Ця система складається з легких, верхніх дихальних шляхів і бронхів, грудної клітки та дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма та ін.) Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям та кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем та звільнення її надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регуляцією кислотно-лужної рівноваги. У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процеси - вентиляцію, дифузію та перфузію (кровоток у капілярах легень).

Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним та атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.

Обсяг вентиляції залежить насамперед від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також стану дихальних м'язів, прохідності бронхів та ін.

Не все повітря, що вдихається, досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг повітря, що вдихається, дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярною вентиляцією. "Мертвий" простір зростає при глибокому вдиху, його об'єм залежить також від маси тіла та пози обстежуваного.

Дифузіяце процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану до гемоглобіну легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.

Перфузія(Зрошення) - наповнення легенів кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за станом між вентиляцією та перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з капілярами, що добре перфузуються. При спокійному диханні у людини верхні відділи легені розправляються повніше ніж нижні. При вертикальному положенні тіла нижні відділи перфузуються кров'ю краще, ніж верхні.

Легенева вентиляціяпідвищується паралельно збільшенню споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л/хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти та обсягу дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 дихань за 1 хв, а дихальний об'єм - з 15 до 50% життєвої ємності легень (Н. Мопоа, М. РоШег, 1973).

У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру внаслідок високої концентрації вуглекислого газу та водневих іонів за високого рівня молочної кислоти в крові.

Дослідження функції зовнішнього дихання спортсменів дозволяє поряд із системами кровообігу та крові оцінити функціональний стан загалом та його резервні можливості.

Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрами, спірографами та спеціальними апаратами відкритого та закритого типу. Найбільш зручне спірографічне дослідження, при якому на паперовій стрічці, що рухається, записується крива - спірограма (рис. 16.1). За цією кривою, знаючи масштаб шкали апарату та швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легень (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легень (МВЛ) ), залишковий обсяг легень (ОО), загальну ємність легень (ОЕЛ). Крім того, досліджуються сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність та ін.

Об'єм легень при вході не завжди однаковий. Об'єм повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).

Залишкове повітря (ОВ) -об'єм повітря, що залишився в легень, що не повернулися у вихідне положення.

Частота дихання (ЧД) -кількість подихів за 1 хв. Визначення ЧД виробляють за спірограмою або рух грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб 16-18 за 1 хв, у спортсменів - 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 за 1 хв.

Глибина дихання (ДО)- Об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від зростання, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.

Хвилинний об'єм дихання (МОД)характеризує функцію зовнішнього дихання.

У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в альвеолах, що не перфузуються, в газообміні не бере участі, тому що не приходить у зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване мертве простір.

Частина дихального об'єму, що бере участь у газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним об'ємом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найбільш істотна частина зовнішнього дихання, так як вона є тим об'є-

Функціональний стан дихальної системи має важливе значення для жінок, особливо в період вагітності та при виконанні дітородної функції. Стійкість до гіпоксії одна із критеріїв стану репродуктивного здоров'я, оскільки за виношуванні дитини необхідність насичення крові киснем посилюється.

Для визначення стійкості організму до гіпоксії використовуються проби Штанге та Генчі. Проба Штанге – реєстрація часу затримки дихання при глибокому вдиху (але не максимальному, одночасно затискаючи носа пальцями). Час затримки дихання відзначають за секундоміром. Середні значення проби Штанге для жінок 50-60 секунд. Проба Генчі – реєстрація часу затримки дихання після максимального видиху (досліджуваний затискає ніс пальцями). Тривалість затримки відзначають за секундоміром. У нормі цей показник у жінок становить 25-40 секунд.

Для визначення функції зовнішнього дихання та його основного показника – життєвої ємності легень (ЖЕЛ) використовується спірометр. Для вимірювання ЖЕЛ потрібно зробити максимально глибокий вдих, а потім рівномірно плавно видихнути в спірометр. Тривалість видиху має становити 5–7 секунд. Вимірювання проводяться тричі, з інтервалом у 30 секунд, фіксується найкращий результат. Середні показники жінок – 3200 мл. Розділивши цю цифру на величину ваги тіла, отримаємо показник розвитку дихальної системи. 50 мілілітрів на кілограм маси тіла свідчить про гарний розвиток органів дихання. Найменша цифра говорить про недостатність ЖЕЛ або надмірну масу тіла.

Важливою функціональною величиною є екскурсія грудної клітки (різниця між величинами кіл при вдиху та видиху). У тренованих людей різниця сягає понад 10 см, добрим є показник 9 см, від 5 до 7 – задовільний. Даний показник має особливе значення, так як у жінок у другій половині вагітності діафрагма піднімається високо, екскурсія грудної клітки стає меншою, внаслідок чого встановлюється переважно грудний тип дихання з малою легеневою вентиляцією.

Додаток 2

ТЕСТИ

Тест - це оцінка фізичного стану або фізичної підготовленості (здатності), що займається. Тести проводяться на методико-практичних та навчально-тренувальних заняттях та оцінюються за п'ятибальною системою.

Черевний прес(Статика)

Підтримка будь-якої пози вимагає від м'язів напруги без скорочення. Тривале напруження, у якому може підтримуватися поза, характеризує тонус м'язів. М'язовий тонус, що є безумовним руховим рефлексом, підтримується мимоволі.

Висота майданчика - 5 см, ширина 45-50 см, довжина 110-120 см (степ).

Методика виконання: сидячи на краю майданчика з торцевого боку, ноги зігнути під кутом 90 градусів (стосовно стегна і гомілки).

Вихідне положення: лежачи на спині, руки в «замок» на потилиці (рис. 8), розвівши лікті убік, піднявши верхню частину спини, утримувати позу.

Статична сила черевного пресу

Квадрицепси(Статика)

Вихідне положення: упор спиною на стінку, зігнути ноги під кутом 90 градусів між стегном і гомілкою, руки опущені вздовж тулуба. Утримати позу.

Розгиначі спини(Статика)

Варіант 1. І.П.: лежачи на животі, руки прямі, притиснуті до тулуба. Підняти голову та грудну клітину, зафіксувати позу, тримати (рис.10).

Варіант 2. Для визначення статичної витривалості м'язів спини обстежуваний лягає на високий стіл вниз обличчям так, щоб верхня частина тулуба до клубових гребенів знаходилася на вазі, руки зігнуті до плечей, ноги утримує обстежуючий, фіксується утримання тулуба на рівні столу (нахил тулуба вперед). Час стомлення м'язів визначається за секундоміром. У нормі тривалість утримання тулуба у горизонтальному положенні дорівнює від двох до чотирьох хвилин.

Час утримання пози

3.2.3. Оцінка результатів дослідження фізичного розвитку

3.3. Особливості фізичного розвитку та статури у представників різних видів спорту

Характеристика функціонального стану організму спортсмена

4.1. Функціональний стан організму спортсмена та діагностика тренованості

4.2. Нервова система

4.2.1. Центральна нервова система

4.2.2. Периферична нервова система

4.2.3. Сенсорні системи

4.2.4. Вегетативна нервова система

4.2.5. Нервово-м'язовий апарат

4.3. Серцево-судинна система

4.3.1. Структурні особливості спортивного серця

4.3.2. Функціональні характеристики серцево-судинної системи

4.4. Система зовнішнього дихання

4.5. Система крові, ендокринна система, системи травлення та виділення

4.5.1. Кров

4.5.2. Ендокринна система

4.5.3. Травлення

4.5.4. Виділення

Тестування у діагностиці фізичної працездатності та функціональної готовності спортсменів

5.1. Загальні проблеми спортивно-медичного тестування

5.2. Максимальні тести

5.2.1. Визначення мпк

5.2.2. Тест Новаккі

5.3. Субмаксимальний тест pwc170

5.4. Проби з післянавантажувальною реєстрацією вихідних сигналів

5.4.1. Проба с. П. Летунова

5.4.2. Гарвардський степ-тест

5.5. Проби із зменшенням венозного повернення

5.5.1. Проба з напруженням

5.5.2. Ортостатична проба

5.6. Фармакологічні проби

Лікарський контроль у процесі тренувальних занять та змагання

6.1. Лікарсько-педагогічні спостереження у процесі тренувальних занять

6.1.1. Форми організації лікарсько-педагогічних спостережень

6.1.2. Методи дослідження, які використовуються при лікарсько-педагогічних спостереженнях

