АТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВІІЕШІІЕГО ДЫХАІІИЯ. 10 страница
3.1.6. НЕГЛУБОКОЕ ДЫХАНИЕ ДОЛЖНО ОСЛАБЛЯТЬ ВНЕДЫХАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ.
Предшествующее изложение было посвящено, в основном, описанию анатомических структур и происходящих в них процессов, обеспечивающих доставку в кровь кислорода и удаление из нее углекислого газа. Эти структуры представляют собой несколько относительно самостоятельных блоков, каждый из которых выполняет свою определенную функцию. Первый блок - система трубок, по которым кислород доставляется из атмосферы в альвеолы, а углекислый газ удаляется из альвеол в атмосферу. Эти трубки образуют воздухоносные пути, начиная с носовых ходов и заканчивая бронхиолами. Второй блок - альвеолы легких. В альвеолах воздух атмосферы приходит в контакт с капиллярами малого круга кровообращения и по концентрационному градиенту' в кровь капилляров поступает кислород, а из нее тем же способом в альвеолы выходит углекислый газ. Чтобы воздух двигался по воздухоносным путям в нужном направлении имеется специальный насос, нагнетающий воздух в легкие и удаляющий его из них. Он состоит из дыхательных мышц, герметичной плевральной полости и альвеол, обладающих эластичностью. Этот комплекс анатомических структур кажется достаточным для обеспечения доставки в кровь кислорода и удаления из нее углекислого газа. Однако, даже если такой комплекс будет идеально работать, этой работы совершенно недостаточно для того, чтобы доставка кислорода и удаление углекислого газа смогли обеспечить существование организма. Необходимо, чтобы кроме этих анатомических структур в дыхательных путях и в легких имелась еще масса дополнительных устройств, обеспечивающих выполнение большого числа недыхательных функций легких, некоторые из которых совершенно необходимы для успешного осуществления дыхания.
|
|
|
Как известно, из левого желудочка сердца через аорту и артерии во все органы и ткани поступает артериальная кровь. Из нее каждая клетка извлекает необходимые ей вещества и выделяет в оттекающую от органов и тканей венозную кровь продукты своего обмена веществ. Клетки желез внутренней секреции выделяют в оттекающую от них венозную кровь
также гормоны. В венозную кровь поступают через систему лимфатических сосудов или после прохождения через печень питательные вещества, всасываемые из желудочно- кишечного тракта. В печень из желудочно-кишечного траакта могут поступать также токсические и чужеродные вещества (ксенобиотики). При их неполном обезвреживании печенью они также поступают в венозную кровь. При повреждении большинства клеток организма они выделяют ряд физиологически активных веществ, которые могут попадать в венозную кровь и оказывать неблагоприятное влияние на здоровые клетки. Венозная кровь от всех органов и тканей собирается в 2 больших сосуда - верхнюю и нижнюю полые вены и по ним втекает в правое предсердие. Таким образом, в правое предсердие втекает сложнейший по составу «коктейль», содержащий как полезные и нужные клеткам организма вещества, так и вещества, которые могут оказывать на клетки неблагоприятное воздействие и присутствие которых в притекающей к каждой клетке артериальной крови нежелательно. Вся поступившая в правое предсердие венозная кровь на своем пути к органам еше до поступления в аорту и артерии проходит сначала через малый, легочный круг кровообращения, т.е. через легкие. Таким образом, легкие поставлены на входе в систему кровоснабжения всех органов и тканей. Фактически, они занимают оптимальное положение, которое должен был бы занимать фильтр, предназначенный для очистки крови. По отношению к углекислому газу функция легких, как фильтра крови, общеизвестна.
