Где больше кислорода в легких или в кровеносном сосуде
Часть системы кровообращения, которая переносит кровь от сердца к легким и обратно к сердцу
легочная циркуляция – это часть системы кровообращения , которая переносит дезоксигенированную кровь от правого желудочка к легкие , и возвращает насыщенную кислородом кровь в левое предсердие и желудочек сердца. Термин «малое кровообращение» легко сопоставить и противопоставить системному кровообращению . сосуды малого круга кровообращения – это легочные артерии и легочные вены .
. Отдельная система, известная как бронхиальное кровообращение , поставляет насыщенную кислородом кровь для ткань более крупных дыхательных путей легкого.
Структура
Деоксигенированная кровь покидает сердце, попадает в легкие и затем снова входит сердце; Деоксигенированная кровь выходит через правый желудочек через легочную артерию . Из правого предсердия кровь перекачивается через трикуспидальный клапан (или правый предсердно-желудочковый клапан) в правый желудочек . Затем кровь перекачивается из правого желудочка через легочный клапан в главную легочную артерию.
Легкие
Легочные артерии переносят дезоксигенированную кровь в легкие, где выделяется углекислый газ , а кислород поглощается во время дыхания . Артерии далее делятся на очень тонкие капилляры , которые имеют очень тонкие стенки. Легочная вена возвращает насыщенную кислородом кровь в левое предсердие сердца.
Вены
Затем насыщенная кислородом кровь покидает легкие через легочные вены , которые возвращают ее в левую часть сердца , завершая легочную цикл. Затем эта кровь поступает в левое предсердие , которое перекачивает ее через митральный клапан в левый желудочек . Из левого желудочка кровь проходит через аортальный клапан в аорту. Затем кровь распределяется по телу через большой круг кровообращения, а затем снова возвращается в малый круг кровообращения.
Артерии
Из правого желудочка кровь перекачивается через полулунный легочный клапан в левую и правую главные легочные артерии (по одному на каждое легкое), которые разветвляются на более мелкие легочные артерии, которые распространяются по легким .
Развитию
Петля легочного кровообращения фактически обходится в кровообращении плода . Легкие плода разрушены, и кровь проходит из правого предсердия непосредственно в левое предсердие через овальное отверстие : открытый канал между парными предсердиями или через артериальный проток : a шунт между легочной артерией и аортой. Когда легкие расширяются при рождении, давление в легких падает, и кровь поступает из правого предсердия в правый желудочек и через легочный контур. В течение нескольких месяцев овальное отверстие закрывается, оставляя неглубокое углубление, известное как fossa ovalis .
Клиническое значение
Ряд заболеваний может повлиять на легочные тираж.
- Легочная гипертензия описывает повышение сопротивления в легочных артериях
- Легочная эмбол представляет собой сгусток крови , обычно от тромбоза глубоких вен , который имеет застрял в легочной сосудистой сети. Он может вызывать затрудненное дыхание или боль в груди, обычно диагностируется с помощью КТ ангиографии легких или V / Q-сканирования , и часто лечится антикоагулянтами , такими как гепарин и варфарин .
- Сердечный шунт – это неестественная связь между частями сердца, которая приводит к кровотоку в обход легких.
- Сопротивление сосудов
- Легочный шунт
История
Первая страница одной из медицинских работ Ибн ан-Нафиса
На протяжении многих лет открытие легочного кровообращения было приписано нескольким ученым. В большей части современной медицинской литературы это открытие приписывают английскому врачу Уильяму Харви (1578 – 1657 г. н.э.). Другие источники приписывают открытие испанского врача Майкла Серветуса (ок. 1509 – 1553 г. н.э.) и арабского врача Ибн ан-Нафиса (1213 – 1288 г. н.э.). Однако более ранние описания сердечно-сосудистой системы встречаются в древних культурах.
Самое раннее известное описание роли воздуха в циркуляции было сделано в Египте в 3500 году до нашей эры. В то время египтяне считали, что сердце является источником множества каналов, соединяющих различные части тела и переносящих воздух, а также мочу, кровь и душу. Папирус Эдвина Смита (1700 г. до н.э.), названный в честь американского египтолога Эдвина Смита (1822-1906 гг. Н.э.), купившего свиток в 1862 году, свидетельствует о том, что египтяне считали, что сердцебиение создает пульс, который переносит вышеуказанные вещества по всему телу. Второй свиток, Папирус Эберса (ок. 1550 г. до н.э.), также подчеркивал важность сердца и его связи с сосудами по всему телу и описывал методы выявления сердечных заболеваний через аномалии пульса. Однако, несмотря на свои знания о сердцебиении, сосудах и пульсе, египтяне приписывали движение веществ по сосудам воздуху, находящемуся в этих каналах, а не силе сердца. Египтяне знали, что воздух играет важную роль в кровообращении, но, по-видимому, у них еще не было представления о точной роли легких.
Следующее дополнение к человеческому пониманию легочного кровообращения пришло с древними греками. Врач Алкмеон (520 – 450 г. до н.э.) предположил, что мозг, а не сердце, был точкой соединения всех сосудов в теле. Он считал, что функция этих сосудов – доставлять дух (pneuma ) и воздух в мозг. Эмпедокл (492 – 432 г. до н.э.), философ, предложил серию трубок. непроницаемый для крови, но продолжающийся кровеносными сосудами, несущими пневму по телу. Он предположил, что этот дух интернализируется с легочным дыханием. Врач Гиппократ (460 – 370 г. до н.э.) разработал точку зрения, что печень и селезенка производят кровь, которая перемещается к сердцу для охлаждения окружающими его легкими. Гиппократ описал сердце как имеющее два желудочка, соединенных межжелудочковой перегородкой. Он изобразил сердце как точку соединения всех сосудов тела и предположил, что одни сосуды несут только кровь, а другие – воздух. Этими воздухоносными сосудами были легочные вены, по которым воздух поступал в левый желудочек, и легочная артерия, по которой воздух поступал в правый желудочек, а кровь – в легкие. Он также предложил два предсердия сердца, которые захватывали воздух. Гиппократ был одним из первых, кто начал точно описывать анатомию сердца и участие легких в кровообращении, но его описания процесса малого круга кровообращения и функций частей сердца все еще были в значительной степени неверными. .
Греческий философ и ученый Аристотель (384-322 гг. До н.э.) следовал за Гиппократом и предположил, что сердце имеет три желудочка, а не два, которые все связаны с легкими. Греческий врач Эрасистрат (315 – 240 г. до н.э.) согласился с Гиппократом и Аристотелем в том, что сердце является источником всех сосудов тела, но предложил систему, в которой воздух вдыхался в легкие и перемещался в левый желудочек через легочные вены. Там он преобразовался в пневму и распространился по всему телу по артериям, в которых содержался только воздух. В этой системе вены распределяли кровь по телу, и эта кровь не циркулировала, а, скорее, потреблялась органами.
Греческий врач Гален (129 – ок. 210 г. н.э.) предоставил следующее понимание легочного кровообращения. Хотя многие из его теорий, как и его предшественников, были неверными, его теория легочного кровообращения доминировала в медицинском сообществе в течение сотен лет после его смерти. Гален противоречил Эрасистрату до него, предполагая, что по артериям переносится воздух и кровь, а не только воздух. Он предположил, что печень является исходной точкой для всех кровеносных сосудов и что сердце не является перекачивающей мышцей, а скорее органом, через который проходит кровь. Теория Галена включала новое описание малого круга кровообращения. В нем воздух вдыхался в легкие, где он становился пневмой. Легочные вены передавали эту пневму в левый желудочек сердца, чтобы охлаждать кровь, одновременно поступающую туда. Эта смесь пневмы, крови и охлаждения произвела жизненный дух, который затем мог транспортироваться по всему телу через артерии. Гален также предположил, что жар крови, поступающей в сердце, производит ядовитые пары, которые выводятся через те же легочные вены, которые первыми привели к пневме. Он писал, что правый желудочек играет иную роль, чем левый; он переносил кровь в легкие, где загрязнения выводились наружу, так что чистая кровь могла распространяться по всему телу. Хотя описание Галена анатомии сердца было более полным, чем у его предшественников, оно включало несколько ошибок. В частности, Гален считал, что кровь течет между двумя желудочками сердца через маленькие невидимые поры в межжелудочковой перегородке.
Следующее развитие человеческого понимания малого круга кровообращения произошло столетия спустя. Персидский эрудит Авиценна (ок. 980 – 1037 г. н.э.) написал медицинскую энциклопедию под названием Канон медицины . В этой книге он перевел и обобщил современные медицинские знания, а также добавил новую информацию. Однако описание Авиценны малого круга кровообращения отражало неверные взгляды Галена. Арабский врач Ибн ан-Нафис написал Комментарий к анатомии в каноне Авиценны в 1242 году, в котором он дал первое известное точное описание легочного кровообращения, известного сегодня. Ибн ан-Нафис внес два ключевых улучшения в идеи Галена о малом круге кровообращения. Во-первых, он опроверг существование пор в межжелудочковой перегородке, которые, как считал Гален, обеспечивают кровоток между левым и правым желудочками. Во-вторых, он пришел к выводу, что единственный путь, по которому кровь может попасть из правого желудочка в левый при отсутствии межжелудочковых пор, – это легочное кровообращение. Он также описал анатомию легких в ясных и точных деталях, которых не было у его предшественников. Однако, как и Аристотель и Гален, ан-Нафис все еще считал, что жизненный дух формируется в левом желудочке из смеси крови и воздуха. Несмотря на огромные усовершенствования Ибн ан-Нафисом предшествовавших ему теорий малого круга кровообращения, его комментарий к «Канону» не был широко известен западным ученым до тех пор, пока рукопись не была обнаружена в Берлине , Германии в 1924 году. В результате до недавнего времени Ибн ан-Нафис не получил широкого признания в западной медицинской литературе за открытие легочного кровообращения.
Европейским ученым и врачам потребовалось несколько сотен лет, чтобы достичь этого. те же выводы, что и ан-Нафис. Итальянский эрудит Леонардо да Винчи (1452-1519 гг. Н. Э.) Был одним из первых, кто предположил, что сердце – это всего лишь мышца, а не сосуд духов и воздуха, но он приписал идеи Галена о циркуляции и отстаивал наличие межжелудочковой поры. Фламандский врач Андреас Везалий (1514-1564 гг. Н.э.) опубликовал исправления к взглядам Галена на анатомию кровообращения, подвергая сомнению существование межжелудочковых пор, в своей книге De humani corporis fabrica libri septem в 1543 г. Михаил Серветус после него был первым европейским врачом, который точно описал легочное кровообращение. Его утверждения совпадают с утверждениями ан-Нафиса, и, хотя ему часто приписывают открытие в одиночку, вполне вероятно, что он имел доступ к работе Ибн ан-Нафиса, когда писал свои собственные тексты. Сервет опубликовал свои находки в Christianismi Restituto (1553), богословском труде, который считался «еретическим» как католиками, так и кальвинистами, сожжен на костре (вместе с его автором) и едва сохранился в нескольких экземплярах. Итальянский врач Реалдо Коломбо (ок. 1515-1559 гг. Н. Э.) В 1559 г. опубликовал книгу De re anatomica libri XV, в которой также точно описывается легочное кровообращение. Среди историков до сих пор ведутся споры о том, пришел ли Коломбо к своим выводам самостоятельно или основывал свою работу на выводах ан-Нафиса и Серветуса. Наконец, Уильям Харви предоставил наиболее полное и точное описание легочного кровообращения среди всех европейских врачей в своем трактате Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus в 1628 году.
Внешние ссылки
СМИ, связанные с легочным кровообращением на Wiki Commons
- Официальный журнал Исследовательского института легочных сосудов
Ссылки
Источник
Строение легких
Легкие – парные органы, расположенные в грудной полости. Состоят из долей: правое легкое содержит три доли, левое – две. Легочная ткань состоит из пузырьков – альвеол, в которых происходит жизненно важный процесс – газообмен между кровью и атмосферным воздухом.
Легкое покрыто оболочкой – плеврой, которая переходит с поверхности легких на внутренние стенки грудной клетки. Между двумя листками плевры образуется плевральная полость, давление в которой ниже атмосферного (его называют отрицательным давлением), что имеет принципиальное значения для акта вдоха и выдоха.
Газообмен в легких и тканях
Воздух перемещается по воздухоносным путям и, наконец, достигает мельчайшей структуры легкого – легочного пузырька, или альвеолы. Стенка альвеолы оплетена густой сетью капилляров – сосудов с тонкой стенкой, через которую происходит диффузия газов: из крови в альвеолу выходит углекислый газ, а в кровь из альвеолы поступает кислород.
Кислород, растворившийся в крови, по кровеносным сосудам достигает внутренних органов и тканей организма. Замечу, что перемещаясь по крови, газы образуют соединения с гемоглобином эритроцитов:
- Кислород (O2) – оксигемоглобин
- Углекислый газ (CO2) – карбгемоглобин
- Угарный газ (CO) – карбоксигемоглобин
Соединение гемоглобина с угарным газом гораздо устойчивее, чем остальные: угарный газ легко выигрывает в конкуренции с кислородом и занимает его место. Этим объясняются тяжелые последствия отравлений угарным газом, который быстро скапливается при пожаре в замкнутом помещении.
По мере того, как кровь отдает углекислый газ и принимает кислород, из венозной крови (бедной кислородом) она превращается в кровь артериальную. В тканях происходит обратный процесс: клетки нуждаются в кислороде, необходимом для тканевого дыхания, а углекислый газ, побочный продукт обмена веществ, требует удаления из клетки в кровь.
Я часто спрашиваю учеников – “Что движет газом, что заставляет, к примеру, кислород перемещаться сначала из альвеолы в кровь, а в тканях – из крови к клеткам?” Запомните, что этой движущей силой является разность парциальных давлений газов.
Парциальным давлением газа называют ту часть от общего объема газа, которая приходится на долю данного газа. Не рекомендую вам заучивать таблицу, приведенную выше, но для понимания она весьма хороша.
Заметьте, парциальное давление кислорода в альвеоле 100-110, а в венозной крови капилляра, оплетающего стенку альвеолы, давление кислорода 40. Таким образом, кислород устремляется из области большего давления в область меньшего – из альвеолы в кровь.
Происходящие перемещения газов можно легко зафиксировать, измерив концентрацию газов во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Вероятно, многие из этих данных вам не пригодятся, но призываю вас запомнить, что в окружающем воздухе 21% кислорода и 0,03% углекислого газа – это важная информация.
Важное значение в транспорте газов имеет жидкость, покрывающая стенки альвеол – сурфактант. Изначально кислород растворяется в сурфактанте и только после этого диффундирует через стенку капилляра, попадая в кровь. Сурфактант также препятствует слипанию (спаданию) стенок альвеол во время выдоха.
Жизненная емкость легких
Одним из физиологически важных показателей является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ – максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.
Этот показатель весьма вариабельный, в среднем ЖЕЛ взрослого человека около 3500 см3. У спортсменов ЖЕЛ больше на 1000-1500 см3, а у пловцов может достигать 6500 см3. Чем больше ЖЕЛ, тем больше воздуха поступает в легкие и кислорода – в кровеносную систему, что очень важно для клеток тканей во время занятий спортом.
ЖЕЛ легко измеряется с помощью специального прибора – спирометра (от лат. spirare – дышать).
Механизм легочного дыхания
Между наружной поверхностью легкого и стенками грудной клетки имеется плевральная полость, которая играет важнейшую роль в процессе вдоха и выдоха, а также уменьшает трение легких при дыхательных движениях.
Давление в плевральной полости всегда ниже на 5-7 мм. рт. ст. атмосферного давления, поэтому легкие постоянно находятся в расправленном состоянии, скреплены через плевру со стенками грудной полости.
