Koks yra potvynio tūris? Kvėpavimo matavimo metodai. Kas turi įtakos plaučių talpai?

Vėdinimas– Tai dujų mainai tarp alveolių oro ir plaučių. Kiekybinė plaučių ventiliacijos charakteristika yra minutinis kvėpavimo tūris (MVR) – oro tūris, praeinantis per plaučius per 1 minutę. MOD galite nustatyti, jei žinote kvėpavimo judesių dažnį (ramybės būsenoje suaugusiam žmogui jis yra 16-20 per 1 minutę) ir potvynio tūrį (DO = 350 - 800 ml).

MOD=RR´DO = 5000 -16000 ml/min

Tačiau plaučių dujų mainuose dalyvauja ne visas ventiliuojamas oras, o tik ta jo dalis, kuri pasiekia alveoles. Faktas yra tai, kad maždaug 1/3 potvynio tūrio ramybės metu tenka vadinamųjų kvėpavimo takų ventiliacijai. anatominė negyva erdvė (MF), užpildytas oru, kuris tiesiogiai nedalyvauja dujų mainuose ir juda tik kvėpavimo takų spindyje įkvėpus ir iškvepiant. Tačiau kartais kai kurios alveolės neveikia arba funkcionuoja iš dalies dėl to, kad netoliese esančiuose kapiliaruose nėra arba sumažėja kraujotaka. Funkciniu požiūriu šios alveolės taip pat reiškia negyvąją erdvę. Kai įtraukiama alveolių negyvoji erdvė iš viso miręs pastaroji erdvė vadinama ne anatomine, o fiziologinė negyva erdvė. Sveiko žmogaus anatominė ir fiziologinė erdvė yra beveik vienoda, tačiau jei dalis alveolių nefunkcionuoja arba funkcionuoja tik iš dalies, fiziologinės negyvosios erdvės tūris gali būti kelis kartus didesnis nei anatominės.

Todėl alveolių erdvių vėdinimas yra alveolių ventiliacija (AV) - reiškia plaučių ventiliaciją atėmus negyvos erdvės ventiliaciją.

AB = BH´(DO –MP)

Alveolių ventiliacijos intensyvumas priklauso nuo kvėpavimo gylio: kuo gilesnis kvėpavimas (daugiau DO), tuo intensyvesnė alveolių ventiliacija.

Maksimali ventiliacija (MVV)- oro tūris, praeinantis per plaučius per 1 minutę, esant maksimaliam kvėpavimo judesių dažniui ir gyliui Maksimali ventiliacija vyksta intensyvaus darbo metu, kai organizme trūksta O 2 (hipoksija) ir CO 2 perteklius (hiperkapnija). įkvėpto oro. Tokiomis sąlygomis MOR gali siekti 150 - 200 litrų per minutę.

Aukščiau išvardyti rodikliai yra dinamiški ir atspindi kvėpavimo sistemos efektyvumą laiko atžvilgiu (dažniausiai per 1 minutę).

Be dinaminių rodiklių, išorinis kvėpavimas vertinamas pagal statiniai indikatoriai (7 pav.):

§ potvynio tūris (TO) - tai ramiai kvėpuojant įkvepiamo ir iškvepiamo oro tūris (suaugusio žmogaus 350 - 800 ml);

§ rezervinis įkvėpimo tūris (IRV)– papildomas oro tūris, kurį galima įkvėpti ne tik tyliai įkvėpus priverstinio kvėpavimo metu (PO vd vidutiniškai 1500-2500 ml);

§ iškvėpimo rezervo tūris (ERV)– maksimalus papildomas oro tūris, kurį galima iškvėpti ramiai iškvėpus (PO iškvėpimas vidutiniškai 1000-1500 ml);

§ liekamasis plaučių tūris (00) - oro tūris, kuris lieka plaučiuose po maksimalaus iškvėpimo (OO = 1000-1500 ml)

7 pav. Spirograma ramiam ir priverstiniam kvėpavimui

Kai plaučiai kolapsuoja (pneumotoraksas), didžioji dalis likusio oro išeina ( griūties likutinis tūris = 800-1000 ml), ir lieka plaučiuose minimalus liekamasis tūris(200-400 ml). Šis oras sulaikomas vadinamuosiuose oro spąstuose, nes dalis broncholių suyra prieš alveoles (galinėje ir kvėpavimo takų bronchuose nėra kremzlių). Šios žinios naudojamos teismo medicinos patikrinti, ar vaikas gimė gyvas: negyvagimio plaučiai skęsta vandenyje, nes juose nėra oro.

Plaučių tūrių sumos vadinamos plaučių talpa.

Išskiriami šie plaučių pajėgumai:

1. bendra plaučių talpa (TLC)- oro tūris plaučiuose po maksimalaus įkvėpimo - apima visus keturis tūrius

2. gyvybinis plaučių pajėgumas (VC) apima potvynio tūrį, įkvėpimo rezervinį tūrį, iškvėpimo rezervinį tūrį. Gyvybinis pajėgumas – tai iš plaučių iškvepiamo oro tūris maksimaliai įkvėpus ir maksimaliai iškvėpus.

Gyvybiškas = DO + ROvd + ROvyd

Vyrų gyvybinė talpa yra 3,5 - 5,0 l, moterų - 3,0-4,0 l. Gyvybinio pajėgumo vertė priklauso nuo ūgio, amžiaus, lyties ir funkcinio pasirengimo laipsnio.

