लोचदार प्रतिरोध - (इलास्टेंस)।

श्वसन तंत्र का लोचदार प्रतिरोध फेफड़े के ऊतकों और डायाफ्राम के साथ छाती की दीवार के प्रतिरोधों के योग से निर्धारित होता है। हालाँकि, इन प्रतिरोधों का विशिष्ट मूल्य विभिन्न आयु समूहों में समान नहीं है। स्वस्थ वयस्कों में, छाती और डायाफ्राम का प्रतिरोध कुल का लगभग 50% है, एक साल के बच्चों में - 30%, पूर्ण अवधि के नवजात शिशुओं में - 20%, समय से पहले नवजात शिशुओं में केवल 10%। इसलिए, समय से पहले जन्मे शिशुओं की अत्यंत लचीली छाती, फेफड़ों के बाद, पूर्ण अवधि के शिशुओं की तुलना में अधिक सिकुड़ती है। यह एल्वियोली और डिस्टल ब्रोन्किओल्स में सतह के तनाव में वृद्धि के कारण फेफड़ों की बढ़ी हुई लोचदार पुनरावृत्ति द्वारा सुगम होता है, जो सर्फेक्टेंट की कमी से जुड़ा होता है। इससे एक ओर एल्वियोली और ब्रोन्किओल्स के हिस्से की एफआरसी और एटेलेक्टासिस में कमी आती है, और दूसरी ओर ईसीडीपी का विकास होता है और अच्छी तरह हवादार क्षेत्रों में "एयर ट्रैप" की उपस्थिति होती है। और, इसके विपरीत, बुजुर्ग रोगियों में छाती कठोर हो जाती है, और इसलिए खिंचाव के प्रति उसका प्रतिरोध काफी बढ़ जाता है। लोचदार प्रतिरोध का आकलन आमतौर पर इसके व्युत्क्रम मूल्य के माध्यम से किया जाता है, अर्थात, विस्तारशीलता (या अनुपालन), जिसे दर्शाया जाता है साथ- (अनुपालन)। अनुपालन मात्रा में परिवर्तन (डी वी) और दबाव में परिवर्तन (पीडी) के अनुपात को दर्शाता है, जो लीटर प्रति सेमी एच2ओ (सुविधा के लिए, एमएल/सेमी एच2ओ में) में व्यक्त किया गया है। सी = डीवी/डीपी।

श्वसन प्रणाली का अनुपालन निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है:

• - फेफड़े के ऊतकों में लोचदार और कोलेजन फाइबर की सामग्री।
• - एल्वियोली को अस्तर देने वाले तरल पदार्थ की फिल्म का सतही तनाव, जो सर्फेक्टेंट की मात्रा से निर्धारित होता है (समय से पहले शिशुओं में सर्फेक्टेंट की कमी)
• - श्वसन पथ और फेफड़ों की रक्त वाहिकाओं की लोच।
• - फेफड़ों की वाहिकाओं में रक्त की मात्रा.
• - फुफ्फुसीय इंटरस्टिटियम के जलयोजन की स्थिति।
• - फुफ्फुस गुहाओं की स्थितियाँ. उनमें सूजन संबंधी एक्सयूडेट, रक्त, लसीका, ट्रांसयूडेट, इन्फ्यूसेट या वायु की उपस्थिति सीमित होती है साथ.
• - डायाफ्राम की स्थिति. आंतों की पैरेसिस, पेरिटोनिटिस, डायाफ्रामिटिस, डायाफ्रामिक हर्निया के साथ डायाफ्राम की उच्च स्थिति महत्वपूर्ण प्रतिबंध कारक हैं

जब फेफड़ों में गैस इंजेक्ट की जाती है तो उनके आयतन में परिवर्तन इस गैस के दबाव में परिवर्तन के संबंध में अरैखिक होता है। यह संबंध एक प्रेरणात्मक पी/वी (दबाव/आयतन) वक्र के रूप में व्यक्त किया जाता है। जब फेफड़े खाली होते हैं, तो यह निर्भरता निःश्वसन पी/वी वक्र द्वारा परिलक्षित होती है, जिसका आकार अंतःश्वसन वक्र से मेल नहीं खाता है। इस प्रकार, चार्ट पर एक "पी/वी लूप" दिखाई देता है। यह विसंगति इस तथ्य के कारण है कि फेफड़ों में गैस की समान मात्रा के साथ, साँस लेने के दौरान गैस का दबाव साँस छोड़ने के दौरान अधिक होता है (Pi > Pe)। इस घटना को हिस्टैरिसीस कहा जाता है। हिस्टैरिसीस को एल्वियोली की सतह के तनाव की ताकतों पर काबू पाने, फेफड़े के ऊतकों के लोचदार तत्वों और चिपचिपे (ऊतक) प्रतिरोध को फैलाने के लिए, यानी अंतरालीय घर्षण की ताकतों पर काबू पाने के लिए ऊर्जा के नुकसान से समझाया जाता है। पी/वी लूप में फेफड़ों के यांत्रिक गुणों (अनुपालन), एफआरसी मूल्य और गैस इंजेक्शन के दौरान उपयोग की जाने वाली मात्रा और दबाव के आधार पर अलग-अलग कॉन्फ़िगरेशन हो सकते हैं। पी/वी लूप के विन्यास पर एफआरसी का प्रभाव चित्र में दिखाया गया है। 1. इस प्रकार, डिजिटल डेटा का विश्लेषण किए बिना पी/वी लूप कॉन्फ़िगरेशन पर एक सरसरी नज़र भी रोगी के फुफ्फुसीय यांत्रिकी में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकती है। कुछ घरेलू लेखक पी/वी और वी/एफ लूप का विश्लेषण करके प्राप्त जानकारी को कम आंकते हैं, और मानते हैं कि यह दबाव और प्रवाह ग्राफ का मूल्यांकन करने के लिए पर्याप्त है, उदाहरण के लिए, ज़ारेंको एस.वी. 2007। हालांकि, विश्व साहित्य में कई सैकड़ों प्रकाशन पिछले दशक में गहन देखभाल विशेष रूप से लूप विश्लेषण और प्राप्त जानकारी की नैदानिक ​​​​व्याख्या के लिए समर्पित रही है।

क्लिनिक में रोगियों की श्वसन प्रणाली के अनुपालन का माप विभिन्न तरीकों का उपयोग करके किया जा सकता है।

