O conceito de volume pulmonar humano. Volumes pulmonares e capacidades pulmonares Capacidade vital dos pulmões

Capacidade vital dos pulmões- este é um parâmetro importante que reflete o estado do sistema respiratório humano.

Quanto maior o volume pulmonar de um adulto, mais rápido e melhor os tecidos do corpo ficam saturados de oxigênio.

Exercícios especiais que visam uma respiração adequada e um estilo de vida saudável ajudam a aumentar a capacidade pulmonar.

Quanto oxigênio os pulmões podem reter?

Conhecer os indicadores padrão do volume pulmonar é muito importante, pois a constante falta de oxigênio pode levar a diversas complicações do aparelho respiratório e graves consequências.

Assim, ao realizar um exame clínico e dispensário em caso de suspeita de doenças do aparelho cardiovascular, o médico irá prescrever uma medida da capacidade vital dos pulmões.

O volume pulmonar é um indicador importante que indica o quanto o corpo humano está saturado de oxigênio. O volume corrente dos pulmões é a quantidade de ar que entra no corpo quando você inspira e sai quando você expira.

A quantidade média de ar inspirado e expirado por um adulto é de cerca de 1 litro em dez segundos equivale a aproximadamente 16-20 respirações por minuto.

Os pneumologistas identificam vários fatores que têm um efeito positivo no volume pulmonar no sentido de aumentar:

• Alto crescimento.
• Sem hábito de fumar.
• Viver em regiões localizadas muito acima do nível do mar (prevalência de alta pressão, ar “rarefeito”).

A baixa estatura e o tabagismo reduzem ligeiramente a capacidade pulmonar.

Existe a capacidade vital (capacidade vital), que indica o volume de ar que uma pessoa exala ao máximo após a maior inspiração.

Quantos ml tem o estômago de uma pessoa saudável?

Este valor é medido em litros e depende de vários fatores, incluindo idade, altura e peso.

A norma média é a seguinte: em homens normais e saudáveis, o tamanho é de 3.000 a 4.000 ml, e em mulheres - de 2.500 a 3.000 ml.

O tamanho da capacidade vital pode ser significativamente aumentado em atletas, em particular em nadadores (para nadadores profissionais a capacidade vital é de 6.200 ml), em pessoas que realizam regularmente atividades físicas intensas, bem como naqueles que cantam e tocam instrumentos de sopro.

Como medir a capacidade vital

A capacidade vital dos pulmões é um indicador médico muito importante, que é determinado por um aparelho para medir o volume pulmonar. Este dispositivo é chamado de espirômetro. Via de regra, é utilizado para conhecer a capacidade vital em instituições médicas: hospitais, clínicas, dispensários, além de centros esportivos.

A verificação da capacidade vital por meio da espirometria é bastante simples e eficaz, por isso o aparelho é amplamente utilizado para diagnóstico de doenças pulmonares e cardíacas em estágio inicial. Você pode medir a vitalidade em casa com uma bola redonda inflável.

A quantidade de capacidade vital em mulheres, homens e crianças é calculada através de fórmulas empíricas especiais, que dependem da idade, sexo e altura da pessoa. Existem tabelas especiais com valores já calculados utilizando a fórmula do físico Ludwig.

Assim, a capacidade vital média de um adulto deve ser de 3.500 ml. Se o desvio dos dados da tabela for superior a 15%, significa que o sistema respiratório está em boas condições.

Quando a capacidade vital é significativamente menor, é necessário consultar um especialista e posterior exame.

CV em crianças

Antes de verificar a capacidade vital dos pulmões de uma criança, vale considerar que seu tamanho é mais lábil que o dos adultos. Em crianças pequenas, depende de uma série de fatores, que incluem: o sexo da criança, a circunferência e a mobilidade do tórax, a altura e o estado dos pulmões no momento do teste (presença de doenças).

O volume dos pulmões de uma criança aumenta como resultado do treinamento muscular (exercícios, jogos ativos no ar) realizado pelos pais.

Razões para o desvio da capacidade vital dos indicadores padrão

No caso em que a capacidade vital diminui tanto que começa a afetar negativamente o funcionamento dos pulmões, diversas patologias podem ser observadas.

• Bronquite difusa.
• Fibrose de qualquer tipo.
• Enfisema.
• Broncoespasmo ou asma brônquica.
• Atelectasia.
• Várias deformidades torácicas.

As principais causas do comprometimento do VC

Os médicos consideram três desvios principais as principais violações dos indicadores estáveis ​​​​da capacidade vital:

1. Perda do parênquima pulmonar funcional.
2. Redução significativa na capacidade da cavidade pleural.
3. Rigidez do tecido pulmonar.

Recusa o tratamento oportuno pode afetar a formação de um tipo de insuficiência respiratória restritiva ou limitada.

As doenças mais comuns que afetam a função pulmonar são:

• Pneumotórax.
• Ascite.
• Pleurisia.
• Hidrotórax.
• Cifoescoliose pronunciada.
• Obesidade.

Ao mesmo tempo, a gama de doenças pulmonares que afetam o funcionamento normal dos alvéolos no processo de processamento do ar e na formação do sistema respiratório é bastante grande.

Isso inclui formas graves de patologias como:

• Pneumosclerose.
• Sarcoidose.
• Doenças difusas do tecido conjuntivo.
• Síndrome de Hamman-Rich.
• Berílio.

Independentemente da doença que provocou a perturbação do funcionamento do organismo, o que é garantido pela capacidade vital da pessoa, os pacientes devem ser submetidos a diagnósticos para fins preventivos em determinados intervalos.

Como aumentar a capacidade vital

Você pode aumentar a capacidade vital dos pulmões realizando exercícios respiratórios, praticando esportes e realizando exercícios simples especialmente desenvolvidos por instrutores esportivos.

Os esportes aeróbicos são ideais para esse fim: natação, remo, caminhada atlética, patinação, esqui, ciclismo e montanhismo.

