07.12.2020   ·   Легкие, Физиология   ·   Пока нет комментариев

Мертвое пространство легких и его значение в процессе дыхания

Для начала надо определиться, как более правильно называть участок дыхательный путей в которых не происходит газообмен — анатомическое мертвое пространство или физиологическое/функциональное?

Если мыслить логически, то анатомически пространство никак не может быть мертвым. Оно либо есть, либо его нет. А вот с точки зрения физиологии или функциональности, да, действительно, пространство может быть «мертвым», т.к. является с определенной точки зрения «бесполезным», пустым, неиспользуемым, нефункциональным. Но хоть в дыхательных путях и не происходит газообмена между кровью и вдыхаемым воздухом, все же оно не бесполезное, т.к. выполняет определенные функции, о которых подробно будет написано ниже.

Что такое функциональное МП

Как уже было написано выше, под функциональным мертвым пространством легких подразумевается часть дыхательной системы, которая не участвует в процессе газообмена между капиллярной кровью и альвеолярным воздухом. Другими словами, это пространство которое участвует в транспортировке воздуха от атмосферы к альвеолам и обратно. Если еще проще, то это дыхательный «трубопровод» для легких.

Объем

Для взрослого человека общий объем мертвого пространства разнится в зависимости от роста, веса и анатомических особенностей дыхательных путей и составляет от 120 до 180 мл. В среднем, эту величину считают равной 150 мл.

Объем функционально мертвого пространства

Ученые-медики вывели усредненную формулу, которая помогает более менее точно определить объем физиологического мертвого пространства, зная только вес взрослого человека. V=2,2*m(кг). Или просто посчитайте на этом калькуляторе, где достаточно только указать свой вес:

Еще раз повторюсь, что это для взрослых людей.

У детей этот физиологический объем значительно ниже. Для них, к сожалению, не применима простая формула вычисления искомого объема по весу тела, но есть сложная логарифмическая формула, которая учитывает его изменение в зависимости от возраста ребенка.

Не стану расписывать результаты логарифмического вычисления для детей разных возрастов, но методику вычисления, любезно предоставленную на одном научном англоязычном сайте, приведу — вдруг кому-то из моих читателей она будет действительно полезна: V = 3,28 — 0,56 [ln (1 + возраст)].

Какие органы входят

Как уже понятно из определения, в ФМП входят все воздухопроводящие органы, в которых не происходит газообмен между кровью капилляров и воздухом альвеол. Таким образом, «живым» является только объем альвеол, а все остальное является «мертвым».

Итак, перечислим эти органы:

  1. Полость носа и придаточные пазухи носа (ротовая полость — если дыхание через рот)
  2. Носоглотка
  3. Гортань
  4. Трахея
  5. Бронхи
  6. Бронхиолы

Носовая и ротовая полость, носовые пазухи, носоглотка и гортань формируют внегрудное МП. Трахея, бронхи и бронхиолы — внутригрудное. Для взрослых это не имеет особого значения, т.к. независимо от комплекции тела, внегрудное и внутригрудное МП находятся приблизительно в одинаковых пропорциях. А вот для детей это имеет значение, т.к. размеры головы, а значит и части верхних дыхательных путей, несоразмерно больше грудной полости и объема бронхиального дерева. Именно поэтому для детей применяется такая сложная формула расчета объема ФМП.

Помимо всех этих классификаций, в физиологии выделяется еще одно — мертвое пространство легких. С анатомической точки зрения — это бронхиальное дерево расположенное в легких, т.е. начиная от долевых бронхов и заканчивая бронхиолами.

Выполняемые функции

Как уже было сказано выше, ФМП не является «бесполезным» пространством, а выполняет очень важные функции без которых дыхательный процесс в легких был бы просто невозможен. Как и обещал, сейчас мы подробно рассмотрим в чем же заключается его польза для человеческого организма.

Нормализация температуры

Пока вдыхаемая воздушная смесь доходит до альвеол, она нагревается в этом «бесполезно-полезном» физиологическом пространстве до температуры тела.

