32. Mechanics of breathing

Muscles of respiration: inspiration is always an active process. The following muscles are involved: The diaphragm is the most important muscle of inspiration. It is convex at rest, and flattens during contraction, thus elongating the thoracic cavity. Contraction of the external in-tercostals lifts the rib cage upward and outward, expanding the thoracic cavity. These muscles are more important for deep inhalations. Accessory muscles of inspiration, including the scalene (elevate the first two ribs) and sternocleidomastoid (elevate the sternum) muscles, are not active during quiet breath ing, but become more important in exercise. Expiration is normally a passive process. The lung and chest wall are elastic and naturally return to their resting positions after being actively expanded during inspiration. Expiratory muscles are used during exercise, forced expiration and cer tain disease states. Abdominal muscles (rectus abdominis, internal and exter nal obliques, and transversus abdominis) increase intra-abdominal pressure, which pushes the diaphragm up, forc ing air out of the lungs. The internal intercostal muscles pull the ribs downward and inward, decreasing the thoracic volume. Elastic properties of the lungs: the lungs collapse if force is not applied to expand them. Elastin in the alveolar walls aids the passive deflation of the lungs. Collagen within the pulmonary interstit-ium resists further expansion at high lung volumes. Compliance is defined as the change in volume per unit change in pressure (AV/AP). In vivo, compliance is measured by esophageal balloon pres sure vs. lung volume at many points during inspiration and expiration. Each measurement is made after the pressure and volume have equilibrated and so this is called static compli ance. The compliance is the slope of the pressure-volume curve. Several observations can be made from the pressure-volumecurve.

Note that the pressure-volume relationship is different with deflation than with inflation of air (hysteresis). The compliance of the lungs is greater (the lungs are more distensible) in the middle volume and pressure ranges.

The equation for oxygen is:

QO 2 = CO χ 1,34 (ml/g) χ [Hg] χ SaO 2 + + 0,003 (ml/ml per mm Hg) χ РаО 2,

where QO 2 is oxygen delivery (ml/min), CO is cardiac output (L/min). Hg is hemoglobin concentration (g/L), SaO ₂ is the fraction of hemoglobin saturated with oxygen, and PaO ₂ is the partial pressure of the oxygen dissolved in plasma and is trivial compare to the amount of oxygen carried by hemoglobin. Examination of this equation reveals that increasing hemoglobin concentration and increasing cardiac output can enhance oxygen delivery. Saturation is normally greater than 92 % and usually is easily maintained through supplemental oxygen and mechanical ventilation. Cardiac output is supported be insuring adequate fluid resuscitation (cardiac preload) and manipulating contractility and after load pharmacologically (usually cat-echolamines).

New words

Equation - уравнение

Delivery - доставка

Cardiac output - сердечный выброс

Fraction - фракция

Contractility - сократимость

Автор: Елена Беликова

<< Назад: Air flow

>> Вперед: Surface tension forces

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Медицинская физика. Шпаргалка

▪ Травматология и ортопедия. Конспект лекций

▪ История медицины. Конспект лекций

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Создана пчела-киборг 27.07.2025 Интеграция биологических существ с электронными системами, ранее казавшаяся фантастикой, становится частью реальности. Одним из самых впечатляющих достижений в этой области стало создание управляемой пчелы-киборга - проекта, в котором крошечное насекомое стало носителем нейроинтерфейса нового поколения. Разработкой занимались исследователи из Пекинского технологического института. Им удалось создать самый легкий в мире контроллер для управления движениями живого организма. Их выбор пал на медоносную пчелу, обладающую высокой выносливостью и способностью переносить значительные грузы по отношению к собственной массе. Новое устройство весит всего 74 миллиграмма, что в три раза меньше веса всех предыдущих аналогов, использованных на насекомых. На гибкой полимерной основе размещена микроэлектроника, от которой отходят три тончайших металлических проводка, подключаемых к мозгу пчелы. Эта миниатюрная система позволяет насекомому реагировать на команды, передаваемые через инфракрасный пульт управления. Под его воздействием пчела способна выполнять развороты и двигаться в заданном направлении. На испытаниях она демонстрировала устойчивое и точное выполнение команд - в девяти из десяти случаев движения соответствовали сигналам. Сравнительные эксперименты с тараканами показали, что хотя те легче поддаются механическому управлению, они быстро теряют чувствительность к сигналам. После десяти повторов команды тараканы переставали реагировать. Пчелы же сохраняли способность следовать указаниям значительно дольше, что делает их более перспективными для длительных задач. Тем не менее, исследование все еще находится на этапе разработки. Сейчас система позволяет подавать только базовые команды вроде "вперед", "поворот", "стоп" и "назад". Управление осуществляется лишь на уровне крыльев - манипуляция конечностями пчел пока остается недостижимой. К тому же установка требует проводного питания. Попытка использовать аккумулятор весом 600 миллиграммов закончилась неудачей - он оказался слишком тяжел для пчелы, и она не смогла взлететь. Несмотря на эти ограничения, результаты проекта открывают захватывающие перспективы. Учитывая точность отклика и способность к долговременной работе, пчелы-киборги в будущем могут быть полезны в операциях по поиску людей в завалах, экологическом мониторинге или даже тактической разведке. Однако для реального применения технологии предстоит решить важнейшие задачи - добиться автономности, расширить диапазон команд и усовершенствовать методы управления движением. Все это подчеркивает важный тренд: граница между живым и искусственным стирается все больше. И если сегодня ученые учатся управлять полетом пчелы, то завтра это может открыть путь к созданию биоэлектронных систем с гораздо более широкими возможностями.

Другие интересные новости:

▪ Когда зацветет сакура

▪ Внешний жесткий диск WD Passport Pocket

▪ Изменение климата влияет на здоровье

▪ Ледники Арктики наполнены жизнью

▪ Samsung с новой ОС

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Никто не забыт и ничто не забыто. Крылатое выражение

▪ статья Что такое камедь? Подробный ответ

▪ статья Основные принципы обеспечения охраны труда

▪ статья Цифровой измеритель емкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Необыкновенная веревка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026