duševná choroba 

Dýchacia kapacita pľúc. Fázy dýchania


Celý komplexný proces možno rozdeliť do troch hlavných etáp: vonkajšie dýchanie; a vnútorné (tkanivové) dýchanie.

vonkajšie dýchanie- výmena plynov medzi telom a okolitým atmosférickým vzduchom. Vonkajšie dýchanie zahŕňa výmenu plynov medzi atmosférickým a alveolárnym vzduchom a medzi pľúcnymi kapilárami a alveolárnym vzduchom.

Toto dýchanie sa uskutočňuje v dôsledku periodických zmien objemu hrudnej dutiny. Zvýšenie jeho objemu poskytuje inhaláciu (inspiráciu), zníženie - výdych (exspiráciu). Fázy nádychu a výdychu nasledujúce po ňom sú . Pri nádychu sa atmosférický vzduch dostáva cez dýchacie cesty do pľúc a pri výdychu ich časť vzduchu opúšťa.

Podmienky potrebné na vonkajšie dýchanie:

  • tesnosť hrudníka;
  • voľná komunikácia pľúc s okolím;
  • elasticita pľúcneho tkaniva.

Dospelý robí 15-20 nádychov a výdychov za minútu. Dýchanie fyzicky trénovaných ľudí je zriedkavejšie (do 8-12 nádychov za minútu) a hlboké.

Najbežnejšie metódy na vyšetrenie vonkajšieho dýchania

Metódy hodnotenia respiračnej funkcie pľúc:

  • Pneumografia
  • Spirometria
  • Spirografia
  • Pneumotachometria
  • Rádiografia
  • Röntgenová počítačová tomografia
  • Ultrazvukový postup
  • Magnetická rezonancia
  • Bronchografia
  • Bronchoskopia
  • Rádionuklidové metódy
  • Metóda riedenia plynu

Spirometria- metóda merania objemu vydychovaného vzduchu pomocou spirometra. Používajú sa rôzne typy spirometrov s turbimetrickým snímačom, ale aj vodné, v ktorých sa vydýchaný vzduch zhromažďuje pod zvonom spirometra umiestneným vo vode. Objem vydychovaného vzduchu je určený stúpaním zvona. V poslednej dobe sa vo veľkej miere využívajú senzory citlivé na zmeny objemovej rýchlosti prúdenia vzduchu, napojené na počítačový systém. Na tomto princípe funguje najmä počítačový systém, ako napríklad "Spirometer MAS-1" bieloruskej výroby atď. Takéto systémy umožňujú nielen spirometriu, ale aj spirografiu, ako aj pneumotachografiu).

Spirografia - metóda kontinuálneho zaznamenávania objemov vdýchnutého a vydychovaného vzduchu. Výsledná grafická krivka sa nazýva spirofamma. Podľa spirogramu je možné určiť vitálnu kapacitu pľúc a dýchacie objemy, frekvenciu dýchania a ľubovoľnú maximálnu ventiláciu pľúc.

Pneumotachografia - metóda kontinuálnej registrácie objemového prietoku vdychovaného a vydychovaného vzduchu.

Existuje mnoho ďalších metód na vyšetrenie dýchacieho systému. Medzi nimi pletyzmografia hrudníka, počúvanie zvukov, ktoré vznikajú pri prechode vzduchu dýchacími cestami a pľúcami, skiaskopia a rádiografia, stanovenie obsahu kyslíka a oxidu uhličitého vo vydychovanom vzduchu atď. Niektoré z týchto metód sú popísané nižšie.

Objemové ukazovatele vonkajšieho dýchania

Pomer objemov a kapacít pľúc je znázornený na obr. jeden.

Pri štúdiu vonkajšieho dýchania sa používajú nasledujúce ukazovatele a ich skratky.

Celková kapacita pľúc (TLC)- objem vzduchu v pľúcach po najhlbšom nádychu (4-9 l).

Ryža. 1. Priemerné hodnoty objemov a kapacít pľúc

Vitálna kapacita pľúc

Vitálna kapacita (VC)- objem vzduchu, ktorý môže osoba vydýchnuť s najhlbším pomalým výdychom vykonaným po maximálnom nádychu.

Hodnota vitálnej kapacity ľudských pľúc je 3-6 litrov. V poslednej dobe sa v súvislosti so zavádzaním pneumotachografickej technológie tzv nútená vitálna kapacita(FZhEL). Pri určovaní FVC musí subjekt po čo najhlbšom nádychu urobiť najhlbší nútený výdych. V tomto prípade by sa mal výdych vykonávať s úsilím zameraným na dosiahnutie maximálnej objemovej rýchlosti vydychovaného prúdu vzduchu počas celého výdychu. Počítačová analýza takéhoto núteného výdychu vám umožňuje vypočítať desiatky ukazovateľov vonkajšieho dýchania.

Individuálna normálna hodnota VC je tzv správna kapacita pľúc(JEL). Vypočítava sa v litroch podľa vzorcov a tabuliek na základe výšky, telesnej hmotnosti, veku a pohlavia. Pre ženy vo veku 18-25 rokov sa výpočet môže vykonať podľa vzorca

JEL \u003d 3,8 * P + 0,029 * B - 3,190; pre mužov rovnakého veku

Zvyškový objem

JEL \u003d 5,8 * P + 0,085 * B - 6,908, kde P - výška; B - vek (roky).

Hodnota nameraného VC sa považuje za zníženú, ak je tento pokles viac ako 20 % úrovne VC.

Ak sa pre ukazovateľ vonkajšieho dýchania používa názov „kapacita“, znamená to, že takáto kapacita zahŕňa menšie jednotky nazývané objemy. Napríklad OEL pozostáva zo štyroch zväzkov, VC pozostáva z troch zväzkov.

Dychový objem (TO) je objem vzduchu, ktorý jedným nádychom vstupuje a vychádza z pľúc. Tento indikátor sa tiež nazýva hĺbka dýchania. V pokoji u dospelého človeka je DO 300 – 800 ml (15 – 20 % hodnoty VC); mesačné dieťa - 30 ml; jeden rok - 70 ml; desaťročný - 230 ml. Ak je hĺbka dýchania väčšia ako normálne, potom sa takéto dýchanie nazýva hyperpnoe- nadmerné, hlboké dýchanie, ak je DO menšie ako normálne, potom sa nazýva dýchanie oligopnea- Nedostatočné, plytké dýchanie. Pri normálnej hĺbke a rýchlosti dýchania je tzv eupnea- normálne, dostatočné dýchanie. Normálna pokojová dychová frekvencia u dospelých je 8-20 dychov za minútu; mesačné dieťa - asi 50; jednoročné - 35; desať rokov - 20 cyklov za minútu.

Inspiračný rezervný objem (RIV)- objem vzduchu, ktorý môže človek vdýchnuť pri najhlbšom nádychu po tichom nádychu. Hodnota RO vd v norme je 50-60% hodnoty VC (2-3 l).

Objem exspiračnej rezervy (RO vyd)- objem vzduchu, ktorý môže človek vydýchnuť pri najhlbšom výdychu vykonanom po tichom výdychu. Bežne je hodnota RO vyd 20-35% VC (1-1,5 litra).

Zvyškový objem pľúc (RLV)- vzduch zostávajúci v dýchacích cestách a pľúcach po maximálnom hlbokom výdychu. Jeho hodnota je 1-1,5 litra (20-30% TRL). V starobe sa hodnota TRL zvyšuje v dôsledku zníženia elastického spätného rázu pľúc, priechodnosti priedušiek, zníženia sily dýchacích svalov a pohyblivosti hrudníka. Vo veku 60 rokov už tvorí asi 45 % TRL.

Funkčná zvyšková kapacita (FRC) Vzduch zostávajúci v pľúcach po tichom výdychu. Táto kapacita pozostáva zo zvyškového objemu pľúc (RLV) a rezervného objemu výdychu (ERV).

Na výmene plynov sa nezúčastňuje všetok atmosférický vzduch vstupujúci do dýchacieho systému počas inhalácie, ale iba ten, ktorý sa dostane do alveol, ktoré majú dostatočnú úroveň prietoku krvi v kapilárach, ktoré ich obklopujú. V tomto smere existuje tzv mŕtvy priestor.

Anatomický mŕtvy priestor (AMP)- to je objem vzduchu v dýchacom trakte po úroveň dýchacích bronchiolov (na týchto bronchioloch sú už alveoly a je možná výmena plynov). Hodnota AMP je 140-260 ml a závisí od charakteristík ľudskej konštitúcie (pri riešení problémov, pri ktorých je potrebné brať do úvahy AMP a jeho hodnota nie je uvedená, sa objem AMP rovná 150 ml ).

