Тақырыбы: Тыныс алу жүйесінің физиологиясы

Жұмыстың мақсаты: Студенттергетынысалу механизміндегі диафрагма ның рөлін көрсету, пневмография әдісімен танысужәне тыныс алу процесінде жабырлағыш эпителидің атқаратын ролімен танысу.Өкпенің тіршілік көлемін анықтау әдістемесімен танысу, тыныс алудың гуморальдық жолмен реттелуін бақылау.

Тақырыптың теориялық негізі. Тынысалудеп ауадан оттегін сіңіріп, көмір қышқыл газын шығаруын қамтамасыз ететін өзара байланысты көптеген үрдістерді айтады. Оттегінің қатысуымен организмде тотығу үрдісі өтеді. Құрамындағы органикалық заттардың тотығуы нәтижесінде жасушалар мен тіндерде тіршілікке қажет энергия пайда болады. Мұнымен қатар тотығу барысында көмір қышқыл газы түзіледі. Бұл газ уақытында сыртқа шығарылып тұрмаса көптеген тіршілікке қажет үрдістер тоқтап денеде су тұрақтылығы (изогидрия), жылу тұрақтылығы (изотермия) бұзылады да адам өміріне қауіп туады. Демек, организм ауадан үздіксіз оттегін алып, ұдайы көмір қышқыл газын сыртқа шығарып тұрса ғана өмір сүре алады.

Тынысалу негізінен бес кезеңнен тұрады:

1) сыртқы тынысалу - ауадағы газдарды (атмосферадан) өкпеге әкеліп, өкпеден (тотыққан) қайтадан атмосфераға шығарып тұру;

2) өкпе көпіршіктеріндегі (альвеолалардағы) газдар мен қан құра-мындағы газдардың алмасуы;

3) газдардың өкпеден тінге, тіннен өкпеге қан ағынымен тасымал-дануы;

4) тін мен қан арасында газ алмасуы;

5) ішкі тынысалу - жасуша құрамындағы органикалық заттардың тотығуы. Бұл - биохимиялық үрдіс. Тынысалудың алғашқы 4 кезеңін физиология, соңғысын биохимия зерттейді.

Сыртқы тыныс. Демалу және демшығару механизмі. Сыртқы тынысалу, яғни газ-дардың ауадан өкпеге өтуі, өкпеден қайта атмосфераға шығарылуы екі кезеңнен: демалу (инспирация) және демшыгарудан (экспирация) тұрады. Инспирация мен экспирация тірі организмде өзара жымдасыпі үйлесім тапқан, өмірі бойы бірінен соң бірі кезекпен келіп алмасып отырады. Ауаны өкпеге тартып алып, ондағы газ алмасуына қатысқан ауаны тысқа шығару үшін өкпе біресе ұлғайып (кеңейіп), біресе тарылып тұруға тиіс. Бірақ альвеола (alveola - ұяшық) қабырғасында ет талшықтары болмағандықтан өкпе кеңейіп не тарылып көлемін өзі өзгерте алмайды, бұл үрдіс көкірек қуысының ұлғайып-тарылуына байланысты. Өкпе сыртындағы ауамен қатыспайтын көкірек қуысында орналасқан. Сыртынан өкпе висцеральдық (авзалық) және пари-тальдық (жақтаулық) екі қабықпен қоршалған.

Адам демді ішке тартқан кезде инспирация еттері жиырылады да, көкірек қуысын кеңейтеді: көкет (диафрагма) жиырылады, оның күмбезі жазылып 1,5 см төмендейді. Сөйтіп көкірек қуысы жоғарыдан төмен қарай кеңиді, сыртқы қабырғааралық және шеміршекаралық еттер тартылып, қабырғаларды жоғары қарай көтереді, осы кезде төс алға қарай ығысады да солдан оңға, оңнан солға және арттан алға қарай көкірек өлшемдері ұлғаяды, сөйтіп көкірек кеңейеді. Көкірек қуысының тарылуы экспирация (дем-шығару) еттері, яғни ішкі қабырғааралық еттердің жиырылуына байланысты. Дәл осы кезде альвеолаларда ауа қысымы күшейеді де, мұндағы ауа өкпеден сыртқа қарай ығысады. Қаттырақ, яғни терең дем алған сәтте, қосымша (көмекші) тынысалу еттері бұл үрдісті күшейте түседі.