|
|
|
Только 2 органа, кожа и легкие, непосредственно подвергаются воздействию при изменениях окружающих человека условий. При этом легкие являются единственным органом, через который внешняя среда может постоянно влиять сразу на всю притекающую к клеткам кровь и через нее на весь организм в целом. Диапазон изменений характеристик вдыхаемого воздуха может быть очень велик. Могут широко изменяться его температура, влажность, содержание входящих в состав воздуха газов, в том числе вредных для здоровья, количество пыли, микроорганизмов и т.д. Альвеолы легких представляют собой самую большую поверхность организма, соприкасающуюся с агрессивной для него окружающей средой. Вдыхаемый воздух воздействует па огромную до 100 м" площадь поверхности альвеол и столь же огромную площадь капилляров малого круга кровообращения. Температура вдыхаемого воздуха может на многие десятки градусов отличаться от температуры крови легочных капилляров. Сам воздух, поступающий из атмосферы, может иметь совершенно различную влажность от почти полного отсутствия паров воды до состояния насыщения ими. В воздухе всегда находится значительное количество пылевых частиц и микроорганизмов, а также могут находиться различные токсические и вредные примеси. Даже при малоподвижном образе жизни с дыхательным объемом 500 мл через легкие за одни сутки проходит 10800 л воздуха (0,5 х 15 х 60 х 24). При физической нагрузке минутный объем дыхания может возрастать в 10-15 раз и составлять более 100 л. в 1 минуту. И эти огромные массы воздуха непрерывно на протяжении всей жизни воздействуют на артериальную кровь, поступающую ко всем органам и тканям. Изменение лишь одного показателя, а именно, температуры атмосферного воздуха, например, до +45('С или -45"С, если бы оно сохранялось в воздухе альвеол, уже исключало бы возможность жизни организма, хотя все элементы дыхательного комплекса, обеспечивающего доставку кислорода в кровь и удаление углекислого газа из нее, были бы сохранены. Тем не менее, человек переносит интенсивную жару и интенсивный холод.
|
|
|
|
|
|
Каждый вдох должен был бы вызывать поступление в альвеолы пылевых частиц и микробов. Наверно, уже через небольшой промежуток времени легкие были бы заполнены ими. Газообмен между воздухом альвеол и кровью омывающих их капилляров был бы прекращен, а сами альвеолы могли бы стать местом интенсивного размножения микробов. Очевидно, кроме доставки кислорода и удаления углекислого газа дыхательный комплекс должен решать и решает еще массу жизненно важных задач. Он доводит температуру воздуха, поступающего в альвеолы, до температуры, равной температуре крови, т.е. до 37"С. К моменту поступления воздуха в альвеолы, т.е. после прохождения по воздухоносным путям, из него уже удалены инородные частицы, токсические вещества, микроорганизмы. Воздух максимально увлажнен, насыщен парами воды. Все эти процессы происходят в воздухоносных путях дыхательной системы, причем для обеспечения каждого из них в воздухоносных путях имеются соответствующие специальные структуры. Сами воздухоносные пути в результате их последовательного деления в течение 23-х раз, имеют общую площадь поверхности соприкосновения с порцией воздуха, поступающей в альвеолы, равную 100 м2. На всей этой поверхности на вдыхаемый из атмосферы воздух воздействуют по мере его продвижения специальные структуры, обеспечивающие, в конечном счете, постоянство и оптимальность характеристик альвеолярного воздуха для решения главной задачи дыхательного комплекса - поступление в кровь капилляров малого круга кислорода и удаления из нее углекислого газа. Даже если какие-то микрочастицы или микробы попадают внутрь альвеол, то вероятность их попадания в кровь у здорового человека исключена, так как они поглощаются макрофагами. Если воздухоносные пути очищают поступающий в альвеолы воздух, то сами альвеолы способны очищать кровь от различных механических примесей - капель жира, мелких тромбов, бактерий и т.п. Все они задерживаются в легких,
подвергаются разрушению и перерабатываются. Через легкие выводится ряд токсических летучих продуктов обмена веществ (ацетон, аммиак) и некоторых экзогенных веществ (алкоголь, бензол). Легкие исключительно богаты липолитическими и протеолитическими ферментами, т.е. ферментами, участвующими в жировом и белковом обмене. В них задерживается часть жира, поступающего из кишечника в составе, так называемых, хиломикронов через лимфатические сосуды в венозную кровь. В легких хиломикроны подвергаются переработке и регулируется поступление жира в артериальную кровь. В легких происходит интенсивный синтез жирных кислот и фосфолипидов, необходимых, в частности, для построения и постоянного обновления сурфактантов. В связи с интенсивными колебаниями длины легочных структур в них происходит интенсивный синтез белков, из которых идет построение и обновление структурной основы легких - коллагена и эластина.
