При діагностиці патологій дихальної системи вивчаються різні особливості та показники. Одним із таких показників є обсяг легень. Інакше цей показник називається легеневою ємністю.

Ця характеристика дозволяє зрозуміти, як реалізується функціонування грудної клітини.Легенева ємність має на увазі кількість повітря, яке проходить через цей орган у процесі дихання.

Слід розуміти, що поняття обсягу легень включає кілька інших окремих показників. Цим терміном називається найбільша величина, яка характеризує діяльність грудної клітини та легень, але далеко не все повітря, що здатне вмістити в себе цей орган, використовується людиною в процесі життєдіяльності.

Розмір ємності легень може різнитися залежно від:

• віку;
• підлоги;
• присутніх захворювань
• виду його зайнятості.

Коли йдеться про обсяг легень, мається на увазі середня величина, яку зазвичай орієнтуються лікарі, зіставляючи з нею результати вимірів. Але, при виявленні відхилень, не можна відразу припускати, що людина хвора.

Потрібно враховувати багато особливостей, таких як коло його грудної клітки, особливості способу життя, перенесені хвороби та інші характеристики.

Основні показники та цілі вимірювання

Поняття загальної легеневої ємності характеризується тією кількістю повітря, яка може уміститися у легені людини. Ця величина є найбільшим показником, який описує роботу грудної клітки та органів дихання. Але не все повітря бере участь в обмінних процесах. Для цього вистачає незначної його частини, решта виявляється резервною.

Величина загальної ємності легень представлена ​​сумою двох інших показників (життєвої ємності легень та залишкового повітря).Життєвою ємністю називають величину, яка відображає кількість повітря, що людина видихає при максимально глибокому диханні.

Тобто пацієнт повинен зробити дуже глибокий вдих, а потім сильно видихнути, щоб встановити цей критерій. Під залишковим повітрям розуміють кількість повітря, яке продовжує зберігатися в легенях після активного видиху.

Іншими словами, щоб дізнатися загальний обсяг легень, необхідно з'ясувати дві величини – ЖЕЛ та ВВ. Але й вони не є кінцевими. Величину життєвої ємності становлять ще три показники. Це:

• дихальний об'єм (саме те повітря, яке використовується для дихання);
• резервний обсяг вдиху (його людина вдихає при активному вдиху, крім основного дихального об'єму);
• резервний обсяг видиху (його видихають під час максимального видиху після видалення основного дихального обсягу).

Якщо людина дихає спокійно і неглибоко, то резервна кількість повітря зберігається у неї в легенях. Його, а також залишкове повітря включають показник, званий функціональної залишковою ємністю. Лише з огляду на всі ці величини, можна зробити висновки про стан грудної клітки та її органів.

Дані показники необхідно знати для встановлення правильного діагнозу. Надмірне збільшення або зменшення легеневої ємності веде до небезпечних наслідків, тому цей показник слід контролювати. Особливо якщо є підозри на розвиток серцево-судинних захворювань.

Недостатній об'єм чи неправильне функціонування дихальної системи призводить до кисневого голодування, що негативно впливає на весь організм. Якщо вчасно не виявити відхилення, можуть відбутися незворотні зміни, що сильно ускладнить життя хворого.

Ці показники дозволяють дізнатися, наскільки ефективним є обраний спосіб лікування. Якщо медичний вплив є правильним, ці характеристики стануть покращуватися.

Тому виконання вимірювань такого роду є дуже важливим у процесі лікування. Проте, слід думати про патологічні явища лише з відхиленням у цих величинах. Вони можуть відрізнятися залежно від багатьох обставин, які треба враховувати, щоб зробити правильні висновки.

Особливості вимірювань та показники

Основним методом виявлення обсягу легенів є спірографія. Виконується ця процедура за допомогою спеціального пристрою, яке дозволяє з'ясувати основні характеристики дихання. На їх основі фахівець може зробити висновки щодо стану пацієнта.

Жодної складної підготовки для проведення спірографії не потрібно.Бажано виконувати її вранці, перед їдою. Необхідно, щоб пацієнт не приймав лікарських засобів, що впливають на процес дихання, щоб вимірювання були точними.

За наявності дихальних захворювань, таких як бронхіальна астма, вимірювання потрібно проводити двічі – спочатку без ліків, а потім після їхнього прийняття. Це дозволить встановити особливості впливу препаратів та ефективність лікування.

Оскільки в процесі вимірювань пацієнтові доведеться робити активні вдихи та видихи, у нього можуть виникнути побічні явища, такі як біль голови, слабкість. Також може почати нити груди. Це не повинно лякати, оскільки не становить небезпеки і швидко минає.

Дуже важливо знати, що обсяг легень у дорослої людини може бути різним, і це не означає наявності у неї хвороби. Це може бути обумовлено його віком, особливостями життя, захопленнями та ін.

