Что такое эмфизема? Причины, диагностика и лечение анализируются в статье доктора Калетникова Дмитрия Владимировича, пульмонолога с четырехлетним стажем.
Василенко В.В. Осторожно, газы! / www.GastroScan.ru
Жалобы пациентов на какую-либо проблему, связанную с метеоризмом, очень распространены, но проблема редко анализируется серьезно, и врачи часто принимают точку зрения пациента на проблему (печально известная энтеротоксемия!). И в результате нет никакой помощи, не говоря уже о радикальной, которая всегда удовлетворительна. Знание основных элементов физиологии и патофизиологии помогает более детально понять состояние и самочувствие пациента и разработать стратегии терапевтических подходов. Этот ресурс охватывает темы по физиологии здорового тела, которые не входят в программу высших медицинских учебных заведений.
Где можно найти столько природных газов?
Существует два источника газов, которые накапливаются в желудочно-кишечном тракте.
1. когда мы глотаем, мы проталкиваем воздух в желудок. В среднем мы глотаем почти бессознательно около 600 раз в день (200 раз во время еды, 50 раз во время сна и 350 раз в остальное время). Небольшое количество воздуха (2-3 мл) попадает в желудок при каждом проглатывании. Его нормальная роль заключается в стимулировании моторики желудка. Часть воздуха проходит через пилорус и попадает в кишечник. Отрыжка вызывается, когда в желудке скапливается избыток воздуха и повышается внутрибрюшное давление.
Воздух состоит из азота (78 об. %) и кислорода (21 %), инертные газы и углекислый газ составляют 1 %, растворимость в воде — 29 см3/л.
2. кишечные бактерии могут производить газы. Большинство углеводов, поступающих в желудочно-кишечный тракт с пищей, перевариваются специальными ферментами и всасываются в тонком кишечнике. Олигосахариды вербаскоза, раффиноза и стахиоза, которые являются углеводами, содержащимися в основном во фруктах и овощах, не перевариваются и поглощаются флорой толстой кишки. Бактериальные ферменты превращают эти неперевариваемые углеводы в органические кислоты и газы, водород (H2) и двуокись углерода (CO2), а у некоторых особей — метан (CH4). Сложные полисахариды, такие как ксилан, пектин, микрополисахариды и гликопротеины, также расщепляются, в основном микрофлорой толстой кишки. Кроме того, некоторые микроорганизмы могут также расщеплять невсосавшиеся пищевые белки до аминов, фенолов, индолов, аммиака (NH3) и другие летучие продукты.
Считается, что состав микрофлоры кишечника определяется в течение первых восьми лет жизни под влиянием семейного рациона.
Схематическое изображение газообмена в желудочно-кишечном тракте здорового человека показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Газообмен в желудочно-кишечном тракте здорового человека.
Воздух заглатывается (1), а избыток воздуха выводится заметно или незаметно (2). Кислород из воздуха в желудке всасывается в кровь (3). В результате реакции ионов водорода с бикарбонат-ионами образуется углекислый газ (4), который также быстро всасывается в кровь (5), а азот из кровотока попадает в полость тонкого кишечника (6). В толстом кишечнике бактерии производят углекислый газ, водород и метан (7), которые попадают в кровь (8). Азот попадает в кишечник из кровотока (9). Бактерии потребляют кислород и азот (10).
Кто живет в крошечном домике?
Общая поверхность алиментарного канала составляет 200-300 кв. м. Количество и состав бактерий в разных частях желудочно-кишечного тракта сильно варьируется. Пищевод и желудок являются местом обитания микроорганизмов, которые попадают сюда вместе с пищей и ротовой полостью. В желудке количество бактерий незначительно (менее 10 2 на мл), это связано с кислотностью его содержимого. В двенадцатиперстной кишке, кишечнике и старшем илеусе содержится больше бактерий (до 10 3 в мл), и они в основном представлены грамположительными бактериями. Количество бактерий в подвздошной кишке увеличивается по мере приближения к слепой кишке. Грам — положительная флора сменяется грамотрицательной флорой.
В клетках кислород используется для окисления веществ, что приводит к высвобождению энергии и распаду органических соединений с образованием углекислого газа — основного конечного продукта. .
Строение и функции органов дыхания
Необходимым условием жизнедеятельности организма является непрерывный обмен газами между организмом и окружающей средой. Органы, из которых выходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединены в дыхательную систему. Дыхательная система состоит из носовой полости, глотки, гортани, трахеи, бронхов и легких. Большинство из них являются воздуховодами, которые помогают проводить воздух в легкие. В легких происходит газообмен. Когда вы дышите, ваш организм получает кислород из воздуха, который затем переносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложном процессе окисления органических веществ, в результате которого высвобождается энергия, необходимая организму. Конечные продукты разложения — углекислый газ и частично вода — выводятся из организма в окружающую среду через дыхательную систему.
- Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
- Задерживание и удаление пыли.
- Уничтожение бактерий.
- Обоняние.
- Рефлекторное чихание.
- Проведение воздуха в гортань.
- Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
- Надгортанник при глотании закрывает вход в гортань.