Você pode aumentar o volume de ar inspirado sem exercícios físicos exaustivos e prolongados. Para fazer isso, você precisa monitorar a respiração adequada na vida cotidiana.

1. Faça exalações completas e uniformes.
2. Respire com seu diafragma. A respiração torácica limita significativamente a quantidade de oxigênio que entra nos pulmões.
3. Organize “minutos de descanso”. Durante este curto período, você precisa ficar em uma posição confortável e relaxar. Inspire/expire lenta e profundamente com pequenos atrasos durante uma contagem, em um ritmo confortável.
4. Ao lavar o rosto, prenda a respiração por alguns segundos., pois é na hora da lavagem que ocorre o reflexo de “mergulho”.
5. Evite visitar locais com muita fumaça. O tabagismo passivo também afeta negativamente todo o sistema respiratório, assim como o tabagismo ativo.
6. Exercícios de respiração permitem melhorar significativamente a circulação sanguínea, o que também contribui para uma melhor troca gasosa nos pulmões.
7. Ventile o ambiente regularmente, realizar a limpeza úmida das instalações, pois a presença de poeira prejudica o funcionamento dos pulmões.
8. Aulas de ioga- um método bastante eficaz que promove um rápido aumento do volume respiratório, que inclui toda uma seção dedicada a exercícios e respiração voltados ao desenvolvimento - pranayama.

Aviso: Se ocorrer tontura durante a atividade física e exercícios respiratórios, interrompa-os imediatamente e retorne ao estado de repouso para restaurar o ritmo respiratório normal.

Prevenção de doenças pulmonares

Um dos fatores significativos que contribui para o bom desempenho e manutenção da saúde humana é a capacidade vital suficiente dos pulmões.

Um tórax bem desenvolvido proporciona à pessoa uma respiração normal, por isso os exercícios matinais e outros esportes ativos com cargas moderadas são tão importantes para o seu desenvolvimento e aumentam significativamente a capacidade pulmonar.

O ar fresco tem um efeito positivo no corpo humano e a capacidade vital depende diretamente da sua pureza. O ar em ambientes fechados e abafados está saturado de dióxido de carbono e vapor de água, o que afeta negativamente o sistema respiratório.

O mesmo pode ser dito sobre a inalação de poeira, partículas contaminadas e fumo.

As medidas de saúde que visam a purificação do ar incluem: paisagismo de áreas residenciais, irrigação e asfalto de ruas, dispositivos de absorção de ventilação em apartamentos e casas, instalação de extratores de fumaça nas tubulações dos empreendimentos.

Volume pulmonar. Taxa de respiração. Profundidade da respiração. Volumes de ar pulmonar. Volume corrente. Reserva, volume residual. Capacidade pulmonar.

Fases respiratórias.

Processo de respiração externaé causada por alterações no volume de ar nos pulmões durante as fases de inspiração e expiração do ciclo respiratório. Durante a respiração tranquila, a relação entre a duração da inspiração e da expiração no ciclo respiratório é em média 1:1,3. A respiração externa de uma pessoa é caracterizada pela frequência e profundidade dos movimentos respiratórios. Taxa de respiração uma pessoa é medida pelo número de ciclos respiratórios em 1 minuto e seu valor em repouso em um adulto varia de 12 a 20 por 1 minuto. Este indicador de respiração externa aumenta com o trabalho físico, aumentando a temperatura ambiente, e também muda com a idade. Por exemplo, em recém-nascidos, a frequência respiratória é de 60-70 por 1 minuto, e em pessoas com idade entre 25 e 30 anos - uma média de 16 por 1 minuto. Profundidade de respiração determinado pelo volume de ar inspirado e expirado durante um ciclo respiratório. O produto da frequência dos movimentos respiratórios e sua profundidade caracteriza o valor básico da respiração externa - ventilação. Uma medida quantitativa da ventilação pulmonar é o volume minuto de respiração - é o volume de ar que uma pessoa inspira e expira em 1 minuto. O volume minuto da respiração de uma pessoa em repouso varia entre 6 a 8 litros. Durante o trabalho físico, o volume respiratório minuto de uma pessoa pode aumentar de 7 a 10 vezes.

Arroz. 10.5. Volumes e capacidades de ar nos pulmões humanos e a curva (espirograma) de alterações no volume de ar nos pulmões durante a respiração tranquila, inspiração profunda e expiração. CRF - capacidade residual funcional.

Volumes de ar pulmonar. EM fisiologia respiratória foi adotada uma nomenclatura unificada de volumes pulmonares em humanos, que enchem os pulmões durante a respiração tranquila e profunda durante as fases de inspiração e expiração do ciclo respiratório (Fig. 10.5). O volume pulmonar inspirado ou expirado por uma pessoa durante a respiração tranquila é geralmente chamado volume corrente. Seu valor durante a respiração tranquila é em média de 500 ml. A quantidade máxima de ar que uma pessoa pode inalar além do volume corrente é geralmente chamada volume de reserva inspiratória(média 3000ml). A quantidade máxima de ar que uma pessoa pode expirar após uma expiração silenciosa é geralmente chamada de volume de reserva expiratório (em média 1100 ml). Por fim, a quantidade de ar que permanece nos pulmões após a expiração máxima costuma ser chamada de volume residual, seu valor é de aproximadamente 1200 ml.

A soma dos valores de dois volumes pulmonares e mais comumente chamados capacidade pulmonar. Volume de ar nos pulmões humanos é caracterizada pela capacidade pulmonar inspiratória, capacidade pulmonar vital e capacidade pulmonar residual funcional. A capacidade inspiratória (3500 ml) é a soma do volume corrente e do volume de reserva inspiratório. Capacidade vital dos pulmões(4600 ml) inclui volume corrente e volumes de reserva inspiratórios e expiratórios. Capacidade pulmonar residual funcional(1600 ml) é a soma do volume de reserva expiratório e do volume pulmonar residual. Soma capacidade vital dos pulmões E volume residualÉ comumente chamada de capacidade pulmonar total, cujo valor médio em humanos é de 5.700 ml.

Ao inspirar, os pulmões humanos devido à contração do diafragma e dos músculos intercostais externos, eles começam a aumentar seu volume a partir do nível, e seu valor durante a respiração tranquila é volume corrente, e com respiração profunda - atinge valores diferentes volume de reserva inalar. Ao expirar, o volume dos pulmões retorna ao nível original de função funcional. capacidade residual passivamente, devido à tração elástica dos pulmões. Se o ar começar a entrar no volume de ar exalado capacidade residual funcional, que ocorre durante a respiração profunda, bem como ao tossir ou espirrar, a expiração é realizada contraindo os músculos da parede abdominal. Nesse caso, o valor da pressão intrapleural, via de regra, torna-se superior à pressão atmosférica, o que determina a maior velocidade do fluxo de ar no trato respiratório.

2. Técnica de espirografia .

O estudo é realizado pela manhã com o estômago vazio. Antes do estudo, recomenda-se que o paciente mantenha a calma por 30 minutos e também pare de tomar broncodilatadores no máximo 12 horas antes do início do estudo.

A curva espirográfica e os indicadores de ventilação pulmonar são mostrados na Fig. 2.

Indicadores estáticos(determinado durante a respiração tranquila).

As principais variáveis ​​utilizadas para exibir indicadores observados de respiração externa e construir indicadores de construto são: volume de fluxo de gases respiratórios, V (eu) e tempo t ©. As relações entre essas variáveis ​​podem ser apresentadas na forma de gráficos ou tabelas. Todos eles são espirogramas.

Um gráfico do volume de fluxo de uma mistura de gases respiratórios em função do tempo é chamado de espirograma: volume fluxo - tempo.

O gráfico da relação entre a vazão volumétrica de uma mistura de gases respiratórios e o volume do fluxo é denominado espirograma: velocidade volumétrica fluxo - volume fluxo.

Medir volume corrente(DO) - o volume médio de ar que o paciente inspira e expira durante a respiração normal em repouso. Normalmente é 500-800 ml. A parte dos sedimentos que participa das trocas gasosas é geralmente chamada volume alveolar(AO) e em média equivale a 2/3 do valor DO. O restante (1/3 do valor DO) é volume de espaço morto funcional(FMP).

Após uma expiração calma, o paciente expira o mais profundamente possível - medida volume de reserva expiratória(ROvyd), que normalmente é 1000-1500 ml.

Após uma inspiração calma, a respiração mais profunda possível é feita - medida volume de reserva inspiratória(Rovd). Ao analisar indicadores estáticos, é calculado capacidade inspiratória(Evd) - soma de DO e Rovd, que caracteriza a capacidade de estiramento do tecido pulmonar, bem como capacidade vital(VC) - volume máximo que pode ser inspirado após a expiração mais profunda (a soma de DO, RO VD e Rovyd normalmente varia de 3.000 a 5.000 ml).

Após a respiração normal e tranquila, uma manobra respiratória é realizada: a respiração mais profunda possível é realizada e, em seguida, a expiração mais profunda, mais nítida e mais longa (pelo menos 6 s). É assim que é determinado capacidade vital forçada(CVF) - o volume de ar que pode ser exalado durante a expiração forçada após inspiração máxima (normalmente 70-80% VC).

Como etapa final do estudo, é realizada a gravação ventilação máxima(MVL) - volume máximo de ar que pode ser ventilado pelos pulmões em 1 min. O MVL caracteriza a capacidade funcional do aparelho respiratório externo e normalmente é de 50 a 180 litros. Observa-se diminuição da MVL com diminuição dos volumes pulmonares devido a distúrbios restritivos (limitantes) e obstrutivos da ventilação pulmonar.

Ao analisar a curva espirográfica obtida na manobra com expiração forçada, meça certos indicadores de velocidade (Fig. 3):

1) volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF 1) - volume de ar que é exalado no primeiro segundo com a exalação mais rápida possível; é medida em ml e calculada como percentual da CVF; pessoas saudáveis ​​exalam pelo menos 70% da CVF no primeiro segundo;

2) amostra ou Índice de Tiffno- relação VEF 1 (ml)/CV (ml), multiplicada por 100%; normalmente é de pelo menos 70-75%;

3) velocidade volumétrica máxima do ar no nível expiratório de 75% da CVF (MOV 75) remanescente nos pulmões;

4) velocidade volumétrica máxima do ar no nível expiratório de 50% da CVF (MOV 50) remanescente nos pulmões;

5) velocidade volumétrica máxima do ar no nível expiratório de 25% CVF (MOV 25) remanescente nos pulmões;

6) fluxo volumétrico expiratório forçado médio, calculado no intervalo de medição de 25 a 75% CVF (SES 25-75).

Símbolos no diagrama. Indicadores de expiração forçada máxima: 25 ÷ 75% VEF- fluxo volumétrico no intervalo expiratório forçado médio (entre 25% e 75% da capacidade vital dos pulmões), VEF1- volume de fluxo durante o primeiro segundo de expiração forçada.

Arroz. 3. Curva espirográfica obtida na manobra expiratória forçada. Cálculo dos indicadores FEV 1 e SOS 25-75

O cálculo dos indicadores de velocidade é de grande importância na identificação de sinais de obstrução brônquica. A diminuição do índice de Tiffno e do VEF 1 é um sinal característico de doenças acompanhadas por diminuição da permeabilidade brônquica - asma brônquica, doença pulmonar obstrutiva crônica, bronquiectasia, etc. obstrução brônquica. SOS 25-75 reflete o estado de permeabilidade dos pequenos brônquios e bronquíolos. Este último indicador é mais informativo que o VEF 1 para identificar doenças obstrutivas precoces. Devido ao fato de na Ucrânia, Europa e EUA não haver diferença na designação dos volumes, capacidades e indicadores de velocidade pulmonares que caracterizam a ventilação pulmonar, apresentamos as designações desses indicadores em russo e inglês (Tabela 1).