स्थैतिक तरीकों (वयस्कों में प्रयुक्त) के साथ, रोगी को वेंटिलेटर से अलग कर दिया जाता है, 5 सेकंड की साँस छोड़ने के बाद, 3 लीटर ऑक्सीजन को धीरे-धीरे, चरणबद्ध तरीके से फेफड़ों में इंजेक्ट किया जाता है (या इंजेक्शन तब तक जारी रहता है जब तक कि 45 सेमी H2O का दबाव नहीं पहुंच जाता है) ), साँस लेने और छोड़ने दोनों के दौरान, हर 50-100 मिलीलीटर मात्रा में गैस प्रवाह (वायुगतिकीय प्रतिरोध के प्रभाव को खत्म करने के लिए) की अनुपस्थिति में दबाव माप किया जाता है। यह एक पी/वी लूप बनाता है। स्थैतिक विधियाँ (विशेष साहित्य में विवरण) बहुत बोझिल हैं, विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, मायोप्लेगिया और बेहोश करने की स्थिति में किया जाता है, और माप में कम से कम 45 सेकंड लगते हैं, जो छोटे बच्चों के लिए अस्वीकार्य है। लेकिन इस तरह से प्राप्त जानकारी सटीक, उद्देश्यपूर्ण है और श्वसन प्रणाली के वास्तविक अनुपालन को दर्शाती है यदि गणना में ट्रान्सथोरासिक दबाव (पीआईपी पठार - रैटम, जिसे शून्य के रूप में लिया जाता है) का उपयोग किया जाता है। फेफड़ों के अनुपालन को मापने के लिए, ट्रांसपल्मोनरी दबाव (पीआईपी पठार - पी फुफ्फुस) का उपयोग किया जाता है। इंट्रासोफेजियल दबाव को फुफ्फुस दबाव के रूप में लिया जाता है, जिसके मापन के लिए विशेष सेंसर (गुब्बारे) की आवश्यकता होती है।

रोगी सर्किट में निरंतर कम-वेग प्रवाह (आमतौर पर 9 लीटर प्रति मिनट से कम) की स्थितियों के तहत मायोप्लेजिया और बेहोश करने की स्थिति में अर्ध-स्थैतिक तरीकों का भी प्रदर्शन किया जाता है। इस मामले में, श्वसन पथ के वायुगतिकीय प्रतिरोध का लूप के विन्यास पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, क्योंकि इसका मूल्य महत्वहीन है। रोगी को वेंटीलेटर से अलग नहीं किया जाता है, और माप में कम समय (लगभग 30 सेकंड) लगता है। श्वसन मॉनिटर से जानकारी ग्राफिक और डिजिटल दोनों तरह से एक प्रिंटर पर प्रदर्शित की जाती है। श्वसन प्रणाली के अनुपालन का एक अर्ध-स्थैतिक माप करने के लिए आवश्यक सभी चीजें वेंटिलेटर में एक निरंतर प्रवाह जनरेटर और सॉफ्टवेयर की उपस्थिति, साथ ही एक प्रिंटर के साथ एक श्वसन मॉनिटर की उपस्थिति है। 4-5 पीढ़ी के सभी प्रशंसकों के पास ऐसा सॉफ्टवेयर है, जो एक विकल्प है। 5 लीटर से कम के प्रवाह का उपयोग करते समय, अर्ध-स्थैतिक ग्राफ़ पूरी तरह से स्थैतिक के साथ मेल खाते हैं, हालांकि, माप में अधिक समय लगता है।

वर्तमान में, विकसित देशों में, फुफ्फुसीय विकृति वाले हवादार रोगियों में श्वसन प्रणाली के अनुपालन का माप नियमित और अनिवार्य है, खासकर एआरडीएस वाले रोगियों में। प्राप्त ग्राफ़ और डिजिटल जानकारी के विश्लेषण के आधार पर वेंटीलेटर पैरामीटर स्थापित किए जाते हैं।

वयस्कों में एआरडीएस में एक विशिष्ट पी/वी लूप चित्र में दिखाया गया है। 2. इनहेलेशन वक्र पर, जिसमें एस-आकार होता है, दो बिंदुओं की पहचान की जाती है, जिसके बाद श्वसन प्रणाली का अनुपालन तेजी से बदल जाता है। इन बिंदुओं के बीच फेफड़ों के आयतन में वृद्धि अपेक्षाकृत रैखिक (सीधी रेखा के रूप में) होती है। अलग-अलग लेखक इन बिंदुओं को अलग-अलग तरीके से कहते हैं, लेकिन अक्सर उन्हें "विभक्ति बिंदु" कहा जाता है: निचला - एलआईपी (कम विभक्ति बिंदु) और ऊपरी - यूआईपी (ऊपरी विभक्ति बिंदु)। प्रेरणात्मक वक्र के आकार की "शास्त्रीय" व्याख्या कम एफआरसी के साथ एलआईपी की उपस्थिति और ध्वस्त एल्वियोली और छोटे वायुमार्ग (भर्ती) के बड़े पैमाने पर खुलने और एल्वियोली के पूर्ण उद्घाटन और उनके अतिवृद्धि की शुरुआत के साथ यूआईपी की उपस्थिति की व्याख्या करती है। , चूँकि दबाव में वृद्धि की तुलना में आयतन में वृद्धि नगण्य हो जाती है। 1993 में प्रस्तावित ओएलसी-ओपन लंग कॉन्सेप्ट (खुले फेफड़े की अवधारणा), एलआईपी + 2 सेमी (औसतन 12 सेमी एच2ओ) के स्तर पर एआरडीएस वाले रोगियों में पीईईपी की स्थापना के लिए प्रदान की गई, जो 90 के दशक में मानक अभ्यास बन गया और 21वीं सदी की शुरुआत. हालाँकि, सभी लेखक इष्टतम PEEP मान (सर्वोत्तम PEEP) चुनने के इस सिद्धांत से सहमत नहीं हैं। होल्ज़ैपफेल एल. एट अल 1983; कहा गया कि एलआईपी "गलत" बिंदु है, और "सही" बिंदु श्वसन वक्र - सीपीपी (पतन दबाव बिंदु) पर स्थित है, जहां से फेफड़े तेजी से मात्रा खोना शुरू कर देते हैं। यही राय रिमेन्सबर्गर पी. एट अल 1999 द्वारा साझा की गई है; इन लेखकों का मानना ​​है कि एल्वियोली को खुला बनाए रखने की तुलना में एटेलेक्टैसिस को खोलने के लिए अधिक दबाव की आवश्यकता होती है। एआरडीएस वाले रोगियों में पी/वी वक्र की श्वसन शाखा पर एलआईपी की अनुपस्थिति (या प्रारंभिक खंड की नकारात्मक वक्रता भी) फेफड़ों की क्षति की अमानवीय प्रकृति को इंगित करती है, यानी पर्याप्त एफआरसी और एक महत्वपूर्ण संख्या की उपस्थिति सामान्य रूप से हवादार (आसानी से भर्ती) एल्वियोली, जिसकी पुष्टि फेफड़ों के सीटी डेटा द्वारा की गई थी। ऐसे रोगियों में, यांत्रिक वेंटिलेशन के दौरान पीईईपी के उच्च मूल्यों के कारण एफआरसी और अंतिम श्वसन मात्रा में वृद्धि के कारण फेफड़ों का अत्यधिक विस्तार और मात्रा में आघात हुआ (विएरा एस. एट अल 1999;)।

यूआईपी का महत्व उच्च मात्रा में फेफड़ों की चोट - वॉल्यूम आघात को रोकने की इसकी क्षमता में निहित है। पीआईपी या वीटी, वेंटिलेशन की विधि (दबाव या मात्रा नियंत्रण) के आधार पर, इस बिंदु से अधिक नहीं मूल्यों तक सीमित होना चाहिए। कभी-कभी यूआईपी ग्राफ़ पर स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं देता है, जो, हालांकि, एल्वियोली के अतिविस्तार की अनुपस्थिति का संकेत नहीं देता है। हिकलिंग के एट अल 1998; इसे "धीमी" एल्वियोली के निरंतर खुलने से समझाया गया है।

एलआईपी और यूआईपी के "सही" स्थानीयकरण को निर्धारित करने के लिए 4 ग्राफिकल तरीके हैं। वास्तव में, विस्तारशीलता में परिवर्तन अधिक सुचारू रूप से होते हैं और ये बिंदु हमेशा पी/वी वक्र पर स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं देते हैं। त्रुटियों से बचने के लिए, हैरिस आर.एस. एट अल 1999; प्रतिगमन विश्लेषण की विधि का उपयोग करके उनकी गणितीय गणना का प्रस्ताव रखा। आज तक, पी/वी लूप का विश्लेषण करते समय विभिन्न गुणांकों और सूचकांकों की गणना के लिए एक गणितीय उपकरण पहले ही विकसित किया जा चुका है। उदाहरण के लिए, एचए - हिस्टैरिसीस क्षेत्र (पी/वी लूप के क्षेत्र की गणना) और एचआर - हिस्टैरिसीस अनुपात (आयत के क्षेत्र में एचए का अनुपात जिसमें यह लूप फिट बैठता है), जो के प्रभाव का मूल्यांकन करता है भर्ती युद्धाभ्यास. यह संभावना है कि निकट भविष्य में पी/वी ग्राफ़ के लिए एक संपूर्ण गणितीय विश्लेषण कार्यक्रम श्वसन मॉनिटर में शामिल किया जाएगा।

श्वसन प्रणाली का गतिशील अनुपालन - CDynलगातार सांस लेने वाले रोगी में वास्तविक समय में निर्धारित किया जाता है और श्वसन मॉनिटर के डिस्प्ले पर प्रदर्शित किया जाता है। श्वसन चक्र की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, और, परिणामस्वरूप, साँस लेने और छोड़ने का समय जितना कम होगा, माप परिणामों पर रॉ का प्रभाव उतना अधिक होगा। साथ ही, फेफड़ों के सभी हिस्सों को हवादार होने का समय नहीं मिलता है (केवल "तेज" एल्वियोली) और फेफड़ों के अपर्याप्त खाली होने और "वायु जाल" की घटना की उच्च संभावना है, यानी एफआरसी में वृद्धि . इसके अलावा, वायुमार्ग की छोटी क्षमता के कारण शिशुओं में रॉ काफी अधिक होता है। इसलिए, श्वसन प्रणाली का स्थैतिक बढ़ाव हमेशा गतिशील की तुलना में अधिक होता है।

CDyn= वीटी/पीआईपी - पीईईपी।

शिशुओं में माप एंडोट्रैचियल ट्यूब और श्वासनली (जो वीटी को फुलाता है) के बीच गैस रिसाव की मात्रा से काफी प्रभावित होता है। फ्लो सेंसर सीधे आईटी कनेक्टर से जुड़ा होना चाहिए। वास्तव में, CDynश्वसन प्रणाली के "सच्चे" अनुपालन का संकेतक नहीं है, लेकिन इन विशिष्ट यांत्रिक वेंटिलेशन मापदंडों के तहत इसकी स्थिति को दर्शाता है। इसलिए, कुछ लेखक इस अवधारणा पर विश्वास करते हैं CDynअवैध है, और "फेफड़ों की गतिशील विशेषताएँ" शब्द का प्रयोग किया जाना चाहिए।

हालाँकि, डायनेमिक्स में श्वसन मॉनिटर के डिस्प्ले पर पी/वी लूप का अवलोकन करने से बहुत सारी उपयोगी जानकारी मिलती है, क्योंकि इसके कॉन्फ़िगरेशन में परिवर्तन के पैटर्न काफी हद तक स्थैतिक तरीकों से प्राप्त पैटर्न के अनुरूप होते हैं, विशेष रूप से, यह अत्यधिक फैलाव को रोकने में मदद करता है। फेफड़े।

चित्र में. चित्र 3 विशिष्ट "गतिशील" पी/वी लूप कॉन्फ़िगरेशन दिखाता है:

• ए) स्वस्थ फेफड़े. यांत्रिक वेंटिलेशन के शारीरिक पैरामीटर।
• सी) अत्यधिक वीटी द्वारा स्वस्थ फेफड़ों का अत्यधिक खिंचाव।

सी) डिस्टेन्सिबिलिटी कम हो गई, एफआरसी कम हो गई।

डी) अनुपालन में कमी, एफआरसी में कमी, उच्च वीटी के साथ फेफड़ों का अत्यधिक फैलाव।

ई) डिस्टेंसिबिलिटी में कमी, एफआरसी में वृद्धि हुई है।

श्वसन प्रणाली के अनुपालन में कमी, कारण की परवाह किए बिना, दबाव अक्ष पर लूप के झुकाव के कोण में कमी से प्रकट होती है। चिकित्सक इस प्रकार के लूप को "झूठ बोलना" लूप कहते हैं। फेफड़ों के अनुपालन में कमी के साथ, इंटरस्टिटियम में पानी की मात्रा में वृद्धि और एफआरसी में कमी के साथ, हिस्टैरिसीस हमेशा बढ़ जाती है। ऐसे लूप के साथ, चिकित्सक फेफड़ों को "कठोर" कहते हैं (यदि कारण पेट और फुफ्फुस गुहाओं में विकृति से संबंधित नहीं है)।

सर्फ़ेक्टेंट के उपयोग के बाद आरडीएस वाले समय से पहले जन्मे शिशुओं में फेफड़ों के अनुपालन में परिवर्तन बहुत तेज़ी से हो सकता है। इस मामले में, प्रारंभिक रूप से स्थापित मापदंडों के साथ यांत्रिक वेंटिलेशन वॉल्यूम आघात और हाइपरवेंटिलेशन के विकास का कारण बनेगा। यह, बदले में, श्वसन क्षारमयता के विकास को बढ़ावा देगा, जो गंभीर परिणामों से भरा है। पी/वी लूप में परिवर्तन की गतिशीलता का आकलन करके और वेंटिलेशन मापदंडों में समय पर सुधार करके ऐसी जटिलताओं से बचा जा सकता है।

सामान्य मान साथस्वस्थ वयस्कों में 50 - 80 मिली/सेमी एच2ओ, स्वस्थ नवजात शिशुओं में (विभिन्न लेखकों के अनुसार) 3 - 6 मिली/सेमी एच2ओ। एक वर्ष की आयु तक साथ 1.5 गुना बढ़ जाता है। आरडीएस वाले समयपूर्व शिशुओं में साथ 0.5 मिली/सेमी एच2ओ से कम हो सकता है।

सम्पूर्ण मूल्य साथफेफड़ों की मात्रा में बड़े अंतर के कारण वयस्कों और छोटे बच्चों के बीच तुलना नहीं की जा सकती। हालाँकि, यदि एफआरसी मात्रा के अनुपालन के अनुपात को ध्यान में रखा जाए तो यह अंतर समाप्त हो जाता है। इस सूचक - C/FRC को विशिष्ट बढ़ाव कहा जाता है। एक वयस्क और एक साल के बच्चे के लिए ये मूल्य समान हैं। नवजात शिशुओं में, विशिष्ट विस्तारशीलता कम होती है।

