Volumul respirator al plămânilor este normal. Biblioteca deschisă - o bibliotecă deschisă de informații educaționale. Volumul plămânilor la diferite persoane

Ce afectează volumul plămânilor?

Capacitatea pulmonară a unei persoane medii este de aproximativ trei până la șase litri (de aer). Sportivii pentru care umplerea plămânilor cu aer contează (scafandri, înotători, alergători) dezvoltă o capacitate pulmonară de până la opt litri în timpul antrenamentului. Cu respirația profundă, volumul plămânilor încarcă cantitatea maximă de aer, dar cu o respirație normală uniformă, plămânii nu funcționează la capacitatea lor maximă. Se pune întrebarea de ce acest volum este atât de important, ceea ce afectează volumul pulmonar?

Într-o stare calmă, organismul, neîmpovărat de boli, nu folosește întregul volum al plămânilor pentru a susține munca tuturor. sisteme functionale. Însă organismul are întotdeauna mecanisme compensatorii care se activează dacă este necesar, stabilind un alt ritm de viață pentru o persoană (în stare de frică sau tensiune nervoasă, la depășirea obstacolelor dificile din mediul natural, în timpul efortului fizic, în timpul modificări patologiceîn diferite structuri ale corpului).

In toate Situații de urgență asociat cu alergarea, ținerea respirației, orice stres fizic, organismul trebuie să fie capabil să coreleze costul oxigenului cu aportul acestuia și fie să respire mai des, fie să încarce mai mult aer în plămâni pentru a menține nivelul de oxigen din organism este normal. Natura a hotărât că este mai indicat să aibă în rezervă un rezervor mai mare pentru umplerea corpului cu aer, ceea ce va face posibil, în condiții de ținere a respirației sau atunci când se respiră cu impurități de gaze altele decât oxigenul (conform motive diferite, inclusiv cele patologice), să aibă la dispoziție un volum de aer suficient pentru a produce volumul necesar de oxigen.

Dar o persoană nu poate prezice când exact poate avea nevoie de funcționarea unui mecanism compensator, din acest motiv, trebuie să aveți grijă în prealabil să mențineți capacitatea vitală a plămânilor într-o stare normală. Este foarte important să detectați și să tratați bolile respiratorii în timp util; antrenează plămânii în procesul vieții, creând artificial un anumit tip de sarcină. Acest lucru va ajuta în cazurile în care va fi necesară compensarea

Volumul pulmonar. Rata de respiratie. Adâncimea respirației. Volumele de aer pulmonare. Volumul respirator. Rezervă, volum rezidual. capacitate pulmonara.

fazele respirației.

Procesul de respirație externă datorită modificărilor volumului de aer din plămâni în timpul fazelor inspiratorii și expiratorii ale ciclului respirator. Cu o respirație calmă, raportul dintre durata inhalării și expirația în ciclul respirator este în medie de 1:1,3. Respirația externă a unei persoane se caracterizează prin frecvența și profunzimea mișcărilor respiratorii. Rata de respiratie o persoană este măsurată prin numărul de cicluri respiratorii timp de 1 minut, iar valoarea sa în repaus la un adult variază de la 12 la 20 într-un minut. Acest indicator al respirației externe crește în timpul muncii fizice, o creștere a temperaturii ambientale și, de asemenea, se modifică odată cu vârsta. De exemplu, la nou-născuți, frecvența respiratorie este de 60-70 la 1 min, iar la persoanele cu vârsta cuprinsă între 25-30 de ani, o medie de 16 la 1 min. Adâncime de respirație determinat de volumul de aer inspirat și expirat în timpul unui ciclu respirator. Produsul frecvenței mișcărilor respiratorii prin adâncimea lor caracterizează valoarea principală a respirației externe - ventilatie pulmonara. O măsură cantitativă a ventilației pulmonare este volumul minut al respirației - acesta este volumul de aer pe care o persoană îl inspiră și expiră într-un minut. Valoarea volumului minute al respirației unei persoane în repaus variază în intervalul de 6-8 litri. În timpul muncii fizice la o persoană, volumul minutelor de respirație poate crește de 7-10 ori.

Orez. 10.5. Volumele și capacitățile aerului din plămânii umani și curba (spirograma) modificărilor volumului de aer din plămâni în timpul respirației liniștite, inspirației profunde și expirării. FRC - capacitate reziduală funcțională.

Volumele de aer pulmonar. ÎN fiziologie respiratorie a fost adoptată o nomenclatură unificată a volumelor pulmonare la om, care umple plămânii cu respirație calmă și profundă în faza de inspirație și expirație a ciclului respirator (Fig. 10.5). Volumul pulmonar care este inhalat sau expirat de o persoană în timpul respirației liniștite este denumit în mod obișnuit Volumul mareelor. Valoarea sa în timpul respirației liniștite este în medie de 500 ml. Cantitatea maximă de aer, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ pe care o persoană o poate inspira peste volumul curent, se numește volumul de rezervă inspiratorie(în medie 3000 ml). Cantitatea maximă de aer, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ pe care o persoană o poate expira după o expirație calmă, se numește în mod obișnuit volumul de rezervă expiratorie (în medie 1100 ml). În cele din urmă, cantitatea de aer ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ rămâne în plămâni după expirarea maximă este denumită în mod obișnuit volum rezidual, valoarea sa este de aproximativ 1200 ml.