Tabela 1. Nome dos indicadores de ventilação pulmonar em russo e inglês

Mesa 2. Nome e correspondência dos indicadores de ventilação pulmonar nos diferentes países

Todos os indicadores de ventilação pulmonar são variáveis. Οʜᴎ dependem do sexo, idade, peso, altura, posição corporal, estado do sistema nervoso do paciente e outros fatores. Por isso, para uma correta avaliação do estado funcional da ventilação pulmonar, o valor absoluto de um ou outro indicador é insuficiente. É necessário comparar os indicadores absolutos obtidos com os valores correspondentes para uma pessoa saudável da mesma idade, altura, peso e sexo - os chamados indicadores próprios. Esta comparação é expressa em percentagem relativamente ao indicador adequado. Desvios superiores a 15-20% do valor esperado são considerados patológicos.

5. ESPIROGRAFIA COM REGISTRO DO LOOP FLUXO-VOLUME

Espirografia com registro do loop fluxo-volume - método moderno de estudo da ventilação pulmonar, que consiste em determinar a velocidade volumétrica do fluxo de ar no trato inspiratório e sua representação gráfica em forma de loop fluxo-volume durante a respiração tranquila do paciente e quando realiza a determinação manobras respiratórias especiais. No exterior, esse método é denominado espirometria.

Propósito O estudo consiste em diagnosticar o tipo e o grau dos distúrbios da ventilação pulmonar com base na análise das alterações quantitativas e qualitativas nos parâmetros espirográficos. As indicações e contra-indicações para o uso do método são semelhantes às da espirografia clássica.

Metodologia. O estudo é realizado na primeira metade do dia, independente da ingestão alimentar. O paciente é solicitado a fechar ambas as passagens nasais com uma pinça especial, colocar um bocal individual esterilizado na boca e apertar firmemente os lábios ao redor dele. O paciente, na posição sentada, respira pelo tubo em circuito aberto, praticamente sem resistência respiratória. O procedimento para realização de manobras respiratórias com registro da curva fluxo-volume da respiração forçada é idêntico ao realizado no registro da CVF durante a espirografia clássica . Deve-se explicar ao paciente que em um teste com respiração forçada deve-se expirar no aparelho como se fosse apagar as velas de um bolo de aniversário. Após um período de respiração tranquila, o paciente respira profundamente ao máximo, resultando no registro de uma curva elíptica (curva AEB). Em seguida, o paciente faz a expiração forçada mais rápida e intensa. Nesse caso, é registrada uma curva de formato característico, que em pessoas saudáveis ​​​​se assemelha a um triângulo (Fig. 4).

Arroz. 4. Loop normal (curva) da relação entre a vazão volumétrica e o volume de ar durante as manobras respiratórias. A inspiração começa no ponto A, a expiração - no ponto B. O POSV é registrado no ponto C. O fluxo expiratório máximo no meio da CVF corresponde ao ponto D, o fluxo inspiratório máximo - ao ponto E

Espirograma: taxa de fluxo volumétrico - volume de fluxo de inspiração/exalação forçada.

A vazão volumétrica expiratória máxima de ar é exibida pela parte inicial da curva (ponto C, onde taxa de fluxo expiratório máximo- POS EXP) - Após isso, a vazão volumétrica diminui (ponto D, onde é registrado o MOC 50), e a curva retorna à sua posição original (ponto A). Nesse caso, a curva fluxo-volume descreve a relação entre a vazão volumétrica de ar e o volume pulmonar (capacidade pulmonar) durante os movimentos respiratórios. Os dados sobre velocidades e volumes de fluxo de ar são processados ​​por um computador pessoal graças a um software adaptado. A curva fluxo-volume é exibida na tela do monitor e pode ser impressa em papel, salva em mídia magnética ou na memória de um computador pessoal. Dispositivos modernos funcionam com sensores espirográficos em sistema aberto com posterior integração do sinal de fluxo de ar para obtenção de valores síncronos dos volumes pulmonares. Os resultados da pesquisa calculados por computador são impressos juntamente com a curva fluxo-volume em papel em valores absolutos e em porcentagem dos valores exigidos. Nesse caso, a CVF (volume de ar) é plotada no eixo das abcissas, e o fluxo de ar, medido em litros por segundo (l/s), é plotado no eixo das ordenadas (Fig. 5).

Arroz. 5. Curva fluxo-volume de respiração forçada e indicadores de ventilação pulmonar em uma pessoa saudável

Arroz. 6 Esquema do espirograma da CVF e da correspondente curva expiratória forçada em coordenadas “fluxo-volume”: V - eixo do volume; V" - eixo de fluxo

O loop fluxo-volume é a primeira derivada do espirograma clássico. Embora a curva fluxo-volume contenha essencialmente as mesmas informações do espirograma clássico, a visualização da relação entre fluxo e volume permite uma visão mais profunda das características funcionais das vias aéreas superiores e inferiores (Fig. 6). O cálculo dos indicadores altamente informativos MOS 25, MOS 50, MOS 75 usando um espirograma clássico apresenta uma série de dificuldades técnicas ao realizar imagens gráficas. Por este motivo, seus resultados não são muito precisos, neste sentido é melhor determinar os indicadores indicados através da curva fluxo-volume. A avaliação das alterações nos indicadores espirográficos de velocidade é realizada de acordo com o grau de desvio do valor adequado. Via de regra, o valor do indicador de vazão é tomado como o limite inferior da norma, que é 60% do nível adequado.

Esta posição é ilustrada pelo seguinte modelo de aumento passivo do volume pulmonar (Fig. 10.3). Neste modelo, os pulmões podem ser considerados como um balão elástico colocado dentro de um recipiente feito de paredes rígidas e um diafragma flexível. O espaço entre o balão elástico e as paredes do recipiente é vedado. Este modelo permite alterar a pressão dentro do recipiente movendo o diafragma flexível para baixo. À medida que o volume do recipiente aumenta, causado pelo movimento descendente do diafragma flexível, a pressão dentro do recipiente, isto é, fora do recipiente, torna-se inferior à pressão atmosférica de acordo com a lei dos gases ideais. O balão infla porque a pressão dentro dele (atmosférica) torna-se maior que a pressão no recipiente ao redor do balão.
Quando aplicado aos pulmões humanos, que preenchem completamente o volume da cavidade torácica, sua superfície e a superfície interna da cavidade torácica são cobertas por uma membrana pleural. A membrana pleural na superfície dos pulmões (pleura visceral) não está fisicamente em contato com a membrana pleural que cobre a parede torácica (pleura parietal), pois entre essas membranas existe um espaço pleural (sinônimo - espaço intrapleural), preenchido com um fina camada de líquido - líquido pleural. Esse fluido hidrata a superfície dos lobos pulmonares e promove seu deslizamento entre si durante a insuflação pulmonar, além de facilitar o atrito entre as camadas parietal e visceral da pleura. O líquido é incompressível e seu volume não aumenta com a diminuição da pressão na cavidade pleural. Portanto altamente elástico

Arroz. 10.4. Pressão nos alvéolos e pressão intrapleural durante as fases de inspiração e expiração do ciclo respiratório.
Na ausência de fluxo de ar no trato respiratório, a pressão neles é igual à pressão atmosférica (A), e a tração elástica dos pulmões cria pressão nos alvéolos E. Nessas condições, o valor da pressão intrapleural é igual a a diferença A - E. Ao inspirar, a contração do diafragma aumenta a quantidade de pressão negativa nas cavidades do espaço pleural em até -10 cm aq. Art., que ajuda a superar a resistência ao fluxo de ar no trato respiratório e o ar se move do ambiente externo para os alvéolos. A magnitude da pressão intrapleural é determinada pela diferença entre as pressões A - R - E. Ao expirar, o diafragma relaxa e a pressão intrapleural torna-se menos negativa em relação à pressão atmosférica (-5 cm de coluna de água). Os alvéolos, devido à sua elasticidade, reduzem seu diâmetro e aumenta a pressão neles E. O gradiente de pressão entre os alvéolos e o meio externo promove a retirada do ar dos alvéolos através do trato respiratório para o meio externo. O valor da pressão intrapleural é determinado pela soma de A + R menos a pressão dentro dos alvéolos, ou seja, A + R - E. A - pressão atmosférica, E - pressão nos alvéolos decorrente da tração elástica dos pulmões, R - pressão para superar a resistência ao fluxo de ar no trato respiratório, P - pressão intrapleural.

os pulmões repetem exatamente a mudança no volume da cavidade torácica durante a inspiração. Brônquios, vasos sanguíneos, nervos e vasos linfáticos formam a raiz do pulmão, com a ajuda da qual os pulmões são fixados no mediastino. As propriedades mecânicas desses tecidos determinam o maior grau de força que os músculos respiratórios devem desenvolver durante a contração para causar aumento no volume pulmonar. Em condições normais, a tração elástica dos pulmões cria uma quantidade insignificante de pressão negativa em uma fina camada de líquido no espaço intrapleural em relação à pressão atmosférica. A pressão intrapleural negativa varia de acordo com as fases do ciclo respiratório de -5 (expiração) a -10 cm aq. Arte. (inalação) abaixo da pressão atmosférica (Fig. 10.4). A pressão intrapleural negativa pode causar diminuição (colapso) do volume da cavidade torácica, que o tecido torácico neutraliza com sua estrutura extremamente rígida. O diafragma, comparado ao tórax, é mais elástico e sua cúpula sobe sob a influência do gradiente de pressão existente entre as cavidades pleural e abdominal.
Num estado em que os pulmões não se expandem nem colapsam (uma pausa após a inspiração ou expiração, respectivamente), não há fluxo de ar no trato respiratório e a pressão nos alvéolos é igual à pressão atmosférica. Neste caso, o gradiente entre a pressão atmosférica e intrapleural equilibrará exatamente a pressão desenvolvida pela tração elástica dos pulmões (ver Fig. 10.4). Nessas condições, o valor da pressão intrapleural é igual a

a diferença entre a pressão nas vias aéreas e a pressão desenvolvida pela tração elástica dos pulmões. Portanto, quanto mais os pulmões forem alongados, mais forte será a tração elástica dos pulmões e mais negativo será o valor da pressão intrapleural em relação à pressão atmosférica. Isso acontece durante a inspiração, quando o diafragma desce e a tração elástica dos pulmões neutraliza a inflação dos pulmões, e a pressão intrapleural torna-se mais negativa. Durante a inspiração, esta pressão negativa força o ar através das vias aéreas em direção aos alvéolos, superando a resistência das vias aéreas. Como resultado, o ar do ambiente externo entra nos alvéolos.
Ao expirar, o diafragma relaxa e a pressão intrapleural torna-se menos negativa. Nessas condições, os alvéolos, devido à alta elasticidade de suas paredes, começam a diminuir de tamanho e a expulsar o ar dos pulmões pelo trato respiratório. A resistência das vias aéreas ao fluxo de ar mantém a pressão positiva nos alvéolos e evita seu rápido colapso. Assim, no estado de calma ao expirar, o fluxo de ar no trato respiratório se deve apenas à tração elástica dos pulmões.
Pneumotórax. Se o ar entrar no espaço intrapleural, por exemplo, através de uma abertura de ferida, os pulmões entram em colapso, o volume do tórax aumenta ligeiramente e o diafragma desce assim que a pressão intrapleural se iguala à pressão atmosférica. Essa condição é chamada de pneumotórax, na qual os pulmões perdem a capacidade de acompanhar as alterações no volume da cavidade torácica durante os movimentos respiratórios. Além disso, durante a inspiração, o ar entra na cavidade torácica pela abertura da ferida e sai durante a expiração sem alterar o volume dos pulmões durante os movimentos respiratórios, o que impossibilita as trocas gasosas entre o ambiente externo e o corpo. Volumes de ar pulmonar durante as fases do ciclo respiratório
O processo de respiração externa é causado por alterações no volume de ar nos pulmões durante as fases de inspiração e expiração do ciclo respiratório. Durante a respiração tranquila, a relação entre a duração da inspiração e da expiração no ciclo respiratório é em média 1:1,3. A respiração externa de uma pessoa é caracterizada pela frequência e profundidade dos movimentos respiratórios. A frequência respiratória humana é medida pelo número de ciclos respiratórios em 1 minuto e seu valor em repouso em um adulto varia de 12 a 20 por 1 minuto. Este indicador de respiração externa aumenta com o trabalho físico, aumentando a temperatura ambiente, e também muda com a idade. Por exemplo, em recém-nascidos, a frequência respiratória é de 60-70 por 1 minuto, e em pessoas com idade entre 25 e 30 anos - uma média de 16 por 1 minuto. A profundidade da respiração é determinada pelo volume de ar inspirado e expirado durante um ciclo respiratório. O produto da frequência dos movimentos respiratórios e sua profundidade caracteriza o principal valor da respiração externa - a ventilação dos pulmões. Uma medida quantitativa da ventilação pulmonar é o volume minuto de respiração - é o volume de ar que uma pessoa inspira e expira em 1 minuto. O volume minuto da respiração de uma pessoa em repouso varia entre 6 a 8 litros. Durante o trabalho físico, o volume respiratório minuto de uma pessoa pode aumentar de 7 a 10 vezes.
Volumes de ar pulmonar. Na fisiologia respiratória, foi adotada uma nomenclatura unificada de volumes pulmonares em humanos, que enchem os pulmões durante
respiração calma e profunda durante as fases de inspiração e expiração do ciclo respiratório (Fig. 10.5). O volume pulmonar inspirado ou expirado por uma pessoa durante a respiração tranquila é denominado volume corrente. Seu valor durante a respiração tranquila é em média de 500 ml. A quantidade máxima de ar que uma pessoa pode inspirar acima do volume corrente é chamada de volume de reserva inspiratório (média de 3.000 ml). A quantidade máxima de ar que uma pessoa pode expirar após uma expiração silenciosa é chamada de volume de reserva expiratório (em média 1100 ml). Por fim, a quantidade de ar que permanece nos pulmões após a expiração máxima é chamada de volume residual, seu valor é de aproximadamente 1200 ml.
A soma de dois ou mais volumes pulmonares é chamada de capacidade pulmonar. O volume de ar nos pulmões de uma pessoa é caracterizado pela capacidade pulmonar inspiratória, capacidade pulmonar vital e capacidade pulmonar residual funcional. A capacidade inspiratória (3500 ml) é a soma do volume corrente e do volume de reserva inspiratório. A capacidade vital dos pulmões (4.600 ml) inclui o volume corrente e os volumes de reserva de inspiração e expiração. A capacidade residual funcional (1600 ml) é a soma do volume de reserva expiratório e do volume pulmonar residual. A soma da capacidade vital dos pulmões e do volume residual é chamada de capacidade pulmonar total, cujo valor médio em humanos é de 5.700 ml.
Ao inspirar, os pulmões de uma pessoa, devido à contração do diafragma e dos músculos intercostais externos, começam a aumentar seu volume a partir do nível da capacidade residual funcional, e seu valor durante a respiração tranquila é o volume corrente, e durante a respiração profunda atinge vários valores do volume de reserva inspiratória. Ao expirar, o volume dos pulmões retorna passivamente ao nível original de capacidade residual funcional, devido à tração elástica dos pulmões. Se o volume de ar exalado começar a incluir o ar da capacidade residual funcional, que ocorre durante a respiração profunda, bem como ao tossir ou espirrar, a expiração é realizada devido à contração dos músculos da parede abdominal. Nesse caso, o valor da pressão intrapleural, via de regra, torna-se superior à pressão atmosférica, o que determina a maior velocidade do fluxo de ar no trato respiratório.

O que o volume pulmonar afeta?

A capacidade pulmonar média de uma pessoa é de cerca de três a seis litros (de ar). Atletas para quem é importante encher os pulmões de ar (mergulhadores, nadadores, corredores) desenvolvem uma capacidade pulmonar de até oito litros durante o treinamento. Com a respiração profunda, o volume dos pulmões carrega a quantidade máxima de ar, mas com a respiração normal e uniforme, os pulmões não funcionam em sua capacidade máxima. Surge a pergunta: por que este volume é tão importante? o que o volume pulmonar afeta??

Em estado de calma, o corpo, não sobrecarregado de doenças, não utiliza todo o volume dos pulmões para manter o funcionamento de todos os sistemas funcionais. Mas o corpo sempre possui mecanismos compensatórios que são acionados quando necessário, estabelecendo um ritmo de vida diferente para a pessoa (em estado de medo ou tensão nervosa, ao superar obstáculos complexos no ambiente natural, durante o esforço físico, durante alterações patológicas em vários estruturas do corpo).

Em todas as situações de emergência associadas à corrida, à retenção da respiração ou a qualquer stress físico, o corpo deve ser capaz de correlacionar o gasto de oxigénio com o seu fornecimento e respirar com mais frequência ou carregar um volume maior de ar nos pulmões para manter os níveis normais de oxigénio. o corpo. A natureza decidiu que é mais conveniente para o corpo ter um reservatório maior de reserva para se encher de ar, o que tornará possível, em condições de prender a respiração ou ao respirar com misturas de outros gases que não o oxigênio (por vários motivos, inclusive os patológicos), ter à sua disposição um volume de ar suficiente para produzir o volume de oxigênio necessário.

Mas uma pessoa não pode prever exatamente quando poderá precisar do funcionamento do mecanismo compensatório, por isso deve-se ter cuidado com antecedência para manter a capacidade vital dos pulmões em estado normal. É muito importante identificar e tratar prontamente as doenças respiratórias; treinar os pulmões durante a vida, criando artificialmente um certo tipo de carga. Isto ajudará nos casos em que será necessário compensar

Para um mergulhador livre, os pulmões são a principal “ferramenta de trabalho” (depois do cérebro, claro), por isso é importante compreendermos a estrutura dos pulmões e todo o processo respiratório. Normalmente, quando falamos em respiração, queremos dizer respiração externa ou ventilação dos pulmões - o único processo que percebemos na cadeia respiratória. E devemos começar a pensar em respirar com isso.