फुफ्फुसीय यांत्रिकी विकारों की संपूर्ण विविधता विकारों के संयोजन से निर्धारित होती है कच्चाऔर साथ।जब उल्लंघन प्रबल हो कच्चारुकावट उत्पन्न होती है, और यदि उल्लंघन प्रबल होते हैं साथ- प्रतिबंध. अक्सर इन विकारों का एक समान सीमा तक, या एक या दूसरे घटक की प्रबलता के साथ संयोजन होता है। उदाहरण के लिए: फुफ्फुसीय इंटरस्टिटियम में तरल पदार्थ के संचय के साथ, अनुपालन कम हो जाता है, लेकिन एडिमा वायुमार्ग को संपीड़ित करना शुरू कर देती है, जिसमें कार्टिलाजिनस फ्रेम की कमी होती है, जिससे वृद्धि होती है कच्चा।ऐसे विशिष्ट नैदानिक ​​​​संकेत भी हैं जो एक शिशु में श्वसन विफलता के प्रतिबंधात्मक या अवरोधक घटकों की प्रबलता को "आंख से" निर्धारित करना संभव बनाते हैं। प्रतिबंध की प्रबलता के साथ डिस्पेनिया की विशेषता उच्च आवृत्ति, साँस लेने के दौरान सहायक मांसपेशियों की भागीदारी के साथ उथली साँस लेना है, जिसमें छाती के लचीले हिस्सों की स्पष्ट वापसी, घरघराहट और गुदाभ्रंश पर "घुरघुराहट" होती है। जब इंट्राथोरेसिक रुकावट प्रबल होती है, सांस की तकलीफ कम होती है, छाती के उपज वाले क्षेत्रों का संकुचन हमेशा नहीं देखा जाता है, सहायक मांसपेशियां साँस लेने और छोड़ने (पेट की मांसपेशियों में तनाव) दोनों में शामिल होती हैं, आयाम में कमी हो सकती है श्वसन भ्रमण के दौरान, और छाती फूली हुई होती है (प्रेरणा की स्थिति में), साँस छोड़ना काफी लंबा होता है; साँस छोड़ने के दौरान गुदाभ्रंश पर, ध्वनि निःश्वसन की गति होती है। एक्स-रे: प्रतिबंध के साथ, फेफड़ों का आयतन कम हो जाता है और फेफड़े के ऊतकों का "घनत्व" बढ़ जाता है; रुकावट के साथ, फेफड़ों का आयतन बढ़ जाता है, और फेफड़े के ऊतक अधिक "पारदर्शी" हो जाते हैं।

जब हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है, तो वायुमार्ग की दीवारों से टकराने पर गैस के अणुओं को प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है। इसलिए, वायुमार्ग का व्यास प्रतिरोध को प्रभावित करता है।

यदि ब्रोन्किओल्स का व्यास कम हो जाए तो प्रतिरोध बढ़ जाएगा। जैसे-जैसे व्यास घटता है, प्रतिरोध बढ़ता है क्योंकि अधिक गैस अणु वायुमार्ग की दीवार पर "प्रभाव" डालते हैं

जैसे-जैसे वायुमार्ग प्रतिरोध बढ़ेगा, वायु प्रवाह कम हो जाएगा। वायु प्रवाह प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यह संबंध समीकरण द्वारा दिखाया गया है: वायुप्रवाह = दबाव/प्रतिरोध।

स्वस्थ फेफड़ों में, हवा के मार्ग को आमतौर पर महत्वपूर्ण प्रतिरोध का सामना नहीं करना पड़ता है: हवा आसानी से फेफड़ों में प्रवेश करती है और छोड़ देती है।

कारक जो वायुमार्ग प्रतिरोध को बदलते हैं

कई कारक वायुमार्ग के व्यास को बदलकर वायुमार्ग प्रतिरोध को बदल देते हैं। वे वायुमार्ग की दीवार, मुख्य रूप से ब्रोन्किओल्स की चिकनी मांसपेशियों में संकुचन और विश्राम का कारण बनते हैं।

रिहाई पर acetylcholineतंत्रिका अंत से, ब्रोन्किओल्स की चिकनी मांसपेशियां सिकुड़ती हैं। वायुमार्ग प्रतिरोध बढ़ने से वायु प्रवाह कम हो जाता है।

हिस्टामिन, एलर्जी प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी, ब्रोन्किओल्स को संकुचित करता है। इससे वायुमार्ग प्रतिरोध बढ़ जाता है और वायु प्रवाह कम हो जाता है, जिससे सांस लेना अधिक कठिन हो जाता है।

एड्रेनालाईन, अधिवृक्क मज्जा द्वारा जारी, ब्रोन्किओल्स को चौड़ा करता है, वायुमार्ग प्रतिरोध को कम करता है। इससे वायु प्रवाह काफी बढ़ जाता है, जिससे पर्याप्त गैस विनिमय सुनिश्चित होता है।

फेफड़े की लोच

फेफड़े जिस आसानी से फैलते हैं उसे अनुपालन कहते हैं। यह गुण 2 कारकों द्वारा निर्धारित होता है: फेफड़ों के लोचदार तंतुओं की विस्तारशीलता; एल्वियोली की सतह का तनाव।

पतली लोचदार रबर से बनी गेंद कम दबाव से आसानी से फुल जाती है, क्योंकि इसमें खिंचाव की क्षमता अधिक होती है। स्वस्थ फेफड़ों में उच्च लचीलापन होता है, क्योंकि वे लोचदार ऊतक से समृद्ध होते हैं।

कठोर रबर से बनी गेंद को फुलाना मुश्किल होता है, क्योंकि इसमें लम्बाई कम होती है। फ़ाइब्रोसिस जैसी कुछ रोग स्थितियों में फेफड़ों का कम अनुपालन देखा जाता है, जब फेफड़ों में कम फैलने वाले ऊतकों की मात्रा बढ़ जाती है।

चावल। 9. फेफड़ों की लोच की तुलना

सतह तनाव

दूसरा कारक जो फुफ्फुसीय अनुपालन को बदलता है वह एल्वियोली की सतह का तनाव है। कुछ समयपूर्व शिशु सर्फेक्टेंट का उत्पादन नहीं करते हैं, इसलिए उनका फुफ्फुसीय अनुपालन कम होता है। सर्फेक्टेंट के बिना, एल्वियोली में उच्च सतह तनाव होता है और ढह सकता है। ढही हुई एल्वियोली खिंचने में सक्षम नहीं होती। इस स्थिति को कहा जाता है नवजात शिशुओं का श्वसन संकट सिंड्रोम. सर्फेक्टेंट सतह के तनाव को कम करता है और फेफड़ों के अनुपालन को बढ़ाता है।