Se numește suma a două sau mai multe volume pulmonare capacitate pulmonara. Volumul de aerîn plămânii omului se caracterizează prin capacitatea inspiratorie, capacitatea vitală și funcțională capacitate reziduala plămânii. Capacitatea inspiratorie (3500 ml) este suma volumului curent și a volumului de rezervă inspiratorie. Capacitatea vitală a plămânilor(4600 ml) include volumul curent și volumele de rezervă inspiratorii și expiratorii. Capacitatea pulmonară reziduală funcțională(1600 ml) este suma volumului de rezervă expirator și a volumului pulmonar rezidual. Sumă capacitate pulmonaraȘi volumul rezidual Se obișnuiește să se numească capacitatea pulmonară totală, a cărei valoare la om este în medie de 5700 ml.

La inhalare, plămânii umani datorită contracției diafragmei și a mușchilor intercostali externi, aceștia încep să-și crească volumul de la nivelul , iar valoarea sa în timpul respirației liniștite este Volumul mareelor, iar cu respirație profundă - atinge diverse valori volum de rezervă suflare. La expirare, volumul plămânilor revine la nivelul inițial de funcționare capacitate reziduala pasiv, datorită reculului elastic al plămânilor. Dacă aerul începe să intre în volumul de aer expirat capacitatea reziduală funcţională, care are loc în timpul respirației profunde, precum și la tuse sau strănut, apoi expirația se realizează prin contractarea mușchilor peretelui abdominal. În acest caz, valoarea presiunii intrapleurale, de regulă, devine mai mare decât presiunea atmosferică, ceea ce determină cea mai mare viteză a fluxului de aer în tractului respirator.

2. Tehnica spirografiei .

Studiul se efectuează dimineața pe stomacul gol. Înainte de studiu, pacientului i se recomandă să fie într-o stare calmă timp de 30 de minute și, de asemenea, să nu mai ia bronhodilatatoare cu cel puțin 12 ore înainte de începerea studiului.

Curba spirografică și indicatorii ventilației pulmonare sunt prezentate în fig. 2.

Indicatori statici(determinată în timpul respiraţiei liniştite).

Principalele variabile utilizate pentru afișarea indicatorilor observați ai respirației externe și pentru a construi indicatori-construcții sunt: ​​volumul debitului de gaz respirator, V (l) si timpul t ©. Relațiile dintre aceste variabile sunt prezentate sub formă de grafice sau diagrame. Toate sunt spirograme.

Un grafic al dependenței de timp a volumului debitului unui amestec de gaze respiratorii se numește spirogramă: volum curgere - timp.

Un grafic al interdependenței debitului volumetric al unui amestec de gaze respirabile și a volumului debitului se numește spirogramă: viteza volumetrica curgere - volum curgere.

Măsura Volumul mareelor(DO) - volumul mediu de aer pe care pacientul îl inspiră și expiră în timpul respirației normale în repaus. În mod normal, este de 500-800 ml. Se numește partea din DO care participă la schimbul de gaze volumul alveolar(AO) și este în medie egală cu 2/3 din valoarea DO. Restul (1/3 din valoarea lui TO) este volumul funcțional al spațiului mort(FMP).

După o expirație calmă, pacientul expiră cât mai profund posibil - măsurat volumul de rezervă expiratorie(ROvyd), care este în mod normal 1000-1500 ml.

După o respirație calmă, se ia cea mai profundă respirație - măsurată volumul de rezervă inspiratorie(Rovd). La analiza indicatorilor statici, se calculează capacitatea inspiratorie(Evd) - suma DO și Rovd, care caracterizează capacitatea țesut pulmonarîntinderea, și capacitate pulmonara(VC) - volumul maxim care poate fi inspirat după cea mai profundă expirație (suma TO, RO VD și Rovid variază în mod normal între 3000 și 5000 ml).

După respirația obișnuită calmă, se execută o manevră de respirație: se ia cea mai profundă respirație, apoi expirația cea mai profundă, cea mai ascuțită și cea mai lungă (cel puțin 6 s). Așa se definește capacitatea vitală forțată(FVC) - volumul de aer care poate fi expirat în timpul expirației forțate după o inspirație maximă (în mod normal 70-80% din CV).

Cum este înregistrată etapa finală a studiului ventilatie maxima(MVL) - volumul maxim de aer care poate fi ventilat de plămâni în I min. MVL caracterizează capacitatea funcțională a aparatului respirator extern și este în mod normal de 50-180 litri. Se observă o scădere a MVL cu o scădere a volumelor pulmonare din cauza tulburărilor restrictive (restrictive) și obstructive ale ventilației pulmonare.

La analiza curbei spirografice obţinute în manevră cu expiraţie forţată, măsurați anumiți indicatori de viteză (Fig. 3):

1) volumul expirator forțatîn prima secundă (FEV 1) - volumul de aer care este expirat în prima secundă cu cea mai rapidă expirare; se măsoară în ml și se calculează ca procent din FVC; persoanele sănătoase expiră cel puțin 70% din FVC în prima secundă;

2) proba sau Indexul Tiffno- raportul VEMS 1 (ml) / VC (ml), înmulțit cu 100%; în mod normal este de cel puțin 70-75%;

3) viteza maximă volumetrică a aerului la nivelul de expirare a 75% FVC (ISO 75) rămas în plămâni;

4) viteza maximă volumetrică a aerului la nivelul expirării a 50% FVC (MOS 50) rămasă în plămâni;

5) viteza maximă volumetrică a aerului la nivelul expirării a 25% FVC (MOS 25) rămasă în plămâni;

6) viteza volumetrică expiratorie forțată medie calculată în intervalul de măsurare de la 25 la 75% FVC (SOS 25-75).