Плевралық қуыс қысымы. Плевралық қуыс қысымын өлшеу үшін қатар орналасқан қабырға аралығына жуан имек ине тығып, оның сыртқы ұшын "U" тәрізді манометрмен жалғастырады. Плевралық қуыстағы қысым сырттағы ауа қысымынан төмен болады, сондықтан онымен жалғасқан сынап бағанасы жоғары қарай көтеріледі, ал атмосфералық ауамен жалғасқан сынап бағанасы төмен түседі. Демшығару кезінде, плевра жапырақтары аралығындағы қысым атмосфералық қысымнан 3 мм төмендейді. Атмосфералық ауа қысымы сынап бағанасы бойынша 760 мм-ге тең болса, плевралық қуыстағы қысым 3 мм кем болғандықтан, ол 760-3 757 мм-ге тең болғаны, бұл қысым "-3" мм деп белгіленеді.

Демалуда көкірек қуысы кеңейеді де, плевралық қуыс қысымы одан әрі төмендеп - 6 мм-ге теңеледі. Терең дем алған кезде - 9-15 мм-ге дейін төмендейді. Сонымен плевралық қуыс қысымы әр уақытта атмосфера қысымынан төмен және өкпе неғұрлым қатты созылса, соғұрлым төмен болмақ. Демек, плевралық қуыс қысымын теріс қысым деп тану керек. Тыныс тереңдеген сайын плевра қуысында теріс қысым мөлшері арта түседі.

Теріс қысым ауаның өкпеге кіруін, яғни демалуды жеңілдетеді, венадағы қанның жүрекке қайтып оралуын қамтамасыз етеді: плевра жапырақшалары аралығындағы қысымның төмендеуіне байланысты көкірек қуысындағы үлкен веналар мен жүрекше кеңейіп қанды жүрекке қарай тартады.

Өкпенің серпімділігі. Өкпеде серпімді тіндер көп. Сондықтан да ол созылып қайта тартылып алғашқы қалпына келе алады. Өкпе ширығуы мен созылуы тығыз байланысты. Созылған өкпе тінін бұрынғы қалпына келтіретін күш серпін күші деп аталады. Өкпе неғұрлым созылғыш келсе, оның серпімділігі де соғұрлым жоғары болады.

Жасы келген адамда өкпенің созылу дәрежесі су бағанасы бойынша 200 мл/см-ге тең, ал жасқа толмаған балада 5-10 мл/см. Өкпе ауруларын анықтауда бұл көрсеткіштерді пайдалануға болады.

Өкпенің жалпы сыйымдылығы. Тынысалу барысында ауа тыныс жолы арқылы өкпеге кіріп, оттегін берген соң сыртқа шығып отырады. Өкпеге дейін кіріп-шығатын ауаның мөлшері демалу мен демшығарудың тереңдігіне байланысты. Біркелкі тыныштық жағдайда демді ішке жәй тартып сыртқа шығарса өкпеге дейін кіріп-шығатын ауаның мөлшері адамда 500 мл-дей болады. Осы жәй дем алғанда тыныс ағзаларына еніп қайта шығатын ауаның мөлшерін (көлемін) қалыпты тыныс ауасы (ҚТА) деп атайды. ҚТА тұтасынан өкпе көпіршігіне барып жетпейді, оның 150 мл-і тыныс жолын толтырады да, газ алмасу үрдісіне қатыспайды. Сондықтан тыныс жолын толтырған ауаны "өлі" кеңістік ауасы деп атайды. Сөйтіп сырттан келіп түскен ауаның 350 мл-і ғана өкпеге барып газ алмасу үрдісіне қатысады.