सारांश

सांस लेने के दौरान मांसपेशियों के संकुचन से छाती के आयतन में परिवर्तन होता है। छाती के आयतन में परिवर्तन के परिणामस्वरूप इंट्राप्लुरल और इंट्राएल्वियोलर दबाव में परिवर्तन होता है, जो हवा को उच्च दबाव वाले क्षेत्र से कम दबाव वाले क्षेत्र में जाने की अनुमति देता है।

वायुमार्ग प्रतिरोध आम तौर पर कम होता है, लेकिन तंत्रिका और हास्य प्रभाव ब्रोन्किओल्स के व्यास को बदल सकते हैं और इसलिए, प्रतिरोध और वायु प्रवाह को बदल सकते हैं।

फेफड़े का अनुपालन आमतौर पर इस तथ्य के कारण अधिक होता है कि फेफड़े लोचदार ऊतक से समृद्ध होते हैं और सर्फेक्टेंट वायुकोशीय द्रव की सतह के तनाव को कम कर देता है।

अनुभाग II में स्वतंत्र पाठ्येतर कार्य के लिए परीक्षण प्रश्न:

1. सांस लेने की प्रक्रिया. श्वसन प्रक्रिया को समझाने के लिए बॉयल के नियम का महत्व।

2. शांत श्वास के दौरान श्वास लेने और छोड़ने की क्रियाविधि।

3. सांस लेने के दौरान इंट्राफुफ्फुसीय और अंतःस्रावी दबाव का मूल्य।

4. नकारात्मक अंतःस्रावी दबाव के निर्माण और रखरखाव में शामिल कारक।

5. प्रेरणा और समाप्ति के दौरान अंतःस्रावी दबाव में परिवर्तन।

6. बाह्य श्वसन हानि के कारण के रूप में न्यूमोथोरैक्स।

7. वायुमार्ग प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारक।

8. साँस लेने और छोड़ने की प्रक्रियाओं में फेफड़ों के लोचदार कर्षण और एल्वियोली की सतह तनाव की भूमिका।

धारा III

गैसों का परिवहन

रक्त फेफड़ों और शरीर के अन्य ऊतकों के बीच ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन करता है। गैसों का परिवहन विभिन्न रूपों में होता है: प्लाज्मा में घुलनशील, रासायनिक रूप से हीमोग्लोबिन से बंधा हुआ, अन्य अणुओं में परिवर्तित।

चावल। 10. परिसंचरण तंत्र द्वारा गैसों का परिवहन

ऑक्सीजन परिवहन

98.5% ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से बंधी होती है।

1.5% ऑक्सीजन प्लाज्मा में घुल जाती है।

हीमोग्लोबिन

एक हीमोग्लोबिन अणु 4 ऑक्सीजन अणुओं का परिवहन कर सकता है। जब 4 ऑक्सीजन अणु हीमोग्लोबिन से बंधे होते हैं, तो यह होता है 100% संतृप्ति. जब कम ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से बंधती है, तो ऐसा होता है एस्टिक संतृप्ति.

चावल। 11. हीमोग्लोबिन अणु

फेफड़ों में अपने उच्च आंशिक दबाव के कारण ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से बंध जाती है। सहकारी बंधन: जैसे-जैसे यह संतृप्त होता जाता है ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता बढ़ती जाती है।

संतृप्ति कम होने पर ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता कम हो जाती है।

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र

हीमोग्लोबिन संतृप्ति ऑक्सीजन के आंशिक दबाव से निर्धारित होती है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण वक्र S-आकार का होता है। उच्च ऑक्सीजन दबाव पर पठार। कम ऑक्सीजन आंशिक दबाव के साथ तेजी से उतरना।

चावल। 12. ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र।

उच्च ऑक्सीजन आंशिक दबाव पर हीमोग्लोबिन संतृप्तिएक।

एक व्यक्ति समुद्र तल पर है: pO2 = 100 मिमी एचजी - हीमोग्लोबिन 98% से संतृप्त है।

उच्च ऊंचाई पर एक व्यक्ति: pO2 = 80 mmHg - हीमोग्लोबिन 95% से संतृप्त होता है।

यहां तक ​​कि जब पीओ2 का स्तर 20 मिमी एचजी कम हो जाता है, तब भी ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति में लगभग कोई अंतर नहीं होता है।

पीओ2 में कमी के साथ, हीमोग्लोबिन और ऑक्सीजन की उच्च आत्मीयता (बाध्यकारी क्षमता) के कारण, हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से पर्याप्त रूप से संतृप्त होता है।

कम ऑक्सीजन आंशिक दबाव पर हीमोग्लोबिन संतृप्तिए

पीओ2 = 40 मिमी एचजी पर, हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन के प्रति कम आकर्षण होता है और यह केवल 75% तक संतृप्त होता है। मजबूत मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, काम करने वाली मांसपेशियों में pO2 का स्तर आराम की तुलना में कम होता है।

मांसपेशियाँ सक्रिय रूप से सिकुड़ती हैं: अधिक ऑक्सीजन का उपभोग करती हैं, pO2 = 20 mmHg कम हो जाती है। हीमोग्लोबिन केवल 35% ऑक्सीजन से संतृप्त होता है। चूँकि pO2 कम होता है, हीमोग्लोबिन ऊतकों को अधिक ऑक्सीजन छोड़ता है।

हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति को प्रभावित करने वाले कारक

पीओ2 के अलावा, हीमोग्लोबिन संतृप्ति अन्य कारकों पर निर्भर करती है: पीएच, तापमान, pCO2, डिफॉस्फोग्लीसेरेट।

चावल। 13. ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र में परिवर्तन

व्यायाम के दौरान:

पीएच कम हो जाता है

तापमान बढ़ जाता है

pCO2 बढ़ता है,

डिफॉस्फोग्लीसेरेट की सांद्रता बढ़ जाती है।

व्यायाम के दौरान, ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता कम हो जाती है, जिससे काम करने वाली मांसपेशियों में अधिक ऑक्सीजन जारी होती है।

जब पीएच कम हो जाता है, तो वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है (ऑक्सीजन रिलीज बढ़ जाती है)।

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र में समान परिवर्तन देखे जाते हैं: बढ़ा हुआ तापमान, बढ़ा हुआ pCO2, डिपॉस्फोग्लिसरेट की बढ़ी हुई सांद्रता।

तापमान में कमी का प्रभाव

चावल। 14. ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र में परिवर्तन

जैसे-जैसे तापमान घटता है, ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता बढ़ती है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र में समान परिवर्तन देखे जाते हैं: पीएच में वृद्धि, pCO2 में कमी, और डिपॉस्फोग्लिसरेट की एकाग्रता में कमी।

कार्बन डाइऑक्साइड परिवहन

CO2 ऊतक कोशिकाओं से फैलता है।

7% प्लाज्मा में घुल जाता है।

93% लाल रक्त कोशिकाओं में फैल जाता है। इनमें से: 23% हीमोग्लोबिन से बंधता है, 70% बाइकार्बोनेट में परिवर्तित हो जाता है।

70% बाइकार्बोनेट के रूप में

चावल। 15. रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन

कुल CO2 में से 23% हीमोग्लोबिन अणु के ग्लोबिन से जुड़ता है और बनता है कार्बामिनोहीमोग्लोबिन. कार्बामिनोहीमोग्लोबिन का निर्माण कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता वाले स्थानों में होता है। कार्बामिनोहीमोग्लोबिन निर्माण की प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है। फेफड़ों में, जहां pCO2 कम है, CO2 कार्बामिनोहीमोग्लोबिन से अलग हो जाता है।

कुल रक्त CO2 का 70% लाल रक्त कोशिकाओं में बाइकार्बोनेट में परिवर्तित हो जाता है। उच्च pCO2 वाले क्षेत्रों में, CO2, H2O के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है। यह प्रतिक्रिया उत्प्रेरित होती है कारबनहाइड्रेज़.