Впрочем это может быть не обязательно нагрев, но и охлаждение, т.к. воздух вокруг человека может быть горячее тела (жаркий день, жаркое помещение, в пустыне и т.д.), а следовательно вдыхаемую воздушную смесь необходимо будет охладить до температуры тела.

Действительно важная роль, т.к. альвеолы не смогут функционировать, если в них, к примеру, будет попадать воздушная смесь с температурой 15 градусов С. Мало того что биохимические процессы практически остановились бы, так и капилляры …. хотел написать спазмируются, но нет, не спазмируются. В них же нет мышечного слоя. Но кровоток в любом случае замедлится, гемоглобин перестанет выполнять свои функции, а также возникнет реальная угроза инфекционного процесса — пневмонии.

Увлажнение воздуха

По мере прохождения воздуха по верхним дыхательным путям, а также бронхам и бронхиолам, он увлажняется до 100%. Так что в альвеолы он поступает уже абсолютно увлажненным.

Тоже незаменимая роль, т.к. при поступлении в альвеолы воздуха даже 90% влажности они просто не смогут выполнять свою прямую обязанность — осуществлять перенос кислорода в кровь, а углекислого газа в полость альвеолы. Даже в научно-медицинских источниках очень мало подробной информации о необходимой влажности поступающего в альвеолы воздуха, но если представить физиологический процесс дыхания, то становится понятно, что даже при 95% влажности все равно было бы постепенное пересыхание стенок альвеолярного мешочка. Так что только 100% влажность и никак иначе.

В обоих случаях, что приведения температуры вдыхаемого воздуха до температуры тела, что его увлажнение до 100% влажности, титаническую роль играет бронхиальное дерево. Именно оно, за счет сильно разветвленной сети бронхов и бронхиол, успевает довести эти показатели до необходимой нормы.

Альвеолярное мертвое пространство

Как было указано в определении, функциональное мертвое пространство — это часть дыхательной системы, которая не участвует в газообмене.

Альвеолы — это как раз та часть легких, в которой и происходит газообмен, поэтому назвать их мертвым пространством, именно с этой точки зрения, никак нельзя. Но с другой стороны, есть неработающие альвеолы и есть «остаточный» объем воздуха в этих альвеолах, которые как раз и не работают в процессе дыхания.

«Мертвые» альвеолы

По ряду причин (тромбозы, фиброз и т.д.) кровообращение в части альвеол может быть нарушено, в следствие чего газообмена так происходить не будет. Суммарный объем воздуха таких альвеол можно считать альвеолярным мертвым пространством.

«Пустой» объем

При спокойном выдохе в альвеолах остается остаточный воздух, который содержит кислорода значительно меньше, чем содержится во вдыхаемом воздухе. Следовательно, в каком-то смысле этот объем альвеолярного пространства можно считать «мертвым».

После спокойного выдоха человек может выдохнуть еще около 1300 мл воздуха. Именно такой объем воздуха остается в альвеолах после выдоха при спокойном дыхании.

Выводы

Как уже понятно из вышепрочитанного, «мертвым» оно является исключительно из-за отсутствия в нем процесса газообмена. Но как говорится: «Кесарю-кесарево», что в данной ситуации означает, что в нем и не должно быть газообмена, т.к. выполняет оно совсем другие функции.

Еще один важный момент, который необходимо учитывать — при ряде заболеваний дыхательной системы (например, выраженных бронхоэктазах), «бесполезный» объем будет значительно выше, что обязательно скажется на сатурации и в длительной перспективе может привести к хроническому кислородному голоданию, что чревато своими последствиями. Если, к примеру, количество обедненного кислородом воздуха увеличится со 150 мл до 250 мл, то при дыхательном объеме в 500 мл соотношение к обогащенной воздушной смеси к обедненной изменится с  2,33 до 1,0. Это очень весомо.

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Отправляя комментарий, вы разрешаете сбор и обработку персональных данных. Политика конфиденциальности.