Вообразите: легкое подтягивается к плевре, которая скреплена с грудной клеткой. А грудная клетка постоянно совершает дыхательные движения, расширяясь и сужаясь, таким образом, легкое следует за дыхательными движениями грудной клетки.
Остается разобраться, как происходят эти дыхательные движения? Причина этому – сокращения и расслабления межреберных мышц, в результате которых грудная клетка соответственно – поднимается и опускается. Сейчас мы детально обсудим механизм вдоха и выдоха.
При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы, при этом ребра поднимаются, и грудина отодвигается вперед – грудная клетка расширяется в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма – дыхательная мышца, во время вдоха сокращается и опускается вниз: грудная клетка расширяется в вертикальном направлении.
При выдохе сокращаются внутренние межреберные мышцы, ребра опускаются, грудина отодвигается назад – грудная клетка сужается в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма во время выдоха расслабляется и поднимается вверх: грудная клетка сужается в вертикальном направлении. Благодаря этим движениям осуществляется вдох и выдох.
Можем ли мы брать под контроль свое дыхание? Легко. Но ведь мы далеко не всегда его контролируем даже в течение дня, не говоря о ночи. Процессом дыхания управляет дыхательный центр, расположенный в продолговатом отделе головного мозга. Дыхательный центр обладает автоматией – периодически импульсы сами поступают к дыхательным мышцам, к примеру – во время сна.
Состав крови сильно влияет на интенсивность дыхания. В многочисленных опытах было выявлено, что увеличение концентрации CO2 возбуждает дыхательный центр. Этим можно объяснить учащение дыхания во время физической нагрузки, к примеру, бега, когда в клетках мышц ног идет активное образование CO2 и поступление его в кровь, дыхание учащается рефлекторно.
Рефлекторную регуляцию дыхания наиболее ярко доказывает опыт с перекрестным кровообращением, при котором соединены кровеносные системы двух собак. При пережатии трахеи у первой собаки останавливается дыхание, и углекислый газ перестает удаляться из крови – его концентрация в крови возрастает, что приводит к возникновению одышки (учащенного дыхания) у второй собаки.
Пневмоторакс
В норме давление в плевральной полости отрицательное, оно обеспечивает растяжение легких. Однако при ранениях грудной клетки целостность плевральной полости может нарушаться: в таком случае давление в полости становится равным атмосферному.
Нарушение целостности плевральной полости называют – пневмоторакс (от др.-греч. πνεῦμα – дуновение, воздух и θώραξ – грудь). При наступлении пневмоторакса легкие спадаются и перестают участвовать в дыхании.
Горная и кессонная болезни
Альпинисты и любители горных походов (особенно новички) часто сталкиваются с горной болезнью. Это состояние возникает из-за того, что при подъеме на высоту парциальное давление кислорода падает, и его концентрация в крови не соответствует потребностям организма – ниже, чем должна быть.
Поначалу горная болезнь проявляется эйфорией (беспричинной радостью) и учащением пульса. Если покорение горных вершин продолжается, то к этим симптомам постепенно присоединяется апатия (состояние равнодушия), мышечная слабость, судороги и головная боль.
Что же делать, спросите вы? Необходимо немедленно прекратить дальнейший подъем, при усилении симптомов – начать спуск. Лучше всего предупредить горную болезнь, следуя правилу – не увеличивать высоты ночевки более чем на 300-600 метров.
Кессонная болезнь возникает у водолазов, связана с увеличением парциального давления газа – азота, которое возникает при погружении под воду. Существует закономерность: чем глубже водолаз опускается, тем больше становится растворенного в крови азота. В чем же опасность того, что азот растворяется в крови?
При резком быстром подъеме растворимость азота в крови понижается, и кровь буквально вскипает. Только представьте, в сосудах возникают настоящие пузыри газа! Они могут закупорить сосуды легких, сердца, других внутренних органов, в результате чего кровообращение остановится, и последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.
Как же предупредить кессонную болезнь? Можно использовать в дыхательной смеси вместо азота газ гелий, который не приводит к таким последствиям. Также необходимо придерживаться правила постепенного подъема, с остановками, избегать резкого всплытия.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник