Volumul expirator maxim. Volumul curent și volumul minute al respirației (MRV), echivalent respirator

Pentru un apneist, plămânii sunt principalul „instrument de lucru” (după creier, desigur), așa că este important pentru noi să înțelegem structura plămânilor și întregul proces de respirație. De obicei, atunci când vorbim despre respirație, ne referim la respirația externă sau ventilația plămânilor - singurul proces observabil pentru noi în lanțul respirator. Și trebuie să începem să luăm în considerare respirația cu ea.

Structura plămânilor și a pieptului

Plămânii sunt un organ poros, asemănător cu un burete, care amintește în structura sa de un grup de bule individuale sau un ciorchine de struguri cu un număr mare de fructe de pădure. Fiecare „bacă” este o alveola pulmonară (veziculă pulmonară) - locul în care are loc principala funcție a plămânilor - schimbul de gaze. Între aerul alveolelor și sânge se află o barieră aer-sânge formată din pereții foarte subțiri ai alveolelor și ai capilarului sanguin. Prin această barieră are loc difuzia gazelor: oxigenul intră în sânge din alveole, iar dioxidul de carbon intră în alveole din sânge.

Aerul intră în alveole prin căile respiratorii - trohee, bronhii și bronhiole mai mici, care se termină în sacii alveolari. Ramificația bronhiilor și bronhiolelor formează lobii (plămânul drept are 3 lobi, plămânul stâng are 2 lobi). În medie, în ambii plămâni există aproximativ 500-700 de milioane de alveole, a căror suprafață respiratorie variază de la 40 m2 la expirare până la 120 m2 la inhalare. În acest caz, un număr mai mare de alveole sunt situate în părțile inferioare ale plămânilor.

Bronhiile și traheea au o bază cartilaginoasă în pereții lor și, prin urmare, sunt destul de rigide. Bronhiolele și alveolele au pereții moi și, prin urmare, se pot prăbuși, adică se pot lipi împreună, ca un balon dezumflat, dacă în ele nu se menține o anumită presiune a aerului. Pentru a preveni acest lucru, plămânii sunt ca un singur organ, acoperit pe toate părțile cu pleura - o membrană puternică, închisă ermetic.

Pleura are două straturi - două frunze. O frunză aderă strâns la suprafața interioară a durului cufăr, celălalt înconjoară plămânii. Între ele există o cavitate pleurală în care se menține presiunea negativă. Datorită acestui fapt, plămânii sunt într-o stare îndreptată. Presiunea negativă în fisura pleurală este cauzată de tracțiunea elastică a plămânilor, adică dorința constantă a plămânilor de a-și reduce volumul.

Tracțiunea elastică a plămânilor este cauzată de trei factori:
1) elasticitatea țesutului pereților alveolelor datorită prezenței fibrelor elastice în ele
2) tonusul mușchilor bronșici
3) tensiunea superficială a peliculei lichide care acoperă suprafața interioară a alveolelor.

Cadrul rigid al pieptului este alcătuit din coaste, care sunt flexibile, datorită cartilajului și articulațiilor, atașate de coloana vertebrală și articulații. Datorită acestui fapt, pieptul își crește și își scade volumul, menținând în același timp rigiditatea necesară pentru a proteja organele situate în cavitatea toracică.

Pentru a inspira aer, trebuie să creăm o presiune în plămâni mai mică decât cea atmosferică, iar pentru a expira este mai mare. Astfel, pentru inhalare este necesară creșterea volumului toracelui, pentru expirare - o scădere a volumului. De fapt, cea mai mare parte a efortului de respirație este cheltuită pe inhalare; în condiții normale, expirarea se realizează datorită proprietăților elastice ale plămânilor.

Principalul mușchi respirator este diafragma - o partiție musculară în formă de cupolă între cavitatea toracică și cavitatea abdominală. În mod convențional, marginea sa poate fi trasă de-a lungul marginii inferioare a nervurilor.

Când inspiri, diafragma se contractă, întinzându-se acțiune activă spre cele inferioare organe interne. În același timp, organe incompresibile cavitate abdominală sunt împinse în jos și în lateral, întinzând pereții cavității abdominale. În timpul unei inhalări liniștite, cupola diafragmei coboară aproximativ 1,5 cm, iar dimensiunea verticală a cavității toracice crește în consecință. În același timp, coastele inferioare diverg oarecum, crescând circumferința toracelui, ceea ce se observă mai ales în secțiunile inferioare. Când expirați, diafragma se relaxează pasiv și este trasă în sus de tendoanele care o mențin în starea sa calmă.

Pe lângă diafragmă, mușchii intercostali și intercondrali oblici externi participă și la creșterea volumului toracelui. Ca urmare a ridicării coastelor, sternul se deplasează înainte, iar părțile laterale ale coastelor se deplasează în lateral.

Cu o respirație foarte profundă, intensă sau când rezistența la inhalare crește, în procesul de creștere a volumului toracelui sunt incluși o serie de mușchi respiratori auxiliari, care pot ridica coastele: scaleni, pectoralul mare și mic și serratus anterior. Mușchii auxiliari ai inspirației includ și mușchii extensori. regiunea toracică coloana vertebrală și fixarea brâului scapular atunci când este susținută de brațele aruncate înapoi (trapez, romboid, ridicător al omoplatului).