Estrutura dos pulmões e tórax

Os pulmões são um órgão poroso, semelhante a uma esponja, que lembra na sua estrutura um cacho de bolhas individuais ou um cacho de uvas com grande número de frutos silvestres. Cada “baga” é um alvéolo pulmonar (vesícula pulmonar) - local onde ocorre a principal função dos pulmões - as trocas gasosas. Entre o ar dos alvéolos e o sangue existe uma barreira ar-sangue formada pelas paredes muito finas dos alvéolos e do capilar sanguíneo. É através dessa barreira que ocorre a difusão dos gases: o oxigênio entra no sangue vindo dos alvéolos e o dióxido de carbono entra nos alvéolos vindo do sangue.

O ar entra nos alvéolos através das vias aéreas - a troqueia, os brônquios e os bronquíolos menores, que terminam nos sacos alveolares. A ramificação dos brônquios e bronquíolos forma os lobos (o pulmão direito possui 3 lobos, o pulmão esquerdo possui 2 lobos). Em média, existem cerca de 500-700 milhões de alvéolos em ambos os pulmões, cuja superfície respiratória varia de 40 m2 na expiração a 120 m2 na inspiração. Nesse caso, um maior número de alvéolos está localizado nas partes inferiores dos pulmões.

Os brônquios e a traqueia possuem uma base cartilaginosa em suas paredes e, portanto, são bastante rígidos. Bronquíolos e alvéolos possuem paredes moles e, portanto, podem colapsar, ou seja, grudar, como um balão vazio, se neles não for mantida certa pressão de ar. Para evitar que isso aconteça, os pulmões são como um único órgão, coberto por todos os lados pela pleura - uma membrana forte e hermeticamente fechada.

A pleura possui duas camadas - duas folhas. Uma folha adere firmemente à superfície interna do tórax duro, a outra envolve os pulmões. Entre eles existe uma cavidade pleural na qual é mantida a pressão negativa. Graças a isso, os pulmões ficam endireitados. A pressão negativa na fissura pleural é causada pela tração elástica dos pulmões, ou seja, pelo desejo constante dos pulmões de reduzir seu volume.

A tração elástica dos pulmões é causada por três fatores:
1) a elasticidade do tecido das paredes dos alvéolos devido à presença de fibras elásticas nos mesmos
2) tônus ​​​​dos músculos brônquicos
3) tensão superficial do filme líquido que cobre a superfície interna dos alvéolos.

A estrutura rígida do tórax é formada pelas costelas, que são flexíveis, graças à cartilagem e às articulações, fixadas na coluna e nas articulações. Graças a isso, o tórax aumenta e diminui de volume, mantendo a rigidez necessária para proteger os órgãos localizados na cavidade torácica.

Para inspirar o ar, precisamos criar uma pressão nos pulmões inferior à atmosférica e, para exalá-la, maior. Assim, para a inspiração é necessário aumentar o volume do tórax, para a expiração - uma diminuição do volume. Na verdade, a maior parte do esforço respiratório é gasto na inspiração, em condições normais a expiração é realizada devido às propriedades elásticas dos pulmões.

O principal músculo respiratório é o diafragma - um septo muscular em forma de cúpula entre a cavidade torácica e a cavidade abdominal. Convencionalmente, sua borda pode ser desenhada ao longo da borda inferior das costelas.

Ao inspirar, o diafragma se contrai, estendendo-se ativamente em direção aos órgãos internos inferiores. Nesse caso, os órgãos incompressíveis da cavidade abdominal são empurrados para baixo e para os lados, esticando as paredes da cavidade abdominal. Durante uma inspiração silenciosa, a cúpula do diafragma desce aproximadamente 1,5 cm e o tamanho vertical da cavidade torácica aumenta proporcionalmente. Ao mesmo tempo, as costelas inferiores divergem um pouco, aumentando a circunferência do tórax, o que é especialmente perceptível nas seções inferiores. Quando você expira, o diafragma relaxa passivamente e é puxado para cima pelos tendões que o mantêm calmo.

Além do diafragma, os músculos intercostais e intercondrais oblíquos externos também participam do aumento do volume do tórax. Como resultado da elevação das costelas, o esterno avança e as partes laterais das costelas movem-se para os lados.

Com a respiração muito profunda e intensa ou quando a resistência inspiratória aumenta, vários músculos respiratórios auxiliares são incluídos no processo de aumento do volume do tórax, que podem elevar as costelas: escalenos, peitorais maiores e menores e serrátil anterior. Os músculos auxiliares da inspiração também incluem os músculos que estendem a coluna torácica e fixam a cintura escapular quando apoiados nos braços dobrados para trás (trapézio, romboide, levantador da escápula).

Como mencionado acima, uma inspiração calma ocorre passivamente, quase num contexto de relaxamento dos músculos inspiratórios. Com uma expiração ativa e intensa, os músculos da parede abdominal “se conectam”, como resultado o volume da cavidade abdominal diminui e a pressão nela aumenta. A pressão é transferida para o diafragma e o eleva. Devido à redução Os músculos intercostais oblíquos internos abaixam as costelas e aproximam suas bordas.

Movimentos respiratórios

Na vida cotidiana, observando você e seus amigos, você pode ver tanto a respiração, proporcionada principalmente pelo diafragma, quanto a respiração, proporcionada principalmente pelo trabalho dos músculos intercostais. E isso está dentro dos limites normais. Os músculos da cintura escapular são mais frequentemente envolvidos em casos de doenças graves ou trabalho intenso, mas quase nunca em pessoas relativamente saudáveis ​​e em condições normais.