Fyziologický mŕtvy priestor (PDM)- objem vzduchu, ktorý vstupuje do dýchacieho traktu a pľúc a nezúčastňuje sa výmeny plynov. FMP je väčší ako anatomický mŕtvy priestor, pretože ho zahŕňa ako integrálnu súčasť. Okrem vzduchu v dýchacom trakte FMP zahŕňa vzduch, ktorý vstupuje do pľúcnych alveol, ale nevymieňa plyny s krvou v dôsledku absencie alebo zníženia prietoku krvi v týchto alveolách (niekedy sa pre tento vzduch používa názov alveolárny mŕtvy priestor). Normálne je hodnota funkčného mŕtveho priestoru 20-35% dychového objemu. Zvýšenie tejto hodnoty nad 35% môže naznačovať prítomnosť určitých chorôb.

Tabuľka 1. Indikátory pľúcnej ventilácie

V lekárskej praxi je dôležité brať do úvahy faktor mŕtveho priestoru pri navrhovaní dýchacích prístrojov (lety vo veľkých výškach, potápanie, plynové masky) a pri vykonávaní množstva diagnostických a resuscitačných opatrení. Pri dýchaní hadicami, maskami, hadicami sa na ľudský dýchací systém napojí ďalší mŕtvy priestor a napriek zvýšeniu hĺbky dýchania môže byť ventilácia alveol atmosférickým vzduchom nedostatočná.

Minútový objem dýchania

Minútový dychový objem (MOD)- objem vzduchu prevetrávaného cez pľúca a dýchacie cesty za 1 min. Na určenie MOD stačí poznať hĺbku alebo dychový objem (TO) a frekvenciu dýchania (RR):

MOD \u003d DO * BH.

Pri kosení je MOD 4-6 l / min. Tento indikátor sa často nazýva aj pľúcna ventilácia (odlišuje sa od alveolárnej ventilácie).

Alveolárna ventilácia

Alveolárna ventilácia (AVL)- objem atmosférického vzduchu prechádzajúceho cez pľúcne alveoly za 1 min. Na výpočet alveolárnej ventilácie potrebujete poznať hodnotu AMP. Ak to nie je určené experimentálne, potom sa na výpočet objemu AMP berie 150 ml. Na výpočet alveolárnej ventilácie môžete použiť vzorec

AVL \u003d (DO - AMP). BH.

Napríklad, ak je hĺbka dýchania u osoby 650 ml a frekvencia dýchania je 12, potom je AVL 6000 ml (650-150). 12.

AB \u003d (DO - OMP) * BH \u003d TO alf * BH

  • AB - alveolárna ventilácia;
  • TO alv — dychový objem alveolárnej ventilácie;
  • RR - frekvencia dýchania

Maximálna ventilácia pľúc (MVL)- maximálny objem vzduchu, ktorý môže byť dýchaný pľúcami osoby za 1 minútu. MVL je možné určiť ľubovoľnou hyperventiláciou v pokoji (dýchanie čo najhlbšie a často nie viac ako 15 sekúnd je počas kosenia prípustné). Pomocou špeciálneho vybavenia je možné určiť MVL pri intenzívnej fyzickej práci vykonávanej osobou. V závislosti od konštitúcie a veku človeka je norma MVL v rozmedzí 40-170 l / min. U športovcov môže MVL dosiahnuť 200 l / min.

Indikátory prietoku vonkajšieho dýchania

Okrem pľúcnych objemov a kapacít, tzv prietokové ukazovatele vonkajšieho dýchania. Najjednoduchšia metóda na určenie jedného z nich, maximálneho výdychového objemového prietoku, je špičková prietokomernosť.Špičkové prietokomery sú jednoduché a cenovo dostupné zariadenia na domáce použitie.

Maximálny výdychový objemový prietok(POS) - maximálny objemový prietok vydychovaného vzduchu dosiahnutý v procese núteného výdychu.

Pomocou pneumotachometra je možné určiť nielen vrcholový objemový výdychový prietok, ale aj inhaláciu.

V lekárskej nemocnici sa čoraz viac rozširujú pneumotachografy s počítačovým spracovaním prijatých informácií. Zariadenia tohto typu umožňujú na základe kontinuálnej registrácie objemovej rýchlosti prúdu vzduchu vznikajúceho pri výdychu nútenej vitálnej kapacity pľúc vypočítať desiatky ukazovateľov vonkajšieho dýchania. Najčastejšie sa POS a maximálny (okamžitý) objemový prietok vzduchu v momente výdychu určujú 25, 50, 75 % FVC. Nazývajú sa indikátory ISO 25, ISO 50, ISO 75, resp. Populárna je aj definícia FVC 1 - objem vynúteného výdychu za čas rovnajúci sa 1 e. Na základe tohto ukazovateľa sa vypočíta Tiffno index (ukazovateľ) - pomer FVC 1 k FVC vyjadrený v percentách. Zaznamenáva sa aj krivka, ktorá odráža zmenu objemovej rýchlosti prúdu vzduchu pri nútenom výdychu (obr. 2.4). Súčasne je na vertikálnej osi zobrazená objemová rýchlosť (l/s) a na horizontálnej osi percento vydychovanej FVC.

Vo vyššie uvedenom grafe (obr. 2, horná krivka) vrchol označuje hodnotu POS, priemet momentu výdychu 25 % FVC na krivke charakterizuje MOS 25 , priemet 50 % a 75 % FVC zodpovedá MOS 50 a MOS 75 . Diagnostický význam majú nielen prietoky v jednotlivých bodoch, ale aj celý priebeh krivky. Jeho časť, zodpovedajúca 0-25% vydychovanej FVC, odráža vzduchovú priepustnosť veľkých priedušiek, priedušnice a oblasť od 50 do 85% FVC - priepustnosť malých priedušiek a bronchiolov. Vychýlenie na dolnom úseku spodnej krivky v exspiračnej oblasti 75-85 % FVC naznačuje zníženie priechodnosti malých priedušiek a bronchiolov.

Ryža. 2. Prietokové ukazovatele dýchania. Krivky poznámok - objem zdravého človeka (horný), pacienta s obštrukčným porušením priechodnosti malých priedušiek (dolný)

Stanovenie uvedených objemových a prietokových ukazovateľov sa využíva pri diagnostike stavu vonkajšieho dýchacieho systému. Na charakterizáciu funkcie vonkajšieho dýchania v ambulancii sa používajú štyri typy záverov: norma, obštrukčné poruchy, reštriktívne poruchy, zmiešané poruchy (kombinácia obštrukčných a reštrikčných porúch).

Pre väčšinu prietokových a objemových indikátorov vonkajšieho dýchania sa odchýlky ich hodnoty od správnej (vypočítanej) hodnoty o viac ako 20 % považujú za mimo normálneho rozsahu.

Obštrukčné poruchy- ide o porušenia priechodnosti dýchacích ciest, vedúce k zvýšeniu ich aerodynamického odporu. Takéto poruchy sa môžu vyvinúť v dôsledku zvýšenia tonusu hladkých svalov dolných dýchacích ciest, s hypertrofiou alebo edémom slizníc (napríklad s akútnymi respiračnými vírusovými infekciami), nahromadením hlienu, hnisavým výtokom, prítomnosť nádoru alebo cudzieho telesa, dysregulácia priechodnosti horných dýchacích ciest a iné prípady.

Prítomnosť obštrukčných zmien v dýchacom trakte sa posudzuje podľa poklesu POS, FVC 1, MOS 25, MOS 50, MOS 75, MOS 25-75, MOS 75-85, hodnoty indexu Tiffno testu a MVL. Indikátor testu Tiffno je zvyčajne 70-85%, jeho pokles na 60% sa považuje za znak mierneho porušenia a až 40% - výrazné porušenie priechodnosti priedušiek. Okrem toho sa pri obštrukčných poruchách zvyšujú ukazovatele ako zvyškový objem, funkčná zvyšková kapacita a celková kapacita pľúc.

Reštriktívne porušenia- ide o zníženie expanzie pľúc počas inšpirácie, zníženie respiračných exkurzií pľúc. Tieto poruchy sa môžu vyvinúť v dôsledku zníženia poddajnosti pľúc, poranenia hrudníka, prítomnosti zrastov, hromadenia tekutiny v pleurálnej dutine, hnisavého obsahu, krvi, slabosti dýchacích svalov, zhoršeného prenosu vzruchu v neuromuskulárnych synapsiách a iných dôvodov .

Prítomnosť reštriktívnych zmien v pľúcach je určená poklesom VC (najmenej 20 % očakávanej hodnoty) a poklesom MVL (nešpecifický ukazovateľ), ako aj poklesom poddajnosti pľúc a v niektorých prípadoch , zvýšením testu Tiffno (viac ako 85 %). Pri reštrikčných poruchách je znížená celková kapacita pľúc, funkčná reziduálna kapacita a reziduálny objem.

Záver o zmiešaných (obštrukčných a reštriktívnych) poruchách vonkajšieho dýchacieho systému sa robí so súčasnou prítomnosťou zmien vo vyššie uvedených prietokových a objemových ukazovateľoch.

Objemy a kapacity pľúc

Dychový objem - toto je objem vzduchu, ktorý človek vdýchne a vydýchne v pokojnom stave; u dospelého človeka je to 500 ml.

Inspiračný rezervný objem je maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vdýchnuť po pokojnom nádychu; jeho hodnota je 1,5-1,8 litra.

Objem exspiračnej rezervy - Toto je maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vydýchnuť po tichom výdychu; tento objem je 1-1,5 litra.

Zvyškový objem - je objem vzduchu, ktorý zostáva v pľúcach po maximálnom výdychu; hodnota zvyškového objemu je 1-1,5 litra.

Ryža. 3. Zmena dychového objemu, pleurálneho a alveolárneho tlaku počas pľúcnej ventilácie

Vitálna kapacita pľúc(VC) je maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vydýchnuť po čo najhlbšom nádychu. VC zahŕňa inspiračný rezervný objem, dychový objem a exspiračný rezervný objem. Vitálna kapacita pľúc sa zisťuje spirometrom a spôsob jej stanovenia sa nazýva spirometria. VC u mužov je 4-5,5 litra a u žien - 3-4,5 litra. Je to viac v stoji ako v sede alebo v ľahu. Fyzický tréning vedie k zvýšeniu VC (obr. 4).

Ryža. 4. Spirogram pľúcnych objemov a kapacít

Funkčná zvyšková kapacita(FOE) - objem vzduchu v pľúcach po tichom výdychu. FRC je súčet exspiračného rezervného objemu a zvyškového objemu a rovná sa 2,5 litrom.

Celková kapacita pľúc(TEL) - objem vzduchu v pľúcach na konci plného nádychu. TRL zahŕňa zvyškový objem a vitálnu kapacitu pľúc.

Mŕtvy priestor tvorí vzduch, ktorý je v dýchacích cestách a nezúčastňuje sa výmeny plynov. Pri nádychu sa posledné časti atmosférického vzduchu dostávajú do mŕtveho priestoru a bez zmeny svojho zloženia ho opúšťajú pri výdychu. Objem mŕtveho priestoru je asi 150 ml, alebo asi 1/3 dychového objemu pri pokojnom dýchaní. To znamená, že z 500 ml vdýchnutého vzduchu sa do alveol dostane len 350 ml. V alveolách je na konci pokojného výdychu asi 2500 ml vzduchu (FFU), preto sa pri každom pokojnom nádychu obnoví len 1/7 alveolárneho vzduchu.

MDT 612 215 + 612,1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainová, N.V. Turbasová. Fyziológia dýchania a obehu. Učebná pomôcka k predmetu "Fyziológia človeka a živočíchov": pre študentov 3. ročníka ODO a 5. ročníka OZO Biologickej fakulty. Tyumen: Vydavateľstvo Ťumeňskej štátnej univerzity, 2007. - 76 s.

Učebná pomôcka obsahuje laboratórne práce zostavené v súlade s programom predmetu "Fyziológia človeka a živočíchov", z ktorých mnohé ilustrujú základné vedecké princípy klasickej fyziológie. Niektoré práce sú aplikovaného charakteru a predstavujú metódy sebakontroly zdravia a fyzickej kondície, metódy hodnotenia pohybovej výkonnosti.

ZODPOVEDNÝ REDAKTOR: V.S. Soloviev , MD, profesor

© Tyumen State University, 2007

© Vydavateľstvo Štátnej univerzity Tyumen, 2007

© A.B. Zagainová, N.V. Turbasová, 2007

Vysvetľujúca poznámka

Predmetom skúmania v sekciách „dýchanie“ a „krvný obeh“ sú živé organizmy a ich fungujúce štruktúry zabezpečujúce tieto životné funkcie, čo predurčuje výber metód fyziologického výskumu.

Účel kurzu: vytvoriť predstavy o mechanizmoch fungovania dýchacích a obehových orgánov, o regulácii činnosti kardiovaskulárneho a dýchacieho systému, o ich úlohe pri zabezpečovaní interakcie tela s vonkajším prostredím.

Ciele laboratórneho workshopu: oboznámiť študentov s metódami štúdia fyziologických funkcií človeka a zvierat; ilustrovať základné vedecké pozície; prezentovať metódy sebakontroly fyzickej kondície, hodnotenie pohybovej výkonnosti pri fyzickej námahe rôznej intenzity.

52 hodín pre ODO a 20 hodín pre OZO je vyčlenených na vedenie laboratórnych hodín v kurze „Fyziológia človeka a zvierat“. Záverečným referátom z kurzu "Fyziológia človeka a zvierat" je skúška.

Požiadavky na skúšku: je potrebné pochopiť základy života tela, vrátane mechanizmov fungovania orgánových systémov, buniek a jednotlivých bunkových štruktúr, regulácie práce fyziologických systémov, ako aj zákonitostí interakcie telo s vonkajším prostredím.

Učebná pomôcka bola vyvinutá v rámci programu všeobecného kurzu „Fyziológia človeka a živočíchov“ pre študentov Biologickej fakulty.

FYZIOLÓGIA DÝCHANIA

Podstatou dýchacieho procesu je dodávanie kyslíka do tkanív tela, čo zabezpečuje vznik oxidačných reakcií, čo vedie k uvoľňovaniu energie a uvoľňovaniu oxidu uhličitého z tela, ktorý vzniká v dôsledku metabolizmus.

Proces, ktorý prebieha v pľúcach a spočíva vo výmene plynov medzi krvou a prostredím (vzduch vstupujúci do alveol tzv. vonkajšie, pľúcne dýchanie, alebo pľúcna ventilácia.

V dôsledku výmeny plynov v pľúcach je krv nasýtená kyslíkom, stráca oxid uhličitý, t.j. sa opäť stáva schopným prenášať kyslík do tkanív.

Obnovenie plynového zloženia vnútorného prostredia tela nastáva v dôsledku krvného obehu. Transportnú funkciu vykonáva krv v dôsledku fyzického rozpúšťania CO 2 a O 2 v nej a ich väzby na zložky krvi. Hemoglobín je teda schopný vstúpiť do reverzibilnej reakcie s kyslíkom a k viazaniu CO2 dochádza v dôsledku tvorby reverzibilných hydrogénuhličitanov v krvnej plazme.

Spotreba kyslíka bunkami a realizácia oxidačných reakcií s tvorbou oxidu uhličitého je podstatou procesov interné, alebo tkanivové dýchanie.

Takže iba dôsledné štúdium všetkých troch väzieb dýchania môže poskytnúť predstavu o jednom z najzložitejších fyziologických procesov.

Na štúdium vonkajšieho dýchania (pľúcna ventilácia), výmeny plynov v pľúcach a tkanivách, ako aj transportu plynov v krvi sa používajú rôzne metódy na hodnotenie funkcie dýchania v pokoji, počas cvičenia a rôznych účinkov na organizmus.

LAB #1

PNEUMOGRAFIA

Pneumografia je záznam dýchacích pohybov. Umožňuje určiť frekvenciu a hĺbku dýchania, ako aj pomer trvania nádychu a výdychu. U dospelého človeka je počet dýchacích pohybov 12-18 za minútu, u detí je dýchanie častejšie. Pri fyzickej práci sa zdvojnásobí alebo viac. Pri svalovej práci sa mení frekvencia aj hĺbka dýchania. Zmeny rytmu dýchania a jeho hĺbky pozorujeme pri prehĺtaní, rozprávaní, po zadržaní dychu atď.

Medzi dvoma fázami dýchania nie sú žiadne prestávky: nádych prechádza priamo do výdychu a výdych do nádychu.

Nádych je spravidla o niečo kratší ako výdych. Čas nádychu súvisí s časom výdychu ako 11:12 alebo aj ako 10:14.