Denumiri pe diagramă. Rate maxime de expirare forțată: 25 ÷ 75% FEV- debitul volumetric în intervalul expirator forțat mediu (între 25% și 75% din capacitatea vitală), FEV1 este volumul fluxului în prima secundă a expirației forțate.

Orez. 3. Curba spirografica obtinuta in manevra expiratorie fortata. Calculul VEMS 1 și SOS 25-75

Calculul indicatorilor de viteză are mare importanțăîn identificarea semnelor de obstrucţie bronşică. Scăderea indicelui Tiffno și a FEV 1 este semn distinctiv boli care sunt însoțite de o scădere a permeabilității bronșice - astm bronsic, boala pulmonară obstructivă cronică, bronșiectazie etc. Indicatorii MOS sunt de cea mai mare valoare în diagnostic manifestări inițiale obstrucție bronșică. SOS 25-75 afișează starea de permeabilitate a bronhiilor mici și a bronhiolelor. Ultimul indicator este mai informativ decât VEMS pentru detectarea precoce a tulburărilor obstructive. Datorită faptului că în Ucraina, Europa și SUA nu există nicio diferență în desemnarea volumelor pulmonare, a capacităților și a indicatorilor de viteză care caracterizează ventilația pulmonară, oferim denumirile acestor indicatori în rusă și engleză (Tabelul 1).

Tabelul 1. Numele indicatorilor ventilației pulmonare în rusă și engleză

Masa 2. Numele și corespondența indicatorilor ventilației pulmonare în diferite țări

Toți indicatorii ventilației pulmonare sunt variabili. Οʜᴎ depind de sex, vârstă, greutate, înălțime, poziția corpului, stare sistem nervos pacient și alți factori. Din acest motiv, pentru o evaluare corectă a stării funcționale a ventilației pulmonare, valoarea absolută a unuia sau altuia indicator este insuficientă. Este necesar să se compare indicatorii absoluti obținuți cu valorile corespunzătoare la o persoană sănătoasă de aceeași vârstă, înălțime, greutate și sex - așa-numiții indicatori datorați. O astfel de comparație este exprimată ca procent în raport cu indicatorul datorat. Abaterile care depășesc 15-20% din valoarea indicatorului datorat sunt considerate patologice.

5. SPIROGRAFIE CU ÎNREGISTRAREA BUCLEI DEBUT-VOLUM

Spirografie cu înregistrarea buclei „flux-volum” - metoda modernă studiul ventilației pulmonare, care constă în determinarea vitezei volumetrice a fluxului de aer în tractul inhalator și afișarea grafică a acesteia sub forma unei bucle flux-volum cu respirația calmă a pacientului și când efectuează anumite manevre respiratorii. In strainatate aceasta metoda numit spirometrie.

scop cercetarea este diagnosticul tipului și gradului de tulburări de ventilație pulmonară pe baza analizei modificărilor cantitative și calitative ale parametrilor spirografici. Indicațiile și contraindicațiile pentru utilizarea metodei sunt similare cu cele pentru spirografia clasică.

Metodologie. Studiul se efectuează în prima jumătate a zilei, indiferent de masă. Pacientului i se propune să închidă ambele căi nazale cu o clemă specială, să ia în gură un muștiuc individual sterilizat și să o strângă strâns cu buzele. Pacientul în poziția șezând respiră prin tub într-un circuit deschis, cu rezistență mică sau deloc la respirație. Pacientului ar trebui să i se explice că, în testul de respirație forțată, expiră în dispozitiv ca și cum ar fi necesar să stingi lumânările pe un tort de ziua de naștere. După o perioadă de respirație liniștită, pacientul respiră cât mai adânc posibil, în urma căreia se înregistrează o curbă eliptică (curba AEB). Apoi pacientul face cea mai rapidă și mai intensă expirație forțată. În același timp, se înregistrează o curbă de formă caracteristică, care la oamenii sănătoși seamănă cu un triunghi (Fig. 4).

Orez. 4. Bucla (curba) normală a raportului dintre debitul volumetric și volumul de aer în timpul manevrelor respiratorii. Inhalarea începe în punctul A, expirația - în punctul B. POS se înregistrează în punctul C. Debitul expirator maxim în mijlocul FVC corespunde punctului D, debitul inspirator maxim - punctului E

Spirograma: debitul volumetric - volumul debitului inspirator/espirator fortat.

Debitul maxim de aer expirator este afișat de partea inițială a curbei (punctul C, unde debitul expirator maxim- POS VYD) - După aceea, debitul volumetric scade (punctul D, unde se înregistrează MOS 50), iar curba revine la poziția inițială (punctul A). În acest caz, curba „flux-volum” descrie relația dintre debitul volumetric de aer și volumul pulmonar (capacitatea pulmonară) în timpul mișcărilor respiratorii. Datele privind vitezele și volumele debitului de aer sunt prelucrate de un computer personal datorită unui dispozitiv adaptat software. Curba debit-volum este apoi afișată pe ecranul monitorului și poate fi imprimată pe hârtie, stocată pe suport magnetic sau în memoria unui computer personal. Dispozitivele moderne funcționează cu senzori spirografici într-un sistem deschis, cu integrarea ulterioară a semnalului de flux de aer pentru a obține valori sincrone ale volumelor pulmonare. Rezultatele studiului calculate pe calculator sunt tipărite împreună cu curba debit-volum pe hârtie în termeni absoluți și ca procent din valorile adecvate. În acest caz, FVC (volumul de aer) este reprezentat pe axa absciselor, iar debitul de aer măsurat în litri pe secundă (l/s) este reprezentat pe axa ordonatelor (Fig. 5).

Orez. Fig. 5. Curba „flux-volum” a respirației forțate și indicatorii ventilației pulmonare la o persoană sănătoasă

Orez. 6 Schema spirogramei FVC și curba expiratorie forțată corespunzătoare în coordonatele flux-volum: V este axa volumului; V" - axa curgerii

Bucla flux-volum este prima derivată a spirogramei clasice. Deși curba flux-volum conține multe din aceleași informații ca și spirograma clasică, vizibilitatea relației dintre debit și volum permite o perspectivă mai profundă asupra caracteristicilor funcționale atât ale căilor aeriene superioare, cât și ale căilor inferioare (Fig. 6). Calculul indicatorilor foarte informativi MOS 25, MOS 50, MOS 75 conform spirogramei clasice are o serie de dificultăți tehnice la realizarea imaginilor grafice. Din acest motiv, rezultatele sale nu sunt foarte precise.În acest sens, este mai bine să determinați acești indicatori din curba debit-volum. Evaluarea modificărilor indicatorilor spirografici de viteză se realizează în funcție de gradul de abatere a acestora de la valoarea corespunzătoare. De regulă, valoarea indicatorului de debit este luată ca limită inferioară a normei, care este de 60% din nivelul corespunzător.

Această poziție este ilustrată de următorul model de creștere pasivă a volumului pulmonar (Fig. 10.3). În acest model, plămânii pot fi considerați ca un balon elastic plasat în interiorul unui recipient format din pereți rigizi și o diafragmă flexibilă. Spațiul dintre balonul elastic și pereții recipientului este etanș. Acest model vă permite să schimbați presiunea din interiorul rezervorului la deplasarea în jos a diafragmei flexibile. Odată cu creșterea volumului recipientului, cauzată de mișcarea în jos a diafragmei flexibile, presiunea în interiorul recipientului, adică în afara recipientului, devine mai mică decât presiunea atmosferică în conformitate cu legea gazului ideal. Balonul se umflă pe măsură ce presiunea din interiorul lui (atmosferică) devine mai mare decât presiunea din recipientul din jurul balonului.
Când se aplică plămânilor umani, care umplu complet volumul cavității toracice, suprafața lor și suprafața interioară a cavității toracice sunt acoperite cu o membrană pleurală. Membrana pleurală a suprafeței plămânilor (pleura viscerală) nu intră în contact fizic cu membrana pleurală care acoperă peretele toracic (pleura parietală), deoarece între aceste membrane există un spațiu pleural (sinonim cu spațiul intrapleural) umplut cu un strat subțire de lichid - lichid pleural. Acest fluid umezește suprafața lobilor plămânilor și promovează alunecarea acestora unul față de celălalt în timpul umflarii plămânilor și, de asemenea, facilitează frecarea dintre pleura parietală și viscerală. Lichidul este incompresibil și volumul său nu crește odată cu scăderea presiunii în cavitatea pleurală. Prin urmare, foarte elastic

Orez. 10.4. Presiunea în alveole și presiunea intrapleurală în fazele inspiratorii și expiratorii ale ciclului respirator.
În absența fluxului de aer în căile respiratorii, presiunea din acestea este egală cu cea atmosferică (A), iar tracțiunea elastică a plămânilor creează presiunea E în alveole.cavități până la -10 cm ap. Art., care ajută la depășirea rezistenței la fluxul de aer în căile respiratorii, iar aerul se deplasează din mediul extern în alveole. Valoarea presiunii intrapleurale se datoreaza diferentei dintre presiunile A - R - E. La expirare, diafragma se relaxeaza si presiunea intrapleurala devine mai putin negativa fata de presiunea atmosferica (-5 cm coloana de apa). Alveolele, datorită elasticității lor, își reduc diametrul, în ele crește presiunea E. Gradientul de presiune dintre alveole și mediul extern contribuie la îndepărtarea aerului din alveole prin căile respiratorii către mediul extern. Valoarea presiunii intrapleurale se datorează sumei lui A + R minus presiunea din interiorul alveolelor, adică A + R - E. A este presiunea atmosferică, E este presiunea din alveole datorită reculului elastic al plămânilor, R. este presiunea care învinge rezistența la fluxul de aer în căile respiratorii, P - presiunea intrapleurală.

plămânii repetă exact modificarea volumului cavității toracice în timpul inspirației. Bronhii, vase de sânge, nervii și vasele limfatice formează rădăcina plămânului, cu care plămânii sunt fixați în mediastin. Proprietățile mecanice ale acestor țesuturi determină gradul principal de forță pe care trebuie să-l dezvolte mușchii respiratori în timpul contracției pentru a provoca o creștere a volumului pulmonar. În condiții normale, recul elastic al plămânilor creează o cantitate nesemnificativă de presiune negativă într-un strat subțire de fluid în spațiul intrapleural în raport cu presiunea atmosferică. Presiunea intrapleurală negativă variază în funcție de fazele ciclului respirator de la -5 (exhalare) la -10 cm ap. Artă. (inspirația) sub presiunea atmosferică (Fig. 10.4). Presiunea intrapleurală negativă poate determina o scădere (colaps) a volumului cavității toracice, pe care țesuturile toracice o contracarează prin structura lor extrem de rigidă. Diafragma, în comparație cu pieptul, este mai elastică, iar cupola sa se ridică sub influența gradientului de presiune care există între cavitățile pleurală și abdominală.
Într-o stare în care plămânii nu se extind și nu se prăbușesc (o pauză, respectiv, după inhalare sau expirație), nu există flux de aer în căile respiratorii, iar presiunea în alveole este egală cu presiunea atmosferică. În acest caz, gradientul dintre presiunea atmosferică și cea intrapleurală va echilibra exact presiunea dezvoltată de recul elastic al plămânilor (vezi Fig. 10.4). În aceste condiții, valoarea presiunii intrapleurale este egală cu

diferența dintre presiunea căilor respiratorii și presiunea dezvoltată de recul elastic al plămânilor. Prin urmare, cu cât plămânii sunt întinși mai mult, cu atât va fi mai puternic recul elastic al plămânilor și cu atât valoarea presiunii intrapleurale este mai negativă în raport cu presiunea atmosferică. Acest lucru se întâmplă în timpul inspirației, când diafragma coboară și recul elastic al plămânilor contracarează umflarea plămânilor, iar presiunea intrapleurală devine mai negativă. La inhalare, această presiune negativă împinge aerul prin căile respiratorii spre alveole, depășind rezistența căilor respiratorii. Ca urmare, aerul pătrunde din mediul extern în alveole.
La expirare, diafragma se relaxează și presiunea intrapleurală devine mai puțin negativă. În aceste condiții, alveolele, datorită elasticității ridicate a pereților lor, încep să scadă în dimensiune și împing aerul din plămâni prin căile respiratorii. Rezistența căilor respiratorii la fluxul de aer menține presiunea pozitivă în alveole și previne prăbușirea lor rapidă. Astfel, în stare de calm în timpul expirației, fluxul de aer în căile respiratorii se datorează doar reculului elastic al plămânilor.
Pneumotorax. Dacă aerul pătrunde în spațiul intrapleural, de exemplu printr-o deschidere a unei plăgi, plămânii se prăbușesc, toracele se extinde ușor, iar diafragma coboară imediat ce presiunea intrapleurală devine egală cu presiunea atmosferică. Această afecțiune se numește pneumotorax, în care plămânii își pierd capacitatea de a urmări modificarea volumului cavității toracice în timpul mișcărilor respiratorii. Mai mult, în timpul inhalării, aerul intră în cavitatea toracică prin deschiderea plăgii și iese în timpul expirației fără a modifica volumul plămânilor în timpul mișcărilor respiratorii, ceea ce face imposibilă schimbul de gaze între mediul extern și corp. Volumele de aer pulmonar în timpul fazelor ciclului respirator
Procesul de respirație externă este cauzat de o modificare a volumului de aer din plămâni în timpul fazelor de inspirație și expirare ale ciclului respirator. Cu o respirație calmă, raportul dintre durata inhalării și expirația în ciclul respirator este în medie de 1:1,3. Respirația externă a unei persoane se caracterizează prin frecvența și profunzimea mișcărilor respiratorii. Frecvența respiratorie a unei persoane este măsurată prin numărul de cicluri respiratorii timp de 1 minut, iar valoarea sa în repaus la un adult variază de la 12 la 20 pe 1 minut. Acest indicator al respirației externe crește în timpul muncii fizice, o creștere a temperaturii ambientale și, de asemenea, se modifică odată cu vârsta. De exemplu, la nou-născuți, frecvența respiratorie este de 60-70 la 1 min, iar la persoanele cu vârsta cuprinsă între 25-30 de ani, o medie de 16 la 1 min. Profunzimea respirației este determinată de volumul de aer inspirat și expirat în timpul unui ciclu respirator. Produsul frecvenței mișcărilor respiratorii prin adâncimea lor caracterizează valoarea principală a respirației externe - ventilația plămânilor. O măsură cantitativă a ventilației pulmonare este volumul minut al respirației - acesta este volumul de aer pe care o persoană îl inspiră și expiră într-un minut. Valoarea volumului minute al respirației unei persoane în repaus variază în intervalul de 6-8 litri. În timpul muncii fizice la o persoană, volumul minutelor de respirație poate crește de 7-10 ori.
Volumele de aer pulmonare. În fiziologia respirației, se adoptă o singură nomenclatură a volumelor pulmonare la om, care umple plămânii cu
respirație calmă și profundă în faza de inspirație și expirație a ciclului respirator (Fig. 10.5). Volumul pulmonar care este inhalat sau expirat de o persoană în timpul unei respirații liniștite se numește volum curent. Valoarea sa în timpul respirației liniștite este în medie de 500 ml. Cantitatea maximă de aer pe care o persoană o poate inspira peste volumul curent se numește volum de rezervă inspiratorie (în medie 3000 ml). Cantitatea maximă de aer pe care o persoană o poate expira după o expirație liniștită se numește volum de rezervă expiratorie (în medie 1100 ml). In final, cantitatea de aer care ramane in plamani dupa o expiratie maxima se numeste volum rezidual, valoarea acestuia fiind de aproximativ 1200 ml.
Suma a două sau mai multe volume pulmonare se numește capacitate pulmonară. Volumul de aer din plămânii unei persoane se caracterizează prin capacitatea inspiratorie, capacitatea vitală și capacitatea pulmonară reziduală funcțională. Capacitatea inspiratorie (3500 ml) este suma volumului curent și a volumului de rezervă inspiratorie. Capacitatea vitală (4600 ml) include volumul curent și volumele de rezervă inspiratorii și expiratorii. Capacitatea reziduală funcțională (1600 ml) este suma volumului de rezervă expirator și a volumului pulmonar rezidual. Suma capacității vitale a plămânilor și a volumului rezidual se numește capacitatea pulmonară totală, a cărei valoare medie la om este de 5700 ml.
La inhalare, plămânii unei persoane, din cauza contracției diafragmei și a mușchilor intercostali externi, încep să-și crească volumul de la nivelul capacității funcționale reziduale, iar valoarea sa în timpul respirației liniștite este volumul curent, iar în timpul respirației profunde. atinge diferite valori ale volumului de rezervă inspiratorie. La expirare, volumul plămânilor revine din nou la nivelul inițial al capacității funcționale reziduale pasiv, datorită reculului elastic al plămânilor. Dacă aerul cu capacitate reziduală funcțională începe să intre în volumul de aer expirat, care are loc în timpul respirației profunde, precum și în timpul tusei sau strănutului, atunci expirația se realizează prin contractarea mușchilor peretelui abdominal. În acest caz, valoarea presiunii intrapleurale, de regulă, devine mai mare decât presiunea atmosferică, ceea ce determină cea mai mare viteză a fluxului de aer în tractul respirator.

DAR. respirație forțată Este asigurat prin implicarea unui număr de mușchi suplimentari în contracție, se efectuează cu o cheltuială mare de energie, deoarece în acest caz rezistența inelastică crește brusc. La inhalare, un rol auxiliar îl joacă toți mușchii atașați de oasele centurii scapulare, craniului sau coloanei vertebrale și capabili să ridice coastele - acestea sunt sternocleidomastoidul, trapezul, ambii mușchi pectorali, mușchiul care ridică scapula, mușchiul scalen, mușchiul seratus anterior. Expirația forțată se efectuează și cu o cheltuială directă suplimentară de energie, In primul rand, ca urmare a contracției mușchilor intercostali interni. Direcția lor este opusă direcției mușchilor intercostali externi, prin urmare, ca urmare a contracției lor, coastele coboară. În al doilea rând, cei mai importanți mușchi auxiliari expiratori sunt mușchii abdominali, în timpul contracției cărora coboară coastele, iar organele cavitate abdominală sunt comprimate și deplasate în sus împreună cu diafragma. La expirația forțată contribuie și mușchii serratus posterior. Desigur, cu inhalarea și expirația forțată, acționează și toate forțele cu ajutorul cărora se realizează o respirație calmă.

B. Tip de respirație depinde de gen și tip de muncă. La bărbați, respirația de tip abdominal este în principal; la femei, este în principal de tip toracic. În cazul muncii preponderent fizice și la femei se formează un tip de respirație predominant abdominal. Tipul toracic de respirație este asigurat în principal datorită muncii mușchilor intercostali. Cu tipul abdominal, ca urmare a unei contracții puternice a diafragmei, organele abdominale sunt deplasate în jos, prin urmare, la inhalare, stomacul „proeminează”.

ÎN. Volumele ventilare plămânii depinde de profunzimea inspiratiei si expirarii. Ventilația plămânilor - schimb de gaze între aerul atmosferic și plămâni. Intensitatea și esența sa sunt exprimate în doi termeni. Hiperventilația - creșterea arbitrară a respirației, fără legătură cu nevoile metabolice ale organismului și hiper, creșterea involuntară a respirației în legătură cu nevoile reale ale organismului. Există volume de ventilație ale plămânilor „și capacitățile acestora, în timp ce termenul de „capacitate” este înțeles ca o combinație a mai multor volume (Fig. 7.5).

1. Volumul mareelor(DO) este volumul de aer pe care o persoană îl inspiră și expiră în timpul unei respirații liniștite, în timp ce durata unui ciclu de respirație este de 4-6 s, actul de inhalare trece ceva mai repede. O astfel de respirație se numește epnoe (respirație bună).

2. Volumul de rezervă inspiratorie(RO inspiratorie) este volumul maxim de aer pe care o persoană îl poate inspira suplimentar după o respirație liniștită.

3. volumul de rezervă expiratorie(RO expirator) - volumul maxim de aer care poate fi expirat după o expirație liniștită.

4. Volumul rezidual(00) - volumul de aer rămas în interior
plamanii dupa expiratie maxima.

5. Capacitatea vitală a plămânilor(VC) este cel mai mare volum de aer care poate fi expirat după o inhalare maximă. La tineri, valoarea corectă a VC poate fi calculată prin formula: VC \u003d Înălțime (m) 2,5 litri.

6. Capacitate reziduala functionala(FOE) - cantitatea de aer rămasă în plămâni după o expirație liniștită este egală cu suma volumului rezidual și a volumului de rezervă expirator.

7. Capacitate pulmonară totală(TEL) - volumul de aer conținut în plămâni la înălțimea inhalării maxime este egal cu suma VC plus volumul rezidual. Capacitatea pulmonară totală, ca și alte volume și capacități, este foarte variabilă și depinde de sex, vârstă și înălțime. Deci, la tinerii de 20-30 de ani, aceasta este egală cu o medie de 6 litri, la bărbații de 50-60 de ani - o medie de aproximativ 5,5 litri.

În cazul pneumotoraxului, cea mai mare parte a aerului rezidual este expulzat, lăsând ceea ce este cunoscut sub numele de volum minim de aer. Acest aer este reținut în așa-numitele capcane de aer, deoarece o parte din bronhiole se prăbușește înaintea alveolelor (bronhiolele terminale și respiratorii nu conțin cartilaj). Prin urmare, plămânul unui adult și al unui nou-născut care respiră nu se scufundă în apă (un test pentru a determina printr-o examinare medico-legală dacă un copil s-a născut viu: plămânul unui născut mort se scufundă în apă, deoarece nu conține aer).

Volum de aer minut(MOV) este volumul de aer care trece prin plămâni în 1 minut. Este de 6-8 litri în repaus, ritmul respirator este de 14-18 pe 1 min. Cu o sarcină musculară intensă, MOB poate ajunge la 100 de litri.

Ventilatie maxima(MVL) este volumul de aer care trece prin plămâni în 1 minut la adâncimea maximă posibilă și ritmul respirator. MVL poate ajunge la 120-150 l/min la un tânăr, și la 180 l/min la sportivi, depinde de vârstă, înălțime, sex. Ceteris paribus, MVL caracterizează permeabilitatea căilor respiratorii, precum și elasticitatea toracelui și extensibilitatea plămânilor.

G. Întrebarea cum să respirați cu o creștere a nevoii organismului de schimb de gaze este adesea discutată: mai rar, dar mai profund sau mai des, dar mai puțin profund? Respirația profundă este mai eficientă pentru schimbul de gaze în plămâni, deoarece o parte din aer poate fi atrasă prin convecție direct în alveole. Cu toate acestea, devine dificil să respirați profund cu o încărcare musculară intensă, deoarece rezistența inelastică (reducerea căilor respiratorii, rezistența la țesutul vâscos și rezistența inerțială) crește foarte mult. Prin urmare, la respirația forțată, consumul de energie pentru asigurarea funcționării verigii externe a respirației crește de la 2% din consumul total în repaus la 20% în timpul muncii fizice grele. În același timp, la persoanele antrenate, o creștere a ventilației pulmonare cu activitate fizica efectuată în principal din cauza adâncirii respirației, iar la persoanele neantrenate - în principal datorită creșterii respirației până la 40-50 pe minut. Cu toate acestea, de obicei, frecvența și profunzimea respirației sunt determinate de activitatea fizică în sine. Organismul însuși (non-pro-

voluntar) stabilește modul de respirație în funcție de capacitățile și nevoile sale fizice în momentul de față. În plus, în timpul muncii fizice intense, o persoană trece adesea imperceptibil de la respirația nazală la respirația bucală, deoarece respirația nazală creează aproximativ jumătate din rezistența la fluxul de aer. Dorința conștientă de a respira mai puțin frecvent, dar mai profund în timpul unei activități fizice intense duce, de asemenea, la o creștere a muncii musculare pentru a depăși creșterea ETL în timpul inspirației profunde. Astfel, se face mai puțină muncă de respirație cu respirația rapidă și superficială, deși ventilația este mai bună cu respirația profundă. Rezultatul benefic pentru organism este mai mare cu o respirație superficială, frecventă. Modul de respirație este stabilit involuntar atât în ​​timpul muncii fizice, cât și în repaus. O persoană în mod conștient (voluntar) nu controlează de obicei frecvența și profunzimea respirației, deși acest lucru este posibil.

D. Ventilatie alveolara mod convectiv (intrare directă aer proaspatîn alveole) apare numai cu muncă fizică foarte intensă. Mult mai des, ventilația alveolelor se realizează prin difuzie. Acest lucru se explică prin faptul că divizarea multiplă dihotomică a bronhiolelor duce la o creștere a secțiunii transversale totale a căilor aeriene în direcția distală și, în mod natural, la o creștere a volumului acesteia. Timpul de difuzie a gazelor în zona de schimb gazos și alinierea compoziției amestecului de gaze în canalele alveolare și alveole este de aproximativ 1 s. Compoziția gazelor zonei de tranziție se apropie de cea a canalelor alveolare în aproximativ același timp - 1 s.

Unul dintre cei mai importanți indicatori, pornind de la care se poate identifica una sau alta încălcare a sistemului respirator, este volumul plămânilor, sau așa-numita „capacitate pulmonară”. Capacitatea pulmonară a unei persoane este măsurată prin cantitatea de aer care poate trece prin plămânii săi atunci când inspiră după ce expiră cât mai profund posibil. La bărbații adulți, de obicei ajunge la aproximativ 3-4 litri, deși poate ajunge adesea până la 6 litri.

Cu o respirație medie se folosește o parte foarte mică din toată această cantitate de aer, doar undeva în jur de 500 ml. Cantitatea de aer care trece prin căile respiratorii în timpul respirației normale se numește „volum curent” al plămânilor și nu este niciodată egală cu capacitatea pulmonară totală.

Volumul plămânilor la diferite persoane

Cele mai mari și mai mici capacități pulmonare au persoane cu următoarele date naturale sau dobândite (cea mai mare - în coloana din stânga, cea mai mică - în dreapta):

Volumul pulmonar uman: tabel

Cu cât altitudinea este mai mare, cu atât presiunea atmosferică este mai mică și, astfel, pătrunderea oxigenului în sângele uman este mai dificilă. În consecință, la o distanță mare de nivelul mării, plămânii pot transporta mult mai puțin oxigen decât la unul mic. Astfel, țesuturile, adaptându-se la noile condiții, își măresc conductivitatea oxigenului.

Cum se calculează volumul pulmonar

Volumul plămânilor unei persoane poate fi calculat în următoarele moduri:

• spirometrie - măsurarea diverșilor indicatori ai calității respirației;
• spirografie - înregistrarea grafică a modificărilor volumului pulmonar;
• pneumografie - înregistrarea grafică a respirației prin modificarea circumferinței toracice;
• pneumotahometrie - măsurarea vitezei maxime a aerului;
• bronhografie - diagnosticarea cu raze X a tractului respirator prin contrastarea acestora;
• bronhoscopie - o examinare specială a traheei și bronhiilor cu un bronhoscop;
• radiografie - o proiecție a stării interne a tractului respirator pe un film cu raze X;
• ecografie - examinarea stării organe interne cu ajutorul ultrasunetelor;
• tomografie computerizată cu raze X;
• Imagistică prin rezonanță magnetică;
• metode cu radionuclizi;
• metoda de diluare a gazelor.

Cum se măsoară volumul pulmonar?

Capacitatea vitală a plămânilor

Pentru a obține valoarea sa, trebuie să respirați profund maxim posibil și apoi expirați profund maxim posibil. Cantitatea de aer care iese atunci când expirați este VC. Adică, capacitatea vitală este cantitatea maximă de aer care poate trece prin tractul respirator al unei persoane. Ca menționat mai devreme, valoarea capacităţii vitale a căilor respiratorii este de obicei de la 3 la 6 litri. Cu ajutorul pneumotahometriei, care a fost utilizată în mod activ în medicină din timpuri recente, este posibil să se determine FVC - capacitatea vitală forțată a plămânilor.

Determinându-și propria valoare FVC, o persoană respiră mai întâi aceeași cea mai profundă și apoi expiră aerul colectat cu viteza maximă posibilă a fluxului expirat. Aceasta va fi așa-numita „expirație forțată”. Apoi computerul însuși va analiza și calcula valoarea necesară.

Volumul mareelor

Aerul care are timp să intre atât în ​​plămâni, cât și să îi părăsească, în timpul respirației normale și într-un ciclu respirator, se numește „volum curent” sau, cu alte cuvinte, „adâncimea respirației”. În medie, este de 500 ml pentru fiecare adult (intervalul general este de la 300 la 800 ml), pentru un copil de o lună - 30 ml, un an - 70 ml, zece ani - 230 ml.

Profunzimea (și rata) normală a respirației se numește eupnee. Se întâmplă ca adâncimea de respirație a unei persoane să depășească vizibil norma. O astfel de respirație excesiv de profundă se numește hiperpnee. Se întâmplă ca, dimpotrivă, să nu ajungă la normă. O astfel de respirație se numește „oligopnee”. De la 8 la 20 de respirații / expirații pe minut - aceasta este frecvența respiratorie normală a unui adult, 50 din aceleași cicluri - eupneea unui copil de o lună, 35 de cicluri - eupnee de un an - copil bătrân, 20 - un copil de zece ani.

Pe lângă aceasta, există și:

• spațiu mort fiziologic - cantitatea de aer din tractul respirator care nu participă la schimbul de gaze (de la 20 la 35% din TO, depășirea valorii, cel mai probabil, indică un fel de patologie);
• spațiu mort anatomic - volumul de aer care nu depășește nivelul bronhiolelor respiratorii (de la 140 la 260 ml);
• volum de rezervă inspiratorie - volumul pe care o persoană îl poate inspira cu cea mai profundă respirație posibilă (aproximativ 2-3 litri);
• volumul de rezervă expiratorie - volumul pe care o persoană îl poate expira cu cea mai profundă expirație (de la 1 la 1,5 litri, la bătrânețe crește la 2,2 litri);
• capacitate reziduala functionala - aerul care se depune in caile respiratorii dupa ce o persoana face o expiratie normala (OOL + expiratie RO).

Video

Din acest videoclip veți afla care este volumul plămânilor umani.