După cum am menționat mai sus, o inhalare calmă are loc pasiv, aproape pe fondul relaxării mușchilor inspiratori. Cu o expirație intensă activă, mușchii se „conectează” perete abdominal, în urma căreia volumul cavității abdominale scade și presiunea în ea crește. Presiunea este transferată la diafragmă și o ridică. Datorită reducerii Mușchii intercostali oblici interni coboară coastele și le apropie marginile.

Mișcări de respirație

ÎN viață obișnuită, după ce te-ai observat pe tine și pe prietenii tăi, poți vedea atât respirația, asigurată în principal de diafragmă, cât și respirația, asigurată în principal de munca mușchilor intercostali. Și asta este în limite normale. Mușchii centurii scapulare sunt mai des conectați când boală gravă sau muncă intensivă, dar aproape niciodată la oameni relativ sănătoși în stare normală.

Se crede că respirația, asigurată în principal de mișcările diafragmei, este mai caracteristică bărbaților. În mod normal, inhalarea este însoțită de o ușoară proeminență a peretelui abdominal, iar expirarea este însoțită de o ușoară retragere. Acesta este tipul de respirație abdominală.

La femei, cel mai frecvent tip de respirație este cel toracic, care este asigurat în principal de munca mușchilor intercostali. Acest lucru se poate datora pregătirii biologice a femeii pentru maternitate și, în consecință, dificultății de respirație abdominală în timpul sarcinii. Cu acest tip de respirație, mișcările cele mai vizibile sunt făcute de stern și coaste.

Respirația, în care umerii și clavicula se mișcă în mod activ, este asigurată de munca mușchilor centurii scapulare. Ventilația plămânilor este ineficientă și afectează doar vârfurile plămânilor. Prin urmare, acest tip de respirație se numește apical. În condiții normale, acest tip de respirație practic nu apare și este folosit fie în timpul anumitor gimnastici, fie se dezvoltă în boli grave.

În apnee, credem că respirația abdominală sau cea pe burtă este cea mai naturală și productivă. Același lucru se spune atunci când se practică yoga și pranayama.

În primul rând, pentru că există mai multe alveole în lobii inferiori ai plămânilor. În al doilea rând, mișcările de respirație sunt asociate cu sistemul nostru nervos autonom. Respirația abdominală activează sistemul nervos parasimpatic - pedala de frână a corpului. Respirația toracică activează sistemul nervos simpatic - pedala de accelerație. Cu respirație apicală activă și prelungită, suprastimulare a simpaticului sistem nervos. Funcționează în ambele sensuri. Așa se face că oamenii panicați respiră întotdeauna cu respirație apicală. Invers, daca respiri calm cu stomacul o perioada de timp, sistemul nervos se calmeaza si toate procesele incetinesc.

Volumele pulmonare

În timpul respirației liniștite, o persoană inspiră și expiră aproximativ 500 ml (de la 300 la 800 ml) de aer, acest volum de aer se numește Volumul mareelor. Pe lângă volumul curent normal, cu cea mai profundă inspirație posibilă, o persoană poate inspira aproximativ 3000 ml de aer - acesta este volumul de rezervă inspiratorie. După o expirație normală calmă, o persoană sănătoasă obișnuită, prin încordarea mușchilor expiratori, este capabilă să „strângă” încă aproximativ 1300 ml de aer din plămâni - aceasta volumul de rezervă expiratorie.

Suma acestor volume este capacitatea vitală a plămânilor (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

După cum vedem, natura ne-a pregătit o rezervă de aproape zece ori capacitatea de a „pompa” aer prin plămâni.

Volumul curent este o expresie cantitativă a adâncimii respirației. Capacitatea vitală a plămânilor determină volumul maxim de aer care poate fi introdus sau scos din plămâni în timpul unei inhalări sau expirații. Capacitatea vitală medie a plămânilor la bărbați este de 4000 - 5500 ml, la femei - 3000 - 4500 ml. Antrenamentul fizic și diverse întinderi ale pieptului pot crește VC.

După o expirație profundă maximă, în plămâni rămân aproximativ 1200 ml de aer. Acest - volumul rezidual. Cea mai mare parte poate fi îndepărtată din plămâni numai cu un pneumotorax deschis.

Volumul rezidual este determinat în primul rând de elasticitatea diafragmei și a mușchilor intercostali. Creșterea mobilității toracelui și reducerea volumului rezidual este o sarcină importantă atunci când vă pregătiți pentru scufundări la adâncimi mari. Scufundările sub volumul rezidual pentru o persoană obișnuită neantrenată sunt scufundări mai adânci de 30-35 de metri. Una dintre modalitățile populare de a crește elasticitatea diafragmei și de a reduce volumul pulmonar rezidual este efectuarea regulată a uddiyana bandha.