कार्बोनिक एसिड हाइड्रोजन आयन और बाइकार्बोनेट आयन में वियोजित हो जाता है। हाइड्रोजन आयन हीमोग्लोबिन से बंध जाता है। लाल रक्त कोशिका से निकलने वाले बाइकार्बोनेट आयन के बदले में, एक क्लोराइड आयन विद्युत संतुलन बनाए रखने के लिए लाल रक्त कोशिका में प्रवेश करता है। प्लाज्मा में, बाइकार्बोनेट आयन एक बफर के रूप में कार्य करता है, जो प्लाज्मा पीएच को नियंत्रित करता है।

फेफड़ों में, CO2 प्लाज्मा से एल्वियोली में फैलती है। प्लाज्मा pCO2 में यह कमी रासायनिक प्रतिक्रिया के व्युत्क्रम का कारण बनती है। क्लोराइड आयन के बदले बाइकार्बोनेट आयन वापस लाल रक्त कोशिका में फैल जाता है। एक हाइड्रोजन आयन बाइकार्बोनेट आयन के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है। कार्बोनिक एसिड CO2 और H2O में टूट जाता है। यह विपरीत प्रतिक्रिया भी उत्प्रेरित होती है कारबनहाइड्रेज़.

फेफड़ों में होने वाली प्रक्रियाएँ

जब हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से संतृप्त हो जाता है, तो CO2 के प्रति इसकी आत्मीयता कम हो जाती है। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति से CO2 का स्राव बढ़ जाता है। यह कहा जाता है हल्दाने प्रभाव.

ऊतकों में होने वाली प्रक्रियाएँ

हाइड्रोजन आयन बाइंडिंग और ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता के बीच की अंतःक्रिया को कहा जाता है बोह्र प्रभाव. जब हाइड्रोजन आयन बनते हैं, तो कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संतृप्ति ऑक्सीजन की रिहाई की सुविधा प्रदान करती है।

सारांश

ऑक्सीजन का परिवहन दो प्रकार से होता है:

ñ प्लाज्मा में घुल जाता है,

ñ ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में हीमोग्लोबिन के संबंध में।

ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति इस पर निर्भर करती है:

ñ तापमान

ñडिफोस्फोग्लीसेरेट स्तर

CO2 का परिवहन तीन प्रकार से होता है:

ñ प्लाज्मा में घुल गया

ñ कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में हीमोग्लोबिन के संबंध में

ñ बाइकार्बोनेट में परिवर्तित।

अनुभाग III में स्वतंत्र पाठ्येतर कार्य के लिए परीक्षण प्रश्न:

1. रक्त द्वारा ऑक्सीजन का परिवहन। इस प्रक्रिया में हीमोग्लोबिन का महत्व.

2. ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का विश्लेषण।

3. साँस की हवा में उच्च और निम्न आंशिक दबाव पर हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति में परिवर्तन।

4. हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति को प्रभावित करने वाले कारक।

5. रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन। कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की भूमिका.

धारा IV

गैस विनिमय

ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड एल्वियोली और फुफ्फुसीय केशिकाओं के साथ-साथ प्रणालीगत केशिकाओं और शरीर की कोशिकाओं के बीच फैलती है। विपरीत दिशाओं में होने वाले इन गैसों के प्रसार को गैस विनिमय कहा जाता है।

वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है। सभी गैसों का संयुक्त दबाव वायुमंडलीय दबाव बनाता है। समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव 760 mmHg है। वायुमंडल में प्रत्येक गैस वायुमंडल में अपने प्रतिशत के अनुरूप अनुपात में इस दबाव के एक हिस्से के लिए जिम्मेदार है।

गैसों के आंशिक दबाव पर उच्च ऊंचाई का प्रभाव

ऊंचाई बढ़ने के साथ वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। माउंट के शीर्ष पर. व्हिटनी का वायुमंडलीय दबाव लगभग 440 मिमी एचजी है।

ñ माउंट पर P O2. व्हिटनी = 92 mmHg

समुद्र तल पर РО2 = 159 मिमी एचजी।

हेनरी का नियम

किसी द्रव में घुलने वाली गैस की मात्रा आनुपातिक होती है:

ñ गैस आंशिक दबाव

ñ गैस घुलनशीलता.

संतुलन पर, गैस में ऑक्सीजन का दबाव तरल में उसके दबाव के लगभग बराबर होता है, क्योंकि गैस के अणु दोनों दिशाओं में फैलते हैं।

जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, तरल में अधिक O2 घुल जाता है। हालाँकि दोनों गैसें O2 और CO2 एक ही दबाव पर हैं, लेकिन घुली हुई CO2 की मात्रा अधिक है। CO2, O2 की तुलना में अधिक घुलनशील गैस है।

ओ 2

सीओ 2

चित्र 16. हेनरी का नियम

गैस विनिमय स्थल.

बाह्य श्वास:

ñ CO2 फुफ्फुसीय केशिकाओं से वायुकोश में फैलती है

O2 एल्वियोली से फुफ्फुसीय केशिकाओं में फैलती है।

आंतरिक श्वास:

O2 प्रणालीगत परिसंचरण की केशिकाओं से कोशिकाओं तक फैलता है

ñ CO2 कोशिकाओं से प्रणालीगत केशिकाओं में फैलती है।

बाह्य श्वसन को प्रभावित करने वाले कारक

बाह्य श्वसन की प्रभावशीलता 3 मुख्य कारकों पर निर्भर करती है:

1. श्वसन झिल्ली का सतह क्षेत्र और संरचना।

2. आंशिक दबाव प्रवणता.