Крім цього, навіть за однакових обставин у різних людей може бути різний обсяг легень. Тому в медицині передбачається середній показник кожної величини, що вивчається, який може змінюватись в залежності від обставин.

Середнім показником легеневої ємності дорослих є величина 4100-6000 мл. Розмір ЖЕЛ в середньому становить від 3000 до 4800 мл. Залишкове повітря може займати об'єм 1100-1200 мл. Для інших вимірюваних величин також передбачаються певні рамки. Однак вихід за межі не означає розвиток хвороби, хоча лікар і може призначити додаткові аналізи.

Щодо цих особливостей у чоловіків і жінок, то деякі відмінності також спостерігаються. Величини цих особливостей у представниць жіночої статі зазвичай дещо нижчі, хоча це трапляється не завжди. При активних заняттях спортом обсяг легень може збільшитись, в результаті вимірювання жінка може продемонструвати нехарактерні для жінок дані.

Весь складний процес можна поділити на три основні етапи: зовнішнє дихання; та внутрішнє (тканинне) дихання.

Зовнішнє дихання- газообмін між організмом і навколишнім атмосферним повітрям. Зовнішнє дихання включає обмін газів між атмосферним та альвеолярним повітрям, а також легеневих капілярів та альвеолярним повітрям.

Це дихання здійснюється внаслідок періодичних змін обсягу грудної порожнини. Збільшення її обсягу забезпечує вдих (інспірацію), зменшення – видих (експірацію). Фази вдиху і наступного за ним видиху складають. Під час вдиху атмосферне повітря через повітроносні шляхи надходить у легені, при видиху частина повітря залишає їх.

Умови, необхідні для зовнішнього дихання:

• герметичність грудної клітки;
• вільне сполучення легень з навколишнім довкіллям;
• еластичність легеневої тканини.

Доросла людина робить 15-20 подихів на хвилину. Дихання фізично тренованих людей більш рідкісне (до 8-12 подихів на хвилину) та глибоке.

Найбільш поширені методи дослідження зовнішнього дихання

Методи оцінки дихальної функції легень:

• Пневмографія
• Спірометрія
• Спірографія
• Пневмотахометрія
• Рентгенографія
• Рентгенівська комп'ютерна томографія
• Ультразвукове дослідження
• Магнітно-резонансна томографія
• Бронхографія
• Бронхоскопія
• Радіонуклідні методи
• Метод розведення газів

Спірометрія— метод вимірювання об'ємів повітря, що видихається, за допомогою приладу спірометра. Використовуються спірометри різного типу з турбіметричним датчиком, а також водні, в яких повітря, що видихається, збирається під дзвін спірометра, поміщений у воду. По підйому дзвона визначається обсяг повітря, що видихається. Останнім часом широко застосовуються датчики, чутливі до зміни об'ємної швидкості повітряного потоку, приєднані до комп'ютерної системи. Зокрема, на цьому принципі працює комп'ютерна система типу «Спірометр МАС-1» білоруського виробництва та ін. Такі системи дозволяють проводити не лише спірометрію, а й спірографію, а також пневмотахографію).

Спірографія -метод безперервної реєстрації обсягів повітря, що вдихається і видихається. Отриману при цьому графічну криву називають спірофаммою. По спірограмі можна визначити життєву ємність легень та дихальні об'єми, частоту дихання та довільну максимальну вентиляцію легень.

Пневмотахографія -метод безперервної реєстрації об'ємної швидкості потоків повітря, що вдихається і видихається.

Є багато інших методів дослідження респіраторної системи. Серед них плетизмографія грудної клітини, прослуховування звуків, що виникають при проходженні повітря через дихальні шляхи і легені, рентгеноскопія і рентгенографія, визначення вмісту кисню і вуглекислого газу в потоці повітря, що видихається та ін. Деякі з цих методів розглядаються нижче.

Об'ємні показники зовнішнього дихання

Співвідношення величин легеневих обсягів та ємностей представлено на рис. 1.

При дослідженні зовнішнього дихання використовуються такі показники та їх абревіатура.

Загальна ємність легень (ОЕЛ)- Об'єм повітря, що знаходиться в легенях після максимально глибокого вдиху (4-9 л).

Мал. 1. Середні величини обсягів та ємностей легень

Життєва ємність легень

Життєва ємність легень (ЖЕЛ)- Об'єм повітря, який може видихнути людина при максимально глибокому повільному видиху, зробленому після максимального вдиху.

Розмір життєвої ємності легень людини становить 3-6 л. Останнім часом у зв'язку з впровадженням пневмотахографічної техніки дедалі частіше визначають так звану форсовану життєву ємність легень(ФЖЕЛ). При визначенні ФЖЕЛ випробуваний повинен після максимально глибокого вдиху зробити глибокий форсований видих. При цьому видих повинен проводитися з зусиллям, спрямованим на досягнення максимальної об'ємної швидкості повітряного потоку, що видихається, протягом усього видиху. Комп'ютерний аналіз такого форсованого видиху дозволяє розрахувати десятки показників зовнішнього дихання.