Acredita-se que a respiração, proporcionada principalmente pelos movimentos do diafragma, seja mais característica dos homens. Normalmente, a inspiração é acompanhada por uma leve protrusão da parede abdominal e a expiração é acompanhada por uma leve retração. Este é o tipo de respiração abdominal.

Nas mulheres, o tipo de respiração mais comum é a torácica, que é proporcionada principalmente pelo trabalho dos músculos intercostais. Isso pode ser devido à prontidão biológica da mulher para a maternidade e, como consequência, à dificuldade de respiração abdominal durante a gravidez. Com esse tipo de respiração, os movimentos mais perceptíveis são realizados pelo esterno e pelas costelas.

A respiração, na qual os ombros e as clavículas se movem ativamente, é garantida pelo trabalho dos músculos da cintura escapular. A ventilação dos pulmões é ineficaz e afeta apenas os ápices dos pulmões. Portanto, esse tipo de respiração é denominado apical. Em condições normais, esse tipo de respiração praticamente não ocorre e é utilizado durante certas ginásticas ou se desenvolve em doenças graves.

No mergulho livre, acreditamos que a respiração abdominal ou abdominal é a mais natural e produtiva. O mesmo se diz quando se pratica yoga e pranayama.

Em primeiro lugar, porque existem mais alvéolos nos lobos inferiores dos pulmões. Em segundo lugar, os movimentos respiratórios estão associados ao nosso sistema nervoso autônomo. A respiração abdominal ativa o sistema nervoso parassimpático - o pedal do freio do corpo. A respiração torácica ativa o sistema nervoso simpático - o pedal do acelerador. Com a respiração apical ativa e prolongada, ocorre superestimulação do sistema nervoso simpático. Funciona nos dois sentidos. É assim que as pessoas em pânico sempre respiram com respiração apical. Por outro lado, se você respirar calmamente com o estômago por algum tempo, o sistema nervoso se acalmará e todos os processos ficarão mais lentos.

Volumes pulmonares

Durante a respiração tranquila, uma pessoa inspira e expira cerca de 500 ml (de 300 a 800 ml) de ar, esse volume de ar é chamado volume corrente. Além do volume corrente normal, com a inspiração mais profunda possível, uma pessoa pode inalar aproximadamente 3.000 ml de ar - isto é volume de reserva inspiratória. Após uma expiração normal e calma, uma pessoa comum e saudável, ao tensionar os músculos expiratórios, é capaz de “espremer” cerca de 1300 ml a mais de ar dos pulmões - isto volume de reserva expiratória.

A soma desses volumes é capacidade vital dos pulmões (VC): 500ml + 3000ml + 1300ml = 4800ml.

Como vemos, a natureza preparou para nós uma reserva quase dez vezes maior de capacidade de “bombear” o ar pelos pulmões.

O volume corrente é uma expressão quantitativa da profundidade da respiração. A capacidade vital dos pulmões determina o volume máximo de ar que pode ser introduzido ou retirado dos pulmões durante uma inspiração ou expiração. A capacidade vital média dos pulmões nos homens é de 4.000 a 5.500 ml, nas mulheres - 3.000 a 4.500 ml. O treinamento físico e vários alongamentos do tórax podem aumentar a CV.

Após uma expiração profunda máxima, cerca de 1.200 ml de ar permanecem nos pulmões. Esse - volume residual. A maior parte só pode ser removida dos pulmões com um pneumotórax aberto.

O volume residual é determinado principalmente pela elasticidade do diafragma e dos músculos intercostais. Aumentar a mobilidade do tórax e reduzir o volume residual é uma tarefa importante na preparação para mergulhos em grandes profundidades. Mergulhos abaixo do volume residual para uma pessoa comum não treinada são mergulhos mais profundos que 30-35 metros. Uma das formas populares de aumentar a elasticidade do diafragma e reduzir o volume pulmonar residual é realizar regularmente uddiyana bandha.

A quantidade máxima de ar que pode ser retida nos pulmões é chamada capacidade pulmonar total, é igual à soma do volume residual e da capacidade vital dos pulmões (no exemplo utilizado: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

O volume de ar nos pulmões no final de uma expiração silenciosa (com músculos respiratórios relaxados) é chamado capacidade residual funcional dos pulmões. É igual à soma do volume residual e do volume de reserva expiratório (no exemplo utilizado: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). A capacidade residual funcional dos pulmões está próxima do volume de ar alveolar antes do início da inspiração.

A ventilação é determinada pelo volume de ar inspirado ou expirado por unidade de tempo. Geralmente medido volume minuto de respiração. A ventilação dos pulmões depende da profundidade e frequência da respiração, que em repouso varia de 12 a 18 respirações por minuto. O volume minuto de respiração é igual ao produto do volume corrente e da frequência respiratória, ou seja, aproximadamente 6-9 litros.

Para avaliar os volumes pulmonares, utiliza-se a espirometria - método de estudo da função da respiração externa, que inclui a medição dos parâmetros de volume e velocidade da respiração. Recomendamos este estudo para qualquer pessoa que planeje levar o mergulho livre a sério.

O ar é encontrado não apenas nos alvéolos, mas também nas vias aéreas. Estes incluem a cavidade nasal (ou boca durante a respiração oral), nasofaringe, laringe, traqueia e brônquios. O ar nas vias aéreas (com exceção dos bronquíolos respiratórios) não participa das trocas gasosas. Portanto, o lúmen das vias aéreas é denominado espaço morto anatômico. Ao inspirar, as últimas porções de ar atmosférico entram no espaço morto e, sem alterar sua composição, saem dele ao expirar.

O volume do espaço morto anatômico é de cerca de 150 ml ou aproximadamente 1/3 do volume corrente durante a respiração tranquila. Aqueles. de 500 ml de ar inalado, apenas cerca de 350 ml entram nos alvéolos. Ao final de uma expiração tranquila, há cerca de 2.500 ml de ar nos alvéolos, portanto, a cada respiração tranquila, apenas 1/7 do ar alveolar é renovado.

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