- Участие в образовании звуков и речи, кашле при раздражении рецепторов от попадания пыли.
- Проведение воздуха в трахею.
- За счёт отрицательного давления в полости осуществляется растягивание лёгких при вдохе.
- Плевральная жидкость уменьшает трение при движении лёгких.
Функции дыхательной системы
- Обеспечение клеток организма кислородом О2.
- Удаление из организма углекислого газа СО2, а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).
Носовая полость
Дыхательные пути начинаются в носовой полости и сообщаются с окружающей средой через ноздри. Из ноздрей воздух проходит через носовые ходы, заполненные слизью, веками и эстетическим эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых структур и имеет неправильную пирамидальную форму, которая варьируется в зависимости от индивидуальной комплекции. Костный скелет наружного носа состоит из носовых костей и носовой части лобной кости. Хрящевой каркас является продолжением костного скелета и состоит из различных форм. Носовая полость имеет две боковые стенки — верхнюю и верхнечелюстную. Нижняя стенка образована твердым нёбом, а верхняя — пластинкой, верхней челюстью, слезной костью, глазничной пластинкой пластинки, нёбной костью и клиновидной костью. Носовая диафрагма делит носовую полость на правую и левую грани. Носовая диафрагма образована точками пересечения, которые являются вертикальными пластинками плюсневых костей, и завершается перед квадратным хрящом носовой диафрагмы.
Боковая стенка носовой полости содержит носовые шишки — по три с каждой стороны, увеличивая внутреннюю поверхность носа, с которой контактирует вдыхаемый воздух.
Носовая полость образована двумя узкими спиральными носовыми ходами. Здесь воздух нагревается, увлажняется и очищается от частиц пыли и бактерий. Мембрана, вложенная в носовой диод, состоит из клеток, вырабатывающих слизь, и клеток век. Реснички перемещают слизь, частицы пыли и бактерии из носового диода наружу.
Внутренняя поверхность носовой полости богата кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух попадает в носовую полость, где он нагревается, увлажняется, очищается от пыли и частично дезинфицируется. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Воздух из носовой полости попадает в глотку, а оттуда в гортань.
Гортань
Гортань является частью дыхательных путей. Воздух попадает сюда через носовую полость через глотку. Стенка гортани содержит несколько хрящей, включая щитовидную железу и аппендикс. Когда пища проглатывается, мышцы глотки поднимают гортань, а хрящи надгортанника опускаются, закрывая ее. Таким образом, пища может попасть только в пищевод, но не в трахею.
Голосовые связки расположены в узкой части гортани, посередине между ними. Когда воздух проходит через него, голосовые связки вибрируют, производя звук. Звук образуется на выдохе за счет движения воздуха, которое контролируется человеком. В формировании речи участвуют носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо и мимические мышцы.
В большинстве случаев эмфизема начинает развиваться после отказа от курения. Поэтому заболевание связано с хроническим саморазрушением клеток и неспособностью организма остановить его (неэффективное действие пищи). Сочетание этих факторов нарушает клеточный метаболизм и приводит к развитию заболевания легких8.
Основными из них являются.
1. выбросы углекислого газа всеми живыми организмами на планете. 2. промышленные отходы и газы от растений и растительности, особенно угарный газ, зола, сажа, пыль, копоть и табак. 3. выхлопные газы автомобилей. Токсичные газы, выделяющиеся из химически произведенных синтетических веществ; 5. Частицы пыли от пестицидов, используемых в сельском хозяйстве.
Растения растут и развиваются медленнее в загрязненном воздухе. Они сразу же подвергаются целому ряду вредных воздействий. Поэтому воздух необходим не только для надземных органов растения, но и для корней в почве. Если к корням не поступает достаточно воздуха, их дыхание замедляется, и они погибают. Если корни постоянно покрыты водой, они загниют. Корни снабжают питательными веществами и водой всю надземную часть растения. Без них само растение неизбежно погибнет.
Роль зеленых растений :
1. создание органического вещества. 2. поставлять кислород в атмосферу3. поддерживать постоянный уровень углекислого газа. 4. вклад в формирование почвы.
Зеленые растения накапливают энергию космического солнца в виде органических веществ, используемых организмами на нашей планете.
Дыхание — это процесс, который происходит во всех живых организмах. Кислород поглощается, а углекислый газ выделяется. Кислород используется для окисления органических веществ и получения энергии. Растения накапливают энергию солнечного света в виде органических веществ в процессе фотосинтеза и используют эту энергию для окисления веществ в процессе дыхания. В целом, растения фотосинтезируют сильнее, чем дышат.
Менее распространенной причиной заболевания является работа на опасных рабочих местах, где люди подвергаются воздействию паров и аэрозолей без необходимой защиты органов дыхания.
Дышите на здоровье!
Эта статья посвящена воздействию кислорода и углекислого газа по отдельности и вместе. Настоящая интрига возникает при изучении вопроса как с внешней стороны (с точки зрения вдыхаемого воздуха), так и с внутренней (внутри организма). Или, говоря более научным языком, как извне (обмен между атмосферой и клетками легких), так и изнутри (процессы в клетках и тканях организма).
Среднее давление земной атмосферы на уровне моря составляет приблизительно pатм. = 760 мм рт. ст., что соответствует 160 мм рт. ст. или около 21% кислорода. Кислород частично поглощается организмом, а углекислый газ образуется в результате химических реакций окисления. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха представлен в таблице ниже.
Таблица 1.Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха
Насколько интересна эта информация? Азот и аргон не используются человеческим организмом (они инертны). Поглощение кислорода низкое, примерно 0,25. После вдоха организм выдыхает большую часть кислорода. Углекислый газ почти не присутствует во вдыхаемом воздухе и активно вырабатывается в результате окислительных реакций в организме. Скорость поглощения кислорода организмом (21% — 16% = 5%) близка к скорости выработки углекислого газа (4%).
Инертность азота и аргона в метаболических процессах живых организмов привела к искушению полностью отказаться от них в условиях длительного пребывания в замкнутом пространстве. Именно так американские астронавты вдыхали чистый кислород во время своих первых космических полетов. Давление для дыхания чистым кислородом было намного ниже атмосферного.2 Оно было значительно ниже атмосферного давления, которое составляло 260-280 мм рт. ст. Однако по мере увеличения продолжительности космических полетов в такой атмосфере чистого кислорода у астронавтов стали возникать проблемы с дыханием. Кроме того, атмосфера чистого кислорода представляет собой опасность возгорания. С самого начала российские космонавты использовали состав воздуха, подобный земному, что требовало более совершенной системы регенерации воздуха. Сегодня в космических полетах и подводных экспедициях используется земная атмосфера.
Взгляд снаружи
Диапазон уровней кислорода в воздухе, пригодных для жизни. Диапазон концентраций кислорода в воздухе, при которых жизнь человека может продолжаться в течение длительного периода времени ⱖ (p__2> \).
Нижний диапазон является началом кислородной недостаточности, а верхний диапазон — началом кислородной интоксикации. Нижний диапазон соответствует наступлению кислородного голодания, а верхний — наступлению кислородной интоксикации.2 В воздухе ˉ (p__2> \) / pатм. Менее 14% (pатм. = 760 мм рт. ст.).
Эти данные соответствуют диапазону человеческой деятельности на уровне моря. По мере подъема в гору давление уменьшается, о чем свидетельствует кривая между атмосферным давлением и парциальным давлением кислорода (рис. 1).
Рисунок 1.Зависимость атмосферного давления и парциального давления кислорода (мм рт. ст.) от высоты над уровнем моря (метры). Показаны высоты альпинистских лагерей, Кавказских гор, Эльбруса и Эвереста.
С высоты 4,5 — 5 км давление кислорода оказывается ниже нижнего допустимого предела в 90 мм рт. ст. В то же время давление воздуха в камере составляет 105-110 мм рт. ст., что также близко к нижнему пределу. Когда давление кислорода падает до 100 мм рт. ст., обменные процессы в организме замедляются, дыхание и сердцебиение учащаются, зрение и мозговая активность снижаются. Именно поэтому люди не могут постоянно жить выше в горах. В то же время, вблизи верхнего предела давления, кислород начинает раздражать верхние дыхательные пути, вызывая сухость в горле и кашель.
Рассчитайте время, необходимое для того, чтобы кислорода стало не хватать, когда вы находитесь в замкнутом пространстве. В качестве примера рассмотрим различные ситуации людей, оказавшихся в ловушке в замкнутом объеме: один человек заперт в лифте с V = 2 м 3 , два человека заперты в комнате с V = 30 м 3 и 100 человек заперты в остановленном метро. V = 250 м 3 .
В любом случае, найдите время Δt замкнутого объема V при спокойном дыхании человека, когда концентрация кислорода снижается от начального уровня 21% до начала кислородного голодания, т.е. 14%. Во время панической атаки это время значительно сокращается, поэтому основное внимание следует уделить спокойному дыханию. Спокойное дыхание соответствует потреблению 0,25 литра кислорода в минуту. Максимум 1 литр O2 эквивалентно 5 ккал энергии, 0,25 л/мин обеспечивает организм 0,25 x 5 x 60 x 24 ккал = 1 800 ккал энергии в день. Плотность человеческого тела составляет примерно 1000 кг/м3 , поэтому тело весом 70 кг занимает объем 0,07 м3 или 70 литров. Добавив одежду, можно получить оценку объема, вытесняемого замкнутым пространством, в 100 литров или 0,1 кубического метра на человека.
Подъем. Свободный объем, занимаемый воздухом, составляет 1,9 м3. В этом объеме содержится 1,9 x 0,21 м 3 = 0,4 м 3 = 400 литров кислорода. Когда эффективный объем кислорода уменьшается до 1,9 x 0,14 м3 = 0,27 м 3 = 270 л, появляются признаки кислородной недостаточности; требуется время, чтобы объем изменился с 400 л до 270 л при потреблении кислорода 0,25 л одним человеком. \(Δt__2> \) = 130 /0,25 мин = 520 мин, т.е. более 8 часов.