Su amžiumi šis skaičius mažėja (ypač po 40 metų). Tai susiję su sumažėjusiu plaučių elastingumu ir judumu krūtinė. Moterų gyvybinis pajėgumas yra vidutiniškai 25% mažesnis nei vyrų. Gyvybinis pajėgumas priklauso nuo ūgio, nes krūtinės dydis yra proporcingas kitiems kūno matmenims. VC priklauso nuo treniruotės laipsnio: VC yra ypač didelis (iki 8 l) plaukikams ir irkluotojams, nes šie sportininkai turi gerai išvystytus pagalbinius raumenis (didžiuosius ir mažuosius krūtinės raumenis).

3. įkvėpimo pajėgumas (Evd) lygus potvynio tūrio ir įkvėpimo rezervinio tūrio sumai, vidutiniškai 2,0 - 2,5 l;

4. funkcinis liekamasis pajėgumas (FRC)- oro tūris plaučiuose po ramaus iškvėpimo. Ramaus įkvėpimo ir iškvėpimo metu plaučiuose nuolat yra apie 2500 ml oro, užpildančio alveoles ir apatinius kvėpavimo takus. Taip dujų sudėtis alveolių oras išlieka pastoviame lygyje.

Įprasto tyrimo metu TLC, OO ir FRC negalima matuoti. Jie nustatomi naudojant dujų analizatorius, tiriant uždarojo ciklo dujų mišinių sudėties pokyčius (helis, azoto kiekis).

Įvertinti plaučių ventiliacijos funkciją, kvėpavimo takų būklę ir ištirti kvėpavimo būdą (brėžinys), įvairių metodų tyrimas: pneumografija, spirometrija, spirografija.

Spirografija (Lotynų kalba spiro kvėpuoja + graikiškas grafas rašyti, pavaizduoti)- būdas grafiškai fiksuoti plaučių tūrio pokyčius natūralių kvėpavimo judesių ir valingų priverstinių kvėpavimo manevrų metu.

Spirografija leidžia gauti daugybę rodiklių, apibūdinančių plaučių ventiliaciją.

Techniniu požiūriu visi spirografai skirstomi į atviro ir uždarojo tipo įrenginius (8 pav.).

Ryžiai. 8. Scheminis spirografo vaizdavimas

Atviro tipo aparatuose pacientas įkvepia atmosferos oro per vožtuvų dėžutę, o iškvepiamas oras patenka į Douglas maišelį arba Tiso spirometrą (100-200 l talpa), kartais į dujų skaitiklį, kuris nuolat nustato jo tūrį. Taip surinktas oras analizuojamas: nustatomos deguonies absorbcijos ir anglies dioksido išsiskyrimo per laiko vienetą reikšmės. Uždaro tipo įrenginiuose naudojamas oras iš prietaiso varpelio, cirkuliuojantis uždara grandine be ryšio su atmosfera. Iškvėptas anglies dioksidas sugeriamas specialiu absorberiu.

Šiuolaikiniai įrenginiai, fiksuojantys plaučių tūrio pokyčius kvėpavimo metu (tiek atviro, tiek uždaro tipo), turi elektroninius skaičiavimo įrenginius, skirtus automatiniam matavimo rezultatų apdorojimui.

Analizuojant spirogramą, nustatomi ir greičio rodikliai. Greičio rodiklių skaičiavimas turi didelę reikšmę nustatyti bronchų obstrukcijos požymius.

§ Priverstinis iškvėpimo tūris per 1 s(FEV1) – didžiausiomis pastangomis iš plaučių išstumiamas oro tūris per pirmą iškvėpimo sekundę po gilaus įkvėpimo, t.y. dalis FVC iškvėpė pirmąją sekundę. Visų pirma, FEV1 atspindi didžiųjų kvėpavimo takų būklę ir dažnai išreiškiamas kaip gyvybinės talpos procentas. normalioji vertė FEV1 = 75 % gyvybinė talpa).

§ Tiffno indeksas – FEV1/FVC santykis, išreikštas %:

IT= FEV1' 100%

FVC

Jis nustatomas atliekant kvėpavimo „stūmimo“ testą (Tiffno testą) ir susideda iš vieno priverstinio iškvėpimo tyrimo, leidžiančio padaryti svarbias diagnostines išvadas apie kvėpavimo aparato funkcinę būklę. Iškvėpimo pabaigoje kvėpavimo srauto intensyvumas ribojamas dėl smulkiųjų kvėpavimo takų suspaudimo (8 pav.).

Ryžiai. 9. Scheminis spirogramos ir jos rodiklių pavaizdavimas

Priverstinis iškvėpimo tūris per pirmąją sekundę (FEV1) paprastai yra ne mažesnis kaip 70–75%. Tiffno indekso ir FEV1 sumažėjimas yra būdingas bruožas ligos, kurias lydi sumažėjimas bronchų obstrukcija - bronchų astma, lėtinė obstrukcinė plaučių liga, bronchektazė ir kt.

Naudodami spirogramą galite nustatyti deguonies tūris, suvartojama organizmo. Jei spirografe yra deguonies kompensavimo sistema, šis rodiklis nustatomas pagal į jį patenkančio deguonies kreivės nuolydį, o jei tokios sistemos nėra – pagal ramaus kvėpavimo spirogramos nuolydį. Padalijus šį tūrį iš minučių, per kurias buvo užfiksuotas deguonies suvartojimas, skaičiaus gaunama vertė VО 2(yra 200-400 ml ramybės būsenoje).