3. वायुकोशीय वेंटिलेशन और फुफ्फुसीय केशिकाओं के माध्यम से रक्त प्रवाह के बीच पत्राचार।

बाह्य श्वसन: आंशिक दबाव

गैसों का आंशिक दबाव प्रवणता एल्वियोली और फुफ्फुसीय केशिकाओं के बीच गैस विनिमय सुनिश्चित करता है। वायुकोशीय वायु में गैसों का आंशिक दबाव वायुमंडलीय वायु से भिन्न होता है:

वायुकोशीय वायु:

ñ рО2 = 104 मिमी एचजी;

ñ рСО2 = 40 मिमी एचजी;

ñ рН2О = 47 मिमी एचजी।

वायुमंडलीय वायु:

ñ рО2 =159 mmHg;

ñ рСО2 = 0.3 मिमी एचजी;

ñ рН2О -=3.5 मिमी एचजी।

चावल। 17. वायुकोशीय वायु में गैसों का आंशिक दबाव

यह अंतर कई कारकों पर निर्भर करता है:

साँस की हवा का आर्द्रीकरण।

एल्वियोली और फुफ्फुसीय केशिकाओं के बीच गैस विनिमय।

"नई" और "पुरानी" हवा का मिश्रण।

जैसे ही हवा वायुमार्ग से गुजरती है, यह नम हो जाती है।

एल्वियोली में O2 और CO2 के निरंतर गैस विनिमय से गैसों का आंशिक दबाव बदल जाता है।

सांसों के बीच के अंतराल में, एल्वियोली खाली नहीं रहती: एल्वियोली में हवा "पुरानी" और "नई" भागों का मिश्रण है।

बाह्य श्वसन: ऑक्सीजन संतृप्ति

O2 एल्वियोली से रक्त में आंशिक दबाव प्रवणता के साथ तब तक फैलता रहता है जब तक संतुलन नहीं बन जाता। फुफ्फुसीय केशिकाओं की लंबाई के पहले भाग में ऑक्सीजन संतुलन पहले से ही हासिल किया जाता है।

चावल। 18. ऑक्सीजन संतृप्ति

बाह्य श्वसन: कार्बन डाइऑक्साइड का निकलना

CO2 फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त से एल्वियोली में आंशिक दबाव प्रवणता के साथ तब तक फैलती है जब तक संतुलन नहीं बन जाता। कार्बन डाइऑक्साइड में संतुलन फुफ्फुसीय केशिकाओं की लंबाई के 0.4 के बाद हासिल किया जाता है।

चावल। 19. कार्बन डाइऑक्साइड का निकलना

बाह्य श्वसन: ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान

ऑक्सीजन संतृप्ति और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन एक साथ होता है। जब आप सांस लेते हैं, तो आप अपनी ऑक्सीजन आपूर्ति की भरपाई करते हैं। जब आप साँस छोड़ते हैं, तो आप कार्बन डाइऑक्साइड निकालते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड रक्त में अत्यधिक घुलनशील है, जो बड़ी संख्या में अणुओं को एक छोटे आंशिक दबाव प्रवणता के तहत फैलने की अनुमति देता है। ऑक्सीजन थोड़ा घुलनशील है, इसलिए एक बड़े सांद्रण प्रवणता की आवश्यकता होती है।

वेंटिलेशन-छिड़काव अनुपात

वेंटिलेशन-छिड़काव अनुपात कुशल गैस विनिमय की सुविधा प्रदान करता है; साथ ही, वायुकोशीय वेंटिलेशन और फुफ्फुसीय केशिकाओं के माध्यम से रक्त प्रवाह के बीच एक इष्टतम संबंध बनाए रखा जाता है।

जब ब्रोन्किओल के माध्यम से वायु रक्त का प्रवाह सीमित होता है (लुमेन में बलगम होता है), तो संबंधित एल्वियोली में pO2 कम हो जाता है, जो धमनियों के स्थानीय संकुचन का कारण बनता है। रक्त को अत्यधिक हवादार एल्वियोली में "पुनर्निर्देशित" किया जाता है, जहां अधिक ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश कर सकती है।

जब ब्रोन्किओल के माध्यम से हवा का प्रवाह बढ़ जाता है, तो इससे संबंधित एल्वियोली में पीओ2 में वृद्धि होती है और धमनियों का स्थानीय फैलाव होता है। एल्वियोली में अधिक रक्त प्रवाहित होता है - रक्त ऑक्सीजन से बेहतर संतृप्त होता है।

चावल। 20. ऑक्सीजन संतृप्ति कम होने का प्रभाव

चित्र.21. ऑक्सीजन संतृप्ति बढ़ने का प्रभाव

वेंटिलेशन-छिड़काव अनुपात इस तथ्य से बनाए रखा जाता है:

ñ धमनियां pO2 में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करती हैं,

ñ ब्रोन्किओल्स pCO2 में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करते हैं।

जब ब्रोन्किओल के माध्यम से हवा का प्रवाह सामान्य से कम हो जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड एल्वियोली में जमा हो जाता है। प्रतिक्रिया में, ब्रोन्किओल अतिरिक्त CO2 को हटाने के लिए फैलता है।

चावल। 22. कार्बन डाइऑक्साइड संचय का प्रभाव

जब ब्रोन्किओल के माध्यम से हवा का प्रवाह अत्यधिक अधिक होता है (रक्त आपूर्ति के सापेक्ष), तो एल्वियोली में CO2 पी कम हो जाती है। इससे स्थानीय रक्त प्रवाह के अनुपात में वायु प्रवाह कम करने के लिए ब्रोन्किओल सिकुड़ जाता है।

चावल। 23. कार्बन डाइऑक्साइड तनाव को कम करने का प्रभाव

कल्पना कीजिए कि एक ट्यूमर के कारण वायुकोशीय थैली का वेंटिलेशन कम हो गया है:

ñ pO2 कम हो गया है, क्योंकि ऑक्सीजन पर्याप्त मात्रा में एल्वियोली में प्रवेश नहीं करती है,

ñ pCO2 बढ़ गया है क्योंकि अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड नहीं हटाया गया है।

पीओ2 में कमी से धमनियों में संकुचन होगा।

pCO2 में वृद्धि से ब्रोन्किओल्स का फैलाव होगा।

आंतरिक श्वास

ऑक्सीजन प्रणालीगत केशिकाओं से कोशिकाओं तक फैलती है। कार्बन डाइऑक्साइड कोशिकाओं से प्रणालीगत केशिकाओं में फैलती है।

आंतरिक श्वसन इस पर निर्भर करता है:

1. गैस विनिमय के लिए पर्याप्त क्षेत्र, जो विभिन्न ऊतकों में भिन्न-भिन्न होता है।

2. आंशिक दबाव प्रवणता.

3. ऊतक में रक्त प्रवाह का स्तर (चयापचय आवश्यकताओं आदि के आधार पर)।

प्रणालीगत केशिका में प्रवेश करने वाले रक्त का pO2 वायुकोशीय pO2 से कम होता है।

यह छोटा अंतर मुख्य रूप से फेफड़ों में अपूर्ण वेंटिलेशन-छिड़काव अनुपात के कारण होता है। संतुलन तक पहुंचने तक गैस विनिमय जारी रहता है।

चावल। 24. आंतरिक श्वसन: गैस प्रसार

सारांश

भौतिकी के नियमों के अनुसार, गैसों के आंशिक दबाव, घुलनशीलता और सांद्रता के बीच एक संबंध है। गैसें आंशिक दबाव प्रवणता के साथ उच्च आंशिक दबाव वाले क्षेत्रों से कम आंशिक दबाव वाले क्षेत्रों तक फैलती हैं।

बाह्य श्वसन: O2 एल्वियोली से फुफ्फुसीय केशिकाओं में प्रवेश करती है; CO2 फुफ्फुसीय केशिकाओं से एल्वियोली में निकल जाती है।

आंतरिक श्वसन: O2 प्रणालीगत केशिकाओं को कोशिकाओं तक छोड़ता है; कोशिकाओं से CO2 प्रणालीगत केशिकाओं में जाती है।

प्रभावी गैस विनिमय कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें विनिमय सतह क्षेत्र, आंशिक दबाव प्रवणता, रक्त प्रवाह और वायुमार्ग में वायु प्रवाह शामिल है।

बाहरी श्वास के दौरान, एक इष्टतम वेंटिलेशन-छिड़काव अनुपात बनाए रखा जाता है।

अनुभाग IV में स्वतंत्र पाठ्येतर कार्य के लिए परीक्षण प्रश्न:

1. अंदर ली गई और छोड़ी गई हवा की संरचना।

2. वायुकोशीय गैस मिश्रण, इसकी संरचना की स्थिरता के कारण।

3. वायुकोशीय गैस मिश्रण और रक्त के बीच गैस विनिमय का तंत्र। हेनरी के नियम का अर्थ.