Індивідуальну нормальну величину ЖЕЛ називають належною життєвою ємністю легень(ДЖЕЛ). Її розраховують у літрах за формулами та таблицями на основі обліку росту, маси тіла, віку та статі. Для жінок 18-25-річного віку розрахунок можна проводити за формулою

ДЖЕЛ = 3,8 * Р + 0,029 * В - 3,190; для чоловіків того ж віку

Залишковий обсяг

ДЖЕЛ = 5,8 * Р + 0,085 * В - 6,908, де Р - зростання; В - вік (роки).

Величина виміряної ЖЕЛ вважається зниженою, якщо це зниження становить понад 20% рівня ДЖЕЛ.

Якщо показника зовнішнього дихання застосовують назву «ємність», це означає, що у складі такої ємності входять дрібніші підрозділи, звані обсягами. Наприклад, ОЄЛ складається з чотирьох обсягів, ЖЄЛ - з трьох обсягів.

Дихальний обсяг (ДО)- це об'єм повітря, що надходить у легені та видаляється з них за один дихальний цикл. Цей показник називають також глибиною дихання. У стані спокою у дорослої людини ДН становить 300-800 мл (15-20% від величини ЖЕЛ); місячної дитини – 30 мл; однорічного - 70 мл; десятирічного – 230 мл. Якщо глибина дихання більша за норму, то таке дихання називають гіперпное- надлишкове, глибоке дихання, якщо ж ДН менше норми, то дихання назвають олігопное- Недостатнє, поверхневе дихання. При нормальній глибині та частоті дихання його називають еупное- Нормальне, достатнє дихання. Нормальна частота дихання у спокої у дорослих становить 8-20 дихальних циклів за хвилину; місячної дитини – близько 50; однорічного - 35; десятирічного - 20 циклів за хвилину.

Резервний обсяг вдиху (РО вд)- Об'єм повітря, який людина може вдихнути при максимально глибокому вдиху, зробленому після спокійного вдиху. Розмір РВ вд у нормі становить 50-60% від величини ЖЕЛ (2-3 л).

Резервний обсяг видиху (РО вид)- Об'єм повітря, який людина може видихнути при максимально глибокому видиху, зробленому після спокійного видиху. У нормі величина РВ вид становить 20-35% від ЖЕЛ (1-1,5 л).

Залишковий обсяг легень (ООЛ)- Повітря, що залишається в дихальних шляхах і легень після максимального глибокого видиху. Його величина становить 1-1,5 л (20-30% ОЕЛ). У літньому віці величина ООЛ наростає через зменшення еластичної тяги легень, прохідності бронхів, зниження сили дихальних м'язів та рухливості грудної клітки. У віці 60 років він становить близько 45% від ОЕЛ.

Функціональна залишкова ємність (ФОЕ)- Повітря, що залишається в легенях після спокійного видиху. Ця ємність складається з залишкового обсягу легень (ООЛ) та резервного обсягу видиху (РО вид).

Не все атмосферне повітря, що надходить у дихальну систему при вдиху, бере участь у газообміні, а лише те, що доходить до альвеол, що мають достатній рівень кровотоку в оточуючих їх капілярах. У зв'язку з цим виділяють так зване мертвий простір.

Анатомічний мертвий простір (АМП)- це обсяг повітря, що знаходиться в дихальних шляхах до рівня респіраторних бронхіол (на цих бронхіол вже є альвеоли і можливий газообмін). Величина АМП становить 140-260 мл і залежить від особливостей конституції людини (при вирішенні завдань, у яких необхідно враховувати АМП, а величина його не вказана, обсяг АМП приймають рівним 150 мл).

Фізіологічний мертвий простір (ФМП)- Об'єм повітря, що надходить в дихальні шляхи і легені і не бере участі в газообміні. ФМП більше анатомічного мертвого простору, оскільки включає його як складову частину. Крім повітря, що знаходиться в дихальних шляхах, до складу ФМП входить повітря, що надходить у легеневі альвеоли, але не обмінюється газами з кров'ю через відсутність або зниження кровотоку в цих альвеолах (для цього повітря іноді застосовується назва альвеолярний мертвий простір).У нормі величина функціонального мертвого простору становить 20-35% від величини дихального об'єму. Зростання цієї величини понад 35% може свідчити наявність деяких захворювань.

Таблиця 1. Показники легеневої вентиляції

У медичній практиці важливо враховувати фактор мертвого простору під час конструювання приладів для дихання (висотні польоти, підводне плавання, протигази), проведення низки діагностичних та реанімаційних заходів. При диханні через трубки, маски, шланги до дихальної системи людини приєднується додатковий мертвий простір і, незважаючи на зростання глибини дихання, вентиляція альвеол атмосферним повітрям може стати недостатньою.

Хвилинний об'єм дихання

Хвилинний об'єм дихання (МОД)- Об'єм повітря вентильований через легкі та дихальні шляхи за 1 хв. Для визначення МОД достатньо знати глибину, або дихальний об'єм (ДО), та частоту дихання (ЧД):

МОД = ДО * ЧД.

У покіс МОД становить 4-6 л/хв. Цей показник часто називають вентиляцією легень (відрізняти від альвеолярної вентиляції).

Альвеолярна вентиляція

Альвеолярна вентиляція легень (АВЛ)- Обсяг атмосферного повітря, що проходить через легеневі альвеоли за 1 хв. Для розрахунку альвеолярної вентиляції слід знати величину АМП. Якщо вона не визначена експериментально, для розрахунку обсяг АМП беруть рівним 150 мл. Для розрахунку альвеолярної вентиляції можна скористатися формулою

АВЛ = (ДО - АМП). ЧД.

Наприклад, якщо глибина дихання у людини 650 мл, а частота дихання 12, то АВЛ дорівнює 6000 мл (650-150). 12.

АВ = (ДО - ЗМП) * ЧД = ДО альв * ЧД

• АВ – альвеолярна вентиляція;
• ДО альв - дихальний об'єм альвеолярної вентиляції;
• ЧД - частота дихання

Максимальна вентиляція легень (МВЛ)— максимальний об'єм повітря, який може бути провентильований через легені за 1 хв. МВЛ може бути визначена при довільній гіпервентиляції у спокої (дихати максимально глибоко і часто у косовицю допустимо не більше 15 с). За допомогою спеціальної техніки МВЛ можна визначити під час виконання людиною інтенсивної фізичної роботи. Залежно від конституції та віку людини норма МВЛ перебуває у межах 40-170 л/хв. У спортсменів МВЛ може досягати 200 л/хв.

Поточні показники зовнішнього дихання

Крім легеневих обсягів та ємностей для оцінки стану дихальної системи використовують так звані потокові показники зовнішнього диханняНайпростішим методом визначення одного з них - об'ємної пікової швидкості видиху - є пікфлоуметрія.Пікфлоуметри – прості та цілком доступні прилади для користування в домашніх умовах.

Пікова об'ємна швидкість видиху(ПОС) — максимальна об'ємна швидкість потоку повітря, що видихається, досягнута в процесі форсованого видиху.

За допомогою приладу пневмотахометра можна визначити не тільки об'ємну пікову швидкість видиху, але і вдиху.

В умовах медичного стаціонару все більшого поширення набувають прилади пневмотахографи з комп'ютерною обробкою отриманої інформації. Прилади такого типу дозволяють на основі безперервної реєстрації об'ємної швидкості повітряного потоку, що створюється в ході видиху форсованої життєвої ємності легень, розрахувати десятки показників зовнішнього дихання. Найчастіше визначаються ПІС і максимальні (миттєві) об'ємні швидкості повітряного потоку в момент видиху 25, 50, 75% ФЖЕЛ. Їх називають відповідно показниками МОС 25, МОС 50, МОС 75. Популярне також визначення ФЖЕЛ 1 - обсягу форсованого видиху за час, що дорівнює 1 e. На основі цього показника розраховується індекс (показник) Тіффно - виражене у відсотках відношення ФЖЕЛ 1 до ФЖЕЛ. Реєструється також крива, що відображає зміну об'ємної швидкості повітряного потоку в процесі видиху форсованого (рис. 2.4). При цьому на вертикальній осі відображається об'ємна швидкість (л/с), на горизонтальній – відсоток видихнутої ФЖЕЛ.

На наведеному графіку (рис. 2, верхня крива) вершина вказує величину ПОС, проекція моменту видиху 25% ФЖЕЛ на криву характеризує МОС 25 проекція 50% і 75% ФЖЕЛ відповідає величинам МОС 50 і МОС 75 . Діагностичну значимість мають як швидкості потоку в окремих точках, а й увесь хід кривої. Її частина, що відповідає 0-25% видихається ФЖЕЛ, відображає прохідність для повітря великих бронхів, трахеї і ділянки від 50 до 85% ФЖЕЛ - прохідність дрібних бронхів і бронхіол. Прогин на низхідній ділянці нижньої кривої області видиху 75-85% ФЖЕЛ свідчить про зниження прохідності дрібних бронхів і бронхиол.

Мал. 2. Поточні показники дихання. Криві ноток — обсяг здорової людини (верхня), хворої з обструктивними порушеннями прохідності дрібних бронхів (нижня)

Визначення перерахованих об'ємних та потокових показників застосовують у діагностиці стану системи зовнішнього дихання. Для характеристики функції зовнішнього дихання у клініці використовуються чотири варіанти висновків: норма, обструктивні порушення, рестриктивні порушення, змішані порушення (поєднання обструктивних та рестриктивних порушень).

Для більшості потокових та об'ємних показників зовнішнього дихання, що виходять за межі норми, вважаються відхилення їх величини від належного (розрахункового) значення більш ніж на 20%.

Обструктивні порушення- це порушення прохідності дихальних шляхів, що ведуть до збільшення їх аеродинамічного опору. Такі порушення можуть розвиватися в результаті підвищення тонусу гладких м'язів нижніх дихальних шляхів, при гіпертрофії або набряку слизових оболонок (наприклад, при гострих респіраторних вірусних інфекціях), скупченні слизу, гнійного відокремлюваного, при наявності пухлини або стороннього тіла, порушенні регуляції прохідності. інших випадках.

Про наявність обструктивних змін дихальних шляхів судять щодо зниження ПІС, ФЖЕЛ 1, МОС 25, МОС 50, МОС 75, МОС 25-75, МОС 75-85, величини індексу тесту Тіффно та МВЛ. Показник тесту Тіффно в нормі становить 70-85%, зниження його до 60% розцінюється як ознака помірного порушення, а до 40% різко вираженого порушення прохідності бронхів. Крім того, при обструктивних порушеннях збільшуються такі показники, як залишковий обсяг, функціональна залишкова ємність та загальна ємність легень.

Рестриктивні порушення- Це зменшення розправи легень при вдиху, зниження дихальних екскурсій легень. Ці порушення можуть розвинутися через зниження розтяжності легень, при ушкодженнях грудної клітки, наявності спайок, скупчення в плевральній порожнині рідини, гнійного вмісту, крові, слабкості дихальних м'язів, порушенні передачі збудження в нервово-м'язових синапсах та інших причин.

Наявність рестриктивних змін легень визначають зниження ЖЕЛ (не менше 20% від належної величини) і зменшення МВЛ (неспецифічний показник), а також зниження розтяжності легень і в ряді випадків за зростанням показника тесту Тіффно (понад 85%). При рестриктивних порушеннях зменшуються загальна ємність легень, функціональна залишкова ємність та залишковий обсяг.

Висновок про змішані (обструктивні та рестриктивні) порушення системи зовнішнього дихання робиться при одночасному наявності змін вищеперелічених потокових і об'ємних показників.

Легкові обсяги та ємності

Дихальний обсяг -це обсяг повітря, який вдихає та видихає людина у спокійному стані; у дорослої людини він дорівнює 500 мл.

Резервний обсяг вдиху- Це максимальний об'єм повітря, який може вдихнути людина після спокійного вдиху; величина його дорівнює 15-18 л.

Резервний обсяг видиху -це максимальний обсяг повітря, який може видихнути людина після спокійного видиху; цей обсяг складає 1-1,5 л.

Залишковий обсяг -це об'єм повітря, що залишається у легенях після максимального видиху; величина залишкового об'єму 1-1,5 л.

Мал. 3. Зміна дихального об'єму, плеврального та альвеолярного тиску при вентиляції легені

Життєва ємність легень(ЖЕЛ) - це максимальний об'єм повітря, який може видихнути людина після найглибшого вдиху. ЖЕЛ включає резервний обсяг вдиху, дихальний обсяг і резервний обсяг видиху. Життєва ємність легень визначається спірометром, а метод визначення називають спірометрією. ЖЕЛ у чоловіків 4-5,5 л, а у жінок – 3-4,5 л. Вона більше в положенні стоячи, ніж сидячи або лежачи. Фізичне тренування призводить до збільшення ЖЕЛ (рис. 4).

Мал. 4. Спірограма легеневих обсягів та ємностей

Функціональна залишкова ємність(ФОЕ) - обсяг повітря в легенях після спокійного видиху. ФОЕ є сумою резервного обсягу видиху та залишкового обсягу і дорівнює 2,5 л.

Загальна ємність легень(ОЕЛ) - обсяг повітря в легенях після закінчення повного вдиху. ОЕЛ включає залишковий обсяг і життєву ємність легень.

Мертвий простір утворює повітря, яке знаходиться в повітроносних шляхах і не бере участі в газообміні. При вдиху останні порції атмосферного повітря входять у мертве місце і, не змінивши свого складу, залишають його при видиху. Об'єм мертвого простору близько 150 мл, або приблизно 1/3 дихального об'єму при спокійному диханні. Отже, з 500 мл повітря, що вдихається в альвеоли надходить лише 350 мл. В альвеолах до кінця спокійного видиху знаходиться близько 2500 мл повітря (ФОЕ), тому при кожному спокійному вдиху оновлюється лише 1/7 частина альвеолярного повітря.

Зрідка в лікарнях застосовують досить старий метод, який служить для з'ясування функціональних здібностей легень. Використання цього методу не може визначати точну міру порушень системи дихання, але дати орієнтир лікарю щодо того чи іншого відхилення від норми або підтвердити його припущення про певний діагноз – це, безумовно, у межах її компетенції. Мова йде про спірографії легень(від грец, spiro – дихати, grapho – писати). Не вникатимемо в технічні характеристики цього дослідження. Скажімо лише, що обстежуваний робить вдихи або видихи через трубку, з'єднану зі спеціальним приладом, що реєструє за допомогою сучасної електроніки обсяги відповідно повітря, яке ми вдихаємо або видихаємо і записуючи коливання, що створюються при цьому, на паперову стрічку (спірограма).

Змінені показники спірографіїможна отримати за таких захворювань, як бронхіт, бронхіальна астма, емфізема, при порушенні прохідності бронхів або трахеї. Але все ж таки для початку поставимо наступне завдання: розглянути і по можливості запам'ятати нормальні показники дихальних функцій з спірографічного дослідження. Для цього візьмемо спірограму здорового чоловіка років тридцяти, що не курить, за професією, наприклад, лікаря чи юриста (вона представлена ​​на картинці).

З кожним вдихом людина, перебуваючи в спокої, отримує близько 500 мл повітря, та й стільки ж видихає. Ця величина була названа дихальним обсягом (ДО). Якщо попросити його після простого вдиху зробити глибокий вдих, він легко виконає ваше прохання. За старими авторами, обсяг додаткового максимального вдиху становить 1500 мл, ну, від сили, 2000 мл. За сучасними даними резервний обсяг вдиху (РОВС)може досягати величини 3000 мл. Після звичайного видиху людина здатна із зусиллям вичавити з легенів ще 1500-2000 мл повітря – це буде резервний обсяг видиху (РОВИД). Якщо скласти всі величини резервних обсягів вдиху та видиху та дихального об'єму, отримаємо характеристику життєвої ємності легень (ЖЕЛ)яка в середньому становить 4000-4500 мл.

Хоч би як людина намагалася, але все повітря з легень вона все одно не видихне. Навіть після максимального видиху в дихальній системі буде певний залишковий обсяг (ГО)повітря, що дорівнює 1200-1500 мл. При складанні життєвої ємності легень із залишковим обсягом виходить величина, названа загальною ємністю легень (ОЕЛ), вона дорівнює приблизно 6 літрам.

На жаль, але не все повітря дихального об'єму (ДО) може бути використане за призначенням, тобто не все повітря бере участь у газообміні та транспортуванні газів. Частково він залишається у трахеї, а також у системі бронхіальних розгалужень. Тому кажуть, що частина повітря (приблизно 150 мл) із дихального об'єму (ДО) застосовується для заповнення мертвого анатомічного простору. Варто відзначити, що не кожна альвеола контактує з капілярами, тому виходить, що деякі з них функціонально неефективні для газообміну, хоча вони і вентилюються також, як альвеоли контактують з мережею судин. Так утворюється фізіологічний мертвий простір, він представлений сукупністю неефективних альвеол та анатомічним мертвим простором.

І ще одна характеристика, що має важливе значення серед характеристик легеневих обсягів- це хвилинний об'єм дихання (МОД). Його обчислюють помножуючи дихальний об'єм (ДО) на частоту вдихів. Тобто якщо дихальний об'єм (ДО) становить 550 мл, а вдихів зроблено 19 за одну хвилину, величина МОД дорівнюватиме 10450 мл.

Для функціональної характеристики дихання прийнято використовувати різні легеневі об'єми та ємності. Легкові обсяги поділяються на статичні та динамічні. Перші вимірюють при завершених дихальних рухах. Другі вимірюють при проведенні дихальних рухів та з обмеженням часу на їх виконання. Місткість включає кілька обсягів.

Обсяг повітря у легких та дихальних шляхах залежить від наступних показників: 1) антропометричних індивідуальних характеристик людини та будови дихальної системи; 2) властивостей легеневої тканини; 3) поверхневого натягу альвеол; 4) сили, що розвивається дихальними м'язами.

Дихальний обсяг (ДО)- обсяг повітря, яке вдихає та видихає людина під час спокійного дихання (рис. 5). У дорослої людини ДО становить приблизно 500 мл. Величина ДО залежить від умов виміру (спокій, навантаження, положення тіла). ДО розраховують як середню величину після виміру приблизно шести спокійних дихальних рухів.

Резервний обсяг вдиху (РО вд)- максимальний об'єм повітря, яке здатне вдихнути випробуваний після спокійного вдиху. Розмір РВ вд становить 1,5-1,8 л.

Резервний обсяг видиху (РО вид)-максимальний обсяг повітря, який людина додатково може видихнути після спокійного видиху. Величина РВ видиху нижче у горизонтальному положенні, ніж у вертикальному, зменшується при ожирінні. Вона дорівнює середньому 1,0-1,4 л.

Залишковий обсяг (ГО)- обсяг повітря, що залишається у легенях після максимального видиху. Розмір залишкового обсягу дорівнює 1,0-1,5 л.

Дослідження динамічних легеневих обсягів представляє науковий та клінічний інтерес, та їх опис виходить за рамки курсу нормальної фізіології,

Легкові ємності. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) включає дихальний об'єм, резервний об'єм вдиху, резервний об'єм видиху. У чоловіків середнього віку ЖЕЛ варіює не більше 3,5-5,0 л і більше. Для жінок типові нижчі величини (3,0-4,0 л). Залежно від методики вимірювання ЖЕЛ розрізняють ЖЕЛ вдиху, коли після повного видиху виробляється максимально глибокий вдих і ЖЕЛ видиху, коли після повного вдиху проводиться максимальний видих.

Місткість вдиху (Е вд) дорівнює сумі дихального об'єму та резервного об'єму вдиху. Людина Е вд становить середньому 2,0-2.3 л.

Малюнок 5. Легкові обсяги та ємності

Функціональна залишкова ємність (ФОЕ)- Об'єм повітря в легенях після спокійного видиху. ФОЕ є сумою резервного обсягу видиху та залишкового обсягу. ФОЕ вимірюється методами газової дилюції, або «розведення газів» та плетизмографічно. На величину ФОЕ істотно впливає рівень фізичної активності людини і положення тіла: ФОЕ менше в горизонтальному положенні тіла, ніж сидячи або стоячи. ФОЕ зменшується при ожирінні внаслідок зменшення загальної розтяжності грудної клітки.

Загальна ємність легень (ОЕЛ)- обсяг повітря у легенях після закінчення повного вдиху. ОЕЛ розраховують двома способами:

ОЕЛ = 00 + ЖЕЛ або ОЕЛ = ФОЕ + ЄВД. ОЕЛ може бути виміряна за допомогою плетизмографії або методом газової дилюції.

Вимірювання легеневих обсягів та ємностей має клінічне значення при дослідженні функції системи зовнішнього дихання у здорових людей та при діагностиці захворювання легень.

Вентиляція легень - безперервний регульований процес оновлення газового складу повітря, що міститься у легенях. Вентиляція легень забезпечується введенням у них атмосферного повітря, багатого на кисень, і виведення при видиху газу, що містить надлишок вуглекислого газу.

Легенева вентиляція характеризується хвилинним об'ємом дихання. У стані спокою доросла людина вдихає і видихає 500 мл повітря при частоті 16-20 разів на хвилину (хвилинний 8-10 л), новонароджений дихає частіше - 60 разів, дитина 5 років - 25 разів на хвилину. Об'єм дихальних шляхів (де газообмін не відбувається) - 140 мл, так зване повітря шкідливого простору; таким чином, альвеоли надходить 360 мл. Рідкісне і глибоке дихання зменшує обсяг шкідливого простору, і воно значно ефективніше.

До статичних обсягів належать величини, які вимірюють після завершення дихального маневру без обмеження швидкості (часу) його виконання.

До статичних показників відносяться чотири первинні легеневі об'єми: - дихальний об'єм (ДО - VT);

Резервний обсяг вдиху (Ровд – IRV);

Резервний обсяг видиху (РОвид - ERV);

Залишковий обсяг (ГО - RV).

А також і ємності:

Життєва ємність легень (ЖЕЛ - VC);

Місткість вдиху (Евд - IC);

Функціональна залишкова ємність (ФОЕ – FRC);

Загальна ємність легень (ОЕЛ – TLC).

Динамічні величини характеризують об'ємну швидкість повітряного потоку. Їх визначають з урахуванням часу, витраченого виконання дихального маневру. До динамічних показників відносяться:

Об'єм форсованого видиху за першу секунду (ОФВ 1 – FEV 1);

Форсована життєва ємність (ФЖЕЛ – FVC);

Пікова об'ємна (PEV) швидкість видиху (ПОСвид - PE) та ін.

Обсяги та ємності легень здорової людини визначає ряд факторів:

1) зростання, маса тіла, вік, расова приналежність, конституційні особливості людини;

2) еластичні властивості легеневої тканини та дихальних шляхів;

3) скорочувальні характеристики інспіраторних та експіраторних м'язів.

Для визначення легеневих обсягів та ємностей використовуються методи спірометрії, спірографії, пневмотахометрії та бодіплетизмографії.

Для сумісності результатів вимірювань легеневих обсягів та ємностей отримані дані повинні співвідноситися зі стандартними умовами: температура тіла 37 о С, атмосферного тиску 101 кПА (760 мм рт ст), відносної вологості 100%.

Дихальний обсяг

Дихальний об'єм (ДО) - це об'єм повітря, що вдихається і видихається при нормальному диханні, що дорівнює в середньому 500 мл (з коливаннями від 300 до 900 мл).

З нього близько 150 мл становить обсяг повітря функціонального мертвого простору (ВФМП) у гортані, трахеї, бронхах, яке не бере участі у газообміні. Функціональна роль ВФМП полягає в тому, що він поєднується з повітрям, що вдихається, зволожуючи і зігріваючи його.

Резервний обсяг видиху

Резервний обсяг видиху - це обсяг повітря, що дорівнює 1500 -2000 мл, який людина може видихнути, якщо після нормального видиху зробить максимальний видих.

Резервний обсяг вдиху

Резервний об'єм вдиху – це об'єм повітря, яке людина може вдихнути, якщо після нормального вдиху зробить максимальний вдих. дорівнює 1500 - 2000 мл.

Життєва ємність легень

Життєва ємність легень (ЖЕЛ) - максимальна кількість повітря, що видихається після найглибшого вдиху. ЖЕЛ є одним із основних показників стану апарату зовнішнього дихання, що широко використовується в медицині. Поруч із залишковим обсягом, тобто. обсягом повітря, що залишається в легенях після найглибшого видиху, ЖЕЛ утворює загальну ємність легень (ОЕЛ).

У нормі ЖЕЛ становить близько 3/4 загальної ємності легень і характеризує максимальний обсяг, у якого людина може змінювати глибину свого дихання. При спокійному диханні здорова доросла людина використовує невелику частину ЖЕЛ: вдихає і видихає 300-500 мл повітря (так званий дихальний об'єм). У цьому резервний обсяг вдиху, тобто. кількість повітря, яке людина здатна додатково вдихнути після спокійного вдиху, і резервний обсяг видиху, рівний обсягу повітря, що додатково видихається після спокійного видиху, становить в середньому приблизно по 1500 мл кожен. Під час фізичного навантаження дихальний обсяг зростає за рахунок використання резервів вдиху та видиху.

Життєва ємність легень є показником рухливості легень та грудної клітки. Незважаючи на назву, вона не відображає параметрів дихання в реальних («життєвих») умовах, тому що навіть при найвищих потребах, які пред'являються організмом до дихальної системи, глибина дихання ніколи не досягає максимального з можливих значень.

З практичної точки зору недоцільно встановлювати «єдину» норму для життєвої ємності легень, оскільки ця величина залежить від ряду факторів, зокрема від віку, статі, розмірів та положення тіла та ступеня тренованості.

З віком життєва ємність легень зменшується (особливо після 40 років). Це пов'язано зі зниженням еластичності легень та рухливості грудної клітки. У жінок у середньому на 25% менше, ніж у чоловіків.

Залежність від зростання можна обчислити за наступним рівнянням:

ЖЕЛ = 2.5 * зростання (м)

ЖЕЛ залежить від положення тіла: у вертикальному положенні вона дещо більша, ніж у горизонтальному положенні.

Пояснюється це тим, що у вертикальному положенні у легенях міститься менше крові. У тренованих людей (особливо у плавців, веслярів) вона може становити до 8 л, оскільки у спортсменів сильно розвинені допоміжні дихальні м'язи (великі та малі грудні).

Залишковий обсяг

Залишковий об'єм (ГО) - це об'єм повітря, що залишається у легенях після максимального видиху. дорівнює 1000 - 1500 мл.

Загальна ємність легень

Загальна (максимальна) ємність легень (ОЕЛ) є сумою дихального, резервних (вдих та видих) та залишкового обсягів і становить 5000 - 6000 мл.

Дослідження дихальних обсягів необхідне оцінки компенсації дихальної недостатності шляхом збільшення глибини дихання (вдиху і видиху).

Життєва ємність легень. Систематичні заняття фізкультурою та спортом сприяють розвитку дихальної мускулатури та розширенню грудної клітки. Вже через 6-7 місяців після початку занять плаванням або бігом життєва ємність легень у юних спортсменів може зрости на 500 куб. и більше. Зниження її – ознака перевтоми.

Вимірюється Життєва ємність легень спеціальним приладом – спірометром. Для цього спочатку закрийте пробкою отвір внутрішнього циліндра спірометра і продезінфікуйте його мундштук спиртом. Після глибокого вдиху зробіть через узятий у рот мундштук глибокий видих. При цьому повітря не повинно проходити повз мундштук або через ніс.

Вимір повторюють двічі, а щоденнику записують найвищий результат.

Життєва ємність легень у людини коливається від 2,5 до 5л, а в деяких спортсменів досягає 5,5л і більше. Життєва ємність легень залежить від віку, статі, фізичного розвитку та інших факторів. Зменшення її більш ніж на 300 куб.см може вказувати на перевтому.

Дуже важливо навчитися повного глибокого дихання, уникати його затримки. Якщо в спокої частота дихання зазвичай дорівнює 16-18 за хв., то при фізичному навантаженні, коли організм потребує більшої кількості кисню, ця частота може досягати 40 і більше. При появі частого поверхневого дихання, задишки потрібно припинити заняття, відзначити це в щоденнику самоконтролю і звернутися до лікаря.