Visi plaučių ventiliacijos rodikliai yra kintami. Jie priklauso nuo lyties, amžiaus, svorio, ūgio, kūno padėties, būklės nervų sistema pacientas ir kiti veiksniai. Todėl teisingam įvertinimui funkcinė būklė plaučių ventiliacija, absoliuti vieno ar kito rodiklio reikšmė yra nepakankama. Būtina palyginti gautus absoliutūs rodikliai su atitinkamomis vertėmis to paties amžiaus, ūgio, svorio ir lyties sveikam žmogui - vadinamieji tinkami rodikliai.

vyrams JEL = 5,2xP - 0,029xB - 3,2

moterims JEL = 4,9xP - 0,019xB - 3,76

mergaitėms nuo 4 iki 17 metų, ūgio nuo 1,0 iki 1,75 m:

JEL = 3,75xP - 3,15

to paties amžiaus berniukams, kurių ūgis iki 1,65 m:

JEL = 4,53xP - 3,9, o augant Šv. 1,65 m - JEL = 10xP - 12,85

kur P yra ūgis (m), B yra amžius

Šis palyginimas išreiškiamas procentais, palyginti su tinkamu rodikliu. Nukrypimai, viršijantys 15-20% tikėtinos vertės, laikomi patologiniais.

Kontroliniai klausimai

1. Kas yra plaučių ventiliacija, koks rodiklis ją apibūdina?

2. Kas yra anatominė ir fiziologinė negyva erdvė?

3. Kaip nustatyti alveolių ventiliaciją?

4. Kas yra MVL?

5. Kokie statiniai rodikliai naudojami išoriniam kvėpavimui įvertinti?

6. Kokios plaučių talpos rūšys yra?

7. Nuo kokių veiksnių priklauso gyvybinio pajėgumo vertė?

8. Kokiu tikslu naudojama spirografija?

10. Kas yra tinkami rodikliai, kaip jie nustatomi?

Viena iš pagrindinių išorinio kvėpavimo charakteristikų yra minutinis kvėpavimo tūris (MVR). Vėdinimas nustatomas pagal įkvepiamo arba iškvepiamo oro kiekį per laiko vienetą. MVR yra potvynio tūrio ir kvėpavimo ciklų dažnio sandauga. Įprastai ramybės būsenoje DO yra 500 ml, kvėpavimo ciklų dažnis yra 12-16 per minutę, vadinasi, MOD yra 6-7 l/min. Maksimali ventiliacija – tai oro tūris, praeinantis per plaučius per 1 minutę maksimaliu kvėpavimo judesių dažnumu ir gyliu.

Alveolių ventiliacija

Taigi išorinis kvėpavimas, arba plaučių ventiliacija, užtikrina, kad kiekvieno įkvėpimo metu (PRIEŠ) į plaučius patektų apie 500 ml oro. Kraujo prisotinimas deguonimi ir anglies dioksido pašalinimas įvyksta, kai plaučių kapiliarų kraujo kontaktas su alveolėse esančiu oru. Alveolinis oras yra žinduolių ir žmonių kūno vidinė dujų aplinka. Jo parametrai – deguonies ir anglies dioksido kiekis – pastovūs. Alveolių oro kiekis apytiksliai atitinka funkcinį liekamąjį plaučių talpą – oro kiekį, kuris lieka plaučiuose po ramaus iškvėpimo, ir paprastai yra lygus 2500 ml. Būtent šį alveolių orą atnaujina per kvėpavimo takus patekęs atmosferos oras. Reikia nepamiršti, kad plaučių dujų mainuose dalyvauja ne visas įkvepiamas oras, o tik ta jo dalis, kuri pasiekia alveoles. Todėl, norint įvertinti plaučių dujų mainų efektyvumą, svarbu ne tiek plaučių ventiliacija, kiek alveolių ventiliacija.

Kaip žinoma, dalis potvynio tūrio nedalyvauja dujų mainuose, užpildydama anatomiškai negyvą kvėpavimo takų erdvę – apie 140 – 150 ml.

Be to, yra alveolių, kurios šiuo metu yra vėdinamos, bet neaprūpinamos krauju. Ši alveolių dalis yra alveolių negyvoji erdvė. Anatominės ir alveolinės negyvos erdvės suma vadinama funkcine arba fiziologine negyva erdve. Maždaug 1/3 potvynio tūrio susidaro dėl negyvos erdvės vėdinimo, užpildyto oru, kuris tiesiogiai nedalyvauja dujų mainuose ir juda tik kvėpavimo takų spindyje įkvėpimo ir iškvėpimo metu. Todėl alveolių vėdinimas - alveolių ventiliacija - yra plaučių ventiliacija, atėmus negyvos erdvės ventiliaciją. Paprastai alveolių ventiliacija yra 70–75% MOD vertės.

Alveolių ventiliacijos apskaičiavimas atliekamas pagal formulę: MAV = (DO - MP)  RR, kur MAV yra minutinė alveolių ventiliacija, DO - potvynio tūris, MP - negyvosios erdvės tūris, RR - kvėpavimo dažnis.

