мембранное дыхание что значит
Мембранное дыхание что значит
а) Дыхательная единица. На рисунке ниже показана дыхательная единица (называемая также дыхательной долькой), состоящая из дыхательной бронхиолы, альвеолярных ходов, преддверий и альвеол. В двух легких содержатся около 300 млн альвеол, каждая из них имеет диаметр в среднем около 0,2 мм. Стенки альвеолы очень тонкие, и между альвеолами расположена почти непрерывная сеть из соединяющихся между собой капилляров (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже). Из-за большого пространства переплетенных капилляров о кровотоке в стенках альвеол иногда говорят, как о «слое» текущей крови. Очевидно, что альвеолярные газы находятся на очень близком расстоянии от крови в легочных капиллярах.
Дыхательная единица 
A. Вид поверхности альвеолярной стенки с капиллярами.
Б. Разрез альвеолярных стенок и сосудов в них
Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью происходит не только в самих альвеолах, но и во всех терминальных частях легких. Все участвующие в этом мембраны вместе называют дыхательной мембраной, или легочной мембраной.
б) Дыхательная мембрана. На рисунке ниже слева показана ультраструктура разреза респираторной мембраны, а справа — эритроцит.
Ультраструктура альвеолярной дыхательной мембраны (разрез)
Показана диффузия кислорода из альвеолы в эритроцит и диффузия двуокиси углерода в противоположную сторону. Обратите внимание на слои, составляющие дыхательную мембрану.
1. Слой жидкости, выстилающий альвеолу и содержащий сурфактант, снижающий поверхностное натяжение альвеолярной жидкости.
2. Составленный из тонких эпителиальных клеток альвеолярный эпителий.
3. Эпителиальная базальная мембрана.
4. Тонкое интерстициальное пространство между альвеолярным эпителием и мембраной капилляра.
5. Базальная мембрана капилляра, которая во многих местах сливается с базальной мембраной альвеолярного эпителия.
6. Эндотелий капилляра.
Средний диаметр легочных капилляров составляет около 5 мкм, и это означает, что эритроциты должны продавливаться через них. Обычно мембрана эритроцита соприкасается со стенкой капилляра, поэтому кислород и двуокись углерода при диффузии из альвеолы в эритроцит не должны проходить через значительное количество плазмы, что также увеличивает скорость диффузии.
в) Факторы, влияющие на скорость диффузии газов через дыхательную мембрану. Возвращаясь к приведенным ранее разъяснениям механизмов диффузии газов в воде, можно сказать, что те же принципы и математические формулы можно использовать при объяснении диффузии газов через дыхательную мембрану. Факторами, определяющими скорость прохождения газа через мембрану, являются:
(1) толщина мембраны;
(2) площадь поверхности мембраны;
(3) коэффициент диффузии газа в мембране,
(4) градиент парциального давления газа между двумя сторонами мембраны.
Толщина дыхательной мембраны может иногда становиться больше, например в результате появления в интерстициальном пространстве мембраны и в альвеолах отечной жидкости, поэтому дыхательные газы должны диффундировать не только через мембрану, но и через эту жидкость. Кроме того, при некоторых болезнях легких возникает фиброз легких, что может увеличивать толщину некоторых участков дыхательной мембраны. Скорость диффузии через мембрану обратно пропорциональна толщине мембраны, поэтому любой фактор, способный увеличить нормальную толщину мембраны более чем в 2-3 раза, может существенно изменить процесс обмена газов.
Площадь поверхности дыхательной мембраны может значительно уменьшаться при воздействии многих факторов. Например, удаление одного легкого уменьшает общую площадь дыхательной мембраны в 2 раза. При эмфиземе многие альвеолы соединяются, и альвеолярные стенки разрушаются. Образуются новые альвеолярные камеры, которые намного больше обычных, но общая площадь поверхности дыхательной мембраны часто снижается примерно в 5 раз из-за разрушения альвеолярных стенок. Когда общая площадь поверхности снижается до 1/3-1/4 доли нормальной поверхности, обмен газов через мембрану даже в условиях покоя сильно замедляется, а во время спортивных соревнований и других больших физических нагрузок даже малейшее уменьшение площади поверхности легких может вызвать серьезные нарушения дыхательного газообмена.