Se numește cantitatea maximă de aer care poate fi reținută în plămâni capacitatea pulmonară totală, este egal cu suma volumului rezidual și a capacității vitale a plămânilor (în exemplul folosit: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

Volumul de aer din plămâni la sfârșitul unei expirații liniștite (cu mușchii respiratori relaxați) se numește capacitatea reziduală funcțională a plămânilor. Este egal cu suma volumului rezidual și a volumului expirator de rezervă (în exemplul utilizat: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Capacitatea reziduală funcțională a plămânilor este apropiată de volumul de aer alveolar înainte de debutul inspirației.

Ventilația este determinată de volumul de aer inhalat sau expirat pe unitatea de timp. De obicei măsurată volumul minut al respirației. Ventilația plămânilor depinde de adâncimea și frecvența respirației, care în repaus variază de la 12 la 18 respirații pe minut. Volumul minut al respirației este egal cu produsul dintre volumul curent și frecvența respiratorie, adică. aproximativ 6-9 l.

Pentru a evalua volumele pulmonare, se folosește spirometria - o metodă de studiere a funcției respirației externe, care include măsurarea volumului și a parametrilor de viteză ai respirației. Recomandăm acest studiu oricărei persoane care intenționează să se apuce în serios de apnea.

Aerul se găsește nu numai în alveole, ci și în căile respiratorii. Acestea includ cavitatea nazală (sau gura în timpul respirației orale), nazofaringe, laringe, trahee și bronhii. Aerul din căile respiratorii (cu excepția bronhiolelor respiratorii) nu participă la schimbul de gaze. Prin urmare, lumenul căilor respiratorii se numește spatiu mort anatomic. Când inspiri, ultimele porțiuni de aer atmosferic intră în spațiul mort și, fără a-i schimba compoziția, îl părăsești când expiri.

Volumul spațiului mort anatomic este de aproximativ 150 ml sau aproximativ 1/3 din volumul curent în timpul respirației liniștite. Acestea. din 500 ml de aer inhalat intră doar aproximativ 350 ml în alveole. La sfârșitul unei expirații liniștite, există aproximativ 2500 ml de aer în alveole, așa că la fiecare respirație liniștită, doar 1/7 din aerul alveolar este reînnoit.

< Înapoi

Indicatorii ventilației pulmonare depind în mare măsură de constituția, pregătirea fizică, înălțimea, greutatea corporală, sexul și vârsta unei persoane, astfel încât datele obținute trebuie comparate cu așa-numitele valori proprii. Valorile adecvate sunt calculate folosind nomograme și formule speciale, care se bazează pe determinarea metabolismului bazal adecvat. Multe metode de cercetare funcțională au fost reduse la un anumit domeniu standard de-a lungul timpului.

Măsurarea volumului pulmonar

Volumul mareelor

Volumul curent (TV) este volumul de aer inspirat și expirat în timpul respirației normale, egal cu o medie de 500 ml (cu fluctuații de la 300 la 900 ml). Din aceasta, aproximativ 150 ml este volumul de aer din spațiul mort funcțional (FSD) din laringe, trahee și bronhii, care nu participă la schimbul de gaze. Rolul funcțional al HFMP este că se amestecă cu aerul inhalat, hidratând și încălzindu-l.

Volumul de rezervă expiratorie

Volumul de rezervă expirator este volumul de aer egal cu 1500-2000 ml pe care o persoană îl poate expira dacă, după o expirație normală, expiră maxim.

Volumul de rezervă inspiratorie

Volumul de rezervă inspiratorie este volumul de aer pe care o persoană îl poate inspira dacă, după o inhalare normală, respiră maxim. Egal cu 1500 - 2000 ml.

Capacitatea vitală a plămânilor

Capacitatea vitală a plămânilor (VC) este egală cu suma volumelor de rezervă de inspirație și expirație și volumul curent (în medie 3700 ml) și este volumul de aer pe care o persoană este capabilă să-l expire în timpul celei mai profunde expirații după un maxim. inhalare.

Volumul rezidual

Volumul rezidual (VR) este volumul de aer care rămâne în plămâni după expirarea maximă. Egal cu 1000 - 1500 ml.

Capacitate pulmonară totală

Capacitatea pulmonară totală (maximă) (TLC) este suma volumelor respiratorii, de rezervă (inhalare și expirație) și reziduale și este de 5000 - 6000 ml.

Testarea volumului curent este necesară pentru a evalua compensarea insuficiență respiratorie prin creșterea adâncimii respirației (inspirație și expirație).

Spirografia plămânilor

spirografia pulmonară vă permite să obțineți cele mai fiabile date. Pe lângă măsurarea volumelor pulmonare, folosind un spirograf puteți obține o serie de indicatori suplimentari (volume de ventilație curentă și minute etc.). Datele sunt înregistrate sub forma unei spirograme, din care se poate judeca norma și patologia.

Studiul intensității ventilației pulmonare

Volum de respirație pe minut

Volumul minute al respirației se determină prin înmulțirea volumului curent cu frecvența respiratorie, în medie este de 5000 ml. Determinat mai precis folosind spirografie.

Ventilatie maxima

Ventilația maximă a plămânilor („limita de respirație”) este cantitatea de aer care poate fi ventilată de plămâni la tensiunea maximă a sistemului respirator. Determinată prin spirometrie cu respirație profundă maximă cu o frecvență de aproximativ 50 pe minut, în mod normal 80 - 200 ml.

Rezervă de respirație

Rezerva respiratorie reflectă funcționalitatea sistemului respirator uman. U persoana sanatoasa egal cu 85% din ventilația maximă a plămânilor, iar cu insuficiență respiratorie scade la 60 - 55% și mai jos.

Toate aceste teste fac posibilă studierea stării ventilației pulmonare, a rezervelor acesteia, a căror nevoie poate apărea la efectuarea unei munci fizice grele sau în caz de afecțiuni respiratorii.

Studiul mecanicii actului respirator

Această metodă vă permite să determinați raportul dintre inspirație și expirație, efortul respirator în diferite faze ale respirației.

EFZHEL

Capacitatea vitală forțată expiratorie (EFVC) este examinată conform Votchal - Tiffno. Se măsoară în același mod ca la determinarea capacității vitale, dar cu cea mai rapidă expirație forțată. La indivizii sănătoși, este cu 8-11% mai mică decât capacitatea vitală, în principal datorită creșterii rezistenței la fluxul de aer în bronhiile mici. Într-o serie de boli însoțite de o creștere a rezistenței în bronhiile mici, de exemplu, sindroame bronho-obstructive, emfizem pulmonar, modificări EFVC.

IFZHEL

Capacitatea vitală forțată inspiratorie (IFVC) este determinată cu cea mai rapidă inspirație forțată posibilă. Nu se modifică odată cu emfizemul, ci scade odată cu obstrucția tractului respirator.

Pneumotahometrie

Pneumotahometria evaluează modificarea vitezelor „de vârf” ale fluxului de aer în timpul inhalării și expirației forțate. Vă permite să evaluați starea de obstrucție bronșică. ###Pneumotahografie

Pneumotahografia se efectuează folosind un pneumotahograf, care înregistrează mișcarea unui flux de aer.

Teste pentru a detecta insuficiența respiratorie evidentă sau ascunsă

Pe baza determinării consumului de oxigen și a deficitului de oxigen folosind spirografie și ergospirografie. Această metodă poate determina consumul de oxigen și deficitul de oxigen la un pacient atunci când efectuează o anumită activitate fizicași în pace.

Una dintre principalele caracteristici ale respirației externe este volumul minute al respirației (MVR). Ventilația este determinată de volumul de aer inhalat sau expirat pe unitatea de timp. MVR este produsul dintre volumul curent și frecvența ciclurilor respiratorii. În mod normal, în repaus, DO este de 500 ml, frecvența ciclurilor respiratorii este de 12 - 16 pe minut, deci MOD este de 6 - 7 l/min. Ventilația maximă este volumul de aer care trece prin plămâni în 1 minut în timpul frecvenței și adâncimii maxime mișcări de respirație.

Ventilatie alveolara

Deci, respirația externă, sau ventilația plămânilor, asigură că aproximativ 500 ml de aer pătrund în plămâni în timpul fiecărei inspirații (ÎNAINTE). Saturarea sângelui cu oxigen și îndepărtarea dioxidului de carbon are loc când contactul sângelui capilarelor pulmonare cu aerul conținut în alveole. Aerul alveolar este mediul gazos intern al corpului mamiferelor și oamenilor. Parametrii săi - conținutul de oxigen și dioxid de carbon - sunt constanți. Cantitatea de aer alveolar corespunde aproximativ cu capacitatea reziduală funcțională a plămânilor - cantitatea de aer care rămâne în plămâni după o expirație liniștită și este în mod normal egală cu 2500 ml. Acest aer alveolar este reînnoit de aerul atmosferic care intră prin tractul respirator. Trebuie avut în vedere că nu tot aerul inhalat participă la schimbul de gaze pulmonare, ci doar acea parte a acestuia care ajunge la alveole. Prin urmare, pentru a evalua eficacitatea schimbului de gaze pulmonare, nu atât ventilația pulmonară este importantă, ci ventilația alveolară.

După cum se știe, o parte din volumul curent nu participă la schimbul de gaze, umplând spațiul mort anatomic al tractului respirator - aproximativ 140 - 150 ml.

În plus, există alveole, care în prezent sunt ventilate, dar nu sunt alimentate cu sânge. Această parte a alveolelor este spațiul mort alveolar. Suma spațiului mort anatomic și alveolar se numește spațiu mort funcțional sau fiziologic. Aproximativ 1/3 din volumul curent se datorează ventilației spațiului mort umplut cu aer care nu este direct implicat în schimbul de gaze și se mișcă doar în lumenul căilor respiratorii în timpul inhalării și expirării. Prin urmare, ventilația spațiilor alveolare - ventilația alveolară - este ventilația pulmonară minus ventilația spațiului mort. În mod normal, ventilația alveolară este de 70 - 75% din valoarea MOD.

Calculul ventilației alveolare se efectuează după formula: MAV = (DO - MP)  RR, unde MAV este ventilația alveolară minute, DO - volumul curent, MP - volumul spațiului mort, RR - frecvența respiratorie.

Figura 6. Corelația dintre MOP și ventilația alveolară

Folosim aceste date pentru a calcula o altă valoare care caracterizează ventilația alveolară - coeficientul de ventilație alveolară . Acest coeficient arată cât de mult din aerul alveolar este reînnoit cu fiecare respirație. La sfârșitul unei expirații liniștite, există aproximativ 2500 ml de aer (FRC) în alveole; în timpul inhalării, 350 ml de aer intră în alveole, prin urmare, doar 1/7 din aerul alveolar este reînnoit (2500/350 = 7/1).

Rata de respiratie - numărul de inhalări și expirații pe unitatea de timp. Un adult face în medie 15-17 mișcări de respirație pe minut. Mare importanță are pregătire. La persoanele antrenate, mișcările respiratorii apar mai încet și se ridică la 6-8 respirații pe minut. Astfel, la nou-născuți, RR depinde de o serie de factori. Când stați în picioare, RR este mai mare decât atunci când sunteți așezat sau întins. În timpul somnului, respirația este mai puțin frecventă (cu aproximativ 1/5).

În timpul lucrului muscular, respirația crește de 2-3 ori, ajungând la 40-45 de cicluri pe minut sau mai mult în unele tipuri de exerciții sportive. Temperatura afectează ritmul respirator mediu inconjurator, emoții, muncă mentală.

Adâncimea respirației sau volumul curent - cantitatea de aer pe care o persoană o inspiră și o expiră în timpul respirației liniștite. În timpul fiecărei mișcări de respirație se schimbă 300-800 ml de aer în plămâni. Volumul curent (TV) scade odată cu creșterea frecvenței respiratorii.

Volum de respirație pe minut- cantitatea de aer care trece prin plămâni pe minut. Este determinată de produsul dintre cantitatea de aer inhalat și numărul de mișcări respiratorii într-un minut: MOD = DO x RR.

La un adult, MOD este de 5-6 litri. Schimbări legate de vârstă indicatorii de respirație externă sunt prezentați în tabel. 27.

Masa 27. Indicatori ai respirației externe (după: Hripkova, 1990)

Respirația unui nou-născut este rapidă și superficială și supusă fluctuațiilor semnificative. Odată cu vârsta, există o scădere a frecvenței respiratorii, o creștere a volumului curent și a ventilației pulmonare. Datorită frecvenței respiratorii mai mari, copiii au un volum de respirație pe minut semnificativ mai mare (calculat la 1 kg de greutate) decât adulții.

Ventilația poate varia în funcție de comportamentul copilului. În primele luni de viață, anxietatea, plânsul și țipetele cresc ventilația de 2-3 ori, în principal din cauza creșterii adâncimii respirației.

Munca musculară crește volumul minut al respirației proporțional cu mărimea sarcinii. Cu cât copiii sunt mai mari, cu atât pot face o muncă musculară mai intensă și le crește ventilația. Cu toate acestea, sub influența antrenamentului, aceeași muncă poate fi efectuată cu o creștere mai mică a ventilației. În același timp, copiii instruiți sunt capabili să-și mărească volumul de respirație pe minut atunci când lucrează la un nivel mai înalt decât colegii lor care nu fac mișcare. exercițiu fizic(citat din: Markosyan, 1969). Odată cu vârsta, efectul antrenamentului este mai pronunțat, iar la adolescenții de 14-15 ani antrenamentul provoacă aceleași modificări semnificative ale ventilației pulmonare ca și la adulți.

Capacitatea vitală a plămânilor- cea mai mare cantitate de aer care poate fi expirată după o inhalare maximă. Capacitatea vitală (VC) este o caracteristică funcțională importantă a respirației și este compusă din volumul curent, volumul de rezervă inspirator și volumul de rezervă expirator.

În repaus, volumul curent este mic în comparație cu volumul total de aer din plămâni. Prin urmare, o persoană poate atât inspira, cât și expira un volum suplimentar mare. Volumul de rezervă inspiratorie(RO ind) - cantitatea de aer pe care o persoană o poate inspira suplimentar după o inhalare normală și este de 1500-2000 ml. Volumul de rezervă expiratorie(exhalare RO) - cantitatea de aer pe care o persoană o poate expira suplimentar după o expirație liniștită; dimensiunea sa este de 1000-1500 ml.

Chiar și după cea mai profundă expirație, o anumită cantitate de aer rămâne în alveolele și căile respiratorii ale plămânilor - aceasta volumul rezidual(OO). Cu toate acestea, în timpul respirației liniștite, în plămâni rămâne semnificativ mai mult aer decât volumul rezidual. Se numește cantitatea de aer rămasă în plămâni după o expirație liniștită capacitatea reziduală funcţională(DUŞMAN). Se compune din volumul pulmonar rezidual și volumul de rezervă expirator.

Cea mai mare cantitate Cantitatea de aer care umple complet plămânii se numește capacitatea pulmonară totală (TLC). Include volumul de aer rezidual și capacitatea vitală a plămânilor. Relația dintre volumele pulmonare și capacități este prezentată în Fig. 8 (Atl., p. 169). Capacitatea vitală se modifică odată cu vârsta (Tabelul 28). Deoarece măsurarea capacității vitale a plămânilor necesită participarea activă și conștientă a copilului însuși, aceasta se măsoară la copiii de la 4-5 ani.

Până la vârsta de 16-17 ani, capacitatea vitală a plămânilor atinge valori caracteristice unui adult. Capacitatea vitală pulmonară este un indicator important al dezvoltării fizice.

Masa 28. Capacitatea vitală medie a plămânilor, ml (după: Hripkova, 1990)

CU copilărie iar până la 18-19 ani capacitatea vitală a plămânilor crește, de la 18 la 35 de ani se menține la un nivel constant, iar după 40 de ani scade. Acest lucru se datorează unei scăderi a elasticității plămânilor și a mobilității toracelui.

Capacitatea vitală a plămânilor depinde de o serie de factori, în special lungimea corpului, greutatea și sexul. Pentru a evalua capacitatea vitală, valoarea corectă este calculată folosind formule speciale:

pentru bărbați:

VC ar trebui să = [(înălțime, cm∙ 0,052)] - [(vârsta, ani ∙ 0,022)] - 3,60;

pentru femei:

VC ar trebui să = [(înălțime, cm∙ 0,041)] - [(vârsta, ani ∙ 0,018)] - 2,68;

pentru băieți 8-10 ani:

VC ar trebui să = [(înălțime, cm∙ 0,052)] - [(vârsta, ani ∙ 0,022)] - 4,6;

pentru băieți 13-16 ani:

VC ar trebui să = [(înălțime, cm∙ 0,052)] - [(vârsta, ani ∙ 0,022)] - 4,2

pentru fete 8-16 ani:

VC ar trebui să = [(înălțime, cm∙ 0,041)] - [(vârsta, ani ∙ 0,018)] - 3,7

Femeile au capacitate vitală cu 25% mai mică decât bărbații; la oamenii instruiți este mai mare decât la oamenii neantrenați. Este deosebit de mare atunci când practicați sporturi precum înot, alergare, schi, canotaj etc. Deci, de exemplu, pentru canoși este de 5.500 ml, pentru înotători - 4.900 ml, gimnaste - 4.300 ml, fotbaliști - 4.200 ml, halterofili - aproximativ 4.000 ml. Pentru a determina capacitatea vitală a plămânilor, se folosește un dispozitiv spirometru (metoda spirometriei). Se compune dintr-un vas cu apa si un alt vas cu o capacitate de minim 6 litri asezat cu capul in jos in el, continand aer. Un sistem de tuburi este conectat la fundul acestui al doilea vas. Subiectul respiră prin aceste tuburi, astfel încât aerul din plămânii lui și din vas formează un singur sistem.

Schimb de gaze

Conținutul de gaze în alveole. În timpul actului de inhalare și expirare, o persoană aerisește în mod constant plămânii, menținând compoziția gazului în alveole. O persoană inhalează aer atmosferic cu un conținut ridicat de oxigen (20,9%) și un conținut scăzut de dioxid de carbon (0,03%). Aerul expirat conține 16,3% oxigen și 4% dioxid de carbon. Când inhalați, din 450 ml de aer atmosferic inhalat, doar aproximativ 300 ml intră în plămâni, iar aproximativ 150 ml rămân în căile respiratorii și nu participă la schimbul de gaze. Când expirați, care urmează inhalării, acest aer este expulzat neschimbat, adică nu diferă ca compoziție de aerul atmosferic. De aceea se numește aer mort, sau nociv, spaţiu. Aerul care ajunge la plămâni este amestecat aici cu 3000 ml de aer deja în alveole. Amestecul de gaze din alveole implicate în schimbul de gaze se numește aer alveolar. Porțiunea de aer care intră este mică în comparație cu volumul la care este adăugat, așa că reînnoirea completă a întregului aer din plămâni este un proces lent și intermitent. Schimbul dintre aerul atmosferic și cel alveolar are un efect redus asupra aerului alveolar, iar compoziția acestuia rămâne practic constantă, după cum se poate observa din Tabel. 29.

Masa 29. Compoziția aerului inhalat, alveolar și expirat, în%

Când comparăm compoziția aerului alveolar cu compoziția aerului inspirat și expirat, este clar că organismul reține o cincime din oxigenul primit pentru nevoile sale, în timp ce cantitatea de CO 2 din aerul expirat este de 100 de ori mai mare decât cantitatea. care intră în organism în timpul inhalării. În comparație cu aerul inhalat, acesta conține mai puțin oxigen, dar mai mult CO 2 . Aerul alveolar intră în contact strâns cu sângele, iar compoziția gazului depinde de compoziția acestuia sânge arterial.

Copiii au o compoziție diferită atât a aerului expirat, cât și a celui alveolar: cu cât copiii sunt mai mici, cu atât procentul lor de dioxid de carbon este mai mic și procentul de oxigen din aerul expirat și respectiv alveolar este mai mare, cu atât procentul de oxigen utilizat este mai mic (Tabelul 30) . În consecință, copiii au o eficiență scăzută a ventilației pulmonare. Prin urmare, pentru același volum de oxigen consumat și de dioxid de carbon eliberat, un copil are nevoie să-și aerisească plămânii mai mult decât adulții.

Masa 30. Compoziția aerului expirat și alveolar
(date medii pentru: Şalkov, 1957; comp. De: Markosyan, 1969)

Deoarece copiii mici respiră frecvent și superficial, o mare parte din volumul curent este volumul spațiului „mort”. Ca urmare, aerul expirat este format mai mult din aer atmosferic și are un procent mai mic de dioxid de carbon și un procent mai mic de oxigen utilizat dintr-un anumit volum de respirație. Ca urmare, eficiența ventilației la copii este scăzută. În ciuda procentului crescut de oxigen în aerul alveolar în comparație cu adulții la copii, acesta nu este semnificativ, deoarece 14-15% din oxigenul din alveole este suficient pentru a satura complet hemoglobina din sânge. Mai mult oxigen decât este legat de hemoglobină nu poate trece în sângele arterial. Nivel scăzut Conținutul de dioxid de carbon din aerul alveolar la copii indică un conținut mai scăzut al acestuia în sângele arterial în comparație cu adulții.

Schimbul de gaze în plămâni. Schimbul de gaze în plămâni are loc ca urmare a difuzării oxigenului din aerul alveolar în sânge și a dioxidului de carbon din sânge în aerul alveolar. Difuzia are loc din cauza diferenței de presiune parțială a acestor gaze în aerul alveolar și a saturației lor în sânge.

Presiune parțială- aceasta este partea din presiunea totală care reprezintă ponderea unui anumit gaz în amestecul de gaze. Presiunea parțială a oxigenului în alveole (100 mmHg) este semnificativ mai mare decât tensiunea de O2 din sângele venos care intră în capilarele plămânilor (40 mmHg). Parametrii de presiune parțială pentru CO 2 au valoarea opusă - 46 mm Hg. Artă. la începutul capilarelor pulmonare şi 40 mm Hg. Artă. în alveole. Presiunea și tensiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon din plămâni sunt date în tabel. 31.

Masa 31. Presiunea și tensiunea parțială a oxigenului și dioxidului de carbon în plămâni, mm Hg. Artă.

Acești gradienți de presiune (diferențe) sunt forța motrice pentru difuzia O 2 și CO 2, adică schimbul de gaze în plămâni.

Capacitatea de difuzie a plămânilor pentru oxigen este foarte mare. Acest lucru se datorează numărului mare de alveole (sute de milioane), suprafeței lor mari de schimb de gaze (aproximativ 100 m2), precum și grosimii mici (aproximativ 1 micron) a membranei alveolare. Capacitatea de difuzie a plămânilor pentru oxigen la om este de aproximativ 25 ml/min la 1 mmHg. Artă. Pentru dioxidul de carbon, datorită solubilității sale mari în membrana pulmonară, capacitatea de difuzie este de 24 de ori mai mare.

Difuzia oxigenului este asigurată de o diferență de presiune parțială de aproximativ 60 mmHg. Art., iar dioxidul de carbon - doar aproximativ 6 mm Hg. Artă. Timpul de curgere a sângelui prin capilarele cercului mic (aproximativ 0,8 s) este suficient pentru a egaliza complet presiunea și tensiunea parțială a gazelor: oxigenul se dizolvă în sânge, iar dioxidul de carbon trece în aerul alveolar. Trecerea dioxidului de carbon în aerul alveolar la o diferență de presiune relativ mică se explică prin capacitatea mare de difuzie a acestui gaz (Atl., Fig. 7, p. 168).

Astfel, în capilarele pulmonare are loc un schimb constant de oxigen și dioxid de carbon. Ca urmare a acestui schimb, sângele este saturat cu oxigen și eliberat de dioxid de carbon.

Principalele metode de studiere a respirației la oameni includ:

· Spirometria este o metodă de determinare a capacității vitale a plămânilor (VC) și a volumelor de aer constitutive ale acestuia.

· Spirografia este o metodă de înregistrare grafică a indicatorilor funcției părții externe a sistemului respirator.

· Pneumotahometria este o metodă de măsurare a vitezei maxime de inspirație și expirare în timpul respirației forțate.

· Pneumografia este o metodă de înregistrare a mișcărilor respiratorii ale toracelui.

· Fluorometria de vârf este o modalitate simplă de autoevaluare și monitorizare constantă a permeabilității bronșice. Dispozitivul - debitmetru de vârf vă permite să măsurați volumul de aer care trece în timpul expirației pe unitatea de timp (debit expirator de vârf).

· Teste funcționale(Stange și Genche).

Spirometrie

Starea funcțională a plămânilor depinde de vârstă, sex, dezvoltarea fizică și o serie de alți factori. Cea mai comună caracteristică a stării plămânilor este măsurarea volumelor pulmonare, care indică dezvoltarea organelor respiratorii și rezervele funcționale ale sistemului respirator. Volumul de aer inspirat și expirat poate fi măsurat cu ajutorul unui spirometru.

Spirometria este cea mai importantă modalitate de evaluare a funcției respiratorii. Această metodă determină capacitatea vitală a plămânilor, volumele pulmonare, precum și debitul volumetric de aer. În timpul spirometriei, o persoană inspiră și expiră cât mai puternic posibil. Cele mai importante date sunt furnizate de analiza manevrei expiratorii - expiratie. Volumele și capacitățile pulmonare se numesc parametri respiratori statici (de bază). Există 4 volume pulmonare primare și 4 capacități.