6 pav. Koreliacija tarp MOP ir alveolių ventiliacijos

Mes naudojame šiuos duomenis, norėdami apskaičiuoti kitą reikšmę, apibūdinančią alveolių ventiliaciją - alveolių ventiliacijos koeficientas . Šis koeficientas rodo, kiek alveolių oro atnaujinama su kiekvienu įkvėpimu. Ramaus iškvėpimo pabaigoje alveolėse yra apie 2500 ml oro (FRC), įkvėpimo metu į alveoles patenka 350 ml oro, todėl atnaujinama tik 1/7 alveolių oro (2500/350 = 7/1).

Bendra suaugusio vyro plaučių talpa yra vidutiniškai 5-6 litrai, tačiau normaliai kvėpuojant sunaudojama tik nedidelė šio tūrio dalis. Ramiai kvėpuodamas žmogus atlieka apie 12-16 kvėpavimo ciklų, kiekviename cikle įkvepiant ir iškvėpdamas apie 500 ml oro. Šis oro tūris paprastai vadinamas potvynio tūris. At gilus įkvėpimas Galima papildomai įkvėpti 1,5-2 litrus oro – tai rezervinis įkvėpimo tūris. Oro tūris, kuris lieka plaučiuose po maksimalaus iškvėpimo, yra 1,2-1,5 litro – tai yra liekamasis plaučių tūris.

Plaučių tūrio matavimas

Pagal terminą plaučių tūrio matavimas paprastai reiškia bendro plaučių talpos (TLC), likutinio plaučių tūrio (RLV), funkcinio likutinio plaučių talpos (FRC) ir plaučių gyvybinės talpos (VC) matavimą. Šie rodikliai atlieka reikšmingą vaidmenį analizuojant plaučių ventiliacijos pajėgumą, yra nepamainomi diagnozuojant ribojančius ventiliacijos sutrikimus ir padeda įvertinti terapinės intervencijos efektyvumą. Plaučių tūrio matavimas gali būti suskirstytas į du pagrindinius etapus: FRC matavimas ir spirometrinio tyrimo atlikimas.

Norint nustatyti FRC, naudojamas vienas iš trijų dažniausiai naudojamų metodų:

1. dujų skiedimo metodas (dujų skiedimo metodas);
2. kūno pletizmografija;
3. Rentgenas.

Plaučių tūris ir talpa

Paprastai išskiriami keturi plaučių tūriai - įkvėpimo rezervinis tūris (IRV), kvėpavimo tūris (TI), iškvėpimo rezervinis tūris (ERV) ir liekamasis plaučių tūris (RLV) ir šie pajėgumai: gyvybinė plaučių talpa (VC), įkvėpimo talpa. (EIV), funkcinį likutinį pajėgumą (FRC) ir bendrą plaučių talpą (TLC).

Bendra plaučių talpa gali būti pavaizduota kaip kelių plaučių tūrių ir talpų suma. Plaučių talpa yra dviejų ar daugiau plaučių tūrių suma.

Potvynio tūris (VT) – tai dujų tūris, kuris įkvepiamas ir iškvepiamas kvėpavimo ciklo metu ramaus kvėpavimo metu. DO turėtų būti apskaičiuojamas kaip vidurkis užregistravus bent šešis kvėpavimo ciklus. Įkvėpimo fazės pabaiga vadinama galutiniu įkvėpimo lygiu, iškvėpimo fazės pabaiga – galutiniu iškvėpimo lygiu.

Įkvėpimo rezervinis tūris (IRV) yra didžiausias oro tūris, kurį galima įkvėpti po įprasto vidutinio tylaus įkvėpimo (galinio įkvėpimo lygis).

Iškvėpimo rezervinis tūris (ERV) – tai didžiausias oro tūris, kurį galima iškvėpti ramiai iškvėpus (iškvėpimo pabaigos lygis).

Likutinis plaučių tūris (RLV) – tai oro tūris, kuris lieka plaučiuose po visiško iškvėpimo. TRL negalima išmatuoti tiesiogiai, jis apskaičiuojamas iš FRC atėmus ROvydą: OOL = FOE – ROvyd arba OOL = OEL – gyvybiškai svarbus. Pirmenybė teikiama pastarajam metodui.

Plaučių gyvybinė talpa (VC) – tai oro tūris, kurį galima iškvėpti viso iškvėpimo metu po maksimalaus įkvėpimo. Esant priverstiniam iškvėpimui, šis tūris vadinamas priverstiniu gyvybiniu plaučių pajėgumu (FVC), o esant tyliam maksimaliam (įkvėpimui) iškvėpimui - gyvybiniu įkvėpimo (iškvėpimo) plaučių pajėgumu - VVC (VCL). VIC apima DO, ROvd ir ROvyd. Gyvybinė talpa paprastai yra maždaug 70% TLC.

Įkvėpimo talpa (EIC) – tai didžiausias tūris, kurį galima įkvėpti ramiai iškvėpus (nuo iškvėpimo pabaigos lygio). EDV yra lygus DO ir RVD sumai ir paprastai sudaro 60–70% gyvybinės talpos.

Funkcinis liekamasis pajėgumas (FRC) – oro tūris plaučiuose ir kvėpavimo takų po ramaus iškvėpimo. FRC taip pat vadinamas galutiniu iškvėpimo tūriu. FRC apima ROvyd ir OOL. FRC matavimas yra lemiamas žingsnis vertinant plaučių tūrį.