Okrem rytmických dýchacích pohybov, ktoré zabezpečujú ventiláciu pľúc, možno včas pozorovať špeciálne dýchacie pohyby. Niektoré vznikajú reflexne (ochranné dýchacie pohyby: kašeľ, kýchanie), iné dobrovoľne, v súvislosti s fonáciou (reč, spev, recitácia a pod.).

Registrácia dýchacích pohybov hrudníka sa vykonáva pomocou špeciálneho zariadenia - pneumografu. Výsledný záznam - pneumogram - umožňuje posúdiť: dĺžku trvania fáz dýchania - nádych a výdych, frekvenciu dýchania, relatívnu hĺbku, závislosť frekvencie a hĺbky dýchania od fyziologického stavu tela - odpočinok, práca, atď.

Pneumografia je založená na princípe vzduchového prenosu dýchacích pohybov hrudníka na písacu páku.

V súčasnosti sa najčastejšie používa pneumografia podlhovastá gumená komora umiestnená v látkovom puzdre, hermeticky spojená s Maraisovou kapsulou gumovou hadičkou. Pri každom nádychu sa hrudník rozširuje a stláča vzduch v pneumografe. Tento tlak sa prenesie do dutiny kapsuly Marais, jej elastický gumený uzáver sa zdvihne a páka, ktorá sa na ňu opiera, zapíše pneumogram.

V závislosti od použitých snímačov možno pneumografiu vykonávať rôznymi spôsobmi. Najjednoduchší a najdostupnejší na zaznamenávanie dýchacích pohybov je pneumosenzor s Maraisovou kapsulou. Pre pneumografiu možno použiť reostatické, tenzometre a kapacitné snímače, ale v tomto prípade sú potrebné elektronické zosilňovacie a záznamové zariadenia.

Pre prácu potrebujete: kymograf, manžeta tlakomeru, kapsula Marais, statív, odpalisko, gumené trubičky, časovač, roztok amoniaku. Objektom skúmania je človek.

Vykonávanie práce. Zostavte inštaláciu na zaznamenávanie dýchacích pohybov, ako je znázornené na obr. 1, A. Manžeta z tlakomeru je upevnená na najpohyblivejšej časti hrudníka subjektu (pri brušnom type dýchania to bude dolná tretina, pri hrudníku - stredná tretina hrudníka) a spojená s odpaliska a gumené hadičky ku kapsule Marais. Prostredníctvom odpaliska, otvorením svorky, sa do záznamového systému zavedie malé množstvo vzduchu, čím sa zabezpečí, že príliš vysoký tlak neporuší gumovú membránu kapsuly. Po uistení sa, že je pneumograf správne upevnený a pohyby hrudníka sú prenášané na páku Maraisovej kapsuly, sa spočíta počet dýchacích pohybov za minútu a potom sa zapisovač nastaví tangenciálne ku kymografu. Zapnite kymograf a časovač a začnite zaznamenávať pneumogram (subjekt by sa nemal pozerať na pneumogram).

Ryža. 1. Pneumografia.

A - grafická registrácia dýchania pomocou kapsuly Marais; B - pneumogramy zaznamenané pod pôsobením rôznych faktorov, ktoré spôsobujú zmenu dýchania: 1 - široká manžeta; 2 - gumová trubica; 3 - odpalisko; 4 - Marais kapsula; 5 - kymograf; 6 - časovač; 7 - univerzálny statív; a - pokojné dýchanie; b - pri vdýchnutí pár amoniaku; c - počas rozhovoru; d - po hyperventilácii; e - po svojvoľnom zadržaní dychu; e - počas fyzickej aktivity; b"-e" - značky použitého nárazu.

Na kymografe sú zaznamenané tieto typy dýchania:

1) pokojné dýchanie;

2) hlboké dýchanie (subjekt sa svojvoľne niekoľkokrát zhlboka nadýchne a vydýchne – vitálna kapacita pľúc);

3) dýchanie po cvičení. Na tento účel je subjekt požiadaný, aby bez odstránenia pneumografu urobil 10-12 drepov. Zároveň, aby v dôsledku prudkých nárazov vzduchu pneumatika kapsuly Marey nepraskla, je gumová hadička spájajúca pneumograf s kapsulou upnutá Peanovou svorkou. Ihneď po skončení drepov sa svorka odstráni a zaznamenajú sa dýchacie pohyby);

4) dýchanie pri recitácii, hovorová reč, smiech (pozor, ako sa mení dĺžka nádychu a výdychu);

5) dýchanie pri kašli. Za týmto účelom subjekt vykoná niekoľko svojvoľných výdychových pohybov kašľa;

6) dýchavičnosť - dýchavičnosť spôsobená zadržaním dychu. Experiment sa uskutočňuje v nasledujúcom poradí. Po zaznamenaní normálneho dýchania (eipnoe) v sede je subjekt požiadaný, aby zadržal dych pri výdychu. Zvyčajne po 20-30 sekundách dôjde k nedobrovoľnému obnoveniu dýchania a frekvencia a hĺbka dýchacích pohybov sa zväčšia, pozoruje sa dýchavičnosť;

7) zmena dýchania s poklesom oxidu uhličitého v alveolárnom vzduchu a krvi, čo sa dosiahne hyperventiláciou pľúc. Subjekt robí hlboké a časté dýchacie pohyby až do mierneho závratu, po ktorom nastáva prirodzené zadržanie dychu (apnoe);

8) pri prehĺtaní;

9) pri vdychovaní pár amoniaku (kúsok vaty namočený v roztoku amoniaku sa privedie k nosu subjektu).

Niektoré pneumogramy sú znázornené na obr. 1,B.

Nalepte získané pneumogramy do zošita. Vypočítajte počet respiračných pohybov za 1 minútu pri rôznych podmienkach registrácie pneumogramu. Zistite, v ktorej fáze dýchania sa vykonáva prehĺtanie a reč. Porovnajte povahu zmeny dýchania pod vplyvom rôznych faktorov vplyvu.

LAB #2

SPIROMETRIA

Spirometria je metóda na stanovenie vitálnej kapacity pľúc a objemov vzduchu, z ktorých sa skladajú. Vitálna kapacita (VC) je maximálne množstvo vzduchu, ktoré môže človek vydýchnuť po maximálnom nádychu. Na obr. 2 znázorňuje objemy a kapacity pľúc, ktoré charakterizujú funkčný stav pľúc, ako aj pneumogram vysvetľujúci vzťah medzi objemami a kapacitami pľúc a respiračnými pohybmi. Funkčný stav pľúc závisí od veku, výšky, pohlavia, fyzického vývoja a množstva ďalších faktorov. Na posúdenie respiračnej funkcie danej osoby je potrebné porovnať u nej namerané objemy pľúc s príslušnými hodnotami. Správne hodnoty sú vypočítané pomocou vzorcov alebo určené nomogrammi (obr. 3), odchýlky ± 15% sú považované za nevýznamné. Na meranie VC a objemov jeho zložiek sa používa suchý spirometer (obr. 4).

Ryža. 2. Spirogram. Objemy a kapacity pľúc:

Rvd - inspiračný rezervný objem; DO - dychový objem; ROvyd - exspiračný rezervný objem; OO - zvyškový objem; Evd - inšpiračná kapacita; FRC - funkčná zvyšková kapacita; VC - vitálna kapacita pľúc; TLC - celková kapacita pľúc.

Objemy pľúc:

Inspiračný rezervný objem(RVD) - maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vdýchnuť po pokojnom nádychu.

exspiračný rezervný objem(RO) je maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vydýchnuť po bežnom výdychu.

Zvyškový objem(OO) - objem plynu v pľúcach po maximálnom výdychu.

Inspiračná kapacita(Evd) - maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vdýchnuť po tichom výdychu.

Funkčná zvyšková kapacita(FOE) je objem plynu v pľúcach, ktorý zostane po pokojnom nádychu.

Vitálna kapacita pľúc(VC) je maximálny objem vzduchu, ktorý je možné vydýchnuť po maximálnom nádychu.

Celková kapacita pľúc(Oel) - objem plynov v pľúcach po maximálnom nádychu.

Pre prácu potrebujete: suchý spirometer, klip na nos, náustok, alkohol, vata. Objektom skúmania je človek.

Výhodou suchého spirometra je, že je prenosný a ľahko sa používa. Suchý spirometer je vzduchová turbína otáčaná prúdom vydychovaného vzduchu. Otáčanie obežného kolesa cez kinematický reťazec sa prenáša na šípku zariadenia. Na zastavenie šípky na konci výdychu je spirometer vybavený brzdovým zariadením. Hodnota nameraného objemu vzduchu je určená stupnicou prístroja. Stupnica sa dá otáčať, čo umožňuje nastaviť ukazovateľ na nulu pred každým meraním. Výdych vzduchu z pľúc sa vykonáva cez náustok.