Стратегически уникальное положение легких с их малым кругом кровообращения на входе в систему кровоснабжения всех органов и тканей позволяет- организму через воздействие на протекающую через легкие кровь направленно влиять сразу на весь организм в нужном направлении. Многие вазоактивные вещества полностью или частично теряют активность при прохождении через сосуды легких. Например, в них на 80% может инактивироваться брадикиннн. Легкие являются главным органом, освобождающим кровь от серотонина путем его захвата и депонирования. В легких инактивируются многие простагландины, задерживается значительная часть норадреналина и гистамина. Именно в легочных сосудах полипептид ангиотензнн 1, образующийся в почках, под влиянием ангиотензинпревращающего фермента становится сильнейшим сосудосуживающим веществом ангиотензином 2, играющим важную роль в поддержании и регуляции АД.
Легкие являются резервуаром крови (депо крови), благодаря выраженной способности сосудов малого круга изменять свой объем доже при незначительных изменениях давления в них. Участвуют легкие и в поддержании водного бапанса, поскольку с выдыхаемым воздухом из организма удаляется вода. С учетом большого количества негазообменных функций дыхательного комплекса и стратегически уникального положения легких на входе в систему кровообращения в настоящее время говорят о «легочном барьере» или «легочном фильтре», осуществляющем: I) барьерно-очистительную; 2) терморегуляторную; 3) фильтрационную; 4) иммунологическую; 5) водообменную; 6) детоксикационную; 7) нейроэндокринную функции, а также об участии легких в метаболизме биогенных аминов и в депонировании крови. Многообразие функции легких коррелирует с их резко выраженной клеточной гетерогенностью. В легких человека определено более 40 различных клеточных типов, каждый из которых имеет свою функциональную специализацию. Это означает, что нарушение работы любого из этих 40 типов клеток неминуемо повлечет нарушение одной из многочисленных функций легких. Таким образом нереспираторные функции легких занимают важное место в полифункционапьной деятельности органов дыхания. Тем не менее пока они изучены мало. Часть из этих функций реализуется при контакте воздухоносных путей, альвеол и сосудов малого крута с внешней средой в виде вдыхаемого воздуха. В части нереспираторных функций легких используется специфика их положения, как «фильтра» на пути крови до ее поступления непосредственно к органам и тканям.
У первобытного человека, вероятно, по несколько раз в день минутный объем дыхания и минутный объем кровообращения увеличивались в связи с физическими нагрузками. При этом в несколько раз возрастала скорость потоков воздуха через воздухоносные пути, многократно увеличивалась поверхность альвеол и капилляров малою круга, возрастала поверхность контакта между воздухом альвеол и кровью, протекающей через легкие, возрастал в несколько раз объем этой крови. Одновременно в несколько раз увеличивалась скорость обмена межклеточной жидкости в большинстве органов и тканей. Происходила как бы промывка и обновление среды, окружающей клетки, ее «чистка». Одновременно в кровоток поступала кровь из депо, а сама скорость оборота крови через легочный «фильтр» увеличивалась в несколько раз при одновременном соответствующем увеличении мощности фильтра. Таким образом, регулярные физические нагрузки обеспечивали регулярное восстановление оптимальной величины ряда характеристик крови и межклеточной жидкости. Эти нагрузки являлись обязательным элементом жизни первобытных людей и использовались эволюцией как фактор поддержания оптимальных условий функционирования организма. В соответствии с регулярным тренингом дыхательной системы, сохранявшимся на протяжении всей жизни сотен и тысяч поколений первобытных людей, происходило формирование не только респираторных, но и всех нереспираторных функций дыхательной системы. Это означает, что для обеспечения и сохранения полноценного осуществления нереспираторных функций дыхательной системе регулярные физические нагрузки также необходимы. Вне физических нагрузок при физическом покое условия существования первобытного человека также в огромной степени отличались от жизни человека в условиях современной цивилизации. Для выживания в тех «нечеловеческих» условиях эволюцией использовались любые возможности, в том числе связанные с созданием нереспираторных функций легких. Каждая нереспираторная функция легких реализуется определенными структурами. Для сохранения, а тем более повышения функциональных возможностей каждой из них в современных условиях, должны быть выработаны специальные упражнения, тренирующие именно эту структуру, причем не только в условиях физического покоя, но и в условиях интенсивных физических нагрузок.
Вместе с тем обязательным элементом изменения дыхания при любой физической нагрузке является увеличение его глубины. Это - не просто обязательный элемент, постоянно присутствовавший в жизни первобытных людей. Это - базовый элемент. Он обеспечивал тренинг на растяжение коллагена всех структур, входящих в состав дыхательного комплекса, и этим сохранял высокий уровень их функциональной активности, противодействовал развитию их атрофии. Этот базовый элемент может быть воспроизведен современным человеком без каких-либо физических нагрузок, в условиях физического покоя, например, лежа, путем перехода на глубокое смешанное диафрагмально-реберное дыхание.
3.2. ТРИ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ДЫХАТЕЛЬНЫХ МЫШЦ, СВЯЗАННЫЕ С РАБОТОЙ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ
3.2.1. ГОМЕОСТАЗИС МЕЖКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ ОПРЕДЕЛЯЕТ СТЕПЕНЬ «КОМФОРТНОСТИ» СУЩЕСТВОВАНИЯ КЛЕТОК.
Все органы человеческого тела построены принципиально по одному и тому же плану. В них имеются клетки, выполняющие специфическую для данного органа функцию. Эти клетки составляют, так называемую, паренхиму органа. Кроме того, обязательно имеются соединительнотканные структуры, образующие, так называемую, строму, как бы остов, или каркас органа. Эти структуры представлены клетками соединительной ткани и производимыми ими неклеточными элементами, коллагеновыми и эластическими волокнами, а также гелеподобным межклеточным веществом. Эластические волокна создают условия для растяжения и сжатия органа. Коллагеновые волокна определяют предельный диапазон этих растяжении и сжатии, не вызывающий повреждения входящих в состав органа элементов. В составе каждого органа находятся также кровеносные сосуды По одним из них, артериям, в орган поступает артериальная кровь, богатая питательными веществами и кислородом. Из артерий кровь поступает в капилляры. Капилляры - самые тонкие из кровеносных сосудов. Они пронизывают все ткани организма, находясь в непосредственной близости от любой его клетки. Через стенки капилляров, в отличие от стенок артерий и вен, вода с растворенными в ней солями может свободно проходить из крови в окружающее капилляры межклеточное пространство и обратно. В артериальной части капилляров преобладают силы, выводящие воду из артериальной крови капилляров наружу в межклеточное пространство. По мере движения крови по капиллярам силы, выводящие воду из капилляров, уменьшаются, а силы, стремящиеся вернуть ее назад в кровь капилляров, возрастают. В результате в венозной части капилляров начинают преобладать силы, втягивающие воду из околокапиллярного межклеточного пространства обратно в кровь, но уже в кровь венозной части капилляров. Происходит возврат воды с растворенными в ней солями назад. Но состав этой воды уже другой. Клетки взяли из нее нужные им вещества и кислород, а возвратили воду с продуктами своего обмена веществ и с углекислым газом. Далее, уже измененная в своем составе кровь посту пает в вены (венозная кровь). По венам она выносится за пределы органа и, в конечном счете, поступает в правое предсердие. В результате, между каждой клеткой любого органа, его коллагеновыми и эластическими волокнами, и кровью капилляров находится промежуточное звено - межклеточная жидкость. Именно она является средой, непосредственно окружающей клеточные и неклеточные элементы органа и именно ог состава и других характеристик этой жидкости зависит степень комфортности существования каждой клетки организма. Благодаря постоянному кругообороту воды с растворенными в ней веществами между кровью артериальной части капилляров, межклеточной средой снаружи капилляров и кровью венозной части капилляров происходит постоянное обновление состава жидкости, окружающей все клетки и неклеточные элементы любою органа. Понятно, что эволюцией были созданы многочисленные специальные механизмы, направленные на обеспечение оптимального для клеток состава околоклеточной жидкости вне зависимости от уровня активности отдельных клеток и в целом всего организма
Оказалось, что суммарная величина сил, выводящих воду из артериального конца капилляров, превышает сумму сил, возвращающих ее назад в венозную часть капилляров. В результате из артериальной части капилляров в межклеточное пространство выходит воды
больше, чем за то же время возвращается в их венозную часть. Некоторое количество воды остается в межклеточном пространстве и ее количество должно постепенно нарастать. Каждый орган окружен более или менее жесткой соединительнотканной оболочкой, непроницаемой для воды. Увеличение количества межклеточной жидкости в органе должно вызывать отек органа, повышение давления межклеточной жидкости на все входящие в состав органа структуры и нарушение их работы. Кроме того, в межклеточной жидкости постоянно появляются вещества, которые не могут покинуть ее посредством поступления в кровь через стенки капилляров. Для крупномолекулярных соединений, образующихся в результате постоянной гибели части клеток, стенка капилляров непроницаема. Из капилляров в межклеточную жидкость постоянно выходят белки плазмы крови, так как их концентрация в плазме значительно выше, чем в межклеточной жидкости, а стенки капилляров, хотя и плохо, но все же проницаемы для белков. Концентрация в межклеточной жидкости всех этих веществ должна постепенно повышаться, нарушая ее состав. Межклеточная жидкость, в отличие от крови, непосредственно контактирует с клетками. Если ее состав и другие характеристики становятся неблагоприятными для клеток органа, то для этих клеток уже не имеет значение наличие одновременно оптимальных характеристик, т.е. гомеостазиса, артериальной крови.
3.2.2. ЛИМФАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - ВАЖНЫЙ ФАКТОР ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОМЕОСТАЗИСА МЕЖКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ
Для постоянного удаления той части воды, на которую выход воды из капилляров превышает ее возврат в кровь, а также для удаления всех веществ, попадающих в межклеточную жидкость и не имеющих возможности покинуть ее через кровь, в организме человека существует специальная, дренажная сосудистая система, так называемая лимфатическая система. Она значительно отличается от кровеносной системы. Кровеносная система - замкнута. В ней кровь движется по большому и малом)' кругу кровообращения за счет включенного в каждый круг мышечного насоса, соответственно, левого и правого желудочков сердца. Лимфатическая система не замкнута. Она начинается, гак называемыми, лимфатическими капиллярами, пронизывающими, как и кровеносные капилляры, все органы и ткани организма. Стенки лимфатических капилляров легко проходимы для веществ и целых клеток, для которых стенки кровеносных капилляров проходимы плохо или непроницаемы совсем. Поэтому по мере накопления таких веществ и клеток в межклеточном пространстве они поступают в лимфатические капилляры, а из них в лимфатические сосуды с уже непроницаемыми, хотя и очень тонкими стенками. Внутри лимфатических сосудов находятся клапаны, пропускающие ток жидкости (лимфы) только в одном направлении от периферии к сердцу. В стенках лимфатических сосудов имеются гладкомышечные клетки, обладающие автоматической сократительной активностью. Регулярно сжимая и разжимая стенки лимфатических сосудов, эти мышцы проталкивают лимфу в направлении, определяемом клапанами, т.е. выносят за пределы каждого органа избыток воды и все те вещества, которые не могут быть удалены из органа током крови. Таким образом, в лимфатической системе нет какого-то специального отдельного мышечного органа типа сердца, который бы обеспечивал движение лимфы по лимфатической системе. Единственной структурой, специально предназначенной для обеспечения движения лимфы, являются гладкие мышцы стенок лимфатических сосудов.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 90; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!