Bendra plaučių talpa (TLC) – tai oro tūris plaučiuose pilno įkvėpimo pabaigoje. TEL apskaičiuojamas dviem būdais: OEL = OEL + gyvybinė talpa arba OEL = FFU + Evd. Pastarasis metodas yra geresnis.

Plačiai naudojamas bendros plaučių talpos ir jo komponentų matavimas įvairios ligos ir teikia reikšmingą pagalbą diagnostinis procesas. Pavyzdžiui, sergant plaučių emfizema, paprastai sumažėja FVC ir FEV1, taip pat sumažėja FEV1/FVC santykis. FVC ir FEV1 sumažėjimas taip pat stebimas pacientams, sergantiems ribojančiais sutrikimais, tačiau FEV1/FVC santykis nesumažėja.

Nepaisant to, FEV1 / FVC santykis nėra pagrindinis parametras atliekant diferencinę obstrukcinių ir ribojančių sutrikimų diagnostiką. Dėl diferencinė diagnostika Dėl šių ventiliacijos sutrikimų būtinas privalomas TEL ir jo komponentų matavimas. Esant ribojantiems sutrikimams, sumažėja TLC ir visi jo komponentai. Su obstrukciniais ir kombinuotais obstrukciniais-ribojančiais sutrikimais kai kurie TLC komponentai sumažėja, kai kurie padidėja.

FRC matavimas yra vienas iš dviejų pagrindinių TLC matavimo etapų. FRC gali būti matuojamas dujų praskiedimo metodais, kūno pletizmografija arba rentgeno spinduliais. U sveiki asmenys Visi trys metodai leidžia gauti panašius rezultatus. To paties tiriamojo kartotinių matavimų variacijos koeficientas paprastai yra mažesnis nei 10%.

Dujų skiedimo metodas plačiai naudojamas dėl technikos paprastumo ir santykinio įrangos pigumo. Tačiau pacientams, kuriems yra sunki bronchų laidumo obstrukcija arba emfizema, tikroji TLC vertė, matuojant šiuo metodu, yra nepakankamai įvertinta, nes įkvėptos dujos neprasiskverbia į hipoventiliuojamas ir nevėdinamas patalpas.

Kūno pletizmografinis metodas leidžia nustatyti intratorakalinį dujų tūrį (ITV). Taigi, FRC išmatuota kūno pletizmografija apima ir ventiliuojamas, ir nevėdinamas plaučių dalis. Šiuo atžvilgiu pacientams, sergantiems plaučių cistomis ir oro spąstais šis metodas duoda daugiau didelio našumo palyginti su dujų skiedimo technika. Kūno pletizmografija yra brangesnis metodas, techniškai sudėtingesnis ir reikalaujantis daugiau pastangų bei bendradarbiavimo iš paciento, palyginti su dujų skiedimo metodu. Tačiau pirmenybė teikiama kūno pletizmografijos metodui, nes jis leidžia tiksliau įvertinti FRC.

Skirtumas tarp rodiklių, gautų naudojant šiuos du metodus, suteikia svarbi informacija apie nevėdinamos oro erdvės buvimą krūtinėje. Esant stipriai bronchų obstrukcijai, bendrasis pletizmografijos metodas gali pervertinti FRC reikšmes.

Remiantis medžiaga iš A.G. Chuchalina

Išorinio kvėpavimo procesas sukelia oro tūrio pokyčiai plaučiuose kvėpavimo ciklo įkvėpimo ir iškvėpimo fazėse. Ramaus kvėpavimo metu įkvėpimo ir iškvėpimo trukmės santykis kvėpavimo cikle yra vidutiniškai 1:1,3. Išoriniam žmogaus kvėpavimui būdingas kvėpavimo judesių dažnis ir gylis. Kvėpavimo dažnisžmogus matuojamas pagal kvėpavimo ciklų skaičių per 1 minutę, o jo reikšmė ramybės būsenoje suaugusiam žmogui svyruoja nuo 12 iki 20 per 1 minutę. Šis išorinio kvėpavimo rodiklis didėja fizinis darbas, temperatūros kilimas aplinką, taip pat keičiasi su amžiumi. Pavyzdžiui, naujagimiams kvėpavimo dažnis yra 60-70 per 1 min., o 25-30 metų žmonių - vidutiniškai 16 per 1 min. Kvėpavimo gylį lemia per vieną kvėpavimo ciklą įkvepiamo ir iškvepiamo oro tūris. Kvėpavimo judesių dažnio ir jų gylio sandauga apibūdina pagrindinę išorinio kvėpavimo vertę - ventiliacija. Kiekybinis plaučių ventiliacijos matas yra minutinis kvėpavimo tūris – tai oro tūris, kurį žmogus įkvepia ir iškvepia per 1 minutę. Ramybės metu žmogaus kvėpavimo minutinis tūris svyruoja tarp 6-8 litrų. Fizinio darbo metu žmogaus minutinis kvėpavimo tūris gali padidėti 7-10 kartų.