6.1.3. Функціональні проби при лікарсько-педагогічних спостереженнях

6.2. Лікарський контроль на змаганнях

6.2.1. Медичне забезпечення змагань

6.2.2. Антидопінговий контроль

6.2.3. Контроль за статевою приналежністю

Медичний контроль у масовій фізичній культурі

7.1. Оздоровче значення масової фізичної культури

7.2. Медичний контроль за дітьми, підлітками, юнаками та дівчатами

7.2.1. Лікарський контроль за юними спортсменами

7.2.2. Медичні питання спортивної орієнтації та відбору

7.1.3. Лікарський контроль за дорослими, які займаються фізичною культурою

7.4. Самоконтроль у масовій фізичній культурі

7.5. Медичний контроль за жінками

Медичні засоби відновлення спортивної працездатності

8.1. Класифікація відновлювальних засобів

8.2. Загальні принципи використання засобів відновлення

8.3. Спеціалізоване харчування

8.4. Фармакологічні засоби відновлення

8.5. Фізичні засоби відновлення

Спортивна патологія

9.1. Загальна характеристика захворювань у спортсменів

9.2. Спортивний травматизм

9.2.1. Загальна характеристика спортивного травматизму

9.2.2. Аналіз причин, механізмів та профілактика спортивних травм у різних видах спорту

9.2.3. Пошкодження шкірних покривів

9.2.4. Травми опорно-рухового апарату

9.2.5. Травми нервової системи

9.2.6. Травми внутрішніх органів

9.2.7. Травми носа, вуха, гортані, зубів та очей

9.3. Перетренованість та перенапруга

9.4. Гострі патологічні стани

9.4.1. Непритомний стан

9.4.2. Гостра перенапруга міокарда

9.4.3. Гіпоглікемічний стан

9.4.4. Тепловий та сонячний удари

9.4.5. Утоплення

додаток

1. Середні величини та стандартні відхилення жирової, м'язової та кісткової тканин (у кг та %) у кваліфікованих спортсменів (за е. Г. Мартіросовим)

2. Середні величини ознак фізичного розвитку спортсменів

3. Перерахунок часу, що витрачається на 30 ударів пульсу, у частоту серцевих скорочень за хвилину

4. Приблизні терміни поновлення занять фізичною культурою після деяких захворювань у школярів (за с.В.Хрущова)

5. Вікові нормативи для початку занять різними видами спорту у дитячих спортивних школах

6. Індекси довжини руки та довжини ноги у % до зростання (за ст. Б. Шварц)

7. Чинник при різній відносній довжині кроків (l/h) і довжині сліду ступні (d/h)

8. Орієнтовні терміни допуску спортсменів до тренувальних занять після травм опорно-рухового апарату

9. Одиниці виміру фізичних величин, що використовуються у спортивній медицині

4.4. Система зовнішнього дихання

Уумовах спортивної діяльності до апарату зовнішнього дихання пред'являються надзвичайно високі вимоги, реалізація яких забезпечує ефективне функціонування всієї кардіо-респіраторної системи. Незважаючи на те, що зовнішнє дихання не є головною ланкою, що лімітує, в комплексі систем, що транспортують Ог, воно є провідним у формуванні необхідного кисневого режиму організму.

Функціональний стан системи зовнішнього дихання оцінюється як за даними загальноклінічного обстеження, і шляхом використання інструментальних медичних методик. Звичайне клінічне дослідження спортсмена (дані анамнезу, пальпації, перкусії та аускультації) дозволяє лікарю в переважній більшості випадків вирішити питання про відсутність або наявність патологічного процесу в легенях. Природно, що тільки здорові легені піддаються поглибленому функціональному дослідженню, метою якого є діагностика функціональної готовності спортсмена.

Прианалізі системи зовнішнього дихання доцільно розглядати кілька аспектів: роботу апарату, що забезпечує дихальні рухи, легеневу вентиляцію та її ефективність, а також газообмін.

Підвпливом систематичної спортивної діяльності збільшується сила мускулатури, що здійснює дихальні рухи (діафрагми, міжреберних м'язів), завдяки чому відбувається необхідне для занять спортом посилення дихальних рухів і, як наслідок, збільшення вентиляції легень.

Змулу дихальної мускулатури вимірюється за допомогою пнев-мотонометрії, пневмотахометрії та інших непрямих методів. Пневмотонометр вимірює той тиск, який розвивається в легенях при напруженні або напруженому вдиху. «Сила» видиху (80-200 мм рт. ст.) набагато перевершує «силу» вдиху (50-70 мм рт. ст.).

Пневмотахометр вимірює об'ємну швидкість потоку повітря в повітроносних шляхах при форсованому вдиху та видиху, що виражається в л/хв. За даними пневмотахометрії судять про потужність вдиху та видиху. У здорових нетренованих людей ставлення потужності вдиху до потужності видиху близько одиниці. У хворих людей це співвідношення завжди менше одиниці. У спортсменів ж, навпаки, потужність вдиху перевищує (іноді суттєво) потужність видиху; співвідношення потужність вдиху: потужність видиху сягає 1,2-1,4. Відносне збільшення потужності вдиху у спортсменів є надзвичайно важливим, оскільки поглиблення дихання йде в основному за рахунок використання резервного обсягу вдиху. Це особливо яскраво проявляється у плаванні: як відомо, вдих у плавця надзвичайно короткочасний, тоді як видих, що виконується у воду, значно триваліший.

Жзнедна ємність легень (ЖЕЛ) - це та частина загальної ємності легень, про яку судять за максимальним обсягом повітря, яке можна видихнути після максимального вдиху. ЖЕЛ поділяється на 3 фракції: резервний об'єм видиху, дихальний об'єм, резервний об'єм вдиху. Вона визначається за допомогою водяного чи сухого спірометра. При визначенні ЖЕЛ необхідно враховувати позу досліджуваного: при вертикальному положенні тіла величина цього найбільша.

ЖЕЛє одним із найважливіших показників функціонального стану апарату зовнішнього дихання (ось чому її не слід розглядати у розділі фізичного розвитку). Її величини залежать як від розмірів легень, і від сили дихальної мускулатури. Індивідуальні значення ЖЕЛ оцінюються шляхом складання отриманих для дослідження величин з належними. Запропоновано низку формул, за допомогою яких можна розраховувати належні величини ЖЕЛ. Вони тією чи іншою мірою базуються на антропометричних даних та на віці піддослідних.

Успортивної медицини визначення належної величини ЖЕЛ доцільно користуватися формулами Болдуїна, Курнана і Річардса. Ці формули пов'язують належну величину ЖЕЛ зі зростанням людини, її віком та статтю. Формули мають такий вигляд:

ЖЕЛчоловік. = (27,63 -0,122 X) X L

ЖЕЛжен. = (21,78 - 0,101 X) X L, де В - вік у роках; L - Довжина тіла в див.

Унормальних умовах ЖЕЛ немає менше 90% від належної її величини; у спортсменів вона найчастіше більша за 100% (табл. 12).

Успортсменів величина ЖЕЛ коливається у надзвичайно широких межах – від 3 до 8 л. Описано випадки збільшення ЖЕЛ у чоловіків до 8,7 л, у жінок – до 5,3 л (В. В. Михайлов).

ННайбільші величини ЖЕЛ спостерігаються у спортсменів, які тренуються переважно на витривалість і мають найвищу кардіо-респіраторну продуктивність. Зі сказаного, звичайно, не випливає, що зміна ЖЕЛ може бути використана для передбачення транспортних можливостей всієї кардіо-респіраторної системи. Справа в тому, що розвиток апарату зовнішнього дихання може бути ізольованим, при цьому інші ланки кардіо-респіраторної системи, і зокрема серцево-судинної системи, обмежують транспорт кисню.

Таблиця 12. Деякі показники зовнішнього дихання у спортсменів різних спеціалізацій (середні дані щодо А. В. Чаговадзе)

Вид спорту		Форсована ЖЕЛ, % до ЖЕЛ
Марафонський біг
Біг на довгі дистанції
Спортивна ходьба
Лижні гонки
Волейбол

Ддані про величину ЖЕЛ можуть мати певне практичне значення для тренера, так як максимальний дихальний обсяг, який зазвичай досягається при граничних фізичних навантаженнях, дорівнює приблизно 50% від ЖЕЛ (а у плавців і веслярів до 60-80%, за В. В. Михайловим ). Таким чином, знаючи величину ЖЕЛ, можна передбачити максимальну величину дихального об'єму і таким чином судити про рівень ефективності легеневої вентиляції при максимальному режимі фізичного навантаження.

ЗЦілком очевидно, що чим більша максимальна величина дихального об'єму, тим економічніше використання кисню організмом. І навпаки, що менше дихальний обсяг, то вище частота дихань (за інших рівних умов) і, отже, більшість спожитого організмом кисню витрачатися забезпечення роботи самої дихальної мускулатури.

Б. Є. Вотчал вперше звернув увагу на те, що при визначенні ЖЕЛ важлива роль належить швидкості видиху. Якщо виробляти видих із надзвичайно великою швидкістю, то така форсована ЖЕЛ. менше за певну звичайним способом. Згодом Тіффно використав спірографічну техніку і почав розраховувати форсовану ЖЕЛ за тим максимальним обсягом повітря, який можна видихнути за 1 с ( Рис. 25).

ПроВизначення форсованої ЖЕЛ має надзвичайно велике значення для спортивної практики. Це пояснюється тим, що, незважаючи на скорочення тривалості дихального циклу при м'язовій роботі, дихальний об'єм повинен бути збільшений у 4-6 разів у порівнянні з даними спокою. Співвідношення форсованої ЖЕЛ і ЖЕЛ у спортсменів часто досягає високих величин (див. табл. 12).

Лйогочна вентиляція (VE) є важливим показником функціонального стану системи зовнішнього дихання. Вона характеризує об'єм повітря, що видихається з легенів протягом 1 хв. Як відомо, при вдиху не все повітря надходить у легені. Частина його залишається у дихальних шляхах (трахеї, бронхах) і не має контакту з кров'ю, а тому не бере безпосередньої участі у газообміні. Це повітря анатомічного мертвого простору, обсяг якого становить 140-180 см3 Крім того, не все повітря, що надходить в альвеоли, бере участь у газообміні з кров'ю, оскільки кровопостачання деяких альвеол, навіть у цілком здорових людей, може бути погіршеним або відсутнім взагалі. Це повітря визначає обсяг так званого альвеолярного мертвого простору, величина якого у спокої невелика. Сумарний обсяг анатомічного та альвеолярного мертвого простору становить обсяг дихального або, як його ще називають, фізіологічного мертвого простору. У спортсменів він зазвичай становить 215-225 см3. Дихальний мертвий простір іноді неправильно позначають "шкідливим" простором. Справа в тому, що воно необхідне (спільно з верхніми дихальними шляхами) для повного зволоження повітря, що вдихається, і нагрівання його до температури тіла.

ТЯким чином, певна частина повітря, що вдихається (у спокої приблизно 30%) не бере участі в газообміні, і лише 70% його досягає альвеол і бере безпосередню участь у газообміні з кров'ю. При фізичному навантаженні ефективність легеневої вентиляції закономірно підвищується: обсяг ефективної альвеолярної вентиляції досягає 85% загальної легеневої вентиляції.

Лйогочна вентиляція дорівнює добутку дихального об'єму (Vt) на частоту дихань за 1 хв (/). Обидві ці величини можна розрахувати по спірограмі (див. рис. 25). На цій кривій реєструються зміни обсягу кожного дихального руху. Якщо прилад відтарований, то амплітуда кожної хвилі спірограми, що відповідає дихальному об'єму, може бути виражена см3 або в мл. Знаючи швидкість руху стрічкопротяжного механізму, по спірограмі можна легко підрахувати частоту дихань.

Лйогочна вентиляція визначається і більш простими способами. Один з них, застосовуваний досить широко в медичній практиці при дослідженні спортсменів не тільки в спокої, але і при фізичному навантаженні, полягає в тому, що дихає випробуваний через спеціальну маску або загубник в мішок Дугласа. Об'єм повітря, що наповнив мішок, визначають, пропускаючи його через «газовий годинник». Отримані дані ділять на час, протягом якого повітря, що видихається, збиралося в мішок Дугласа.

Лйогочна вентиляція виявляється у л/хв у системі BTPS. Це означає, що об'єм повітря приводиться до умов температури 37°, повного насичення водяними парами та навколишнього атмосферного тиску.

Успортсменів в умовах спокою легенева вентиляція або відповідає нормальним стандартам (5-12 л/хв), або дещо перевершує їх (18 л/хв і більше). Важливо, що легенева вентиляція збільшується зазвичай з допомогою поглиблення дихання, а чи не з допомогою його почастішання. Завдяки цьому немає надмірного витрати енергії працювати дихальної мускулатури. При максимальній м'язовій роботі легенева вентиляція може досягати значних величин: описаний випадок, коли вона дорівнювала 220 л/хв (Новаккі). Однак найчастіше легенева вентиляція досягає в цих умовах 60-120 л/хв BTPS. Вища Ve різко збільшує запит на постачання дихальної мускулатури киснем (до 1-4 л/хв).

Дхальний обсяг у спортсменів дуже часто виявляється збільшеним. Він може досягати 1000–1300 мл. Поряд з цим у спортсменів можуть бути і нормальні величини дихального об'єму - 400-700 мл.

Мєханізми збільшення дихального обсягу у спортсменів не цілком зрозумілі. Цей факт може бути пояснений і підвищенням загальної ємності легень, внаслідок чого у легені потрапляє більша кількість повітря. У тих випадках, коли у спортсменів реєструється вкрай низька частота дихання, збільшення дихального об'єму носить компенсаторний характер.

Прифізичному навантаженні дихальний обсяг чітко зростає лише за відносно невеликих її потужностей. При навколограничних та граничних потужностях він практично стабілізується, досягаючи 3-3,5 л/хв. Це легко забезпечується у спортсменів із великою ЖЕЛ. Якщо ЖЕЛ невелика і становить 3-4 л, такий дихальний об'єм може бути досягнутий тільки шляхом використання енергії так званих додаткових м'язів. У спортсменів з фіксованою частотою дихань (наприклад, у веслярів) дихальний об'єм може досягати колосальних величин – 4,5-5,5 л. Природно, що це можливо лише за умови, що ЖЕЛ сягає 6,5-7 л.

Частота дихань у спортсменів за умов спокою (відмінних умов основного обміну) коливається у досить широких межах (нормальний діапазон коливань цього показника 10-16 рухів за хвилину). При фізичному навантаженні частота дихань збільшується пропорційно до її потужності, досягаючи 50-70 дихань на хвилину. При граничних режимах м'язової роботи частота дихання може бути ще більшою.

ТТаким чином, легенева вентиляція при відносно легкій м'язовій роботі збільшується за рахунок збільшення як дихального об'єму, так і частоти дихань, а при напруженій м'язовій роботі - за рахунок збільшення частоти дихань.

Нпоряд з дослідженням перелічених показників про функціональний стан системи зовнішнього дихання можна судити виходячи з деяких простих функціональних проб. У практиці широко застосовується проба, з допомогою якої визначається максимальна вентиляція легень (МВЛ). Ця проба полягає у довільному максимальному посиленні дихання протягом 15-20 с ( див. рис. 25). Об'єм такої довільної гіпервентиляції в подальшому наводиться до 1 хв і виражається в л/хв. Розмір МВЛ досягає 200-250 л/хв. Короткочасність цієї проби пов'язана зі швидкою стомлюваністю дихальних м'язів та розвитком гіпокапнії. І все-таки ця проба дає певне уявлення про можливість довільно збільшити легеневу вентиляцію (див. табл. 12). В даний час про максимальну вентиляційну можливість легень судять за реальною величиною легеневої вентиляції, зареєстрованої при граничній роботі (в умовах визначення МПК).

Зхибність анатомічної будови легень зумовлює той факт, що навіть у цілком нормальних умовах не всі альвеоли вентилюються однаково. Тому деяка нерівномірність вентиляції визначається і цілком здорових людей. Збільшення обсягу легень у спортсменів, що відбувається під впливом спортивного тренування, підвищує ймовірність виникнення нерівномірності вентиляції. Для встановлення ступеня цієї нерівномірності застосовується низка складних методів. У лікарсько-спортивній практиці про цей феномен дозволяє судити аналіз капнограми ( Рис. 26), яка реєструє зміну концентрації вуглекислого газу в повітрі, що видихається. Незначний ступінь нерівномірності легеневої вентиляції характеризується горизонтальним напрямом альвеолярного плато ( а-в на рис. 26). Якщо плато немає, а крива поступово підвищується в міру видиху, то можна говорити про значну нерівномірність вентиляції легень. Зростання напруги CO2 під час видиху вказує на те, що повітря, що видихається неоднаковий по концентрації вуглекислоти, так як в його загальний потік поступово надходить повітря з погано вентильованих альвеол, де концентрація СО2 збільшена.

Пробмен О2 та СО2 між легенями та кров'ю здійснюється через альвеоло-капілярну мембрану. Вона складається з альвеолярної мембрани, міжклітинної рідини, що міститься між альвеолою та капіляром, капілярної мембрани, плазми крові та стінки еритроциту. Ефективність перенесення кисню через таку аль-веоло-капілярну мембрану характеризує стан дифузійної здатності легень, яка є кількісною мірою перенесення газу за одиницю часу при даній різниці його парціального тиску з обох боків мембрани.

ДІфузійна здатність легень визначається низкою факторів. У тому числі важливу роль грає поверхню дифузії. Йдеться про ту поверхню, в якій відбувається активний обмін газу між альвеолою та капіляром. Поверхня дифузії може зменшуватися як за рахунок запустіння альвеол, так і за рахунок числа капілярів, що діють. Необхідно враховувати, що певний об'єм крові з легеневої артерії потрапляє у легеневі вени по шунтах, минаючи капілярну мережу. Чим більша дифузійна поверхня, тим ефективніше здійснюється газообмін між легенями та кров'ю. При фізичному навантаженні, коли різко зростає кількість активно функціонуючих капілярів малого кола кровообігу, поверхня дифузії збільшується, завдяки чому стає більшим потік кисню через альвеоло-капілярну мембрану.

ДІншим фактором, що визначає легеневу дифузію, є товщина альвеоло-капілярної мембрани. Чим товстіша ця мембрана, тим нижче дифузійна здатність легень, і навпаки. Нещодавно було показано, що під впливом систематичних фізичних навантажень товщина альвеоло-капілярної мембрани зменшується, збільшуючи цим дифузійну здатність легень (Масорра).

Унормальних умовах дифузійна здатність легень трохи перевищує 15 мл О2 хв/мм рт. ст. При фізичному навантаженні вона збільшується більш ніж 4 рази, досягаючи 65 мл О2 хв/мм рт. ст.

ІІнтегральним показником газообміну в легенях, а також і всієї системи транспорту кисню є максимальна аеробна потужність. Це поняття характеризує собою граничну кількість кисню, яка може бути використана організмом в одиницю часу. Для судження про величину максимальної аеробної потужності виробляють пробу з визначенням МПК (див. гл. V).

На рис. 27показано фактори, що визначають величину максимальної аеробної потужності. Безпосередніми детермінантами МПК є хвилинний об'єм кровотоку та артеріовенозна різниця. Треба зауважити, що обидва ці детермінанти відповідно до рівняння Фіка перебувають у реципрокних взаєминах:

Vo2 max = Q * AVD, де (з міжнародної символіки) Vo2max - МПК; Q – хвилинний об'єм кровотоку; AVD – артеріовенозна різниця.

Іними словами, збільшення Q при даному Vo2max завжди супроводжується зменшенням AVD. У свою чергу, величина Q залежить від добутку ЧСС на ударний об'єм, а величина AVD – від різниці вмісту О2 в артеріальній та венозній крові.

Утаблиці 13 показано, які колосальні зміни зазнають кардіо-респіраторних показників спокою, коли система транспорту О2 працює в граничному режимі.

Таблиця 13. Показники системи транспорту О2 у спокої і при максимальному навантаженні (середні дані) у тих, хто тренується на витривалість

Максимальна аеробна потужність у спортсменів будь-яких спеціалізацій вище, ніж у здорових нетренованих людей (табл. 14). Це пов'язано як із здатністю кардіо-респіраторної системи до більшого перенесення кисню, так і з більшою потребою в ньому з боку м'язів, що працюють.

Таблиця 14. Максимальна аеробна потужність у спортсменів і нетренованих (середні дані з Вілмору, 1984)

Вид спорту
			Вік, років			Вік, років
		мл/хв/кг			мл/хв/кг
Зег по пересіченій місцевості
Орієнтування
Біг на довгі дистанції
Велосипедний (шосе)
Ковзанярський
Веслування академічне
Гірськолижний
Веслування на байдарках і каное
Плавання
Фігурне катання на ковзанах
Хокей з шайбою
Волейбол
Гімнастика
Баскетбол
Важка атлетика
Л/а (ядро, диск)
Нетреновані

Уздорових нетренованих чоловіків максимальна аеробна потужність дорівнює приблизно 3 л/хв, а в жінок – 2,0-2,2 л/хв. При перерахунку на 1 кг ваги у чоловіків величина максимальної аеробної потужності становить 40-45 мл/хв/кг, а у жінок – 35-40 мл/хв/кг. У спортсменів максимальна аеробна потужність може бути вдвічі більшою. В окремих спостереженнях МПК у чоловіків перевищувало 7,0 л/хв. STPD (Новаккі, Н. І. Волков).

Максимальна аеробна потужність дуже тісно пов'язані з характером спортивної діяльності. Найбільш високі величини максимальної аеробної потужності відзначаються у спортсменів, які тренуються на витривалість (лижників, бігунів на середні та довгі дистанції, велосипедистів та ін.), - від 4,5 до 6,5 л/хв (при перерахунку на 1 кг ваги вище 65 -75 мл/хв/кг). Найменші величини максимальної аеробної потужності відзначаються у представників швидкісно-силових видів спорту (важкоатлетів, гімнастів, стрибунів у воду) – зазвичай менше 4,0 л/хв (при перерахунку на 1 кг ваги менше 60 мл/хв/кг). Проміжне положення займають спеціалізуються у спортивних іграх, боротьбі, боксі, бігу на короткі дистанції та ін.

Максимальна аеробна потужність у жінок-спортсменок нижча, ніж у чоловіків (див. табл. 14). Однак закономірність, яка полягає в тому, що максимальна аеробна потужність особливо висока у тих, що тренуються на витривалість, зберігається і у жінок.

ТЯким чином найбільш важливою функціональною характеристикою кардіо-респіраторної системи у спортсменів є збільшення максимальної аеробної потужності.

ПроКрайню роль оптимізації зовнішнього дихання грають верхні дихальні шляхи. При помірних навантаженнях дихання може здійснюватися через носову порожнину, що має низку недихальних функцій. Так, носова порожнина є потужним рецепторним полем, що впливає на багато вегетативних функцій, і зокрема на судинну систему. Специфічні структури слизової носової порожнини здійснюють інтенсивне очищення повітря, що вдихається від пилових та інших частинок і навіть від газових компонентів повітря.

Привиконання більшості спортивних вправ дихання здійснюється через рот. При цьому прохідність верхніх дихальних шляхів збільшується, легенева вентиляція стає ефективнішою.

Уерхние дихальні шляхи порівняно часто стають місцем розвитку запальних захворювань. Однією з причин є охолодження, дихання холодним повітрям. У спортсменів такі захворювання зустрічаються рідко завдяки гартуванню, високій резистентності фізично розвиненого організму.

Прогострими респіраторними захворюваннями (ГРЗ), що мають вірусну природу, спортсмени хворіють майже вдвічі рідше, ніж нетреновані люди. Незважаючи на необразливість цих захворювань, лікування їх повинно проводитися до повного одужання, так як у спортсменів відмічено часте виникнення ускладнень. У спортсменів спостерігаються також запальні захворювання трахеї (трахеїт) та бронхів (бронхіт). Їх розвиток також пов'язаний із вдиханням холодного повітря. Певна роль належить пилової забрудненості повітря через порушення гігієнічних вимог до місць проведення тренувань та змагань. При трахеїті та бронхіті провідним симптомом є сухий, дратівливий кашель. Температура тіла підвищується. Ці захворювання часто супроводжують ГРЗ.

ННайбільш важким захворюванням зовнішнього дихання у спортсменів є запалення легень (пневмонія), при якому запальний процес вражає альвеоли. Розрізняють крупозну та осередкову пневмонії. Перша з них характеризується слабкістю, головним болем, підвищенням температури до 40 ° С та вище, ознобом. Кашель спочатку сухий, а потім він супроводжується відділенням мокротиння, яке набуває «іржавого» забарвлення. Відзначається біль у грудній клітці. Захворювання лікують за умов клінічного стаціонару. При крупозній пневмонії уражена ціла частка легені. При осередковій пневмонії відзначається запалення окремих часточок або груп часточок легень. Клінічна картина осередкової пневмонії поліморфна. Лікування її краще вести у стаціонарних умовах. Після повного одужання спортсмени повинні тривалий час перебувати під наглядом лікаря, так як перебіг пневмонії у них може проходити на тлі зниження імунорезистентності організму.

Процес газообміну, що відбувається на ділянці легені-кров (так зване зовнішнє дихання), забезпечується рядом фізіологічних механізмів: легеневою вентиляцією, дифузією через альвеолярно-капілярні мембрани, легеневим кровотоком, нервовою регуляцією тощо. Ці процеси взаємопов'язані та взаємозалежні.

В нормі адаптаційні можливості апарату зовнішнього дихання дуже великі: при фізичному навантаженні легенева вентиляція може збільшуватися більш ніж у 10 разів за рахунок збільшення глибини та частоти дыхання, включення до газообміну додаткових обсягів. Цим забезпечується підтримання нормального газового складу артеріальної крові при фізичному навантаженні.

Різні порушення зовнішнього дихання призводять до виникнення газових порушень крові-артеріальної гіпоксемії та гперкапнії, що виникають спочатку при фізичних навантаженнях, а при прогресуванні захворювання-і в спокої. Однак, завдяки включенню компенсаторних механізмів у багатьох хворих з вираженими дифузними ураженнями легень, зі значною задишкою, далеко не завжди навіть при фізичному навантаженні виявляються гіпоксемія та гіперкапнія. Тому порушення газового складу артеріальної крові-явна, але не обов'язкова ознака дихальної недостатності.

Дихальною недостатністювважається такий стан, у якому нормальний газовий склад артеріальної крові або забезпечується, або забезпечується з допомогою ненормальної роботи апарату зовнішнього дихання, що призводить до зниження функціональних можливостей організму.

При прогресуванні дихальної недостатності (ДН), при зниженні компенсаторних можливостей настають артеріальна гіпоксемія та гіперкапнія. На цьому засновано розподіл ДН на стадії та форми: 1 стадія-вентиляційні порушення, коли виявляються зміни вентиляції без змін газового складу артеріальної крові; 2 стадія-порушення газового складу артеріальної крові, коли поряд з вентиляційними порушеннями спостерігаються гіпоксемія та гіперкапнія, порушення кислотно-лужної рівноваги.

За тяжкістю ДН прийнято ділити на ступені. У нашій країні широко прийнято класифікацію А.Г.Дембо, за якою ступінь ДН визначається за вираженістю задишки - це суб'єктивне відчуття незадоволеності диханням, дискомфорту в диханні.

1. ступінь-задишка виникає при підвищеному фізичному навантаженні, яке раніше хворий переносив добре;
2. ступінь-задишка при звичайних для даного хворого на фізичні навантаження;
3. ступінь-задишка виникає при малих фізичних навантаженнях чи спокої.

У патогенезі ДН має значення кілька факторів.

1. Нерівномірний розподіл повітря у легенях. Воно спостерігається при обструктивних процесах (переважно) і при обмежувальних процесах. Рефлекторне зменшення кровопостачання погано аерованих ділянок та гіпервентиляція-компенсаторні механізми, що забезпечують на певному етапі нормальну артеріалізацію крові.
2. Загальна гіповентиляція (зниження напруги кисню та збільшення напруги вуглекислоти в альвеолярному повітрі). Виникає внаслідок впливу екстрапульмональних факторів (пригнічення дихального центру, зниження парціального тиску кисню у повітрі, що вдихається і т.д.). Загальна гіповентиляція спостерігається також при зниженні альвеолярної вентиляції, коли збільшення хвилинної вентиляції неадекватне збільшенню мертвого простору, при невідповідності хвилинної вентиляції та потреби тканин у кисні (надто велика робота дихання).
3. Порушення співвідношення вентиляція/кровоток (судинне "коротке замикання"). Спостерігається при первинних ураженнях судин малого кола кровообігу, а також у випадках, коли з вентиляції повністю вимикаються окремі ділянки легень. Для того щоб у цьому випадку не виникла гіпоксемія, необхідно повне припинення кровопостачання вимкнених з аерації ділянок. Судинне "коротке замикання" виникає при ателектаз, пневмоніях і т.д.
4. Порушення дифузії. Виникає як внаслідок порушення проникності альвеолярно-капілярних мембран (фіброз, кардіальний застій), так і в результаті скорочення часу контакту альвеолярного газу з кров'ю, що протікає. Ці фактори можуть взаємно компенсуватися, що має місце при недостатності кровообігу (потовщення мембран та уповільнення кровотоку).

Поняття дихальної недостатності відбиває порушення апарату зовнішнього дихання. В основному функція апарату зовнішнього дихання визначається станом легеневої вентиляції, легеневого газообміну та газовим складом крові. Є 3 групи методів дослідження:

1. Методи дослідження легеневої вентиляції
2. Методи дослідження легеневого газообміну
3. Методи дослідження газового складу крові

I Методи дослідження легеневої вентиляції

Протягом останніх 20-30 років приділяється велика увага до вивчення функції легень у хворих з легеневою патологією. Запропоновано велику кількість фізіологічних проб, що дозволяють якісно чи кількісно визначити стан функції зовнішнього дихання. Завдяки системі функціональних досліджень, що склалася, є можливість виявити наявність і ступінь ДН при різних патологічних станах, з'ясувати механізм порушення дихання. Функціональні легеневі проби дозволяють визначити величину легеневих резервів та компенсаторні можливості органів дихання. Функціональні дослідження можуть бути використані для кількісного визначення змін, що настають під впливом різних лікувальних впливів (хірургічні втручання, лікувальне застосування кисню, бронхорозширювальних засобів, антибіотиків тощо), а отже, і для об'єктивної оцінки ефективності цих заходів.

Велике місце функціональні дослідження займають у практиці лікарсько-трудової експертизи визначення ступеня втрати працездатності.

Загальні дані про легеневі обсяги

Грудна клітина, що визначає межі можливого розширення легень, може перебувати в чотирьох основних положеннях, які визначають основні об'єми повітря в легенях.

1. У період спокійного дихання глибина дихання визначається обсягом повітря, що вдихається і видихається. Кількість повітря, що вдихається і видихається при нормальному вдиху і видиху називається дихальним об'ємом (ДО) (в нормі 400-600 мл; тобто 18% ЖЕЛ).
2. При максимальному вдиху в легені вводиться додатковий обсяг повітря - резервний обсяг вдиху (РОВд), а при максимально можливому видиху визначається резервний обсяг видиху (РОВд).
3. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) - те повітря, яке людина може видихнути після максимального вдиху.
4. ЖЕЛ = РОВС + ДО + РОВИД
5. Після максимального видиху у дегких залишається певна кількість повітря – залишковий об'єм легень (ООЛ).
6. Загальна ємність легень (ОЕЛ) включає ЖЕЛ та ООЛ тобто. є максимальною ємністю легень.
7. ООЛ + РОВид = функціональна залишкова ємність (ФОЕ), тобто. це обсяг, який займають легені наприкінці спокійного видиху. Саме ця ємність включає в значній частині альвеолярне повітря, склад якого визначає газообмін з кров'ю легеневих капілярів.

Для правильної оцінки фактичних показників, одержуваних під час обстеження, порівняння використовують належні величини, тобто. теоретично розраховані індивідуальні норми При розрахунку належних показників враховують стать, зростання, вагу, вік. При оцінці зазвичай обчислюють відсоткове (%) відношення фактично отриманої величини до належної

Треба врахувати, що обсяг газу залежить від атмосферного тиску, температури середовища та насичення водяними парами. Тому у виміряні легеневі обсяги вносять поправку на барометричний тиск, температуру та вологість у момент проведеного дослідження. В даний час більшість дослідників вважають, що показники, що відображають об'ємні величини газу, необхідно приводити до температури тіла (37 С), при повному насиченні водяними парами. Цей стан називається BTPS (російською – ТТНД – температура тіла, атмосферний тиск, насичення водяними парами).

Під час вивчення газообміну отримані обсяги газу призводять до так званих стандартних умов (STPD) тобто. до температури 0 С, тиску 760 мм рт ст і сухого газу (російською – СТДС – стандартна температура, атмосферний тиск та сухий газ).

При масових обстеженнях нерідко використовують усереднений поправний коефіцієнт, який для середньої смуги РФ у системі STPD приймають рівним 0.9, у системі BTPS – 1.1. Для точніших досліджень використовують спеціальні таблиці.

Усі легеневі обсяги та ємності мають певне фізіологічне значення. Об'єм легень наприкінці спокійного видиху визначається співвідношенням двох протилежно спрямованих сил - еластичної тяги легеневої тканини, спрямованої всередину (до центру) і прагне зменшити об'єм, і еластичної сили грудної клітки, спрямованої при спокійному диханні переважно у протилежному напрямку - від центру назовні. Кількість повітря залежить від багатьох причин. Насамперед має значення стан самої легеневої тканини, її еластичність, ступінь кровонаповнення та ін. Проте істотну роль при цьому відіграє об'єм грудної клітини, рухливість ребер, стан дихальних м'язів, у тому числі діафрагми, яка є одним з основних м'язів, що здійснюють вдих.

На величини легеневих обсягів впливають положення тіла, ступінь втоми дихальних м'язів, збудливість дихального центру та стан нервової системи.

Спірографія- це метод оцінки легеневої вентиляції з графічною реєстрацією дихальних рухів, що виражає зміни обсягу легень у координатах часу. Метод порівняно простий, доступний, малообтяжливий і високоінформативний.

Основні розрахункові показники, що визначаються за спірограмами

1. Частота та ритм дихання.

Кількість подихів у нормі у спокої коливається не більше від 10 до 18-20 за хвилину. По спірограмі спокійного дихання при швидкому русі паперу можна визначити тривалість фази вдиху і видиху та його співвідношення друг до друга. У нормі співвідношення вдиху та видиху дорівнює 1: 1, 1: 1.2; на спірографах та інших апаратах з допомогою великого опору під час видиху це ставлення може досягати 1: 1.3-1.4. Збільшення тривалості видиху наростає при порушеннях бронхіальної прохідності і може бути використане для комплексної оцінки функції зовнішнього дихання. Оцінюючи спірограми окремих випадках мають значення ритм дихання та її порушення. Стійкі аритмії дихання зазвичай свідчать про порушення функції дихального центру.

2. Хвилинний об'єм дихання (МОД).

МОД називається кількість вентильованого повітря в легенях за 1 хв. Ця величина є мірою легеневої вентиляції. Оцінка її повинна проводитися з обов'язковим урахуванням глибини та частоти дихання, а також у порівнянні з хвилинним об'ємом 2 . Хоча МОД є абсолютним показником ефективності альвеолярної вентиляції (тобто. показником ефективності циркуляції між зовнішнім і альвеолярним повітрям), діагностичне значення цієї величини підкреслюється рядом дослідників (А.Г.Дембо, Комро та інших.).

МОД = ДО х ЧД, де ЧД - частота дихальних рухів за 1 хв

ДО - дихальний об'єм

МОД під впливом різних впливів може збільшуватись або зменшуватись. Збільшення МОД зазвичай з'являється при ДН. Його величина залежить також від погіршення використання вентильованого повітря, утруднень нормальної вентиляції, від порушення процесів дифузії газів (їх проходження через мемрани в легеневій тканині) та ін. Збільшення МОД спостерігається при підвищенні обмінних процесів (тиреотоксикоз), при деяких ураженнях ЦНС. Зменшення МОД відзначається у тяжких хворих при різко вираженій легеневій чи серцевій недостатності, при пригніченні дихального центру.

3. Хвилинне поглинання кисню (МПО 2).

Строго кажучи, це показник газообміну, але його вимірювання та оцінка тісно пов'язані з дослідженням МОД. За спеціальними методиками роблять розрахунок МПО 2 . Виходячи з цього, обчислюють коефіцієнт використання кисню (КІО 2) - це кількість мілілітрів кисню, що поглинається з 1 літра повітря, що вентилюється.

КІО 2 = МПО 2 у мл

У нормі КИО 2 у середньому становить 40 мл (від 30 до 50 мл). Зменшення КИО 2 менше ніж 30 мл вказує на зниження ефективності вентиляції. Проте слід пам'ятати, що з важких ступенях недостатності функції зовнішнього дихання МОД починає зменшуватися, т.к. компенсаторні можливості починають виснажуватися, а газообмін у спокої продовжує забезпечуватися за рахунок включення додаткових механізмів кровообігу (поліцитемія) та ін.

4. Життєва ємність легень (ЖЕЛ)

ЖЕЛ-об'єм газу, який можна видихнути за максимального зусилля після максимально глибокого вдиху. На величину ЖЕЛ впливає положення тіла, тому в даний час загальноприйнятим є визначення цього показника в положенні сидячи хворого.

Дослідження має проводитися за умов спокою, тобто. через 1.5 -2 години після невеликого прийому їжі та через 10-20 хв відпочинку. Для визначення ЖЕЛ використовуються різні варіанти водяних та сухих спірометрів, газові лічильники та спірографи.

При записі на спірографі ЖЕЛ визначається кількістю повітря з глибокого вдиху остаточно найсильнішого видиху. Пробу повторюють тричі з проміжками для відпочинку, до уваги беруть найбільшу величину.

ЖЕЛ, крім стандартної методики, можна записувати двомоментно, тобто. після спокійного видиху обстежуваному пропонують зробити максимально глибокий вдих і повернутися до рівня спокійного дихання, а потім, наскільки це можливо, сильно видихнути.

Для правильної оцінки фактично отриманої ЖЕЛ використовують розрахунок належної ЖЕЛ (ДЖЕЛ). Найбільшого поширення набув розрахунок за формулою Антоні:

ДЖЕЛ = ДОО х 2.6 для чоловіків

ДЖЕЛ = ДОО х 2.4 для жінок, де ДОО – належний основний обмін, визначається за спеціальними таблицями.

З використанням цієї формули пам'ятаймо, що величини ДОО визначаються умовах STPD.

Здобула визнання формула, запропонована Боулдіном та ін.

27.63 - (0.112 х вік у роках) х зростання в см (для чоловіків)

21.78 - (0.101 х вік у роках) х ріст у см (для жінок)

Всеросійський науково-дослідний інститут пульмонології пропонує ДЖЕЛ у літрах у системі BTPS розраховувати за такими формулами:

0.052 х зростання см - 0.029 х вік - 3.2 (для мужчин)

0.049 х зростання см - 0.019 х вік - 3.9 (для жінок)

При розрахунку ДЖЕЛ знайшли своє застосування номограми та розрахункові таблиці.

Оцінка отриманих даних:

1. Дані, що відхиляються від належної величини більш ніж на 12% у чоловіків і - 15% у жінок, слід вважати зниженими: у нормі такі величини мають місце лише у 10% практично здорових осіб. Не маючи права вважати такі показники явно патологічними, треба оцінювати функціональний стан дихального апарату як знижений.

2. Дані відхиляються від належних величин на 25% в чоловіків і 30% в жінок слід як дуже низькі і вважати явним ознакою вираженого зниження функції, оскільки у нормі такі відхилення мають місце лише в 2% населення.

До зниження ЖЕЛ призводять патологічні стани, що перешкоджають максимальному розправленню легень (плеврит, пневмоторакс і т.д.), зміни самої тканини легені (пневмонія, абсцес легені, туберкульозний процес) та причини, не пов'язані з легеневою патологією (обмеження рухливості діафрагми, асцит та ін). Вищевказані процеси є змінами функції зовнішнього дихання за рестриктивним типом. Ступінь даних порушень можна виразити формулою:

ЖЕЛх 100%

100 - 120% - нормальні показники

100-70% - рестриктивні порушення помірної виразності

70-50% - рестриктивні порушення значної виразності

менше 50% - різко виражені порушення обструктивного типу

Крім механічних факторів, що визначають зниження ЖЕЛ, певне значення має функціональний стан нервової системи, загальний стан хворого. Виражене зниження ЖЕЛ спостерігається при захворюваннях серцево-судинної системи та обумовлено значною мірою застоєм у малому колі кровообігу.

5. Фосована життєва ємність легень (ФЖЕЛ)

Для визначення ФЖЕЛ використовують спірографи з великими швидкостями протяжки (від 10 до 50-60 мм/с). Попередньо проводять дослідження та запис ЖЕЛ. Після короткочасного відпочинку випробуваний робить максимально глибокий вдих, кілька секунд затримує дихання і з граничною швидкістю виробляє максимальний видих (форсований видих).

Існують різні способи оцінки ФЖЕЛ. Проте найбільше визнання ми отримали визначення односекундної, дво- і трехсекундной ємності, тобто. розрахунок обсягу повітря за 1, 2, 3 секунди. Найчастіше використовується односекундна проба.

У нормі тривалість видиху становить у здорових людей від 2.5 до 4 сек., Дещо затягується лише у людей похилого віку.

За даними низки дослідників (Б.С.Агов, Г.П.Хлопова та інших.) цінні дані дає як аналіз кількісних показників, а й якісна характеристика спірограми. Різні ділянки кривої форсованого видиху мають різне діагностичне значення. Початкова частина кривої характеризує опір великих бронхів, яких припадає на частку 80% загального бронхіального опору. Кінцева частина кривої, яка відображає стан дрібних бронхів, не має, на жаль, точного кількісного виразу через погану сприйнятливість, але відноситься до важливих описових ознак спірограми. В останні роки розроблено та впроваджено в практику прилади "пік-флуориметри", що дозволяють точніше характеризувати стан дистального відділу бронхіального дерева. відрізняючись невеликими розмірами, вони дозволяють виконувати моніторування ступеня бронхообструкції хворими на бронхіальну астому, своєчасно використовувати лікарські препарати, до появи суб'єктивних симптомів брохоспазму.

Здорова людина видихає за 1 сік. приблизно 83% своєї життєвої ємності легень, за 2 сек. - 94%, за 3 сек. - 97%. Видихання за першу секунду менше ніж 70% завжди вказує на патологію.

Ознаки дихальної недостатності обструктивного типу:

до 70% - норма

65-50% - помірна

50-40% – значна

менше 40% - різка

6. Максимальна вентиляція легень (МВЛ).

У літературі цей показник зустрічається під різними назвами: межа дихання (Ю.Н.Штейнград, Кніппінт та ін), межа вентиляції (М.І.Анічков, Л.М.Тушинська та ін.).

У практичній роботі найчастіше використовується визначення МВЛ по спірограмі. Найбільшого поширення набув метод визначення МВЛ шляхом довільного форсованого (глибокого) дихання з максимально доступною частотою. При спірографічному дослідженні запис починають зі спокійного дихання (до встановлення рівня). Потім випробуваному пропонують протягом 10-15 с дихати в апарат з максимальною можливою швидкістю і глибиною.

Величина МВЛ у здорових залежить від зростання, віку та статі. На неї впливають рід занять, тренованість та загальний стан випробуваного. МВЛ значною мірою залежить від вольового зусилля випробуваного. Тому з метою стандартизації деякі дослідники рекомендують виконувати МВЛ із глибиною дихання від 1/3 до 1/2 ЖЕЛ із частотою дихання не менше 30 за хв.

Середні цифри МВЛ у здорових складають 80-120 літрів на хвилину (тобто це найбільша кількість повітря, яке може бути провентильовано через легені при максимально глибокому і гранично частому диханні в одну хвилину). МВЛ змінюється як при обсируктивних процесах так і при рестрикції, ступінь порушення можна розрахувати за формулою:

МВЛх 100% 120-80% - нормальні показники

ДМВЛ 80-50% – помірні порушення

50-35% – значні

менше 35% - різко виражені порушення

Запропоновано різні формули визначення належної МВЛ (ДМВЛ). Найбільшого поширення набуло визначення ДМВЛ, основу якого покладено формула Пибоды, але із збільшенням запропонованої ним 1/3 ДЖЕЛ до 1/2 ДЖЕЛ (А.Г.Дембо).

Таким чином, ДМВЛ = 1/2 ДЖЕЛ х 35 де 35 - частота дихання в 1 хв.

ДМВЛ може бути розрахована, виходячи з площі поверхні тіла (S) з урахуванням віку (Ю.І.Мухарлямов, А.І.Агранович).

Вік (років)	Формула розрахунку
	ДМВЛ = S х 60
	ДМВЛ = S х 55
	ДМВЛ = S х 50
	ДМВЛ = S х 40
60 і вище	ДМВЛ = S х 35

Для розрахунку ДМВЛ задовільною є формула Гаубаца:

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 22 для осіб віком до 45 років

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 17 для осіб старше 45 років

7. Залишковий обсяг (ООЛ) та функціональна залишкова ємність легень (ФОЕ).

ООЛ - це єдиний показник, який не може бути вивчений методом прямої спірографії; для визначення використовуються додаткові спеціальні газоаналітичні прилади (ПООЛ -1, азотограф). Використовуючи цей метод одержують величину ФОЕ, а використовуючи ЖЕЛ та РОВид., розраховують ООЛ, ОЕЛ та ООЛ/ОЕЛ.

ООЛ = ФОЕ - РОВид

ДОЕЛ = ДЖЕЛ х 1.32 де ДОЕЛ - належна загальна ємність легень.

Значення ФОЕ та ООЛ дуже велике. При збільшенні ООЛ порушується рівномірне змішування повітря, що вдихається, зменшується ефективність вентиляції. ООЛ збільшується при емфіземі легень, бронхіальній астмі.

ФОЕ та ООЛ зменшуються при пневмосклерозі, плевриті, пневмонії.

Кордони норми та градації відхилення від норми показників дихання

Показники		Умовна норма	Ступені зміни
			помірна	значна
ЖЕЛ, % належної
МВЛ, % належної
ОФВ1/ЖЕЛ, %
ОЕЛ, % належної
ООЛ, % належної
ООЛ/ОЕЛ, %

Виділяють три основні типи вентиляційних порушень: обструктивні, рестриктивні та змішані.

Обструктивні вентиляційні порушення виникають унаслідок:

1. звуження просвіту дрібних бронхів, особливо бронхіол за рахунок спазму (бронхіальна астма; астматичний бронхіт);
2. звуження просвіту за рахунок потовщення стінок бронхів (запальний, алергічний, бактеріальний набряк, набряк при гіперемії, серцевої недостатності);
3. наявності на покриві бронхів в'язкого слизу зі збільшенням її секреції бокаловидними клітинами бронхіального епітелію, або слизово-гнійного мокротиння
4. звуження внаслідок рубцевої деформації бронха;
5. розвитку ендобронхіальної пухлини (злоякісної, доброякісної);
6. здавлення бронхів ззовні;
7. наявності бронхіолітів.

Рестриктивні вентиляційні порушення мають такі причини:

1. 1фіброз легень (інтерстиціальний фіброз, склеродермія, бериліоз, пневмоконіози і т.д.);
2. великі плевральні та плевродіафрагмальні зрощення;
3. ексудативний плеврит, гідроторакс;
4. пневмоторакс;
5. великі запалення альвеол;
6. великі пухлини паренхіми легені;
7. хірургічне видалення частини легені.

Клінічні та функціональні ознаки обструкції:

1. Рання скарга на задишку при раніше допустимому навантаженні або під час “застуди”.
2. Кашель, частіше зі мізерним відділенням мокротиння, що викликає після себе на деякий час відчуття важкого дихання (замість полегшення дихання після звичайного кашлю з відділенням мокротиння).
3. Перкуторний звук не змінений або спочатку набуває тимпанічного відтінку над задньо-бічними відділами легень (підвищення легкості легень).
4. Аускультація: сухі свистячі хрипи. Останні, по Б.Е.Вотчалу, слід активно виявляти при форсованому видиху. Аускультація хрипів при форсованому видиху цінна у плані судження про поширення порушення бронхіальної прохідності легеневими полями. Дихальні шуми змінюються у наступній півсивості: везикулярне дихання - жорстке везикулярне - жорстке невизначене (заглушує хрипи) - ослаблене жорстке дихання.
5. Пізнішими ознаками є подовження фази видиху, що у диханні допоміжної мускулатури; втягування міжреберних проміжків, опущення нижньої межі легень, обмеження рухливості нижнього краю легень, поява коробкового перкуторного звуку та розширення зони його поширення.
6. Зниження форсованих легеневих проб (індексу Тіффно та максимальної вентиляції).

У терапії обструктивної недостатності чільне місце займають препарати бронходилатуючого ряду.

Клінічні та функціональні ознаки рестрикції.

1. Задишка при фізичному навантаженні.
2. Прискорене неглибоке дихання (коротке - швидкий вдих і швидкий видих, званий феноменом дверей, що "захлопуються").
3. Екскурсія грудної клітки обмежена.
4. Перкуторний звук укорочений тимпанічним відтінком.
5. Нижня межа легень стоїть вище звичайного.
6. Рухливість нижнього краю легень обмежена.
7. Подих ослаблений везикулярний, хрипи тріскучі або вологі.
8. Зменшення життєвої ємності легень (ЖЕЛ), загальної ємності легень (ОЕЛ), зниження дихального об'єму (ДО) та ефективної альвеолярної вентиляції.
9. Часто є порушення рівномірності розподілу вентиляційно-перфузійних співвідношень у легенях та дифузні порушення.

Роздільна спірографія

Роздільна спірографія або бронхоспірографія дозволяє визначити функцію кожної легені, а отже, резервні та компенсаторні можливості кожного з них.

За допомогою двопросвітної трубки, що вводиться в трахею і бронхи, і з роздувними манжетами для обтурації просвіту між трубкою і слизовою оболонкою бронха, є можливість отримати повітря з кожної легені і записати за допомогою спірографа криві дихання правої та лівої легені окремо.

Проведення роздільної спірографії показано визначення функціональних показників у хворих, які підлягають хірургічним втручанням на легких.

Безперечно, що більш чітке уявлення про порушення бронхіальної прохідності дає запис кривих швидкості повітряного потоку при форсованому видиху (пік-флуориметрія).

Пневмотахометрия- є методом визначення швидкості руху та потужності струменя повітря при форсованому вдиху та видиху за допомогою пневмотахометра. Випробовуваний після відпочинку, сидячи, робить максимально швидко глибокий видих у трубку (при цьому ніс відключений за допомогою носового затискача). Цей метод, головним чином, використовується для підбору та оцінки ефективності дії бронходилататорів.

Середні величини для чоловіків – 4.0-7.0 л/л

для жінок – 3.0-5.0 л/с

При пробах із введенням бронхоспазмолітичних засобів можна диференціювати йронхоспазм від органічних уражень бронхів. Потужність видиху зменшується не тільки при бронхоспазму, але також, хоча і меншою мірою, у хворих зі слабкістю дихальної мускулатури та з різкою ригідністю грудної клітки.

Загальна плетизмографія (ОЗУ) - це метод прямого вимірювання величини бронхіального опору R при спокійному диханні. Метод заснований на синхронному вимірі швидкості повітряного потоку (пневмотахограми) та коливань тиску в герметичній кабіні, куди поміщається хворий. Тиск у кабіні змінюється синхронно коливань альвеолярного тиску, про який судять за коефіцієнтом пропорційності між об'ємом кабіни та об'ємом газу в легенях. Плетизмографічно краще виявляються невеликі ступені звуження бронхіального дерева.

Оксигемометрія - це бронзове визначення ступеня насичення киснем артеріальної крові. Ці показання оксигемометра можна зареєструвати на папері, що рухається у вигляді кривої - оксигемограми. В основі дії оксигемометр лежить принцип фотометричного визначення спектральних особливостей гемоглобіну. Більшість оксигемометрів та оксигемографів не визначають абсолютної величини насичення артеріальної крові киснем, а дають можливість лише стежити за змінами насичення крові киснем. У практичних цілях оксигемометрія застосовується для функціональної діагностики та оцінки ефективності лікування. З метою діагностики оксигемометрія застосовується з метою оцінки стану функції зовнішнього дихання і кровообігу. Так, ступінь гіпоксемії визначається за допомогою різноманітних функціональних проб. До них відносяться - перемикання дихання хворого з повітря на дихання чистим киснем і, навпаки, проба із затримкою дихання на вдиху та на видиху, проба з фізичним дозованим навантаженням та ін.

Мета роботи: опанувати методики визначення функціонального стану системи органів дихання; оцінити функціональні можливості системи органів дихання та вивчити стійкість організму до надлишку вуглекислого газу.

1.1. стійкість дихального центру до надлишку вуглекислого газу (проба Штанге із затримкою дихання на вдиху);

1.2. стійкість організму до надлишку вуглекислого газу (проба в залежності від затримки дихання на видиху);

2. Досліджуйте та дайте оцінку стійкості Вашого організму до надлишку вуглекислого газу (СО2). Для цього визначте показник стійкості Вашого організму до надлишку СО2.

3. Визначте рівень розвитку системи зовнішнього дихання (Пжиз.)

4. Дослідіть відповідність фактичної ЖЕЛ належної та витривалість Ваших дихальних м'язів, для чого виконайте пробу Розенталя.

5. Визначте та дайте оцінку функціональних резервів кардіореспіраторної системи Вашого організму.

6. Визначте стан системи кровообігу та дихання та виявіть контингент осіб, до яких Ви належите за цим показником (проба Серкіна).

Методичні вказівки до виконання

Лабораторно-практичні роботи

1. Виконайте лабораторну роботу “Дослідження та оцінка стану системи органів дихання”

1.1. Проба Штанге (визначення стійкості дихального центру до надлишку вуглекислого газу)

Хід роботи. У положенні сидячи після 2-3 спокійних дихальних рухів, зробіть глибокий вдих і затримайте дихання. При цьому рот повинен бути закритий, а ніс затиснутий пальцями або затискачем. За допомогою секундоміра виміряйте максимально можливий довільний час затримки дихання.

Якщо час затримки дихання на вдиху менше 40 секунд, то стійкість дихального центру до надлишку вуглекислого газу (СО2) незадовільна, 40 - 50 задовільна і понад 50 секунд - хороша.

1.2. Проба Сообразе (визначення стійкості організму до надлишку вуглекислого газу)

Стійкість організму до надлишку вуглекислого газу дозволяють визначити проби із затримкою дихання (апное).

Хід роботи. У положенні сидячи після двох-трьох спокійних дихальних рухів, зробіть видих і затримайте дихання, затиснувши ніс пальцями. Зафіксуйте за допомогою секундоміра максимально довільний час затримки дихання на видиху. У здорових дітей та підлітків час затримки дихання 12 – 13 секунд. Дорослі здорові нетреновані особи можуть затримувати дихання на видиху протягом 20 – 30 секунд, а здорові спортсмени – 30 – 90 секунд.

Якщо апное на видиху у Вас менше 25 секунд, то стійкість організму до надлишку СО2 є незадовільною, 25 - 40 - задовільною, понад 40 секунд - гарною.

2. Визначення показника стійкості організму до надлишку вуглекислого газу

Хід роботи. Стоячи підрахуйте ЧСС по пульсу протягом хвилини. Враховуючи отримані дані ЧСС та час затримки дихання на видиху (проба Сообразе), розрахуйте показник стійкості (ПУ) організму до надлишку вуглекислого газу за формулою: ПУ = ЧСС (уд/хв): тривалість апное (сек)

Запишіть на дошці результати студентів групи, зіставте їх і зробіть висновок про стійкість організму до надлишку СО2.

Чим нижче величина показника, тим стійкість організму до надлишку СО2 вища.

3. Виконайте лабораторну роботу “Дослідження та оцінка морфологічного критерію ступеня розвитку системи зовнішнього дихання”

Ступінь розвитку системи зовнішнього дихання визначте за допомогою розрахунку життєвого показника (Пж.):

Середні величини життєвого показника у чоловіків становлять 65-70 см3/кг, у жінок – не менше 55-60 см3/кг.

4. Виконайте лабораторну роботу “Визначення відповідності фактичної ЖЕЛ належної та витривалості дихальних м'язів”

4.1. Визначення відповідності фактичної ЖЕЛ належної

Хід роботи. Шкалу сухого спірометра встановіть на нулі. Після двох-трьох глибоких вдихів та видихів зробіть максимальний вдих і зробіть рівномірний, максимальний видих у спірометр. Вимірювання повторіть тричі, зафіксуйте максимальний результат.

Отримані дані порівняйте з належною життєвою ємністю легень (ДЖЕЛ), яку розрахуйте за формулами:

ДЖЕЛ(чоловіки) = [зростання (см) х 0,052 – вік (років) х 0,022] – 3,60

ДЖЕЛ(жінки) = [зростання (см) х 0,041 – вік (років) х 0,018] – 2,68

Для визначення відсоткового відхилення фактичної ЖЕЛ від належної знайдіть відношення:

У нормі величина ЖЕЛ може відхилятися від ДЖЕЛ у межах +20%. Підвищення фактичної величини ЖЕЛ щодо ДЖЕЛ вказує на високі морфологічні та функціональні можливості легень.

4.2. Визначення витривалості дихальних м'язів (проба Розенталя)

Хід роботи. За допомогою сухого спірометра кожні 15 секунд виміряйте п'ятикратно величину ЖЕЛ. Результати, отримані при кожному вимірі, внесіть у таблицю 17. Простежте динаміку ЖЕЛ і зробіть висновок про витривалість дихальних м'язів. Залежно від функціонального стану кістково-м'язового апарату системи зовнішнього дихання, кровообігу та нервової системи величина ЖЕЛ у процесі послідовних вимірювань поводиться по-різному. Так, при добрій витривалості дихальних м'язів ЖЕЛ зростає, при задовільній залишається без змін, а при незадовільній витривалості зменшується.

Таблиця 17

Прізвище ім'я по батькові______________________________________

5. Виконайте лабораторну роботу «Дослідження та оцінка функціональних резервів кардіо-респіраторної системи організму»

5 . 1. Визначення індексу Скибінської (ІС)

Хід роботи. Після 5-хвилинного відпочинку в положенні сидячи визначте по пульсу ЧСС, уд/хв, ЖЕЛ, в мл та через 5 хвилин тривалість затримки дихання (ЗД) після спокійного вдиху, в сек. За формулою розрахуйте ІВ:

ІС = 0,01 ЖЕЛ х ЗД/ЧСС

Оцінку отриманих результатів зробіть, користуючись таблицею 18. Зробіть висновок про функціональні резерви кардіореспіраторної системи. Ваш організм. Зіставте отримані дані з особливостями способу життя (куріння, звичка вживати міцний чай, каву, гіподинамію тощо) або з наявністю захворювань.

Таблиця 18

ОЦІНКА ФУНКЦІОНАЛЬНИХ РЕЗЕРВІВ КАРДІО-РЕСПІРАТОРНОЇ

СИСТЕМИ ПО ІНДЕКСУ СКИБІНСЬКОЇ

5.2. Проба Сьоркіна

Хід роботи. У положенні сидячи після 2-3 спокійних дихальних рухів зробіть вдих і затримайте дихання, затиснувши ніс пальцями. Зафіксуйте за допомогою секундоміра максимально довільний час затримки дихання на вдиху (1 фаза, спокій). Зробіть 20 присідань за 30 секунд і також визначте тривалість затримки дихання на вдиху (II фаза, після 20 присідань). Стоячи відпочиньте 1 хвилину і повторіть визначення тривалості затримки дихання на вдиху в положенні сидячи (III фаза після відпочинку в положенні сидячи). Отримані результати внесіть до таблиці 19.

Таблиця 19

Прізвище ім'я по батькові _________________________________________

Оцінку отриманих результатів проведіть, користуючись таблицею 20. Визначте категорію обстежуваних, до якої Ви ставитеся за станом кардіореспіраторної системи. Зробіть висновок про причини, з яких Ви зараховані до тієї чи іншої категорії обстежуваних. Зіставте отримані дані з особливостями способу життя (куріння, гіподинамія і т.д.) або з наявністю захворювань.

Таблиця 20

5. Проаналізуйте дані, отримані під час виконання всіх лабораторних робіт. На підставі аналізу отриманих результатів вкажіть стійкість Вашого організму до надлишку вуглекислого газу, категорію обстежуваних, до якої Ви ставитеся станом кардіо-респіраторної системи (дані проби Серкіна), стан витривалості дихальних м'язів. Зробіть висновок про функціональні резерви кардіо-респіраторної системи Вашого організму.