Vykonávanie práce. Náustok spirometra sa utrie vatou namočenou v alkohole. Subjekt po maximálnom nádychu vydýchne čo najhlbšie do spirometra. VC sa určuje na stupnici spirometra. Presnosť výsledkov sa zvyšuje, ak sa meranie VC vykoná niekoľkokrát a vypočíta sa priemerná hodnota. Pri opakovaných meraniach je potrebné zakaždým nastaviť počiatočnú polohu stupnice spirometra. Za týmto účelom otočte meraciu stupnicu na suchom spirometri a zarovnajte nulový diel stupnice so šípkou.

VC sa zisťuje v polohe subjektu v stoji, v sede a v ľahu, ako aj po fyzickej aktivite (20 drepov za 30 sekúnd). Všimnite si rozdiel vo výsledkoch merania.

Potom subjekt vykoná niekoľko tichých výdychov do spirometra. V tomto prípade sa počíta počet dýchacích pohybov. Určte vydelením hodnôt spirometra počtom výdychov vykonaných do spirometra dychový objem vzduchu.

Ryža. 3. Nomogram na určenie správnej hodnoty VC.

Ryža. 4. Spirometer na suchý vzduch.

Na určenie exspiračný rezervný objem subjekt vykoná po ďalšom tichom výdychu maximálny výdych do spirometra. Spirometer meria exspiračný rezervný objem. Opakujte merania niekoľkokrát a vypočítajte priemernú hodnotu.

Inspiračný rezervný objem možno určiť dvoma spôsobmi: vypočítať a zmerať spirometrom. Na jej výpočet je potrebné od hodnoty VC odpočítať súčet objemov dýchacieho a rezervného (výdychového) vzduchu. Pri meraní inspiračného rezervného objemu spirometrom sa do neho nasaje určitý objem vzduchu a subjekt po tichom nádychu maximálne vydýchne zo spirometra. Rozdiel medzi počiatočným objemom vzduchu v spirometri a objemom, ktorý tam zostane po hlbokom nádychu, zodpovedá inspiračnému rezervnému objemu.

Na určenie zvyškový objem vzduchu, neexistujú priame metódy, preto sa používajú nepriame metódy. Môžu byť založené na rôznych princípoch. Na tieto účely sa využíva napríklad pletyzmografia, oxymetria a meranie koncentrácie indikátorových plynov (hélium, dusík). Predpokladá sa, že normálne je zvyškový objem 25 až 30 % hodnoty VC.

Spirometer umožňuje stanoviť množstvo ďalších charakteristík respiračnej aktivity. Jedným z nich je množstvo pľúcnej ventilácie. Na jej určenie sa počet cyklov dýchacích pohybov za minútu vynásobí dychovým objemom. Takže za jednu minútu sa medzi telom a okolím bežne vymení asi 6000 ml vzduchu.

Alveolárna ventilácia\u003d dychová frekvencia x (dychový objem – objem „mŕtveho“ priestoru).

Nastavením parametrov dýchania je možné posúdiť intenzitu metabolizmu v organizme stanovením spotreby kyslíka.

V priebehu práce je dôležité zistiť, či sú hodnoty získané pre konkrétnu osobu v normálnom rozmedzí. Na tento účel boli vyvinuté špeciálne nomogramy a vzorce, ktoré zohľadňujú koreláciu jednotlivých charakteristík funkcie vonkajšieho dýchania a takých faktorov, ako sú: pohlavie, výška, vek atď.

Správna hodnota vitálnej kapacity pľúc sa vypočíta podľa vzorcov (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

pre mužov -

VC \u003d ((výška (cm) x 0,052) - (vek (roky) x 0,022)) - 3,60;

pre ženy -

VC \u003d ((výška (cm) x 0,041) - (vek (roky) x 0,018)) - 2,68.

pre chlapcov 8-12 rokov

VC \u003d ((výška (cm) x 0,052) - (vek (roky) x 0,022)) - 4,6;

pre chlapcov od 13 do 16 rokov

VC \u003d ((výška (cm) x 0,052) - (vek (roky) x 0,022)) - 4,2;

pre dievčatá od 8 do 16 rokov

VC \u003d ((výška (cm) x 0,041) - (vek (roky) x 0,018)) - 3,7.

Vo veku 16-17 rokov vitálna kapacita pľúc dosahuje hodnoty charakteristické pre dospelého.

Výsledky práce a ich dizajn. 1. Do tabuľky 1 zadajte výsledky meraní, vypočítajte priemernú hodnotu VC.

stôl 1

Číslo merania

VC (pokojný)
stojaci sedenie
1 2 3 Priemer

2. Porovnajte výsledky meraní VC (odpočinok) v stoji a v sede. 3. Porovnajte výsledky meraní VC v stoji (odpočinku) s výsledkami získanými po cvičení. 4. Vypočítajte % správnej hodnoty, pričom poznáte ukazovateľ VC získaný pri meraní státia (odpočinku) a splatnú VC (vypočítanú podľa vzorca):

ZHELfact. x 100 (%).

5. Porovnajte hodnotu VC nameranú spirometrom so správnou VC zistenou z nomogramu. Vypočítajte zvyškový objem, ako aj kapacitu pľúc: celkovú kapacitu pľúc, inspiračnú kapacitu a funkčnú zvyškovú kapacitu. 6. Vyvodzujte závery.

LAB #3

STANOVENIE MINUTOVÉHO DÝCHACIEHO OBJEMU (MOD) A OBJEMU PĽÚC

(DÝCHANIE, OBJEM REZERV ISP

A REZERVUJTE OBJEM)

Pľúcna ventilácia je určená objemom vzduchu vdýchnutého alebo vydýchnutého za jednotku času. Zvyčajne sa meria minútový objem dýchania (MOD). Jeho hodnota pri pokojnom dýchaní je 6-9 litrov. Pľúcna ventilácia závisí od hĺbky a frekvencie dýchania, ktorá je v pokoji 16 za 1 min (od 12 do 18). Minútový objem dýchania sa rovná:

MOD \u003d TO x BH,

kde DO je dychový objem; BH - frekvencia dýchania.

Pre prácu potrebujete: suchý spirometer, klip na nos, alkohol, vata. Objektom skúmania je človek.

Vykonávanie práce. Na určenie objemu dýchaného vzduchu musí subjekt po pokojnom nádychu urobiť pokojný výdych do spirometra a určiť dychový objem (TO). Na určenie exspiračného rezervného objemu (ERV) po pokojnom normálnom výdychu do okolitého priestoru urobte hlboký výdych do spirometra. Ak chcete určiť inspiračný rezervný objem (IRV), nastavte vnútorný valec spirometra na určitú úroveň (3 000 – 5 000) a potom sa pokojne nadýchnite z atmosféry, zadržte nos a urobte zo spirometra maximálny nádych. Všetky merania zopakujte trikrát. Inspiračný rezervný objem možno určiť rozdielom:

Rovd \u003d ZhEL - (DO - ROvyd)

Metóda výpočtu na určenie množstva DO, ROvd a ROvyd, ktoré tvoria vitálnu kapacitu pľúc (VC).

Výsledky práce a ich dizajn. 1. Usporiadajte prijaté údaje vo forme tabuľky 2.

2. Vypočítajte minútový objem dýchania.

tabuľka 2

LAB #4


4. Zmena objemu pľúc počas nádychu a výdychu. Funkcia intrapleurálneho tlaku. pleurálny priestor. Pneumotorax.
5. Fázy dýchania. Objem pľúc (pľúc). Rýchlosť dýchania. Hĺbka dýchania. Objemy vzduchu v pľúcach. Objem dýchania. Rezerva, zvyškový objem. kapacita pľúc.
6. Faktory ovplyvňujúce objem pľúc v inspiračnej fáze. Rozťažnosť pľúc (pľúcne tkanivo). Hysteréza.
7. Alveoly. Povrchovo aktívna látka. Povrchové napätie vrstvy tekutiny v alveolách. Laplaceov zákon.
8. Odpor dýchacích ciest. Odolnosť pľúc. Prúd vzduchu. laminárne prúdenie. turbulentné prúdenie.
9. Závislosť "prietok-objem" v pľúcach. Tlak v dýchacích cestách pri výdychu.
10. Práca dýchacích svalov počas dýchacieho cyklu. Práca dýchacích svalov pri hlbokom dýchaní.

fázy dýchania. Objem pľúc (pľúc). Rýchlosť dýchania. Hĺbka dýchania. Objemy vzduchu v pľúcach. Objem dýchania. Rezerva, zvyškový objem. kapacita pľúc.

Proces vonkajšieho dýchania v dôsledku zmien objemu vzduchu v pľúcach počas inspiračnej a exspiračnej fázy dýchacieho cyklu. Pri pokojnom dýchaní je pomer trvania nádychu k výdychu v dýchacom cykle v priemere 1:1,3. Vonkajšie dýchanie človeka je charakterizované frekvenciou a hĺbkou dýchacích pohybov. Rýchlosť dýchaniačlovek sa meria počtom dychových cyklov za 1 minútu a jeho hodnota v pokoji u dospelého človeka kolíše od 12 do 20 za 1 minútu. Tento indikátor vonkajšieho dýchania sa zvyšuje počas fyzickej práce, pri zvyšovaní teploty okolia a tiež sa mení s vekom. Napríklad u novorodencov je frekvencia dýchania 60-70 za 1 min a u ľudí vo veku 25-30 rokov v priemere 16 za 1 min. Hĺbka dýchania je určená objemom vdýchnutého a vydýchnutého vzduchu počas jedného dýchacieho cyklu. Súčin frekvencie dýchacích pohybov ich hĺbkou charakterizuje hlavnú hodnotu vonkajšieho dýchania - pľúcna ventilácia. Kvantitatívna miera ventilácie pľúc je minútový objem dýchania - to je objem vzduchu, ktorý osoba vdýchne a vydýchne za 1 minútu. Hodnota minútového objemu dýchania človeka v pokoji sa pohybuje v rozmedzí 6-8 litrov. Počas fyzickej práce u človeka sa môže minútový objem dýchania zvýšiť 7-10 krát.

Ryža. 10.5. Objemy a kapacity vzduchu v ľudských pľúcach a krivka (spirogram) zmien objemu vzduchu v pľúcach pri tichom dýchaní, hlbokom nádychu a výdychu. FRC - funkčná zvyšková kapacita.

Objemy vzduchu v pľúcach. AT fyziológia dýchania bola prijatá jednotná nomenklatúra pľúcnych objemov u ľudí, ktoré plnia pľúca pokojným a hlbokým dýchaním v inhalačnej a výdychovej fáze dýchacieho cyklu (obr. 10.5). Objem pľúc, ktorý človek vdýchne alebo vydýchne počas pokojného dýchania, sa nazýva dychový objem. Jeho hodnota pri tichom dýchaní je v priemere 500 ml. Maximálne množstvo vzduchu, ktoré môže človek nadýchnuť nad dychový objem, sa nazýva inspiračný rezervný objem(priemerne 3000 ml). Maximálne množstvo vzduchu, ktoré môže človek vydýchnuť po pokojnom výdychu, sa nazýva exspiračný rezervný objem (priemer 1100 ml). Nakoniec množstvo vzduchu, ktoré zostane v pľúcach po maximálnom výdychu, sa nazýva zvyškový objem, jeho hodnota je približne 1200 ml.

Súčet dvoch alebo viacerých objemov pľúc sa nazýva kapacita pľúc. Objem vzduchu v ľudských pľúcach je charakterizovaná inspiračnou kapacitou pľúc, vitálnou kapacitou pľúc a funkčnou zvyškovou kapacitou pľúc. Inspiračná kapacita (3500 ml) je súčet dychového objemu a inspiračného rezervného objemu. Vitálna kapacita pľúc(4600 ml) zahŕňa dychový objem a inspiračné a exspiračné rezervné objemy. Funkčná zvyšková kapacita pľúc(1600 ml) je súčet exspiračného rezervného objemu a reziduálneho objemu pľúc. Sum kapacita pľúc a zvyškový objem sa nazýva celková kapacita pľúc, ktorej hodnota u človeka je v priemere 5700 ml.

Pri nádychu ľudské pľúca v dôsledku kontrakcie bránice a vonkajších medzirebrových svalov začnú zväčšovať svoj objem od úrovne a jeho hodnota pri tichom dýchaní je dychový objem, a s hlbokým dýchaním - dosahuje rôzne hodnoty rezervný objem dych. Pri výdychu sa objem pľúc vracia na počiatočnú úroveň funkčnej zvyšková kapacita pasívne, v dôsledku elastického spätného rázu pľúc. Ak vzduch začne vstupovať do objemu vydychovaného vzduchu funkčná zvyšková kapacita, ktorý prebieha pri hlbokom dýchaní, ako aj pri kašli alebo kýchaní, potom sa výdych uskutočňuje stiahnutím svalov brušnej steny. V tomto prípade je hodnota intrapleurálneho tlaku spravidla vyššia ako atmosférický tlak, čo spôsobuje najvyššiu rýchlosť prúdenia vzduchu v dýchacom trakte.

Pre freedivera sú pľúca hlavným „pracovným nástrojom“ (samozrejme až po mozgu), preto je pre nás dôležité pochopiť štruktúru pľúc a celý proces dýchania. Zvyčajne, keď hovoríme o dýchaní, máme na mysli vonkajšie dýchanie alebo ventiláciu pľúc - jediný proces v dýchacom reťazci, ktorý si všimneme. A zvážte, že dýchanie by malo začať tým.

Štruktúra pľúc a hrudníka

Pľúca sú porézny orgán podobný špongii, ktorý svojou štruktúrou pripomína nahromadenie jednotlivých bublín alebo strapec hrozna s veľkým počtom bobúľ. Každá "bobule" je pľúcna alveola (pľúcna vezikula) - miesto, kde sa vykonáva hlavná funkcia pľúc - výmena plynov. Medzi vzduchom alveol a krvou leží vzduchovo-krvná bariéra tvorená veľmi tenkými stenami alveol a krvnej kapiláry. Cez túto bariéru dochádza k difúzii plynov: kyslík vstupuje do krvi z alveol a oxid uhličitý vstupuje do alveol z krvi.

Vzduch sa do alveol dostáva dýchacími cestami – trochejami, prieduškami a menšími prieduškami, ktoré končia alveolárnymi vakmi. Rozvetvením priedušiek a bronchiolov sa tvoria laloky (pravé pľúca majú 3 laloky, ľavé 2 laloky). Priemerne je v oboch pľúcach asi 500-700 miliónov alveol, ktorých dýchacia plocha sa pohybuje od 40 m 2 pri výdychu do 120 m 2 pri nádychu. V tomto prípade sa väčší počet alveol nachádza v dolných častiach pľúc.

Priedušky a priedušnica majú vo svojich stenách chrupavkový základ, a preto sú dosť tuhé. Bronchioly a alveoly sú s mäkkými stenami, a preto sa môžu zrútiť, to znamená, že sa zlepia ako vyfúknutý balón, ak sa v nich neudrží určitý tlak vzduchu. Aby sa tak nestalo, sú pľúca ako jediný orgán zo všetkých strán pokryté pleurou – silnou hermetickou membránou.

Pleura má dve vrstvy - dva listy. Jeden list je pevne pripevnený k vnútornému povrchu tuhého hrudníka, druhý obklopuje pľúca. Medzi nimi je pleurálna dutina, ktorá udržuje podtlak. Vďaka tomu sú pľúca v narovnanom stave. Negatívny tlak v pleurálnom priestore je spôsobený elastickým spätným rázom pľúc, to znamená neustálou túžbou pľúc zmenšiť svoj objem.

Elastický spätný ráz pľúc je spôsobený tromi faktormi:
1) elasticita tkaniva stien alveol v dôsledku prítomnosti elastických vlákien v nich
2) bronchiálny svalový tonus
3) povrchové napätie tekutého filmu pokrývajúceho vnútorný povrch alveol.

Pevný rám hrudníka tvoria rebrá, ktoré sú vďaka chrupavke a kĺbom ohybné, pripevnené k chrbtici a kĺbom. Vďaka tomu sa objem hrudníka zväčšuje a zmenšuje pri zachovaní tuhosti potrebnej na ochranu orgánov nachádzajúcich sa v hrudnej dutine.

Aby sme mohli vdýchnuť vzduch, musíme v pľúcach vytvoriť nižší tlak ako je atmosférický a vydýchnuť vyšší. Pri inhalácii je teda potrebné zväčšiť objem hrudníka, pri výdychu - zníženie objemu. V skutočnosti sa väčšina úsilia pri dýchaní vynakladá na inhaláciu, za normálnych podmienok sa výdych vykonáva kvôli elastickým vlastnostiam pľúc.

Hlavným dýchacím svalom je bránica – klenutá svalová priečka medzi hrudnou dutinou a brušnou dutinou. Bežne môže byť jeho hranica nakreslená pozdĺž spodného okraja rebier.

Pri nádychu sa bránica sťahuje, naťahuje sa aktívnym pôsobením smerom k dolným vnútorným orgánom. V tomto prípade sú nestlačiteľné orgány brušnej dutiny tlačené nadol a do strán, čím sa napínajú steny brušnej dutiny. Pri pokojnom nádychu klesá kupola bránice približne o 1,5 cm a zodpovedajúcim spôsobom sa zväčšuje vertikálna veľkosť hrudnej dutiny. Zároveň sa dolné rebrá trochu rozchádzajú, čím sa zväčšuje obvod hrudníka, čo je obzvlášť viditeľné v spodných častiach. Pri výdychu sa bránica pasívne uvoľní a šľachami ju vytiahnu do pokojného stavu.

Na zväčšení objemu hrudníka sa okrem bránice podieľajú aj vonkajšie šikmé medzirebrové a medzichrupavkové svaly. V dôsledku stúpania rebier sa zväčšuje posunutie hrudnej kosti dopredu a odchod laterálnych častí rebier do strán.

Pri veľmi hlbokom intenzívnom dýchaní alebo pri zvýšení odporu pri vdychovaní sa do procesu zväčšovania objemu hrudníka zapája množstvo pomocných dýchacích svalov, ktoré môžu zdvihnúť rebrá: skalariformný, veľký a malý pectoralis, serratus anterior. Medzi pomocné svaly nádychu patria aj svaly, ktoré extenzorujú hrudnú chrbticu a fixujú ramenný pletenec pri opretí o paže dozadu (lichobežník, kosoštvorec, zdvíhanie lopatky).

Ako bolo uvedené vyššie, pokojný dych prebieha pasívne, takmer na pozadí relaxácie svalov inšpirácie. Pri aktívnom intenzívnom výdychu sú svaly brušnej steny „prepojené“, v dôsledku čoho sa objem brušnej dutiny zmenšuje a tlak v nej sa zvyšuje. Tlak sa prenáša na membránu a zvyšuje ju. Z dôvodu zníženia vnútorné šikmé medzirebrové svaly znižujú rebrá a približujú ich okraje.

Dýchacie pohyby

V bežnom živote, pozorujúc seba a svojich známych, možno vidieť ako dýchanie, zabezpečované najmä bránicou, tak aj dýchanie, zabezpečované najmä prácou medzirebrových svalov. A to je v normálnom rozmedzí. Svaly ramenného pletenca sú častejšie spojené s vážnymi chorobami alebo intenzívnou prácou, ale takmer nikdy u relatívne zdravých ľudí v normálnom stave.

Predpokladá sa, že dýchanie, zabezpečované najmä pohybmi bránice, je typickejšie pre mužov. Bežne je nádych sprevádzaný miernym vysunutím brušnej steny, výdych jej miernym stiahnutím. Toto je brušné dýchanie.

U žien sa najčastejšie vyskytuje hrudný typ dýchania, ktorý zabezpečuje najmä práca medzirebrových svalov. Môže za to biologická pripravenosť ženy na materstvo a v dôsledku toho aj ťažkosti s brušným dýchaním počas tehotenstva. Pri tomto type dýchania najvýraznejšie pohyby vykonáva hrudná kosť a rebrá.

Dýchanie, pri ktorom sa aktívne pohybujú ramená a kľúčne kosti, je zabezpečené prácou svalov ramenného pletenca. Vetranie pľúc je v tomto prípade neúčinné a týka sa iba vrchných častí pľúc. Preto sa tento typ dýchania nazýva apikálny. Za normálnych podmienok sa tento typ dýchania prakticky nevyskytuje a používa sa buď pri určitej gymnastike, alebo sa vyvíja s vážnymi chorobami.

Vo freedivingu veríme, že brušné alebo brušné dýchanie je najprirodzenejší a najproduktívnejší typ dýchania. To isté sa hovorí v joge a pránájáme.

Po prvé, pretože v dolných lalokoch pľúc je viac alveol. Po druhé, dýchacie pohyby sú spojené s naším autonómnym nervovým systémom. Brušné dýchanie aktivuje parasympatický nervový systém - brzdový pedál pre telo. Hrudné dýchanie aktivuje sympatický nervový systém – plynový pedál. Pri aktívnom a dlhom apikálnom dýchaní dochádza k restimulácii sympatického nervového systému. Toto funguje oboma spôsobmi. Takže ľudia v panike vždy dýchajú apikálne dýchanie. A naopak, ak nejaký čas pokojne dýchate žalúdkom, nervová sústava sa upokojí a všetky procesy sa spomalia.

pľúcne objemy

Pri pokojnom dýchaní človek vdýchne a vydýchne asi 500 ml (od 300 do 800 ml) vzduchu, tento objem vzduchu tzv. dychový objem. Okrem bežného dychového objemu môže človek pri najhlbšom nádychu vdýchnuť ďalších približne 3000 ml vzduchu – to je inspiračný rezervný objem. Po normálnom pokojnom výdychu je bežný zdravý človek schopný napätím výdychových svalov „vytlačiť“ z pľúc asi 1300 ml vzduchu – to je exspiračný rezervný objem.

Súčet týchto objemov je vitálna kapacita (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

Ako vidno, príroda si pre nás pripravila takmer desaťnásobnú zásobu možnosti „pumpovať“ vzduch cez pľúca.

Dychový objem je kvantitatívnym vyjadrením hĺbky dýchania. Vitálna kapacita pľúc je maximálny objem vzduchu, ktorý je možné priviesť alebo vypustiť z pľúc počas jedného nádychu alebo výdychu. Priemerná vitálna kapacita pľúc u mužov je 4000 - 5500 ml, u žien - 3000 - 4500 ml. Fyzický tréning a rôzne naťahovanie hrudníka môžu zvýšiť VC.

Po maximálnom hlbokom výdychu zostáva v pľúcach asi 1200 ml vzduchu. to - zvyškový objem. Väčšinu z nich je možné z pľúc odstrániť iba otvoreným pneumotoraxom.

Zvyškový objem je určený predovšetkým elasticitou bránice a medzirebrových svalov. Zvýšenie pohyblivosti hrudníka a zníženie zvyškového objemu je dôležitou úlohou pri príprave na potápanie do veľkých hĺbok. Ponory pod zvyškový objem pre priemerného netrénovaného človeka sú ponory hlbšie ako 30-35 metrov. Jedným z populárnych spôsobov, ako zvýšiť elasticitu bránice a znížiť zvyškový objem pľúc, je pravidelné vykonávanie uddiyana bandha.

Maximálne množstvo vzduchu, ktoré môže byť v pľúcach, je tzv celková kapacita pľúc, rovná sa súčtu zvyškového objemu a vitálnej kapacity pľúc (v použitom príklade: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

Objem vzduchu v pľúcach na konci tichého výdychu (pri uvoľnenom dýchacom svalstve) je tzv funkčná zvyšková kapacita pľúc. Rovná sa súčtu zvyškového objemu a exspiračného rezervného objemu (v použitom príklade: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkčná zvyšková kapacita pľúc je blízka objemu alveolárneho vzduchu pred inhaláciou.

Pľúcna ventilácia je určená objemom vzduchu vdýchnutého alebo vydýchnutého za jednotku času. Zvyčajne merané minútový objem dýchania. Vetranie pľúc závisí od hĺbky a frekvencie dýchania, ktorá sa v pokoji pohybuje od 12 do 18 dychov za minútu. Minútový objem dýchania sa rovná súčinu objemu dýchania a frekvencie dýchania, t.j. asi 6-9 litrov.

Na hodnotenie pľúcnych objemov sa používa spirometria - metóda na štúdium funkcie vonkajšieho dýchania, ktorá zahŕňa meranie objemových a rýchlostných ukazovateľov dýchania. Toto štúdium odporúčame každému, kto sa plánuje vážne venovať freedivingu.

Vzduch nie je len v alveolách, ale aj v dýchacích cestách. Patria sem nosná dutina (alebo ústa s ústnym dýchaním), nosohltan, hrtan, priedušnica, priedušky. Vzduch v dýchacích cestách (s výnimkou dýchacích bronchiolov) sa nezúčastňuje výmeny plynov. Preto sa lúmen dýchacích ciest nazýva anatomický mŕtvy priestor. Pri nádychu sa posledné časti atmosférického vzduchu dostávajú do mŕtveho priestoru a bez zmeny svojho zloženia ho opúšťajú pri výdychu.

Objem anatomického mŕtveho priestoru je asi 150 ml, alebo asi 1/3 dychového objemu pri tichom dýchaní. Tie. z 500 ml vdýchnutého vzduchu sa do alveol dostane len asi 350 ml. V alveolách na konci pokojného výdychu je asi 2500 ml vzduchu, preto sa pri každom pokojnom nádychu obnoví len 1/7 alveolárneho vzduchu.

  • < Späť

Počas inhalácie sú pľúca naplnené určitým množstvom vzduchu. Táto hodnota nie je konštantná a môže sa meniť za rôznych okolností. Objem závisí od vonkajších a vnútorných faktorov.

Čo ovplyvňuje kapacitu pľúc

Úroveň naplnenia pľúc vzduchom je ovplyvnená určitými okolnosťami. U mužov je priemerný objem orgánu väčší ako u žien. U vysokých ľudí s veľkou telesnou konštitúciou dokážu pľúca zadržať viac vzduchu na inšpiráciu ako u nízkych a štíhlych ľudí. S vekom množstvo vdychovaného vzduchu klesá, čo je fyziologická norma.

Pravidelné fajčenie znižuje kapacitu pľúc. Nízka plnosť je charakteristická pre hyperstenikov (nízkych ľudí so zaobleným telom, skrátenými končatinami so širokými kosťami). Astenici (úzky ramenný, tenký) sú schopní vdýchnuť viac kyslíka.

Všetci ľudia žijúci vysoko v porovnaní s hladinou mora (horské oblasti) majú zníženú kapacitu pľúc. Je to spôsobené tým, že dýchajú riedky vzduch s nízkou hustotou.

Dočasné zmeny v dýchacom systéme sa vyskytujú u tehotných žien. Objem každej pľúca sa zníži o 5-10%. Rýchlo rastúca maternica sa zväčšuje, tlačí na bránicu. Nemá to vplyv na celkový stav ženy, pretože sú zapnuté kompenzačné mechanizmy. Vďaka zrýchlenému vetraniu zabraňujú rozvoju hypoxie.

Priemerný objem pľúc

Objem pľúc sa meria v litroch. Priemerné hodnoty sa počítajú pri normálnom dýchaní v pokoji, bez hlbokých nádychov a úplných výdychov.

V priemere je indikátor 3-4 litre. U fyzicky vyvinutých mužov môže objem pri miernom dýchaní dosiahnuť až 6 litrov. Počet dýchacích úkonov je normálne 16-20. Pri aktívnej fyzickej námahe, nervovom napätí sa tieto čísla zvyšujú.

ZHOL, čiže vitálna kapacita pľúc

VC je maximálna kapacita pľúc počas maximálneho nádychu a výdychu. U mladých, zdravých mužov je ukazovateľ 3500-4800 cm3, u žien - 3000-3500 cm3. U športovcov sa tieto čísla zvyšujú o 30% a dosahujú 4000-5000 cm3. Plavci majú najväčšie pľúca - až 6200 cm3.

Vzhľadom na fázy ventilácie pľúc sa delia tieto typy objemu:

  • dýchanie - vzduch voľne cirkulujúci cez bronchopulmonálny systém v pokoji;
  • rezerva pri nádychu - vzduch naplnený orgánom počas maximálneho nádychu po pokojnom výdychu;
  • rezerva pri výdychu - množstvo vzduchu odstráneného z pľúc pri prudkom výdychu po pokojnom nádychu;
  • zvyškový - vzduch zostávajúci v hrudníku po maximálnom výdychu.

Ventilácia dýchacích ciest znamená výmenu plynov na 1 minútu.

Vzorec na jeho definíciu:

dychový objem × počet dychov/minúta = minútový objem dychu.

Normálne je u dospelého človeka vetranie 6-8 l / min.

Tabuľka ukazovateľov normy priemerného objemu pľúc:

Vzduch, ktorý sa nachádza v týchto častiach dýchacieho traktu, sa nezúčastňuje výmeny plynov - nosné priechody, nosohltan, hrtan, priedušnica, centrálne priedušky. Neustále obsahujú zmes plynov nazývanú "mŕtvy priestor" a majú objem 150 - 200 cm3.

Metóda merania VC

Funkcia vonkajšieho dýchania sa vyšetruje pomocou špeciálneho testu - spirometrie (spirografie). Metóda fixuje nielen kapacitu, ale aj rýchlosť cirkulácie prúdu vzduchu.
Na diagnostiku sa používajú digitálne spirometre, ktoré nahradili mechanické. Zariadenie sa skladá z dvoch zariadení. Senzor na fixáciu prietoku vzduchu a elektronické zariadenie, ktoré prevádza merania do digitálneho vzorca.

Spirometria je predpísaná pacientom s poruchou funkcie dýchania, bronchopulmonálnymi ochoreniami chronickej formy. Vyhodnoťte pokojné a nútené dýchanie, vykonajte funkčné testy s bronchodilatanciami.

Digitálne údaje VC počas spirografie sa rozlišujú podľa veku, pohlavia, antropometrických údajov, absencie alebo prítomnosti chronických ochorení.

Vzorce na výpočet individuálneho VC, kde P je výška, B je hmotnosť:

  • pre mužov - 5,2 × P - 0,029 × B - 3,2;
  • pre ženy - 4,9 × P - 0,019 × B - 3,76;
  • pre chlapcov od 4 do 17 rokov s rastom do 165 cm - 4,53 × R - 3,9; s rastom nad 165 cm - 10 × R - 12,85;
  • pre dievčatá od 4 do 17 rokov, roje rastú od 100 do 175 cm - 3,75 × R - 3,15.

Meranie VC sa nevykonáva u detí do 4 rokov, pacientov s duševnými poruchami, s maxilofaciálnymi poraneniami. Absolútna kontraindikácia - akútna nákazlivá infekcia.

Diagnostika nie je predpísaná, ak je fyzicky nemožné vykonať test:

  • neuromuskulárne ochorenie s rýchlou únavou priečne pruhovaných svalov tváre (myasthenia gravis);
  • pooperačné obdobie pri maxilofaciálnej chirurgii;
  • paréza, paralýza dýchacích svalov;
  • ťažké pľúcne a srdcové zlyhanie.

Dôvody pre zvýšenie alebo zníženie VC

Zvýšená kapacita pľúc nie je patológia. Jednotlivé hodnoty závisia od fyzického vývoja človeka. U športovcov môže YCL prekročiť štandardné hodnoty o 30%.

Respiračná funkcia sa považuje za zhoršenú, ak je objem pľúc osoby menší ako 80%. Toto je prvý signál nedostatočnosti bronchopulmonálneho systému.

Vonkajšie príznaky patológie:

  • respiračné zlyhanie počas aktívnych pohybov;
  • zmena amplitúdy hrudníka.

    • Spočiatku je ťažké určiť porušenia, pretože kompenzačné mechanizmy prerozdeľujú vzduch v štruktúre celkového objemu pľúc. Preto spirometria nemá vždy diagnostickú hodnotu, napríklad pri pľúcnom emfyzéme, bronchiálnej astme. V priebehu ochorenia sa tvorí opuch pľúc. Preto sa na diagnostické účely vykonáva perkusia (nízka poloha bránice, špecifický zvuk „boxu“), röntgen hrudníka (transparentnejšie polia pľúc, rozšírenie hraníc).

    Faktory znižujúce VC:

    • zníženie objemu pleurálnej dutiny v dôsledku vývoja pľúcneho srdca;
    • tuhosť parenchýmu orgánu (tvrdnutie, obmedzená pohyblivosť);
    • vysoké postavenie bránice s ascitom (hromadenie tekutiny v brušnej dutine), obezita;
    • pleurálny hydrotorax (výpotok v pleurálnej dutine), pneumotorax (vzduch v pleurálnych listoch);
    • ochorenia pohrudnice - tkanivové zrasty, mezotelióm (nádor vnútornej výstelky);
    • kyfoskolióza - zakrivenie chrbtice;
    • závažná patológia dýchacieho systému - sarkoidóza, fibróza, pneumoskleróza, alveolitída;
    • po resekcii (odstránenie časti orgánu).

    Systematické sledovanie VC pomáha sledovať dynamiku patologických zmien, prijímať včasné opatrenia na zabránenie vzniku ochorení dýchacieho systému.