4. ऐसे कारक जो बाह्य श्वसन को बदल सकते हैं।

5. आंतरिक श्वसन को प्रभावित करने वाले कारक।

साँस की हवा के खिंचाव के प्रति फेफड़ों के ऊतकों का लोचदार प्रतिरोध न केवल फेफड़ों की लोचदार संरचनाओं पर निर्भर करता है। यह एल्वियोली की सतह के तनाव और सर्फेक्टेंट की उपस्थिति के कारण भी होता है, एक ऐसा कारक जो सतह के तनाव को कम करता है।

फॉस्फोलिपिड्स और लिपोप्रोटीन से भरपूर यह पदार्थ वायुकोशीय उपकला की कोशिकाओं में बनता है। सर्फैक्टेंट साँस छोड़ने के दौरान फेफड़ों को ढहने से रोकता है, और वायुकोशीय दीवारों की सतह का तनाव प्रेरणा के दौरान फेफड़ों के अत्यधिक खिंचाव को रोकता है। जबरन साँस लेने के दौरान, फुफ्फुसीय संरचनाओं की लोचदार ताकतें स्वयं भी फुफ्फुसीय एल्वियोली के अत्यधिक विस्तार में हस्तक्षेप करती हैं।

बाह्य श्वसन की दक्षताफुफ्फुसीय वेंटिलेशन की मात्रा से इसका आकलन किया जा सकता है। यह सांस लेने की आवृत्ति और गहराई पर निर्भर करता है। फुफ्फुसीय वेंटिलेशन की मात्रा अप्रत्यक्ष रूप से फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता से संबंधित है। एक वयस्क व्यक्ति 1 श्वसन चक्र में औसतन लगभग 500 सेमी 3 हवा अंदर लेता और छोड़ता है।

इस आयतन को ज्वारीय आयतन कहते हैं। अतिरिक्त के साथ, सामान्य साँस लेने के बाद, अधिकतम साँस लेना, आप 1500 - 2000 सेमी 3 हवा (अतिरिक्त साँस लेना मात्रा) अंदर ले सकते हैं। शांत साँस छोड़ने के बाद, आप अतिरिक्त रूप से लगभग 1500 सेमी 3 हवा बाहर निकाल सकते हैं। यह एक अतिरिक्त साँस छोड़ने की मात्रा है। फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता श्वसन के कुल मूल्य और साँस लेने और छोड़ने की अतिरिक्त मात्रा के बराबर है।

"ह्यूमन फिजियोलॉजी", एन.ए. फोमिन

श्वसन शरीर और बाहरी वातावरण के बीच गैस विनिमय की एक सतत जैविक प्रक्रिया है। साँस लेने के दौरान, वायुमंडलीय ऑक्सीजन रक्त में चली जाती है, और शरीर में बनने वाली कार्बन डाइऑक्साइड साँस छोड़ने वाली हवा के साथ बाहर निकल जाती है। श्वास को बाहरी (फुफ्फुसीय) और आंतरिक (ऊतक) में विभाजित किया गया है। उनके बीच मध्यवर्ती लिंक - रक्त द्वारा गैसों का स्थानांतरण - हमें रक्त के श्वसन कार्य के बारे में बात करने की अनुमति देता है। मानव श्वास...

आराम के समय फुफ्फुसीय वेंटिलेशन 5 - 6 dm3 है। मांसपेशियों के काम के दौरान यह प्रति मिनट 100 डीएम3 या इससे अधिक तक बढ़ जाता है। फुफ्फुसीय वेंटिलेशन के उच्चतम मूल्य (150 डीएम3/मिनट तक) स्वैच्छिक गहरी और लगातार सांस लेने (अधिकतम फुफ्फुसीय वेंटिलेशन) के साथ प्राप्त किए जा सकते हैं। बाह्य श्वसन के दौरान, वायुकोशीय वायु और रक्त के बीच गैस विनिमय होता है। गैसों का आदान-प्रदान...

आंतरिक श्वसन फुफ्फुसीय केशिकाओं से ऊतकों तक ऑक्सीजन की डिलीवरी के साथ शुरू होता है। ऑक्सीजन परिवहन रक्त के गठित तत्वों - लाल रक्त कोशिकाओं - और आंशिक रूप से रक्त प्लाज्मा द्वारा किया जाता है। एक स्वस्थ व्यक्ति में, सामान्य जीवन स्थितियों में, हीमोग्लोबिन प्रति 100 सेमी3 रक्त में लगभग 20 सेमी3 O2 को बांध सकता है (1 ग्राम एचबी 02 में से 1.34 सेमी3 को बांधता है, 15 ग्राम - 20.1...

ऊतकों में O2 का आंशिक दबाव स्थिर नहीं होता है। गहन कार्य के दौरान यह शून्य के करीब हो सकता है। इसलिए, धमनी रक्त से ऑक्सीजन जल्दी से ऊतकों में चली जाती है। धमनी रक्त में O2 का आंशिक दबाव 13 - 13.5 kPa है। शिरापरक रक्त में O2 का आंशिक दबाव दो या अधिक गुना कम हो जाता है। इसमें प्रति 10 - 12 सेमी3 O2 होता है...

मांसपेशियों के काम से जुड़े ऊर्जा व्यय में वृद्धि के साथ एनारोबिक और एरोबिक दोनों स्थितियों में होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं में वृद्धि होती है। मांसपेशियों के काम के दौरान श्वसन क्रिया में अनुकूली परिवर्तन होते हैं, जो प्रशिक्षण बढ़ने के साथ बेहतर होते हैं। व्यवस्थित मांसपेशी गतिविधि के परिणामस्वरूप, फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता बढ़ जाती है। परिपक्व एथलीटों में, इसका औसत 4.7 -...

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 सेमी 2। 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 विस्तारशीलता (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 - आयतन 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 है कि ट्रांसपल्मोनरी दबाव (पी टीपी) में 1 सेमी पानी के स्तंभ की वृद्धि के साथ। फेफड़ों का आयतन 200 मिलीलीटर बढ़ जाता है।

आर= (पी ए-पी एओ)/वी

जहां आर ए वायुकोशीय दबाव है

पी एओ - 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, जबकि 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 मिमी 3 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। सर्फेक्टेंट 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?