Величина коэффициента диффузии при переходе каждого газа через дыхательную мембрану находится в прямой зависимости от растворимости газа в мембране и в обратной зависимости от квадратного корня молекулярной массы этого газа. Скорость диффузии газа в дыхательной мембране по причинам, объясненным ранее, почти равна таковой в воде, поэтому при данном градиенте давления двуокись углерода диффундирует примерно в 20 раз быстрее, чем кислород, а кислород — в 2 раза быстрее азота.
Градиент давления между сторонами дыхательной мембраны представляет собой разницу между парциальным давлением газа в альвеолах и капиллярной крови легких. Парциальное давление является мерой общего количества молекул данного газа, которые ударяются о единицу площади альвеолярной поверхности мембраны в единицу времени. Напряжение газа в крови — это количество молекул, стремящихся к выходу из крови в обратном направлении, поэтому разница между этими давлениями является мерой суммарной тенденции движения молекул газа через мембрану. Если парциальное давление газа в альвеолах больше, чем его напряжение в крови, как это бывает с кислородом, диффузия совершается в направлении из альвеол в кровь; если напряжение газа в крови больше его парциального давления в альвеолах, что справедливо для двуокиси углерода, то происходит диффузия газа из крови в альвеолы.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Одышка
Статья проверена врачом-кардиологом, к.м.н. Желяковым Е.Г., носит общий информационный характер, не заменяет консультацию специалиста.
Для рекомендаций по диагностике и лечению необходима консультация врача.
Специалисты Клинического госпиталя на Яузе диагностируют причины одышки (оценка функции дыхания, рентген, ЭКГ) и лечат заболевания, вызывающие её, на современном уровне. Лечение одышки всегда предполагает лечение основного заболевани\яе и устранение ее причин (например, достижение компенсации сердечной недостаточности и др.).
Одышка (диспноэ) – нарушение ритма, частоты, глубины дыхания, субъективным ощущением нехватки воздуха, затруднения дыхания – это жалоба, с которой пациент прежде всего обращается к врачу. Данный симптом может быть проявлением различных заболеваний.
Дыхание является важной функцией организма, которая гарантирует, что все клетки имеют достаточно кислорода, чтобы выжить, и что токсичный углекислый газ удаляется. Любые проблемы, возникающие в процессе дыхания и вызывающие одышку, могут быть признаком серьезных заболеваний. Поэтому возникает необходимость в немедленной медицинской помощи.
Внезапная одышка может быть вызвана развитием сердечных патологий или приступом астмы. Долгосрочная одышка обычно связана с патологией легких.
Виды одышки
Ощущение одышки возникает в момент поступления в дыхательный центр, находящийся в стволе головного мозга, сигнала от рецепторов, расположенных в эпителии дыхательных путей. Респираторные сигналы обрабатываются с учетом поведенческого, интеллектуального и ситуационного сигнала.
Одышка – это симптом болезни, а не сама болезнь. Поэтому ее этиологию можно определить как возникающую из четырех основных категорий:
При разных заболеваниях одышка воспринимается по-разному, но в любом случае отличается от учащения дыхания, которое возникает на фоне физической активности у здоровых людей.
Отличия сердечной и легочной одышки:
Кардиальное диспноэ в отличие от легочного протекает без экспираторных затруднений (короткого вдоха и затрудненного выдоха). В вертикальном положении и в покое состояние улучшается. При легочной одышке наблюдается гипоксемия (пониженное содержание кислорода в крови), респираторный ацидоз (накопление в крови большого количества углекислого газа) и гиперкапния (избыточное количество CO2 в крови).
Одышка является субъективным ощущением. Дифференцировать ее интенсивность может только сам пациент. Однако в любом случае, если вы почувствовали нехватку воздуха, лучше обратиться к врачу и установить причину недомогания. Одышка часто является симптомом серьезной патологии, способной привести к инвалидизации. Чтобы избежать тяжелых заболеваний, запишитесь на прием к врачу и пройдите обследования, не откладывая.
Причины одышки
Одышка, чувство нехватки воздуха могут быть связаны с нарушениями внешнего (поступление кислорода через легкие) или внутреннего (тканевого) дыхания:
Интенсивные физические упражнения, экстремальные температуры, ожирение, нахождение на большой высоте – все это может вызвать одышку у здорового человека. За пределами этих примеров диспноэ, является признаком медицинской проблемы. При появлении необъяснимых нарушений дыхательных функций, особенно если они возникают внезапно, следует немедленно обратиться к врачу.
Симптомы одышки
Одышка может характеризоваться различными клиническими проявлениями из-за большого количества возможных причин. Однако наиболее распространенными симптомами является кашель и изменение характера дыхания. Признаки могут появляться, когда человек находится в состоянии покоя и при выполнении интенсивных упражнений.
Симптомы, которые сопровождают одышку:
Пациент чувствует себя как после интенсивных физических нагрузок или тяжелой физической работы. Нарушения дыхательной функции мешают человеку нормально говорить, произносить длинные слова и фразы. Речь становится короткой, отрывистой.
Ко всем проблемам с дыханием, как внезапным, так и долгосрочным, независимо от симптомов, следует отнестись серьезно. Хотя многие из возможных причин безвредны и легко поддаются лечению, все равно следует обратиться к врачу для тщательного медицинского обследования.
Что делать при сильной одышке?
Неинвазивная вентиляция (НИВЛ) обеспечивает улучшение при повышенной потребности в дыхании. Менее полезна данная процедура для пациентов с дефектами диффузии кислорода в альвеолярных артериях. Наиболее эффективным компонентом легочной реабилитации являются специальные дыхательные упражнения.
Рекомендации, которые следует придерживаться при сильной одышке:
Мембранное дыхание что значит
Газообмен между атмосферным воздухом и альвеолярным пространством легких происходит в результате циклических изменений объема легких в течение фаз дыхательного цикла. В фазу вдоха объем легких увеличивается, воздух из внешней среды поступает в дыхательные пути и затем достигает альвеол. Напротив, в фазу выдоха происходит уменьшение объема легких и воздух из альвеол через дыхательные пути выходит во внешнюю среду. Увеличение и уменьшение объема легких обусловлены биомеханическими процессами изменения объема грудной полости при вдохе и выдохе.
Биомеханика дыхания. Биомеханика вдоха.
Увеличение объема грудной полости при вдохе происходит в результате сокращения инспираторных мышц: диафрагмы и наружных межреберных. Основной дыхательной мышцей является диафрагма, которая находится в нижней трети грудной полости и разделяет грудную и брюшную полости. При сокращении диафрагмальной мышцы диафрагма движется вниз и смещает органы брюшной полости вниз и кпереди, увеличивая объем грудной полости преимущественно по вертикали (рис. 10.1).
Увеличению объема грудной полости при вдохе способствует сокращение наружных межреберных мышц, которые поднимают грудную клетку вверх, увеличивая объем грудной полости. Этот эффект сокращения наружных межреберных мышц обусловлен особенностями прикрепления мышечных волокон к ребрам — волокна идут сверху вниз и сзади кпереди (рис. 10.2). При подобном направлении мышечных волокон наружных межреберных мышц их сокращение поворачивает каждое ребро вокруг оси, проходящей через точки сочленения головки ребра с телом и поперечным отростком позвонка. В результате этого движения каждая нижележащая реберная дуга поднимается вверх больше, чем опускается вышерасположенная. Одновременное движение вверх всех реберных дуг приводит к тому, что грудина поднимается вверх и кпереди, а объем грудной клетки увеличивается в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Сокращение наружных межреберных мышц не только увеличивает объем грудной полости, но и препятствует опусканию грудной клетки вниз. Например, у детей, имеющих неразвитые межреберные мышцы, грудная клетка уменьшается в размере во время сокращения диафрагмы (парадоксальное движение).