Capacitatea vitală a plămânilor

Capacitatea vitală a plămânilor este cantitatea maximă de aer care poate fi expirată după o inhalare maximă. În timpul studiului, se determină capacitatea vitală reală, care este comparată cu capacitatea vitală așteptată (VC) și calculată folosind formula (1). La un adult de înălțime medie, BEL este de 3-5 litri. La bărbați, valoarea sa este cu aproximativ 15% mai mare decât la femei. Scolarii de 11-12 ani au un VAL de aproximativ 2 litri; copii sub 4 ani - 1 litru; nou-născuți - 150 ml.

VIT=DO+ROVD+ROVD, (1)

Unde capacitatea vitală este capacitatea vitală a plămânilor; DO - volumul respirator; ROVD - volum de rezervă inspiratorie; ROvyd - volumul de rezervă expiratorie.

JEL (l) = 2,5 Chrost (m). (2)

Volumul mareelor

Volumul curent (TV), sau adâncimea respirației, este volumul de inhalare și

aer expirat în repaus. La adulți, DO = 400-500 ml, la copii 11-12 ani - aproximativ 200 ml, la nou-născuți - 20-30 ml.

Volumul de rezervă expiratorie

Volumul de rezervă expirator (VRE) este volumul maxim care poate fi expirat cu efort după o expirație liniștită. ROvyd = 800-1500 ml.

Volumul de rezervă inspiratorie

Volumul de rezervă inspiratorie (IRV) este volumul maxim de aer care poate fi inhalat suplimentar după o inhalare liniștită. Volumul de rezervă inspiratorie poate fi determinat în două moduri: calculat sau măsurat cu un spirometru. Pentru a calcula, este necesar să se scadă suma volumelor rezervelor respiratorii și expiratorii din valoarea capacității vitale. Pentru a determina volumul de rezervă inspiratorie folosind un spirometru, trebuie să umpleți spirometrul cu 4 până la 6 litri de aer și, după o inhalare liniștită din atmosferă, să respirați maxim din spirometru. Diferența dintre volumul inițial de aer din spirometru și volumul rămas în spirometru după o inspirație profundă corespunde volumului de rezervă inspiratorie. ROVD =1500-2000 ml.

Volumul rezidual

Volumul rezidual (VR) este volumul de aer rămas în plămâni chiar și după expirarea maximă. Măsurată numai prin metode indirecte. Principiul unuia dintre ele este că un gaz străin precum heliul este injectat în plămâni (metoda de diluare) și se calculează volumul plămânilor prin modificarea concentrației acestuia. Volumul rezidual este de 25-30% din capacitatea vitală. Luați OO=500-1000 ml.

Capacitate pulmonară totală

Capacitate totală plămâni (AEL) - cantitatea de aer prezentă în plămâni după inspirația maximă. TEL = 4500-7000 ml. Calculat folosind formula (3)

OEL=VEL+OO. (3)

Capacitatea reziduală funcțională a plămânilor

Capacitatea pulmonară reziduală funcțională (FRC) este cantitatea de aer rămasă în plămâni după o expirație liniștită.

Calculat folosind formula (4)

FOEL=ROVD. (4)

Capacitate de intrare

Capacitatea de intrare (IUC) este volumul maxim de aer care poate fi inspirat după o expirație liniștită. Calculat folosind formula (5)

EVD=DO+ROVD. (5)

Pe lângă indicatorii statici care caracterizează gradul de dezvoltare fizică a aparatului respirator, există indicatori dinamici suplimentari care oferă informații despre eficacitatea ventilației pulmonare și starea funcțională a tractului respirator.

Capacitate vitală forțată

Capacitatea vitală forțată (FVC) este cantitatea de aer care poate fi expirată în timpul unei expirații forțate după o inhalare maximă. În mod normal, diferența dintre VC și FVC este de 100-300 ml. O creștere a acestei diferențe la 1500 ml sau mai mult indică rezistența la fluxul de aer datorită îngustării lumenului bronhiilor mici. FVC = 3000-7000 ml.

Spațiu mort anatomic

Spațiul mort anatomic (ADS) - volumul în care nu are loc schimbul de gaze (nazofaringe, trahee, bronhii mari) - nu poate fi determinat direct. DMP = 150 ml.

Rata de respiratie

Frecvența respiratorie (RR) este numărul de cicluri respiratorii într-un minut. BH = 16-18 bpm/min.

Volum de respirație pe minut

Volumul de respirație pe minut (MVR) este cantitatea de aer ventilată în plămâni într-un minut.

MOD = TO + BH. MOD = 8-12 l.

Ventilatie alveolara

Ventilația alveolară (AV) este volumul de aer expirat care intră în alveole. AB = 66 - 80% din mod. AB = 0,8 l/min.

Rezervă de respirație

Rezerva de respirație (RR) este un indicator care caracterizează posibilitățile de creștere a ventilației. În mod normal, RD reprezintă 85% din ventilația pulmonară maximă (MVV). MVL = 70-100 l/min.