузии легких (вентиляционно-перфузионного соотношения). В норме потоки поступающего воздуха и циркулирующей крови должны быть строго сбалансированы. Если адекватность этого тонкого соотношения теряется, общая эффективность дыхания резко падает.
- Расстройства диффузии газов. Возникают препятствия для свободного прохождения O2 и CO2 непосредственно через альвеолокапиллярную (аэрогематическую) мембрану.
Нарушения альвеолярной вентиляции
Среди всех возможных расстройств внешнего дыхания особое клиническое значение имеют проблемы с вентиляцией. Глобально их делят на две противоположные группы: альвеолярную гипервентиляцию и альвеолярную гиповентиляцию.
Альвеолярная гиповентиляция — это такая типовая форма патологии внешнего дыхания, при которой фактический (реальный) объем вентиляции альвеол за определенную единицу времени оказывается ниже, чем это необходимо организму в данных конкретных условиях. Иными словами, легкие физически не справляются с текущим запросом тела на обновление газовой смеси.
Снижение вентиляции альвеол легких никогда не возникает без причины. Оно всегда обусловлено двумя крупными группами факторов:
- Расстройства биомеханики внешнего дыхания. В эту группу входят нарушения работы самого дыхательного аппарата, препятствующие нормальному физическому осуществлению вдоха и выдоха.
- Нарушения регуляции внешнего дыхания. Здесь корень проблемы кроется в сбоях управляющих сигналов, контролирующих процесс дыхания.
Чтобы легко запомнить четыре типа расстройств внешнего дыхания, используйте аббревиатуру ВППД: Вентиляция (воздух не дошел), Перфузия (кровь не пришла), Пропорция (нарушено соотношение вентиляции и перфузии), Диффузия (газ не прошел через мембрану).
Вопросы с занятий и экзамена
Что является главной движущей силой для обмена газов при дыхании?
Главной движущей силой является градиент парциального давления. Именно благодаря разнице давлений кислород и углекислый газ диффундируют через биологические барьеры.
В чем принципиальная разница между внешним и тканевым дыханием?
Внешнее дыхание — это газообмен между воздухом альвеол и кровью легочных капилляров. Тканевое дыхание — это обмен газами между кровью и тканями, а также процесс потребления кислорода самими клетками для поддержания метаболизма.
Что такое аэрогематическая мембрана?
Это специализированный барьер (альвеолокапиллярная мембрана), через который осуществляется двусторонняя диффузия газов между воздухом в альвеолах и кровью в межальвеолярных перегородках.
Каковы главные причины развития альвеолярной гиповентиляции?
Снижение вентиляции альвеол вызывают две основные группы факторов: расстройства биомеханики внешнего дыхания и нарушения механизмов его регуляции.
Что ещё разобрать по теме
- Детальный разбор факторов, вызывающих расстройства биомеханики внешнего дыхания.
- Механизмы нарушения регуляции внешнего дыхания.
- Патогенез альвеолярной гипервентиляции и ее последствия для организма.
- Причины нарушения диффузии газов через аэрогематическую мембрану.
- Изменения вентиляционно-перфузионного соотношения при различных патологиях.
Разберите тему целиком в курсе «Патофизиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Патология системы внешнего дыхания» и ещё 4 913 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 133 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Глава 23. Типовые формы патологии системы внешнего дыхания»
Бесплатные видеоуроки: патофизиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.