Plaučių oro tūris. IN kvėpavimo fiziologija priimta vieninga žmonių plaučių tūrių nomenklatūra, kuri užpildo plaučius ramaus ir gilaus kvėpavimo metu kvėpavimo ciklo įkvėpimo ir iškvėpimo fazėse (10.5 pav.). Plaučių tūris, kurį žmogus įkvepia arba iškvepia ramaus kvėpavimo metu, vadinamas potvynio tūris. Jo vertė ramaus kvėpavimo metu vidutiniškai siekia 500 ml. Didžiausias oro kiekis, kurį žmogus gali įkvėpti virš potvynio tūrio, vadinamas įkvėpimo rezervinis tūris(vidutiniškai 3000 ml). Maksimalus oro kiekis, kurį žmogus gali iškvėpti ramiai iškvėpęs, vadinamas iškvėpimo rezerviniu tūriu (vidutiniškai 1100 ml). Galiausiai, oro kiekis, kuris lieka plaučiuose po maksimalaus iškvėpimo, vadinamas likutiniu tūriu, jo reikšmė yra maždaug 1200 ml.

Vadinama dviejų ar daugiau plaučių tūrių suma plaučių talpa. Oro tūrisžmogaus plaučiuose jam būdingas plaučių gebėjimas įkvėpti, gyvybinis pajėgumas plaučius ir funkcinį liekamąjį plaučių pajėgumą. Įkvėpimo talpa (3500 ml) yra įkvėpimo tūrio ir rezervinio įkvėpimo tūrio suma. Plaučių gyvybinė talpa(4600 ml) apima įkvėpimo ir iškvėpimo rezervinį tūrį. Funkcinė liekamoji plaučių talpa(1600 ml) yra iškvėpimo rezervo tūrio ir liekamojo plaučių tūrio suma. Suma gyvybinė plaučių talpa Ir likutinis tūris vadinamas bendru plaučių pajėgumu, kurio vidutinė vertė žmogui yra 5700 ml.

Įkvėpus žmogaus plaučiai dėl diafragmos ir išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimo jie pradeda didinti savo apimtį nuo lygio, o jo vertė ramaus kvėpavimo metu potvynio tūris, o giliai kvėpuojant – pasiekia skirtingas vertybes rezervinis tūrisįkvėpti. Iškvepiant plaučių tūris grįžta į pradinį funkcinės funkcijos lygį. likutinė talpa pasyviai, dėl elastingos plaučių traukos. Jei oras pradeda patekti į iškvepiamo oro tūrį funkcinis liekamasis pajėgumas, kuris atsiranda giliai kvėpuojant, taip pat kosint ar čiaudint, tada iškvėpimas atliekamas dėl raumenų susitraukimo pilvo siena. Tokiu atveju intrapleurinio slėgio reikšmė, kaip taisyklė, tampa didesnė už atmosferos slėgį, kuris lemia didžiausią oro srauto greitį kvėpavimo takuose.

Freediveriui plaučiai yra pagrindinis „darbo įrankis“ (žinoma, po smegenų), todėl mums svarbu suprasti plaučių sandarą ir visą kvėpavimo procesą. Paprastai kalbėdami apie kvėpavimą turime omenyje išorinį kvėpavimą arba plaučių ventiliaciją – vienintelį mums pastebimą procesą kvėpavimo grandinėje. Ir mes turime pradėti galvoti apie tai, kaip juo kvėpuoti.

Plaučių ir krūtinės struktūra

Plaučiai yra akytas organas, panašus į kempinę, savo struktūra primenantis atskirų burbuliukų sankaupą arba vynuogių kekę su daugybe uogų. Kiekviena „uoga“ yra plaučių alveolė (plaučių pūslelė) – vieta, kur vyksta pagrindinė plaučių funkcija – dujų mainai. Tarp alveolių oro ir kraujo yra oro ir kraujo barjeras, kurį sudaro labai plonos alveolių sienelės ir kraujo kapiliaras. Būtent per šį barjerą vyksta dujų difuzija: iš alveolių į kraują patenka deguonis, o iš kraujo į alveoles patenka anglies dioksidas.

Į alveoles oras patenka per kvėpavimo takus – trochėją, bronchus ir smulkesnes bronchioles, kurios baigiasi alveolių maišeliais. Bronchų ir bronchiolių išsišakojimas sudaro skilteles ( dešinysis plautis turi 3 skiltis, kairėje – 2 skiltis). Vidutiniškai abiejuose plaučiuose yra apie 500-700 milijonų alveolių, kurių kvėpavimo paviršius svyruoja nuo 40 m2 iškvepiant iki 120 m2 įkvėpus. Tuo pačiu metu yra didesnis alveolių skaičius apatines dalis plaučiai.

Bronchų ir trachėjos sienose yra kremzlės pagrindas, todėl jie yra gana standūs. Bronchiolės ir alveolės turi minkštas sieneles, todėl gali subyrėti, tai yra sulipti, kaip ištuštintas balionas, jei jose nepalaikomas tam tikras oro slėgis. Kad taip nenutiktų, plaučiai yra tarsi vienas organas, iš visų pusių padengtas pleura – tvirta, hermetiškai uždaryta membrana.

Pleura turi du sluoksnius – du lapus. Vienas lapas yra tvirtai greta vidinio kietos krūtinės paviršiaus, kitas supa plaučius. Tarp jų yra pleuros ertmė, kurioje palaikomas neigiamas slėgis. Dėl šios priežasties plaučiai yra ištiesinti. Neigiamą spaudimą pleuros plyšyje sukelia elastinga plaučių trauka, tai yra nuolatinis plaučių noras sumažinti savo tūrį.

Elastingą plaučių trauką lemia trys veiksniai:
1) alveolių sienelių audinio elastingumas dėl juose esančių elastinių skaidulų
2) bronchų raumenų tonusas
3) skysčio plėvelės dangos paviršiaus įtempimas vidinis paviršius alveolių

Tvirtas krūtinės ląstos rėmas sudarytas iš šonkaulių, kurie dėl kremzlių ir sąnarių yra lankstūs, pritvirtinti prie stuburo ir sąnarių. Dėl to krūtinė didėja ir sumažėja jos apimtis, išlaikant standumą, reikalingą krūtinės ertmėje esančių organų apsaugai.

Norėdami įkvėpti oro, turime sukurti plaučiuose mažesnį nei atmosferos slėgį, o norėdami iškvėpti – didesnį. Taigi, įkvėpus reikia padidinti krūtinės ląstos tūrį, iškvėpiant - sumažinti tūrį. Tiesą sakant, didžioji dalis kvėpavimo pastangų skiriama įkvėpimui normaliomis sąlygomis iškvėpimas atliekamas dėl plaučių elastingumo savybių.

Pagrindinis kvėpavimo raumuo yra diafragma – kupolo formos raumenų pertvara tarp krūtinės ertmės ir pilvo ertmės. Paprastai jo kraštą galima nubrėžti išilgai apatinio šonkaulių krašto.

Įkvepiant, diafragma susitraukia, išsitempia aktyvus veiksmas link žemesnių Vidaus organai. Tuo pačiu metu nesuspaudžiami organai pilvo ertmė stumiami žemyn ir į šonus, ištempiant pilvo ertmės sienas. Ramiai įkvėpus, diafragmos kupolas nusileidžia maždaug 1,5 cm, atitinkamai didėja ir vertikalus krūtinės ertmės dydis. Tuo pačiu metu apatiniai šonkauliai šiek tiek skiriasi, padidindami krūtinės apimtį, o tai ypač pastebima apatinėse dalyse. Kai iškvepiate, diafragma pasyviai atsipalaiduoja ir patraukiama sausgyslių, palaikančių ją ramioje būsenoje.

Didinant krūtinės ląstos apimtį, be diafragmos, dalyvauja ir išoriniai įstrižiniai tarpšonkauliniai bei tarpšonkauliniai raumenys. Dėl šonkaulių pakilimo krūtinkaulis pasislenka į priekį, o šoninės šonkaulių dalys – į šonus.

Kvėpuojant labai giliai, intensyviai arba padidėjus pasipriešinimui įkvėpti, į krūtinės ląstos apimties didinimo procesą įtraukiami keli pagalbiniai kvėpavimo raumenys, galintys pakelti šonkaulius: žvynai, didieji ir mažieji krūtinės ląstos bei priekinis seratus. Pagalbiniai įkvėpimo raumenys taip pat apima tiesiamuosius raumenis. krūtinės ląstos sritis stuburas ir pečių juostos fiksavimas, kai remiamas atmestomis rankomis (trapecija, rombinė, kėlimo mentė).

Kaip minėta aukščiau, ramus įkvėpimas vyksta pasyviai, beveik atsipalaidavus įkvėpimo raumenims. Esant aktyviam intensyviam iškvėpimui, „susijungia“ pilvo sienelės raumenys, dėl to mažėja pilvo ertmės tūris ir padidėja slėgis joje. Slėgis perkeliamas į diafragmą ir ją pakelia. Dėl sumažinimo Vidiniai įstrižiniai tarpšonkauliniai raumenys nuleidžia šonkaulius ir suartina jų kraštus.

Kvėpavimo judesiai

Įprastame gyvenime, stebėję save ir savo draugus, galite pamatyti tiek kvėpavimą, kurį daugiausia užtikrina diafragma, tiek kvėpavimą, kurį daugiausia užtikrina tarpšonkaulinių raumenų darbas. Ir tai yra normaliose ribose. Raumenys pečių juosta dažniau jungiasi, kai rimtos ligos ar intensyvaus darbo, bet beveik niekada santykinai sveikiems normalios būklės žmonėms.

Manoma, kad kvėpavimas, kurį daugiausia užtikrina diafragmos judesiai, labiau būdingas vyrams. Įprastai įkvėpus šiek tiek išsikiša pilvo siena, o iškvėpimą lydi nedidelis atsitraukimas. Tai yra pilvo kvėpavimo tipas.

Dažniausiai pasitaiko moterims krūties tipas kvėpavimas, kurį daugiausia užtikrina tarpšonkaulinių raumenų darbas. Tai gali būti dėl moters biologinio pasirengimo motinystei ir dėl to pasunkėjusio pilvo kvėpavimo nėštumo metu. Šio tipo kvėpuojant labiausiai pastebimi krūtinkaulio ir šonkaulių judesiai.

Kvėpavimą, kuriame aktyviai juda pečiai ir raktikauliai, užtikrina pečių juostos raumenų darbas. Plaučių vėdinimas yra neefektyvus ir veikia tik plaučių viršūnes. Todėl toks kvėpavimas vadinamas viršūniniu. Normaliomis sąlygomis tokio tipo kvėpavimas praktiškai nevyksta ir naudojamas tam tikros gimnastikos metu arba išsivysto sergant rimtomis ligomis.

Laisvojo nardymo metu manome, kad kvėpavimas pilvu arba pilvo kvėpavimas yra natūraliausias ir produktyviausias. Tas pats sakoma praktikuojant jogą ir pranajamą.

Pirma, todėl, kad apatinėse plaučių skiltyse yra daugiau alveolių. Antra, kvėpavimo judesiai yra susiję su mūsų autonomine nervų sistema. Pilvo kvėpavimas suaktyvina parasimpatinę nervų sistemą – kūno stabdžių pedalą. Kvėpavimas krūtine suaktyvina simpatinę nervų sistemą – dujų pedalą. Esant aktyviam ir ilgalaikiam viršūniniam kvėpavimui, per daug stimuliuojama simpatinė nervų sistema. Tai veikia abiem kryptimis. Taip panikuojantys žmonės visada kvėpuoja viršūniniu kvėpavimu. Ir atvirkščiai, jei kurį laiką ramiai kvėpuojate skrandžiu, nervų sistema nurimsta ir visi procesai sulėtėja.

Plaučių tūriai

Ramaus kvėpavimo metu žmogus įkvepia ir iškvepia apie 500 ml (nuo 300 iki 800 ml) oro, toks oro tūris vadinamas potvynio tūris. Be įprasto potvynio tūrio, kuo giliau įkvėpdamas, žmogus gali įkvėpti maždaug 3000 ml oro – tai yra įkvėpimo rezervinis tūris. Po normalaus ramaus iškvėpimo įprastas sveikas vyrasįtempdamas iškvėpimo raumenis, jis gali „išspausti“ iš plaučių apie 1300 ml oro - tai yra iškvėpimo rezervo tūris.

Šių tūrių suma yra gyvybinis plaučių pajėgumas (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

Kaip matome, gamta mums paruošė beveik dešimteriopai didesnį gebėjimo „siurbti“ orą per plaučius rezervą.

Potvynių tūris yra kiekybinė kvėpavimo gylio išraiška. Plaučių gyvybinė talpa lemia maksimalų oro tūrį, kuris gali būti įtrauktas arba pašalintas iš plaučių vieno įkvėpimo ar iškvėpimo metu. Vidutinė vyrų plaučių gyvybinė talpa yra 4000 - 5500 ml, moterų - 3000 - 4500 ml. Fizinis lavinimas o įvairūs krūtinės tempimai gali padidinti gyvybingumą.

Po maksimalaus gilaus iškvėpimo plaučiuose lieka apie 1200 ml oro. tai - likutinis tūris. Didžiąją jo dalį iš plaučių galima pašalinti tik atviru pneumotoraksu.

Likutinį tūrį pirmiausia lemia diafragmos ir tarpšonkaulinių raumenų elastingumas. Padidėjęs krūtinės mobilumas ir sumažėjęs liekamasis tūris, svarbi užduotis ruošiantis nardyti į didelį gylį. Nardymas žemiau likutinio tūrio paprastam neapmokytam žmogui yra nardymas giliau nei 30-35 metrai. Vienas iš populiariausių būdų padidinti diafragmos elastingumą ir sumažinti liekamąjį plaučių tūrį yra reguliariai atlikti uddiyana bandha.

Didžiausias oro kiekis, kuris gali būti laikomas plaučiuose, vadinamas bendros plaučių talpos, jis yra lygus plaučių likutinio tūrio ir gyvybinės talpos sumai (naudojamame pavyzdyje: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

Oro tūris plaučiuose ramaus iškvėpimo pabaigoje (atpalaidavus kvėpavimo raumenis) vadinamas funkcinis liekamasis plaučių pajėgumas. Jis lygus likutinio tūrio ir rezervinio iškvėpimo tūrio sumai (naudotame pavyzdyje: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkcinė liekamoji plaučių talpa yra artima alveolių oro tūriui prieš įkvėpimą.

Vėdinimas nustatomas pagal įkvepiamo arba iškvepiamo oro kiekį per laiko vienetą. Paprastai matuojamas minutinis kvėpavimo tūris. Plaučių vėdinimas priklauso nuo kvėpavimo gylio ir dažnio, kuris ramybės būsenoje svyruoja nuo 12 iki 18 įkvėpimų per minutę. Kvėpavimo minutinis tūris lygus kvėpavimo tūrio ir kvėpavimo dažnio sandaugai, t.y. maždaug 6-9 l.

Plaučių tūriui įvertinti naudojama spirometrija – išorinio kvėpavimo funkcijos tyrimo metodas, apimantis kvėpavimo tūrio ir greičio parametrų matavimą. Rekomenduojame šį tyrimą visiems, planuojantiems rimtai užsiimti laisvuoju nardymu.

Oro randama ne tik alveolėse, bet ir kvėpavimo takuose. Tai apima nosies ertmę (arba burną kvėpuojant per burną), nosiaryklę, gerklą, trachėją ir bronchus. Kvėpavimo takuose esantis oras (išskyrus kvėpavimo bronchioles) nedalyvauja dujų mainuose. Todėl kvėpavimo takų spindis vadinamas anatominė negyva erdvė. Įkvėpus paskutines porcijas atmosferos orasįeiti į negyvąją erdvę ir, nekeičiant jų sudėties, išeiti iš jos iškvėpdami.

Anatominės negyvos erdvės tūris yra apie 150 ml arba maždaug 1/3 potvynio tūrio ramaus kvėpavimo metu. Tie. iš 500 ml įkvepiamo oro į alveoles patenka tik apie 350 ml. Ramaus iškvėpimo pabaigoje alveolėse yra apie 2500 ml oro, todėl su kiekvienu ramiu įkvėpimu atnaujinama tik 1/7 alveolių oro.

• < Atgal