Рис. 10.2. Направление волокон наружных межреберных мышц и увеличение объема грудной полости при вдохе. а — сокращение наружных межреберных мышц при вдохе поднимает нижнее ребро больше, чем опускает вниз верхнее. В результате реберные дуги поднимаются вверх и увеличивают (б) объем грудной полости в сагиттальной и фронтальной плоскости.
При глубоком дыхании в биомеханизме вдоха, как правило, участвует вспомогательная дыхательная мускулатура — грудино-ключично-сосцевидные и передние лестничные мышцы, и их сокращение дополнительно увеличивает объем грудной клетки. В частности, лестничные мышцы поднимают верхние два ребра, а грудино-ключично-сосцевидные — поднимают грудину. Вдох является активным процессом и требует расхода энергии при сокращении инспираторных мышц, которая затрачивается на преодоление эластического сопротивления относительно ригидных тканей грудной клетки, эластического сопротивления легко растяжимой легочной ткани, аэродинамического сопротивления дыхательных путей потоку воздуха, а также на повышение внутриабдоминального давления и возникающего при этом смещения органов брюшной полости книзу.
Рубрика «Статья номера»
Диафрагмальное дыхание, как метод саморегуляции и способ коррекции психоэмоциональных и функциональных состояний человека
Афонина Наталья Евгеньевна — врач-психотерапевт высшей категории Центра консультативно-поликлинической помощи Александро-Мариинской областной клинической больницы. г. Астрахань
В статье рассматривается актуальный в практике метод саморегуляции и способ коррекции при невротических и психосоматических расстройствах, при стрессах; результаты применения, взаимосвязь дыхания с психологическим состоянием, нервная, гуморальная, произвольная регуляция дыхания, эмоциональное воздействие на них.
Ключевые слова: нервная и гуморальная регуляция дыхания, техника диафрагмального дыхания, использование в практике, результаты.
Введение.
Дыхание является одной из важнейших функций организма, обеспечивающих непрерывное снабжение всех органов и тканей кислородом. Дыхание играет очень важную роль в присутствии «здесь и сейчас», выполняет функцию «заземления», помогая нам вернуться в реальность, ощутить себя в настоящем и осмыслить происходящее, благодаря тому, что мы обращаемся к дыханию как к некой опоре, тому, что стабильно присутствует в нас как подтверждение факта существования. Особенно это важно в ситуациях растерянности и неопределенности, когда страшно и тревожно. Если рассматривать процесс дыхания как присутствие в ситуации, в реальности и проявлении себя, то задержка дыхания может рассматриваться как физиологическое отражение «психологического небытия» — не быть, не присутствовать, превратиться в маленькую незаметную точку. Дыхание помогает присутствовать не только нашему «я», но и различным переживаниям, травматическому опыту, обычно подавленному и вытесняемому из поля осознаваемого. Оно не только является физиологической функцией нашего организма, но и тесно связано с психологическим состоянием.
ДЫХАНИЕ ↔ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ.
Наше состояние сразу же отражается в том, как мы дышим. Печаль, гнев, тревога, страх характеризуются учащением дыхания, в состоянии покоя и отдыха дыхание становится реже и глубже. Значительную роль в психологическом состоянии играет диафрагма. Такие эмоции, как гнев и страх влияют на тонус диафрагмы, вызывая ее напряжение. Напряженная диафрагма начинает функционировать в измененном режиме, это напряжение препятствует осуществлению глубокого вдоха и выдоха — дыхание становится поверхностным. При длительном подавлении страха и гнева напряжение диафрагмы становится хроническим и процесс дыхания существенно нарушается.
Деятельность органов дыхания регулируется нервной системой — ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В дыхательном центре имеются центр вдоха и центр выдоха. Одни дыхательные нейроны активны во время вдоха, их называют инспираторными. Другие — экспираторные, наоборот, возбуждаются при выдохе. Эти нейроны генерируют импульсацию, которая через эфферентные системы управляет сокращением дыхательных мышц.
Во время вдоха в дыхательный центр по волокнам блуждающих нервов поступают импульсы от рецепторов растяжения, находящихся в легких. При достижении легкими определенного объема эта импульсация тормозит клетки дыхательного центра, возбуждение которых вызывает вдох. Центр вдоха посылает импульсы к мышцам груди и к диафрагме, стимулируя их сокращение. Это сокращение приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух уходит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются механорецепторы, расположенные в стенках легких, они посылают импульсы в мозг — центр вдоха. Чем больше растянуты легкие во время вдоха, тем сильнее раздражаются эти рецепторы, способствуя обрыву, прекращению вдоха и переходу к выдоху. Кроме механических рецепторов рефлекторная регуляция дыхания также осуществляется с помощью химических (кароидное тело) рецепторов: при дефиците углекислого газа в крови нарушается кислотно-щелочное равновесие. Сдвиг PH в кислую сторону приводит к увеличению легочной вентиляции, сдвиг в щелочную — к ее уменьшению.
Периферическим звеном регуляции дыхания является вегетативная нервная система, состоящая из симпатического и парасимпатического отделов. Она очень чувствительна к эмоциональному воздействию. Печаль, гнев, тревога, страх, апатия — эти чувства вызывают изменения функционирования органов, находящихся под контролем вегетативной нервной системы. Например, внезапный испуг заставляет сильнее биться сердце, дыхание становится более частым. Во время сна дыхание становится реже, а при интенсивной работе учащается. Кроме того, в зависимости от изменения потребности организма в кислороде, резко меняется и глубина дыхания. Нервная и гуморальная регуляция дыхания обеспечивает согласованную деятельность дыхательных мышц и ритмичную смену актов вдохов и выдохов. Дыхание — одна из вегетативных функций, которая имеет произвольную регуляцию. Под произвольно регулируемым дыханием понимается процесс, посредством которого человек сознательно контролирует число и способ дыхательных движений, проще говоря, вдохов и выдохов, а также пауз между ними. Возможность произвольной регуляции дыханием обусловлена участием дыхательных мышц, и управление дыханием — обучение способу управления дыхательными мышцами. Конкретное манипулирование в дыхательной деятельности, благодаря ее произвольности, является тем методом, который конкретно моделирует паттерн, необходимый для выздоровления.
Регуляция дыхания является самым древним из всех методов при борьбе со стрессом и чрезмерным напряжением. Она используется в течение тысячелетий для снижения чувства тревоги и для того, чтобы способствовать достижению общей релаксации.
Диафрагмальное дыхание является самым простым и наиболее эффективным способом регуляции психоэмоционального состояния. По многочисленным исследованиям это наиболее оптимальное, наиболее эффективное, самое глубокое из всех типов дыхания для человека. Оно позволяет сформировать оптимальное функциональное состояние за счет наиболее полного насыщения кислородом большего количества крови за один дыхательный цикл по сравнению с другими типами дыхания, характеризуется уравновешиванием процессов торможения и возбуждения центральной нервной системы, снижает избыточную нагрузку на сердечно-сосудистую систему, таким образом, создаются оптимальные условия для поддержания гомеостаза.
Метод.
Техника диафрагмального дыхания сопряжена с определенными двигательными навыками и, хотя диафрагмальное дыхание является естественным, природно-обусловленным типом, приходиться заново осваивать его азы. При таком дыхании активно и естественным образом работает диафрагма и визуально наблюдается движение брюшной стенки (на вдохе — вверх, на выдохе — вниз), как будто «дышим животом».
Исходное положение: сидя, слегка откинувшись на спинку стула или кресла, или лежа, руки вдоль туловища.
На выдохе должно быть ощущение, что вместе с воздухом уходит напряжение. С каждым выдохом расслабляться все больше и больше. Расслабление должно быть не только мышечное, но и эмоциональное.