Демді әдеттегідей жай ғана ішке тартып қоймай, одан әрі демді әлі келгенше тереңдете түссе, адам ҚТА-сына қосымша 1500 - 2000 мл ауаны жұта алады. Осылайша қатты дем алғанда ҚТА-сына қосымша жұтылатын ауа көлемін резервтік (қосымша) демалу ауасы (РДАА) дейді.

Қалыпты тынысалу кезінде әдеттегідей дем шығарып, дем алмастан күшпен дем шығарса, тағы да сыртқа 1000-1500 мл ауа шығаруға болады. Мұны резервтік (қосалқы) демшығару ауасы (РДША) дейді. Бұл ауа қалыпты жағдайда өкпеде сақталады, тек демді қатты шығарғанда сыртқа шығады, сондықтан бұл қор ауа деп те аталады. Сонымен үш түрлі ауа қалыпты тыныс ауасы, резервтік демалу ауасы және резервтік демшығару ауасы бірігіп өкпенің тіршілік сыйымдылығын (ӨТС) құрады.

ӨТС = ҚТА+РДАА+РДША

ӨТС = 500 мл + 2000 мл + 1500 мл = 4000 мл.

Былайша айтқанда ӨТС дегеніміз - терең дем алып, іле-шала терең дем шығарған кезде сыртқа шығатын ауаның көлемі. ӨТС ересек адамда 3500-5500 мл. ӨТС адамның жасына, жынысына, бойына, дене еттерінің (оның ішінде тыныс еттерінің) күшіне (ширақтығына) байланысты болады.

Тыныстың минуттық көлемі. Бір минут ішінде өкпе арқылы өтетін ауаның көлемі тыныстық минуттық көлемі (ТМК) деп аталады. ТМК бір минут ішінде өкпеге келіп түсетін оттегімен сыртқа шығарылатын көмір қышқылы мөлшерінің ара-қатынасына яғни зат алмасу қарқынына байланысты. ТМК әдетте орта есеппен 6-9 л болса, ал ауыр, қара жұмыс істеген адамда 100-120 л-ге жетеді, тіпті одан да асады. ТМК қалыпты жағдайда шығарылған ауаны Дуглас қабына жинап, газ санақшысынан өткізу арқылы өлшенеді немесе қалыпты тыныс ауасының (ҚТА) көлемін минуттық тыныс жиілігіне (МТЖ) көбейту арқылы анықталады (ТМК=ҚТАхМТЖ). МТЖ ересек адамда 14-20. ТМК осы аталған екі көрсеткіш мөлшеріне қарай өзгеріп отырады.

Өкпе мен тіндегі газ алмасу. Дем алғанда өкпеге кіретін атмосфералық ауа мен деммен бірге шығатын немесе альвеолалық ауаның құрамындағы әр газдың мөлшерін жеке салыстырып өкпе альвеоласындағы газдар мен қан құрамындағы газдардың өту бағытын байқауға болады.

Негізгі газдар атмосферада, оның жеке қабаттарында ұдайы бір мөлшерде болады. Адам дем алғанда осы атмосфералық ауа өкпеге енеді, ал өкпедегі альвеолалық ауа мен дем шығарғанда шығатын ауада оттегі мен көмір қышқыл газ мөлшері ұдайы өзгеріп отырады: оттегі азайып, көмір қышқыл газ көбейді

Өкпеде газ алмасуының негізгі көрсеткіші - альвеолалық ауадағы газдардың құрамы мен мөлшері. Атмосфералық ауамен альвеолалық ауа құрамындағы газдардың мөлшерін салыстырсақ, оттегінің атмосферадан қанға, ал көмір қышқыл газдың қаннан альвеолаға өтетінін байқауға болады.

Жалпы әсер ететін себептер:

1. Газ атаулының диффузиялық қасиеті. Мәселен, көмір қышқыл газдың бұл қасиеті оттегінікінен 24 есе жоғары. Сондықтан көмір қышқыл газдың меншікті қысымы аз болса да мембрана арқылы өте алады.

2. Мембрананың өткізгіштік қасиеті. Бұл қасиет неғұрлым жоғары болса, газ диффузиясы да соғұрлым шапшаң болады.

3. Минут сайыи қанға өтетін газ мөлшері қан айналысының жыл-дамдығына байланысты.

4. Артерия мен вена арасындағы көпіршелер қан айналысына қаты-сады да капиллярдағы қанның ағысын, оның шапшаңдығын өзгертеді, демек бұл да газ диффузиясына әсер етеді.

Өкпеде газ алмасуына арнайы әсер ететін себептер:

1. Өкпедегі ауаның көлемі. Бір минут ішінде өкпеге кіріп шығатын ауаның көлемі өсіп қан ағысына сәйкес келсе, өкпе мен қан арасында газ алмасуы шапшаңдайды.

2. Өкпе капиллярындағы қан мен альвеоладағы ауаның ортасындағы бөгет эндотелий мен альвеола эпителиінің жұқалығы (4 мкм), қандағы газдар мен альвеоладағы ауаның өзара жанасу дәрежесі. Егер адамның екі өкпесіндегі альвеолаларды жазып жіберсе, олар 100 м² орын алар еді. Газдардың осындай аудан арқылы альвеолалармен беттесуі нәтижесінде диффузия да жеңілдейді. Ал ауру адамда өкпенің газдармен беттесу көлемі азайып кетеді, бұл газ алмасуына кедергі жасайды.

3. Оксигемоглобиннің тін капиллярында ыдырау дәрежесі мен қанда еріген газ көлемінің өсуі - бұлар жоғары болса, тінде газ алмасу жеңілдей түседі.

4. Белгілі бір тіннің оттегіне мұқтаждығы - мембрана арқылы тек еріген газ ғана өте алады, оксигемоглобин тез ыдырап, оттегі неғұрлым көп бөлінсе, оттегі тінге соғұрлым тез өтеді дедік. Осы жағдайда тін оттегіне неғұрлым мұқтаж болса, ол оттегін соғұрлым тез сіңіреді.

Денеде газ алмасуы негізінен физикалық заңға бағынады, бірақ оған көптеген биологиялық үрдістер әсер ете алады. Мәселен, орталық жүйке жүйесі биологиялық үрдістерді (жоғарыда көрсетілген мембрана өтімділігі, қан айналысының жылдамдығы) өзгерте отырып физикалық үрдістерді де реттейді.

Газдардың қан арқылы тасымалдануы. Тірі организмде тіршілікке қажет газдар өкпеден тінге, тіннен өкпеге қанмен жеткізіледі (тасылады). Оттегі мен көмір қышқыл газ, сондай-ақ азот қанға атмосфералық ауадан енеді. Алғашқы аталған екі газдың мөлшері артерия мен венада бірдей емес, артерияда оттегі, ал венада көмір қышқыл газ көбірек. Өкпеде оттегі ауадан қанға қарай, көмір қышқыл газ қаннан альвеолаға өтеді. Ал тінде керісінше, оттегі қаннан тінге, көмір қышқыл газ тіннен қанға көшеді (ауысады). Азот - газ алмасуына қатыспайтын бейтарап газ. Оның көлемі (1%) артерия мен вена қанында бірдей болады.

Оттегінің қан арқылы тасымалдануы. Оттегі көбіне гемоглобинмен қосылып оксигемоглобин түрінде та-сымалданады.Қандағы газдардың, әсіресе еріген газдардың жалпы көлемі олардың атмосферадағы меншікті қысымына байланысты. Оттегінің меншікті қысымын әдейі жоғарылатса, ол қанда (әсіресе еріген оттегі) көбейе түседі. Ал капилляр эндотелиінен тек еріген газ өтетіні белгілі, осыған орай оттегі тінге де көбірек өтеді. Оттегінің бұл қасиеті медицинада емдеу мақсатымен кеңінен колданылады (гипербарлық оксигендеу, яғни оттегін қанға қысыммен енгізу). Адам оттегіне толы қысым камерасына (барокамераға) кіргізіледі де оттегінің қандағы меншікті қысымы көбейтіледі. Мұның нәтижесінде қанда гемоглобин оттегімен әрекеттесіп, түгелдей оксигемоглобинге айналады, еріген оттегінің көлемі де арта түседі, сөйтіп қан әбден оттегіне қанығады. Гемоглобиннің толық оксигемоглобинге айналуы, яғни 100 мл қандағы оттегінің мейлінше (максимум) көбеюі қанның оттегіне қанығу сыйымдылығы деп саналады. Әдетте бір литр қанның оттегіне деген сыйымдылығы 180-200 мл. Мұны қандағы гемоглобин мөлшеріне қарап есептеп білуге болады. Бір грамм гемоглобин 1,34 мл оттегімен әрекеттесетіні белгілі. Демек, бір литр қанда 140 г гемоглобин болса, осы санды 1,34-ке көбейтіп, қанда қанша оттегі бар екенін анықтауға болады, ол 140,0x1,34=187,6 мл/л тең.Оттегінің артерия қанынан тінге келіп сіңген бөлігін оттегін сіңіру (пайдалану) коэффициент деп атайды. Мұны білу үшін артерия қанындағы оттегі мен вена қанындағы оттегі сыйымдылығы арасындағы айырмашылық есептеп шығарылады да, бұл артерия қанының оттегі сыйымдылығына бөлініп, 100-ге көбейтіледі. Осылай шығару арқылы оттегінің сыйымдылығы артерия қанында 200 мл/л-ге, венада 120 мл/л-ге тең екені анықталды. Демек, оттегін сіңіру коэффициент (200-120):200х100=40%. Әдетте тыныш отырған адамда ол 30-40%; қара жұмыс істеп көп күш жұмсаған адамда 50-60%-ке жетеді.

Көмір қышқыл газының тасымалдануы. Қан айналысының үлкен шеңберіндегі капиллярларын жайлаған көмір қышқыл газы тіннен қанға өтеді. Оның көлемі артерия қанында 52%, венада 58%-ке жетеді. Мұның 4,5%-і карбогемоглобин, 2,5%-і жәй еріген газ, 51%-і химиялық қосынды (көмір кышқылы, оның тұздары - NaHCO₃KHCO₃).

Қан айналысының кіші шеңбері капиллярларындағы артық көмір қышқыл газ (6%) альвеолаға өтіп, ондағы ауамен бірге сыртқа шығады. Вена қаны артерия қанына айналады. Көмір кышқыл газдың қан арқылы тасымалдануы, қызыл қан түйіршіктері - эритроциттерден қан плазмасына ауысуы сол қандағы оттегінің алмасуымен тығыз байланысты.Жасушада үздіксіз түзілетін көмір қышқыл газ алдымен плазмаға, одан әрі эритроциттерге өтіп, осмостық қысымын жоғарылатады да плазмадан оған су өтеді.

Тынысалудың реттелуі. Тынысалудың жиілігі, тереңдігі оттегінің адамға қажет мөлшеріне және қандағы көмір қышқыл газ деңгейіне сәйкес өзгеріп отырады. Бұл сәйкестілік жүйке жүйесі арқылы реттеледі.

Демді ішке алу, шығару, тынысалу еттерінің жиырылуы арқылы іске асырылатыны белгілі. Тынысалу еттерін жиырылтатын жүйке нейрондары жұлын мен ми құрамына кіреді: диафрагмалық жүйке нейрондары жұлынның ІІІ-IV мойын сегментінің алдыңғы ашасында, ал қабырғааралық еттердің жүйке жасушалары жұлынның көкірек сегменттерінде орналасқан. Егер жұлын мен мидың түйіскен жерін кесіп тастаса, тынысалу тоқтайды. Ал жұлынның сопақша мимен байланысын бұзбай, оны мойын бөлімі мен көкірек бөлімінің түйіскен жерінен көлденең кессе, диафрагма еттері бұрынғысынша жиырыла береді, мұның арқасында тынысалу тоқтамайды, бірақ қабырғааралық еттер тынысалу үрдісіне қатыспайды. Демек, бұл тәжірибелер тынысалу ми мен жұлын арқылы реттелетінін көрсетеді.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: