Диффузионная теория внешнего дыхания: назад к корням

Обсуждение теоретических вопросов эндогенного дыхания.

Модераторы: сергей., Евгений Вериго

Sergio
старожил
Сообщения: 1303
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 15:01
Откуда: Россия
Контактная информация:

Концепция дыхания М.И. Волского

Сообщение Sergio »

Мы забыли упомянуть ещё одну страничку в теории дыхания. Её пытался вписать наш соотечественник М.И. Волский. Попытка сходу найти материалы с его трудами не увенчалась успехом. Похоже, что наследие Волского основательно подзабылось. Может, даже и умышленно. Хотя эксперименты, поставленные учёным (за исключением прямого усвоения азота воздуха, см. ниже) имели подтверждение и в др. лабораториях. Масштаб исследований здесь велик как по времени, так и территориально. В отличие, скажем, от удивительных работ (в иной области) другого непризнанного учёного, Самохоцкого (только в Одессе).

Михаил Иванович ВОЛСКИЙ. Концепция дыхания
В середине 1940-х инженер М. И. Волский выступил с критикой некоторых положений традиционной трактовки акта дыхания. К анализу процесса дыхания Волский попытался приложить в том числе свои знания в области физики, что привело его к отличным от устоявшихся понятий выводам.
Впоследствии, результаты своей работы, включавшей многочисленные биологические опыты, он без ложной скромности :) обнародовал под названием "Новой концепции дыхания".
Насколько важны и "концептуальны" его выводы? Как показано в представленных материалах оценки его работы современниками были диаметрально противоположны. Перед нами еще один яркий пример совершенно нелицеприятного противостояния в отечественной биологической науке...
Ниже приводятся основные положения и выводы работы Волского о дыхании и представляющие большой интерес критические отзывы специалистов с ответами на них автора. (Из книги: М. И. Волский. Новая концепция дыхания. М., 1961.)
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ [о механизме дыхания]
На основании теоретических предпосылок и проделанных экспериментов можно сделать следующие выводы:
1. Вопреки принятому в настоящее время в физиологии положению, считать доказанным, что в плевральной полости находится воздух.
2. Наличие воздуха в плевральной полости облегчает процесс дыхания. С помощью этого воздуха равномерней происходит всестороннее сжатие легких при выдохе.
3. Наличием воздуха в плевральной полости объяснимо деление легких на доли.
4. В противовес принятому в физиологии взгляду, что давление воздуха в альвеолах равно атмосферному, считать, что давление воздуха в бронхиолах и альвеолах при нормальном дыхании на 10—40 мм водяного столба ниже атмосферного. Отрицательное давление в воздухоносных путях и альвеолах происходит за счет потери напора воздуха при движении его по воздухоносным путям и инерционного расширения легких после того, как забор воздуха уже прекратился.
Следует особо подчеркнуть, что при выдохе воздух в альвеолах находится в разреженном состоянии.
Вытекание воздуха из альвеол — области с пониженным давлением—в окружающее нас пространство с атмосферным давлением происходит за счет преобразования скорости выдыхаемого воздуха в статический напор, что обусловливается конусообразным строением трахео-бронхиального дерева.
Отрицательное (пониженное) давление воздуха в альвеолах как при вдохе, так и при выдохе, является необходимым условием для нормального газообмена в легких. [140]
5. Ошибочным является положение физиологов о том, что строение трахео-бронхиального дерева цилиндрическое. Строение трахео-бронхиального дерева человека и животных конусообразное.
6. Величина разрежения воздуха в плевральной полости больше разрежения альвеолярного воздуха на величину потери напора на диффузию воздуха через висцеральную плевру и стенки альвеол.
7. Воздух в плевральной полости как при вдохе, так и при выдохе, по сравнению с атмосферным воздухом, всегда разрежен. Процесс дыхания осуществляется разностью величин разрежения при вдохе и выдохе, которая колеблется у человека в пределах 5—40 мм водяного столба и лишь в опасных для жизни случаях достигает 100 мм водяного столба.
8. Ввиду того что легочная ткань в одинаковой, мере работает как на сжатие, так и на растяжение, термин “эластическая тяга легких” следует заменить термином “упругость легочной ткани”.
9. Ошибочно общепринятое мнение физиологов, что отрицательное давление в плевральной полости обусловлено эластической тягой легких. Отрицательное давление в плевральной полости обусловлено потерей напора воздуха при движении его по трахео-бронхиальному дереву, затем при прохождении его через стенки альвеол и висцеральную плевру.
10. Неверно утверждение физиологов, что “даже при максимальное выдохе легкие растянуты”.
11. Опыт Мюллера и опыт Вальсальвы объяснены физиологией грубо и неточно. Неточно и утверждение физиологов о том, что как разрежение, так и сжатие в плевральной полости может достигать 120—150 мм ртутного столба.
12. Проверка наполнения легких путем накачивания в них атмосферного воздуха установила, что легкие разрушаются при давлении, превышающем атмосферное давление не на 15 мм ртутного столба, как указывается в учебниках физиологии, а всего лишь при величине избыточного давления в 2—2,5 мм ртутного столба,— при этом накачать указываемый физиологами объем воздуха в легкие невозможно.
13. Наполнить легочные мешки атмосферным воздухом легче путем присоса в них воздуха через герметически вставленную трахею в горло широкой бутылки, отсасывая из нее воздух. Разрыв висцеральной плевры в этом случае происходит при, разрежении, равном 7—8—9 мм ртутного столба.
14. Неправильным является утверждение физиологов, что “лишь на шестом или девятом месяце жизни происходит превышение роста грудной полости по сравнению с объемом легких”. По нашему мнению, эта разница уже имеется во внутриутробном [141] периоде. Она обеспечивает возможность дыхания при появлении ребенка на свет. При вскрытии под водой грудной полости детского трупа в возрасте 1—2 месяцев в синусах плевральной полости был обнаружен воздух.
15. Ошибочным является утверждение физиологов, что каждая точка висцеральной плевры соприкасается с париетальной. Правильно утверждают анатомы, что слева возле грудины в области IV и V межреберных промежутков и хрящей V и VI ребер легкие не выполняют пространства, между pleura costalis и pleura mediastinalis.
Наибольшее же различие между границами плевры наблюдается между диафрагмой и грудной стенкой (sinus phrenico-cotalis).
Разницу между границей легкого и границей плевры определяют величины в 2—3 см; по linea axilaris media даже больше— до 5 см.
16. В околосердечной сумке также, как и в плевральной полости, имеется воздух.
17. Наличие воздуха в плевральной полости служит обоснованием наложения искусственного пневмоторакса и дает возможность указать методы лечения легочных болезней, а в случае ранения грудной клетки и предотвращения смертельных исходов.
Выводы [об усвоении организмом азота воздуха]
Вопреки общепринятому в физиологии и биохимии положению, что растительный, животный и человеческий организмы не усваивают азот воздуха, следует полагать, что азот воздуха усваивается как растительным, так и животным и человеческим организмами, доказательством чего служит:
1. Количество азота, выделяемого человеческим организмом через легкие за сутки при покойном дыхании, согласно экспериментальным данным, составляет от 17 до 36 г, что говорит об усвоении организмом азота воздуха, так как ежедневно выделять такое количество азота можно лишь при условии, что он поступает в организм из вдыхаемого нами воздуха.
Вполне вероятно, что некоторая часть азота пищи выделяется также через органы дыхания, и, наоборот, усваиваемый при дыхании азот воздуха выделяется с мочой.
Исследование на масс-спектрометре органов крысы, находившейся в атмосфере меченого азота, показало, что самый большой процент меченого азота дали стенки мочевого пузыря, мышцы и костный мозг.
2. Усвоение азота воздуха происходит с помощью эритроцитов крови, транспортирующих кислоты в организмах животных и человека. Транспортируемые эритроцитами кислоты абсорбируют азот воздуха, поступающий в легкие в процессе дыхания, что согласуется с исследованиями проф. В. С. Садикова о поглощении азота аспарагиновой и фумаровой кислотами и с положением проф. Б. И. Збарского, что эритроциты являются подвижным депо аминокислот.
3. Работы И. М. Сеченова по газовому составу крови говорят об усвоении азота воздуха кровью. Так, артериальная кровь содержит азота больше, чем венозная. [230]
4. Согласно данным наших экспериментов по инкубированию цыплят установлено, что развивающийся эмбрион во время инкубации наращивает азот.
5. То же следует сказать и о куколках пчел, которые в процессе своего развития, не принимая корма, наращивают белка около 10%, усваивая азот воздуха.
6. Замена азота воздуха аргоном при инкубировании цыплят вызывает замирание эмбрионов. Так как аргон не входит в химические соединения с другими элементами, то замирание эмбрионов нельзя приписать “ядовитости” аргона, а это дает право заключить, что азот воздуха является биохимически и биологически активным веществом.
7. Ввиду того, что основные процессы, протекающие при тканевом дыхании животного и растительного организмов, во многом общи, следует полагать, что и растительный организм утилизирует азот воздуха на создание аминокислот, а затем и белков.
8. Усвоение азота воздуха растительным, животным и человеческим организмами вполне согласуется с учением И. В. Мичурина и И. П. Павлова о влиянии среды на организм. [231]
По поводу опровержения наскрёб такую информацию:
Фиксация молекулярного азота высшими растениями и животными

В 1959 году в журнале «Доклады Академии наук СССР» (т. 128, №4) была опубликована статья М.И. Волского , в которой были представлены доказательства усвоения молекулярного азота организмами животных. Как известно, название азот – «нежизненный» этому химическому элементу дал в 1787 г. А. Лавуазье. На протяжении 150 лет ученые считали, что высшие растения усваивают азот N2 только из почвы, в которой он находится в виде растворимых азотсодержащих соединений, а животные – только вместе с пищей.

Факт, якобы установленный доктором технических наук М.И. Волским , был даже занесен в реестр научных открытий под №62 с приоритетом от 19 декабря 1951 года в такой формулировке: «Установлено неизвестное ранее свойство животных и высших растений усваивать азот из атмосферы, необходимый для их нормальной деятельности».

Неоднократные проверки, выполненные специальной комиссией АН СССР совместно с автором «открытия», показали ошибочность экспериментов и несостоятельность выдвинутых им аргументов. Центральный эксперимент М.И. Волского , одновременно он являлся и проверочным, состоял в инкубации птичьих яиц в присутствии газообразного радиоактивного азота. По окончании инкубации содержимое яиц анализировали на предмет наличия радиоактивного азота в молекулах белков, синтезированных в процессе развития эмбриона. Действительно, результаты говорили однозначно за то, что содержимое яиц становилось радиоактивным. Однако М.И. Волский не учел, что применяемый им газообразный азот содержал примеси других радиоактивных газов. Тщательная проверка показала, что усваивались именно примеси, а вот ни один атом азота не внедрился во вновь синтезированные молекулы белков. Для прогресса науки проверка опытов М.И. Волского принесла очевидную пользу. Для него самого произошедшее стало тяжелейшей драмой – ведь он так ничего и не понял.

Прошли годы, в фойе зала, где проходил съезд биохимиков в Санкт-Петербурге в 1990 году, на доске объявлений в одиночестве висел скромный, даже несколько небрежно оформленный плакат, размером с небольшой лист ватмана. На нем уже его сын приводил доводы в пользу несостоявшегося открытия. Людской ручеек скользил мимо плаката без остановки...
Возникают вопросы:
1. Что правда, а что вымысел ?
2. Исправлены ли учебники по физиологии ?
Труден первый шаг, НЕ скучен первый путь Изображение

Sergio
старожил
Сообщения: 1303
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 15:01
Откуда: Россия
Контактная информация:

Четырехфазная модель дыхания Л.Б. Дзгоева

Сообщение Sergio »

Монография Л.Б. Дзгоева Четырехфазная модель дыхания (новое в физиологии дыхания человека).

Из предисловия к монографии д.м.н Р.Д. Хубецовой:
Автор монографии “Четырехфазная модель дыхания”, Лазарь Бимболатович Дзгоев, врач высшей категории, кандидат медицинских наук, практический врач со стажем работы в области пульмонологии свыше 30 лет в специализированных санаториях г. Ялты.

Концепция автора вкратце сводится к тому, что работа респираторного отдела легких перемежающегося характера, в процессе которого при дыхании в строго определенной последовательности циклически воспроизводятся четыре совершенно разные фазы, каждая из которых в едином сложном процессе оксигенации крови выполняет свою специфическую функцию.
Перемежающийся характер работы респираторного отдела легких соответствует общебиологическому закону “перемежающейся активности функционирующих структур” и отображает универсальную биоритмологическую сущность функции дыхания. Исходя из этого, автор концепции предполагает, что для осуществления перемежающегося характера работы легких в них обязательно должна быть обособленная структурно-функциональная единица со своим автономным механизмом регулирования режима работы аппарата дыхания. По мнению Л.Б. Дзгоева, подобной единицей может быть ацинус - давно известное и очень подробно описанное морфологическое образование легких.

В процессе физиологического акта дыхания ацинус и его структурные элементы (альвеолы), переходя из одной фазы в другую, претерпевают контрастные изменения, представляя разнообразную гистологическую картину. На основании концепции автора раскрывается назначение кольцевых мышц терминального бронха; по-новому видится назначение и роль коллатеральных путей кровообращения в респираторном отделе легких, объясняется многообразие гистологической картины кровеносных капилляров и полиморфизм эритроцитов.

Результаты функциональных исследований и клинических наблюдений полностью доказали правильность предположений автора. Еще одним веским доказательством в пользу своей концепции Л.Б. Дзгоев находит в логическом параллелизме между работой Анатолия Петровича Зильбера с сотрудниками “Регионарные функции легких” (Клиническая физиология неравномерностей вентиляции и кровотока) и своей концепцией о четырехфазной модели дыхания...

В процессе изучения дыхательной функции у здоровых и больных с различными патогенетическими повреждениями этой функции, Лазарь Бимболатович приходит к заключению, что явления, описанные в монографии А.П. Зильбера с соавторами, осуществляющие функцию дыхания, действительно имеют место в легких. Но, в отличие от А.П. Зильбера, который видит эти компоненты стабильными структурно-морфологическими образованиями, считает их динамичными фазово-функциональными механизмами, через которые проходят легочные функциональные единицы в процессе акта дыхания. Л.Б. Дзгоев соглашается с А.П. Зильбером, считая, что четыре фазы нормального дыхания являются неотъемлемой и обязательной особенностью функции дыхания.

Это совершенно новый подход и совершенно новое объяснение физиологического дыхания человека.
Концепция, предложенная Л.Б. Дзгоевым о цикличности и ритмичности функционирования системы, может помочь объяснить не только известные, но и пока не раскрытые факты в механизме дыхания и в пульмонологии. Например, объяснить патогенетические механизмы бронхиальной астмы и подсказать рациональные и эффективные пути профилактики и лечения этого тяжелого легочного заболевания. Обучение методике правильного дыхания, по Л.Б. Дзгоеву, людей, склонных к легочным заболеваниям, подведение подлинно научной основы под тренировку системы дыхания спортсменов, людей физического труда и каждого человека в отдельности - путь профилактики легочных заболеваний.

Работа написана понятным, доступным языком, который, однако, не снижает научной ценности и серьезности концепции. Факты и выводы сформулированы четко и доходчиво...
Труден первый шаг, НЕ скучен первый путь Изображение

Sergio
старожил
Сообщения: 1303
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 15:01
Откуда: Россия
Контактная информация:

Современные концепции физиологии дыхания

Сообщение Sergio »

Современное представление о физиологии дыхания изложено в отличной аналитической статье Регуляция вентиляции и перфузии в лёгких. Гайдес М.А. (к.м.н. Зав.лабораторией кардио-респираторного тестирования,
Институт пульмонологии, госпиталь им. Х.Шиба, Тель Авив, Израиль.)

Что же мы видим ? Опять очередные модели.
В статье обсуждены 3 из них:
1. 4-х компонентная модель по Зильберу А.П.
2. Депонирующая функция легких по Есиповой И.К.
3. Модель, онованная на рефлексе Эйлера-Лильёстранда.

Как осторожно пишет автор работы:
Ещё рано отдавать предпочтение какой-либо из них. Необходимо продолжить накопление фактов для подтверждения той или иной концепции. Однако, похоже что у модели №1 мало шансов на выживание. Скорее всего выбор нужно делать между моделями №2 и №3, хотя данные об увеличении кровенаполнения лёгких во время нагрузки противоречат модели №2.
У модели №3 есть много шансов быть принятой, поскольку она хорошо объясняет регионарную регуляцию лёгочного кровотока. В её пользу указывает наличие рефлекса Эйлера-Лильёстранда (альвеоло-сосудистый гипоксический рефлекс), результаты теста дыханием гипоксическими газовыми смесями и результаты экспериментальной работы с латексной заливкой лёгкого. Однако этого недостаточно и исследования необходимо продолжить…
Модель №3 симпатична тем, что непротиворечиво объясняет задержки дыхания, разговор, физические упражнения, игру на духовых инструментах и т.д.
Труден первый шаг, НЕ скучен первый путь Изображение

Sergio
старожил
Сообщения: 1303
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 15:01
Откуда: Россия
Контактная информация:

Труды НИИ Физиологии, СО РАМН, Сибирское отделение

Сообщение Sergio »

Набрел на труды НИИ Физиологии, СО РАМН, Сибирское отделение:
http://www.iph.ma.nsc.ru/Russian/Index.phtml?id=8_12_3 .

Но найти халявы в Сети не удалось, даже абстрактов свежих работ (в т.ч. на PABMED’е, реферируемые статьи лаборатории Кривощекова есть, а абстрактов к ним – нет. Что за дела ?)
А тематика прерывистых (интервальных) гипоксических тренировок там представлена. Не сказать, что широко, но есть. На исследования какие-то денюжки были потрачены. Какой-то и результат должон быть.
Меня спросят, невидаль какая, ИГТ ? Вообще они от занятий на ДА отстоят далековато. На ДА – мягкие (физиологическая) гипоксия с гиперкапнией + респираторное сопротивление в сочетании, а у исследователей – чистая острая гипоксия. Не знаю. Но, какие-то аналогии с тренировками на ДА, м.б., и можно проследить...

Случайно нашел одну относительно свежую работу с абстрактом. Перевод мой.

S. G. Krivoshchekov1 , G. M. Divert1 and V. E. Divert1
(1) Institute of Physiology, Siberian Division, Russian Academy of Medical Sciences, Novosibirsk, 630117, Russia
Received: 2 June 2004
Abstract External respiration and gas exchange were studied in healthy volunteers during a session of intermittent normobaric hypoxia (INH) consisting of three cycles of breathing alternately a hypoxic mixture (10.7% O2) for 5 min and normal air for 5 min. The ventilatory response increased in the successive cycles of hypoxia and gradually decreased during the normoxic intervals. These changes were accompanied by an increase in carbon dioxide in lung air, which was not eliminated by the increased pulmonary ventilation during the hypoxic intervals. However, the mean oxygen consumption did not change during the INH session because the ventilatory reactivity and breathing depth, as well as the efficiency of oxygen utilization, increased from cycle to cycle

(Были изучены внешнее дыхание и газовый обмен на здоровых добровольцах во время процедуры прерывистой нормобарической гипоксии (ПНГ), состоящий из трех циклов дыхания поочередно гипоксической смесью (O2 на 10.7 %) в течение 5 минут и нормальным воздухом 5 мин. Дыхательная реакция увеличилась в последовательных циклах гипоксии и постепенно уменьшалась во время нормоксических интервалов. Эти изменения сопровождались увеличением углекислого газа в легочном воздухе, который не был устранен увеличенной легочной вентиляцией во время гипоксических интервалов. Однако, среднее кислородное потребление не изменялось во время процедуры ПНГ потому, что дыхательная реактивность и глубина дыхания, так же как эффективность кислородного использования, возрастала от цикла к циклу.)
Труден первый шаг, НЕ скучен первый путь Изображение

Sergio
старожил
Сообщения: 1303
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 15:01
Откуда: Россия
Контактная информация:

Карл Тринчер

Сообщение Sergio »

Жил такой замечательный человек. Отличный врач, честный ученый-исследователь. Грустно, что его, как и многих его современников, ужасы XX-го века не обошли стороной. Но не сломили. Думается, что он мог бы успеть гораздо больше. Уехал от фашистов из Австрии, а попал в мрачный сталинизм в СССР. Но талант – он и в Африке талант.
Звали этого человека Карл Тринчер. Его вклад в физиологию внешнего дыхания признан ученым миром, а мы его здесь почему-то забыли.

Исправляю ситуацию.

Нашел популярную, но от этого не менее интересную, его статью из старой подборки ХиЖ:
Мороз горячит кровь. Формат – .djvu.
Труден первый шаг, НЕ скучен первый путь Изображение

Евгений Вериго
доктор
Сообщения: 1340
Зарегистрирован: Сб май 01, 2004 17:03
Откуда: Киевская область
Контактная информация:

Re: Концепция дыхания М.И. Волского

Сообщение Евгений Вериго »

Sergio писал(а): Выводы [об усвоении организмом азота воздуха]
Вопреки общепринятому в физиологии и биохимии положению, что растительный, животный и человеческий организмы не усваивают азот воздуха, следует полагать, что азот воздуха усваивается как растительным, так и животным и человеческим организмами, доказательством чего служит:
1. Количество азота, выделяемого человеческим организмом через легкие за сутки при покойном дыхании, согласно экспериментальным данным, составляет от 17 до 36 г, что говорит об усвоении организмом азота воздуха, так как ежедневно выделять такое количество азота можно лишь при условии, что он поступает в организм из вдыхаемого нами воздуха.
Вполне вероятно, что некоторая часть азота пищи выделяется также через органы дыхания, и, наоборот, усваиваемый при дыхании азот воздуха выделяется с мочой.
Исследование на масс-спектрометре органов крысы, находившейся в атмосфере меченого азота, показало, что самый большой процент меченого азота дали стенки мочевого пузыря, мышцы и костный мозг.
2. Усвоение азота воздуха происходит с помощью эритроцитов крови, транспортирующих кислоты в организмах животных и человека. Транспортируемые эритроцитами кислоты абсорбируют азот воздуха, поступающий в легкие в процессе дыхания, что согласуется с исследованиями проф. В. С. Садикова о поглощении азота аспарагиновой и фумаровой кислотами и с положением проф. Б. И. Збарского, что эритроциты являются подвижным депо аминокислот.
3. Работы И. М. Сеченова по газовому составу крови говорят об усвоении азота воздуха кровью. Так, артериальная кровь содержит азота больше, чем венозная. [230]
4. Согласно данным наших экспериментов по инкубированию цыплят установлено, что развивающийся эмбрион во время инкубации наращивает азот.
5. То же следует сказать и о куколках пчел, которые в процессе своего развития, не принимая корма, наращивают белка около 10%, усваивая азот воздуха.
6. Замена азота воздуха аргоном при инкубировании цыплят вызывает замирание эмбрионов. Так как аргон не входит в химические соединения с другими элементами, то замирание эмбрионов нельзя приписать “ядовитости” аргона, а это дает право заключить, что азот воздуха является биохимически и биологически активным веществом.
7. Ввиду того, что основные процессы, протекающие при тканевом дыхании животного и растительного организмов, во многом общи, следует полагать, что и растительный организм утилизирует азот воздуха на создание аминокислот, а затем и белков.
8. Усвоение азота воздуха растительным, животным и человеческим организмами вполне согласуется с учением И. В. Мичурина и И. П. Павлова о влиянии среды на организм. [231]
А ведь в этом есть смысл. Осталось лишь свести "в кучу" разрозненные факты, разбросанные на различных форумах или книгах...
Sergio писал(а):Возникают вопросы:
1. Что правда, а что вымысел ?
2. Исправлены ли учебники по физиологии ?
Никто ничего пока не исправляет, так как придётся отбирать докторские и кандидатские диссертации, которые защищались на устоявшихся ВЕКАМИ, устаревших взглядах (чего стоит неприятие академической наукой работ М.Я. Жолондза)...

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 13 гостей