Соотношение длительности фаз вдоха и выдоха для диафрагмального дыхания составляет 1:2, для диафрагмально-релаксационного — 1:3. Эти соотношения соответствуют в большей степени состоянию расслабленности, покоя. Урежение и углубление дыхания (не менее 8-10 дыхательных движений) — «медленный» паттерн дыхания оптимизирует процесс внутрилегочной диффузии, снижает расход энергии на большую работу вентиляционного аппарата. Ритм дыхания индивидуален, создает чувство комфортного дыхания, позволяет снять возникшее эмоциональное напряжение и достигать состояния общей релаксации.
Практическое наблюдение. Результаты.
Среди обратившихся за помощью — большое количество пациентов, у которых под действием разнообразных психических факторов нарушилась нормальная программа управления дыханием. Основные превалирующие над другими жалобы на нарушение дыхания: удушье, спазмы в горле, «ком» в горле, нехватка воздуха, препятствие прохождения воздуха, глубокие вздохи воздуха, сжатие и боли в груди. Одновременно с этим — паника, страх удушья, смерти, мрачные предчувствия, нервная дрожь, нервозность, раздражительность, учащенное сердцебиение, колебания артериального давления резкими скачками, нарушение сна, концентрации внимания, воспоминания и проигрывание пережитых психотравмирующих ситуаций, боязнь находиться в замкнутых пространствах, колебания настроения, тенденция к его снижению. Чрезмерный контроль над физическими параметрами: неоднократные многочисленные измерения артериального давления, пульса, обращения к врачам-специалистам разного профиля, исследования. Так, в ходе консультирования таких пациентов за 2016 год у них были выявлены следующие расстройства:
это около 40% от всех обратившихся.
Пример: пациентка 20 лет, предъявляет жалобы на нарушения дыхания, спазмы, «ком» в горле, нехватку воздуха, «онемение» в лице, нервозность, раздражительность, обидчивость, колебания настроения, прогрессирующую потерю веса при нормальном обычном приеме пищи, нарушение сна, непреодолимое беспокойство и боязнь за состояние здоровья, наличие экстремальных состояний при полном отсутствии какой-либо соматической патологии, что было подтверждено всеми исследованиями и заключениями узких специалистов. Выясняется, что расстройство — психогенно обусловленное, развилось в результате конфликтных межличностных отношений в семье за 2 года, усиление симптомов произошло месяцы назад на фоне психоэмоционального напряжения и конфликта на работе. Применялось комплексное психотерапевтическое лечение с активным применением метода саморегуляции дыхания, в последующем — самостоятельное применение данного метода пациенткой. В результате двухнедельного лечения нормализовалось дыхание, исчезло беспокоящее пациентку «онемение» в лице, улучшилось настроение, пациентка убедилась в отсутствии опасности для здоровья, улучшился аппетит и усвоение пищи, пациентка стала прибавлять в весе, осознала невротический конфликт, изменила отношение к себе и своему здоровью, взаимоотношениям в семье. Применение метода саморегуляции дыхания позволяет расстройствам не возобновляться в ситуациях психоэмоционального напряжения.
Получая комплексную терапию: рациональную, личностно-ориентированную, поведенческую, суггестию наяву, гипнотерапию, медикаментозную, пациенты одновременно обучались навыкам диафрагмально-релаксационного дыхания. Через 2 недели такого лечения получены результаты: прекращение приступов удушья, спазмов в горле, восстановление нормального паттерна дыхания, нормализация АД, пульса, ослабление и исчезновение боязни и страхов, нормализация сна, уменьшения эмоционального напряжения. Пациенты быстрее отвлеклись от источника стресса, восстановилось рациональное мышление.
Вывод.
Методика обучения диафрагмальному, диафрагмально-релаксационному дыханию эффективна в комплексе психотерапевтического лечения при невротических и психосоматических заболеваниях и необходима в указанных выше случаях. Обучение пациентов диафрагмальному дыханию в результате занятий:
Владения такими навыками полезны любому человеку для оздоровления, а именно: повышение стрессоустойчивости, улучшение своего физиологического состояния, активации резервных возможностей организма.
Литература: