Kako pronaći plimni volumen. Volumen daha

22121 0

Trenutno su ovi podaci od više akademskog interesa, ali postojeći kompjuterski spirografi u nekoliko sekundi mogu pružiti informacije o njima koje u velikoj mjeri objektiviziraju stanje pacijenta.

Volumen plime(DO) - volumen zraka koji se udahne ili izdahne tokom svakog respiratornog ciklusa.

Norma: 300 - 900 ml.

Smanji TO moguće kod pneumoskleroze, pneumofibroze, spastičnog bronhitisa, teške plućne kongestije, teškog zatajenja srca, opstruktivnog emfizema.

Rezervni volumen udaha- maksimalni volumen gasa koji se može udahnuti nakon tihog udaha.

Norma: 1000 - 2000 ml.

Uočeno je značajno smanjenje volumena sa smanjenjem elastičnosti plućnog tkiva.

Rezervni volumen izdisaja- volumen gasa koji subjekt može izdahnuti nakon tihog izdisaja.

Norma: 1000 - 1500 ml.

Vitalni kapacitet pluća (VC) Normalno je 3000 - 5000 ml. S obzirom na veliku varijabilnost kod zdravih osoba u odnosu na odgovarajuću vrijednost za ± 15-20%, ovaj indikator se rijetko koristi za procjenu vanjskog disanja kod pacijenata na intenzivnoj njezi.

Preostali volumen (Oo)- volumen gasa koji ostaje u plućima nakon maksimalnog izdisaja. Da bi se izračunala odgovarajuća vrijednost (u mililitrima), predlaže se da se prve četiri znamenke trećeg stepena rasta (u centimetrima) pomnože sa empirijskim koeficijentom od 0,38.

U brojnim situacijama dolazi do fenomena koji se naziva “ekspiratorno zatvaranje disajnih puteva” (ECAC). Njegova suština leži u činjenici da se tokom izdisaja, kada se volumen pluća već približava preostalom volumenu, određena količina plina zadržava u različitim zonama pluća (gasne zamke). A.P. Zilber je posvetio više od 30 godina proučavanju ovog fenomena. Danas je dokazano da se ova pojava prilično često javlja kod teško oboljelih pacijenata sa plućnim oboljenjima bilo kojeg porijekla, kao i nizom kritičnih stanja. Procjena stepena ECDP-a omogućava višestruki prikaz kliničke patofiziologije sistemskih poremećaja i daje prognozu i ocjenu efikasnosti preduzetih mjera.

Nažalost, procjena fenomena ECDP-a do sada je bila više akademske prirode, iako danas diktira potrebu za širokom primjenom metoda za procjenu ECDP-a. Daćemo samo kratak opis korišćenih metoda, a zainteresovane ćemo rado uputiti na monografiju A. P. Zilbera (Respiratorna medicina. Etide kritične medicine. Vol. 2. - Petrozavodsk: Izdavačka kuća PSU, 1996. - 488 str. ).

Najpristupačnije metode se baziraju na analizi krive ekspiratornog testnog gasa ili pneumotahografske krive kada je protok prekinut. Preostale metode - pletizmografija cijelog tijela i metoda razrjeđivanja ispitnog plina u zatvorenom sistemu - koriste se mnogo rjeđe.

Suština metoda zasnovanih na analizi ekspiratorne krivulje ispitnog gasa je da ispitanik udahne dio testnog gasa na početku udisaja, a zatim se snima kriva izdisaja gasa, snimljena sinhrono sa spirogramom. ili pneumotahogram. Ksenon-133, dušik i sumpor heksafluorid (SF6) se koriste kao ispitni plinovi.

Za karakterizaciju OADP-a koristi se jedan od indikatora koji karakterizira fenomen OADP-a - to je volumen zatvaranja pluća. Fiziološko značenje ovog indikatora može se razumjeti iz karakteristika same vrijednosti. VLC je dio vitalnog kapaciteta koji ostaje u plućima od trenutka kada se disajni putevi približe rezidualnom volumenu pluća. VA se izražava kao procenat vitalnog kapaciteta pluća (VC).

Tako je vrednost OZL izmerena ksenonom-133 13,2 ± 2,7%, a azotom - 13,7 ± 1,9%.

Metoda prekida respiratornog protoka, koja se ranije koristila za merenje alveolarnog pritiska, sa visokim stepenom korelacije (r = 0,81; p<0,001) совпадает с методами, основанными на тест-газах (И. Г. Хейфец, 1978). Определение ОЗЛ данным методом возможно с помощью пневмотахографа любой конструкции.

OZL se može odrediti formulom koju je predložio I. G. Heifetz (1978).

Za sjedeći položaj Jednačina regresije je:

PV / vitalni kapacitet (%) = 0,4 +0,38. starost (godine) ± 3,7;

Za ležeći položaj jednadžba je:

BC/VC (%) = -2,75 + 0,55 dob (godine).

Iako je vrijednost OCL prilično informativna, međutim, da bi se u potpunosti okarakterizirao fenomen ECDP-a, poželjno je izmjeriti niz drugih indikatora: kapacitet zatvaranja pluća (LCC), funkcionalna rezidualna rezerva kapaciteta (RFRC), zadržani plućni plin (RLG). ).

FOE rezerva(RFRC) je razlika između funkcionalnog rezidualnog kapaciteta (FRC) i kapaciteta zatvaranja pluća (LCC), to je najvažniji indikator koji karakteriše ECDP.

IN sjedeći položaj RFOE (l) se može odrediti regresijskom jednadžbom:

RFOE (l) = 1,95 - 0,003 starost (godine) ± 0,5.

IN ležeći položaj:

RFOE (l) = 1,33 - 0,33 dob (godine)

V sjedeći položaj -

RFRC/VC (%) = 49,1 - 0,8 dob (godine) + 7,5;

V ležeći položaj -

RFEC/VC (%) = 32,8 - 0,77 dob (godine).

Određivanje brzine metabolizma kod teških pacijenata vrši se na osnovu potrošnje O2 i oslobađanja CO2. S obzirom da se brzina metabolizma mijenja tokom dana, potrebno je više puta određivati ​​ove parametre za izračunavanje respiratornog koeficijenta. Emisije CO2 se mjere kao ukupni izdahnuti CO2 pomnožen sa izdahnutom minutnom ventilacijom.

Potrebno je obratiti pažnju na temeljito miješanje izdahnutog zraka. CO2 u izdahnutom zraku se određuje kapnografom. Radi pojednostavljenja metode određivanja potrošnje energije (PE), pretpostavlja se da je respiratorni (respiratorni) koeficijent 0,8, a pretpostavlja se da 70% kalorija obezbjeđuju ugljikohidrati, a 30% masti. Tada se potrošena energija može odrediti sljedećom formulom:

PE (kcal / 24 h) = BCO2 24 60 4,8 / 0,8,

gdje je BCO2 ukupna emisija CO2 (određena je proizvodom koncentracije CO2 na kraju izdisaja i minutne ventilacije pluća);

0,8 - respiratorni koeficijent, pri kojem je oksidacija 1 litre O2 praćena stvaranjem 4,83 kcal.

U realnoj situaciji respiratorni koeficijent se kod teško oboljelih može mijenjati iz sata u sat u zavisnosti od načina parenteralne ishrane, adekvatnosti ublažavanja bolova, stepena antistres zaštite itd. Ova okolnost zahtijeva praćenje (ponovno) određivanje potrošnje O2. i oslobađanje CO2. Za brzu procjenu potrošnje energije koristite sljedeće formule:

PE (kcal/min) = 3,94 (VO2) + (VCO2),

gdje je VO2 apsorpcija O2 u mililitrima u minuti, a VCO2 je oslobađanje CO2 u mililitrima u minuti.

Da biste odredili potrošnju energije tokom 24 sata, možete koristiti formulu:

PE (kcal/dan) = PE (kcal/min) 1440.

Nakon transformacije, formula poprima oblik:

PE (kcal/dan) = 1440.

U nedostatku mogućnosti određivanja potrošnje energije pomoću kalorimetrije, možete koristiti metode proračuna, koje će, naravno, biti približne u određenoj mjeri. Ovakvi proračuni su najčešće neophodni za zbrinjavanje teško bolesnih pacijenata na dugotrajnoj parenteralnoj ishrani.

Ukupni kapacitet pluća odraslog muškarca je u prosjeku 5-6 litara, ali se pri normalnom disanju koristi samo mali dio tog volumena. Kada mirno diše, osoba završi oko 12-16 respiratornih ciklusa, udahnuvši i izdišući oko 500 ml zraka u svakom ciklusu. Ova zapremina vazduha se obično naziva plimna zapremina. Kada duboko udahnete, možete udahnuti dodatnih 1,5-2 litre zraka - to je rezervni volumen udisanja. Volumen zraka koji ostaje u plućima nakon maksimalnog izdisaja je 1,2-1,5 litara - to je preostali volumen pluća.

Merenje zapremine pluća

Pod terminom merenje zapremine pluća obično se odnosi na mjerenje ukupnog kapaciteta pluća (TLC), rezidualnog volumena pluća (RLV), funkcionalnog rezidualnog kapaciteta (FRC) pluća i vitalnog kapaciteta pluća (VC). Ovi pokazatelji igraju značajnu ulogu u analizi ventilacijskog kapaciteta pluća, nezamjenjivi su u dijagnostici restriktivnih ventilacijskih poremećaja i pomažu u procjeni učinkovitosti terapijske intervencije. Mjerenje volumena pluća može se podijeliti u dvije glavne faze: mjerenje FRC-a i provođenje spirometrijske studije.

Za određivanje FRC-a koristi se jedna od tri najčešće metode:

1. metoda razblaživanja gasa (metoda razblaživanja gasa);
2. bodyplethysmographic;
3. rendgenski snimak.

Volumen i kapacitet pluća

Tipično se razlikuju četiri plućna volumena - inspiratorni rezervni volumen (IRV), disajni volumen (TI), rezervni volumen izdisaja (ERV) i rezidualni volumen pluća (RLV) i sljedeći kapaciteti: vitalni kapacitet pluća (VC), inspiratorni kapacitet (EIV), funkcionalni rezidualni kapacitet (FRC) i ukupni kapacitet pluća (TLC).

Ukupni kapacitet pluća može se predstaviti kao zbir nekoliko plućnih volumena i kapaciteta. Kapacitet pluća je zbir dva ili više plućnih volumena.

Dišni volumen (VT) je volumen gasa koji se udahne i izdahne tokom respiratornog ciklusa tokom tihog disanja. DO treba izračunati kao prosjek nakon snimanja najmanje šest respiratornih ciklusa. Kraj faze udisaja naziva se nivo krajnjeg udisaja, kraj faze izdisaja naziva se nivo kraja izdisaja.

Rezervni volumen udisaja (IRV) je maksimalni volumen zraka koji se može udahnuti nakon normalnog prosječnog tihog udisaja (nivo kraj-inspiracije).

Rezervni volumen izdisaja (ERV) je maksimalni volumen zraka koji se može izdahnuti nakon tihog izdisaja (nivo na kraju izdisaja).

Rezidualni plućni volumen (RLV) je volumen zraka koji ostaje u plućima nakon potpunog izdisaja. TRL se ne može izmjeriti direktno; izračunava se oduzimanjem ROvyd od FRC: OOL = FOE – ROvyd ili OOL = OEL – Vitalno. Prednost se daje potonjoj metodi.

Vitalni kapacitet pluća (VC) je volumen vazduha koji se može izdahnuti tokom punog izdisaja nakon maksimalnog udisaja. Kod prisilnog izdisaja, ovaj volumen se naziva forsirani vitalni kapacitet pluća (FVC), sa tihim maksimalnim (inhalacijskim) izdisajem - vitalni kapacitet pluća udisaja (izdisaja) - VVC (VCL). VIC uključuje DO, ROvd i ROvyd. Vitalni kapacitet je obično približno 70% TLC.

Inspiracijski kapacitet (EIC) je maksimalni volumen koji se može udahnuti nakon tihog izdisaja (od nivoa na kraju izdisaja). EDV je jednak zbiru DO i RVD i normalno iznosi 60-70% vitalnog kapaciteta.

Funkcionalni rezidualni kapacitet (FRC) je volumen zraka u plućima i respiratornom traktu nakon tihog izdisaja. FRC se također naziva konačni volumen izdisaja. FRC uključuje ROvyd i OOL. Mjerenje FRC-a je odlučujući korak u procjeni volumena pluća.

Ukupni kapacitet pluća (TLC) je volumen zraka u plućima na kraju potpunog udisaja. TEL se obračunava na dva načina: OEL = OEL + vitalni kapacitet ili OEL = FFU + Evd. Posljednja metoda je poželjnija.

Mjerenje ukupnog kapaciteta pluća i njegovih komponenti ima široku primjenu kod različitih bolesti i pruža značajnu pomoć u dijagnostičkom procesu. Na primjer, kod plućnog emfizema obično dolazi do smanjenja FVC i FEV1, a omjer FEV1/FVC je također smanjen. Smanjenje FVC i FEV1 je također uočeno kod pacijenata sa restriktivnim poremećajima, ali omjer FEV1/FVC nije smanjen.

Unatoč tome, omjer FEV1/FVC nije ključni parametar u diferencijalnoj dijagnozi opstruktivnih i restriktivnih poremećaja. Za diferencijalnu dijagnozu ovih poremećaja ventilacije neophodno je obavezno merenje TEL i njegovih komponenti. Kod restriktivnih poremećaja dolazi do smanjenja TLC-a i svih njegovih komponenti. Kod opstruktivnih i kombinovanih opstruktivno-restriktivnih poremećaja, neke komponente TLC su smanjene, neke povećane.

Mjerenje FRC-a je jedan od dva glavna koraka u mjerenju TLC-a. FRC se može mjeriti metodama razrjeđivanja plina, tjelesnom pletizmografijom ili rendgenskim snimkom. Kod zdravih osoba, sve tri metode daju slične rezultate. Koeficijent varijacije ponovljenih mjerenja unutar istog subjekta obično je ispod 10%.

Metoda razrjeđivanja plina se široko koristi zbog jednostavnosti tehnike i relativno jeftine opreme. Međutim, kod pacijenata sa teškom opstrukcijom bronhijalne provodljivosti ili emfizemom, prava vrijednost TLC-a mjerena ovom metodom je potcijenjena, jer udahnuti plin ne prodire u hipoventilirane i neventilirane prostore.

Bolesna pletizmografska metoda omogućava vam da odredite intratorakalni volumen (ITV) plina. Dakle, FRC izmjerena tjelesna pletizmografija uključuje i ventilirane i neventilirane dijelove pluća. S tim u vezi, kod pacijenata sa plućnim cistama i vazdušnim zamkama, ova metoda daje veće rezultate u odnosu na metodu razblaživanja gasa. Bodi pletizmografija je skuplja metoda, tehnički složenija i zahtijeva veći trud i suradnju od pacijenta u odnosu na metodu razrjeđivanja plina. Međutim, metoda tjelesne pletizmografije je poželjnija jer omogućava precizniju procjenu FRC.

Razlika između vrijednosti dobijenih korištenjem ove dvije metode daje važne informacije o prisutnosti neventiliranog zračnog prostora u grudima. Kod teške bronhijalne opstrukcije, opća metoda pletizmografije može precijeniti vrijednosti FRC.

Na osnovu materijala A.G. Chuchalina

Za freedivera pluća su glavni „radni alat“ (nakon mozga, naravno), pa nam je važno razumjeti strukturu pluća i cijeli proces disanja. Obično, kada govorimo o disanju, mislimo na vanjsko disanje ili ventilaciju pluća – jedini proces koji nam je uočljiv u respiratornom lancu. I moramo početi razmišljati o disanju s tim.

Građa pluća i grudnog koša

Pluća su porozan organ, sličan spužvi, koji svojom strukturom podsjeća na grozd pojedinačnih mjehurića ili grozd s velikim brojem bobica. Svaka "bobica" je plućna alveola (plućna vezikula) - mjesto gdje se odvija glavna funkcija pluća - izmjena plinova. Između zraka u alveolama i krvi leži vazdušno-krvna barijera koju čine vrlo tanki zidovi alveola i krvne kapilare. Kroz ovu barijeru dolazi do difuzije plinova: kisik ulazi u krv iz alveola, a ugljični dioksid iz krvi ulazi u alveole.

Zrak ulazi u alveole kroz disajne puteve – troheju, bronhije i manje bronhiole, koje završavaju u alveolarnim vrećama. Grananje bronha i bronhiola formira režnjeve (desno plućno krilo ima 3 režnja, lijevo plućno krilo ima 2 režnja). U proseku, u oba pluća ima oko 500-700 miliona alveola, čija se respiratorna površina kreće od 40 m2 pri izdisanju do 120 m2 pri udisanju. U ovom slučaju veći broj alveola nalazi se u donjim dijelovima pluća.

Bronhi i dušnik imaju hrskavičnu osnovu u svojim zidovima i stoga su prilično kruti. Bronhiole i alveole imaju mekane zidove i stoga se mogu srušiti, odnosno zalijepiti zajedno, poput ispuhanog balona, ​​ako se u njima ne održava određeni tlak zraka. Da se to ne bi dogodilo, pluća su kao jedan organ, sa svih strana prekrivena pleurom - snažnom, hermetički zatvorenom membranom.

Pleura ima dva sloja - dva lista. Jedan list je čvrsto uz unutrašnju površinu tvrdog grudnog koša, drugi okružuje pluća. Između njih nalazi se pleuralna šupljina u kojoj se održava negativni tlak. Zahvaljujući tome, pluća su u ispravljenom stanju. Negativan pritisak u pleuralnoj fisuri uzrokovan je elastičnom trakcijom pluća, odnosno stalnom željom pluća da smanje svoj volumen.

Elastičnu trakciju pluća uzrokuju tri faktora:
1) elastičnost tkiva zidova alveola zbog prisustva elastičnih vlakana u njima
2) tonus bronhijalnih mišića
3) površinski napon tečnog filma koji pokriva unutrašnju površinu alveola.

Kruti okvir grudnog koša čine rebra, koja su fleksibilna, zahvaljujući hrskavici i zglobovima, pričvršćena za kičmu i zglobove. Zahvaljujući tome, grudni koš povećava i smanjuje svoj volumen, zadržavajući rigidnost potrebnu za zaštitu organa koji se nalaze u grudnoj šupljini.

Da bismo udisali vazduh, potrebno je da stvorimo pritisak u plućima manji od atmosferskog, a da bismo izdisali veći. Dakle, za udah je potrebno povećati volumen prsa, za izdisaj - smanjenje volumena. Zapravo, većina napora disanja se troši na udisaj; u normalnim uvjetima, izdisaj se provodi zbog elastičnih svojstava pluća.

Glavni respiratorni mišić je dijafragma - kupolasta mišićna pregrada između grudnog koša i trbušne šupljine. Konvencionalno se njegova granica može povući duž donjeg ruba rebara.

Prilikom udisanja, dijafragma se skuplja, aktivno se protežući prema donjim unutrašnjim organima. U tom slučaju se nestišljivi organi trbušne šupljine guraju prema dolje i u stranu, istežući zidove trbušne šupljine. Prilikom tihog udisaja, kupola dijafragme se spušta oko 1,5 cm, a vertikalna veličina torakalne šupljine se povećava u skladu s tim. Istovremeno, donja rebra se donekle razilaze, povećavajući obim grudnog koša, što je posebno vidljivo u donjim dijelovima. Kada izdišete, dijafragma se pasivno opušta i povlače je tetive držeći je u mirnom stanju.

Osim dijafragme, vanjski kosi interkostalni i interhondralni mišići također učestvuju u povećanju volumena grudnog koša. Kao rezultat podizanja rebara, prsna kost se pomiče naprijed, a bočni dijelovi rebara pomiču se u stranu.

Kod vrlo dubokog, intenzivnog disanja ili kada se poveća otpor udisanja, u proces povećanja volumena grudnog koša uključuje se niz pomoćnih respiratornih mišića koji mogu podići rebra: skalen, veliki i mali pectoralis te serratus anterior. U pomoćne mišiće inhalacije spadaju i mišići koji produžuju torakalnu kičmu i fiksiraju rameni pojas kada se podupiru rukama prekrštenim unazad (trapezius, romboid, levator scapula).

Kao što je gore spomenuto, mirno udisanje događa se pasivno, gotovo na pozadini opuštanja inspiratornih mišića. S aktivnim intenzivnim izdisajem, mišići trbušne stijenke se "povezuju", zbog čega se smanjuje volumen trbušne šupljine i povećava pritisak u njoj. Pritisak se prenosi na dijafragmu i podiže je. Zbog smanjenja Unutrašnji kosi interkostalni mišići spuštaju rebra i približavaju njihove ivice.

Pokreti disanja

U običnom životu, nakon promatranja sebe i svojih prijatelja, možete vidjeti i disanje, koje se uglavnom obezbjeđuje dijafragmom, i disanje koje se obezbjeđuje uglavnom radom interkostalnih mišića. I to je u granicama normale. Mišići ramenog pojasa su češće zahvaćeni u slučajevima teške bolesti ili intenzivnog rada, ali gotovo nikada kod relativno zdravih osoba u normalnom stanju.

Smatra se da je disanje, koje se obezbjeđuje uglavnom pokretima dijafragme, karakterističnije za muškarce. Normalno, udah je praćen blagim izbočenjem trbušnog zida, a izdisaj je praćen blagim povlačenjem. Ovo je abdominalni tip disanja.

Kod žena, najčešći tip disanja je torakalni tip, koji se postiže uglavnom radom međurebarnih mišića. To može biti zbog biološke spremnosti žene za majčinstvo i, kao posljedica, otežanog abdominalnog disanja tokom trudnoće. Kod ovog tipa disanja najuočljivije pokrete čine grudna kost i rebra.

Disanje, u kojem se ramena i ključne kosti aktivno kreću, osigurava se radom mišića ramenog pojasa. Ventilacija pluća je neefikasna i utiče samo na vrhove pluća. Stoga se ova vrsta disanja naziva apikalnim. U normalnim uslovima, ova vrsta disanja se praktički ne javlja i koristi se ili tokom određene gimnastike ili se razvija kod ozbiljnih bolesti.

U ronjenju na slobodu vjerujemo da je abdominalno ili trbušno disanje najprirodnije i najproduktivnije. Isto se govori i kada se prakticira joga i pranayama.

Prvo, zato što ima više alveola u donjim režnjevima pluća. Drugo, pokreti disanja su povezani sa našim autonomnim nervnim sistemom. Disanje na stomak aktivira parasimpatički nervni sistem – telesnu papučicu kočnice. Disanje na prsima aktivira simpatički nervni sistem – papučicu gasa. Kod aktivnog i produženog apikalnog disanja dolazi do prekomjerne stimulacije simpatičkog nervnog sistema. Radi u oba smjera. Ovako ljudi u panici uvijek dišu apikalnim disanjem. I obrnuto, ako neko vrijeme mirno dišete stomakom, nervni sistem se smiruje i svi procesi se usporavaju.

Volumen pluća

Prilikom tihog disanja osoba udahne i izdahne oko 500 ml (od 300 do 800 ml) vazduha, ova zapremina vazduha se naziva plimni volumen. Pored normalnog plimnog volumena, uz najdublju moguću inspiraciju, osoba može udahnuti približno 3000 ml zraka - to je inspiratorni rezervni volumen. Nakon normalnog mirnog izdisaja, obična zdrava osoba, naprezanjem mišića izdisaja, može "iscijediti" još oko 1300 ml zraka iz pluća - ovo rezervni volumen izdisaja.

Zbir ovih volumena je vitalni kapacitet pluća (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

Kao što vidimo, priroda nam je pripremila gotovo deseterostruku rezervu sposobnosti da "pumpamo" zrak kroz pluća.

Plimni volumen je kvantitativni izraz dubine disanja. Vitalni kapacitet pluća određuje maksimalnu zapreminu vazduha koja se može uneti ili ukloniti iz pluća tokom jednog udisaja ili izdisaja. Prosječni vitalni kapacitet pluća kod muškaraca je 4000 - 5500 ml, kod žena - 3000 - 4500 ml. Fizički trening i razna istezanja grudi mogu povećati VC.

Nakon maksimalno dubokog izdisaja u plućima ostaje oko 1200 ml vazduha. Ovo - rezidualni volumen. Većina se može ukloniti iz pluća samo otvorenim pneumotoraksom.

Preostali volumen je određen prvenstveno elastičnošću dijafragme i interkostalnih mišića. Povećanje pokretljivosti prsnog koša i smanjenje preostalog volumena važan je zadatak prilikom pripreme za ronjenje na velike dubine. Zaroni ispod preostale zapremine za običnu neobučenu osobu su zaroni dublje od 30-35 metara. Jedan od popularnih načina za povećanje elastičnosti dijafragme i smanjenje rezidualnog volumena pluća je redovno izvođenje uddiyana bandhe.

Maksimalna količina zraka koja se može zadržati u plućima naziva se ukupni kapacitet pluća, jednak je zbiru rezidualnog volumena i vitalnog kapaciteta pluća (u korištenom primjeru: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

Volumen zraka u plućima na kraju tihog izdisaja (sa opuštenim respiratornim mišićima) naziva se funkcionalni rezidualni kapacitet pluća. Jednako je zbiru preostalog volumena i rezervnog volumena izdisaja (u korištenom primjeru: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkcionalni rezidualni kapacitet pluća je blizak volumenu alveolarnog zraka prije početka udisaja.

Ventilacija je određena količinom zraka koji se udahne ili izdahne u jedinici vremena. Obično mjereno minutni volumen disanja. Ventilacija pluća ovisi o dubini i učestalosti disanja, koja se u mirovanju kreće od 12 do 18 udisaja u minuti. Minutni volumen disanja jednak je proizvodu disajnog volumena i frekvencije disanja, tj. otprilike 6-9 l.

Za procjenu volumena pluća koristi se spirometrija - metoda za proučavanje funkcije vanjskog disanja, koja uključuje mjerenje volumena i parametara brzine disanja. Preporučujemo ovu studiju svima koji se planiraju ozbiljno baviti ronjenjem na dah.

Vazduh se nalazi ne samo u alveolama, već iu disajnim putevima. To uključuje nosnu šupljinu (ili usta tokom oralnog disanja), nazofarinks, larinks, dušnik i bronhije. Vazduh u disajnim putevima (sa izuzetkom respiratornih bronhiola) ne učestvuje u razmeni gasova. Stoga se lumen disajnih puteva naziva anatomski mrtvi prostor. Kada udišete, posljednji dijelovi atmosferskog zraka ulaze u mrtvi prostor i, bez promjene njegovog sastava, napuštaju ga kada izdahnete.

Volumen anatomskog mrtvog prostora je oko 150 ml ili približno 1/3 disajnog volumena tokom tihog disanja. One. od 500 ml udahnutog vazduha samo oko 350 ml ulazi u alveole. Na kraju tihog izdisaja u alveolama se nalazi oko 2500 ml zraka, pa se svakim tihim udisajem obnavlja samo 1/7 alveolarnog zraka.

• < Nazad

UDK 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainova, N.V. Turbasova. Fiziologija disanja i cirkulacije krvi. Nastavno-metodički priručnik za predmet „Fiziologija čovjeka i životinja“: za studente 3. godine ODO-a i 5. godine ODO-a Biološkog fakulteta. Tjumenj: Izdavačka kuća Tjumenskog državnog univerziteta, 2007. - 76 str.

Nastavno-metodički priručnik sadrži laboratorijske radove sastavljene u skladu sa programom predmeta „Fiziologija ljudi i životinja“, od kojih mnogi ilustruju temeljne naučne principe klasične fiziologije. Neki od radova su primijenjene prirode i predstavljaju metode samokontrole zdravstvenog i fizičkog stanja, metode procjene fizičke izvedbe.

NADLEŽNI UREDNIK: V.S. Solovjev , Doktor medicinskih nauka, prof

© Tjumenski državni univerzitet, 2007

© Izdavačka kuća Tjumenskog državnog univerziteta, 2007

© A.B. Zagainova, N.V. Turbasova, 2007

Objašnjenje

Predmet istraživanja u odjeljcima „disanje“ i „cirkulacija krvi“ su živi organizmi i njihove funkcionalne strukture koje obezbjeđuju ove vitalne funkcije, što određuje izbor metoda fiziološkog istraživanja.

Svrha predmeta: formiranje ideja o mehanizmima funkcionisanja organa za disanje i cirkulaciju, o regulaciji aktivnosti kardiovaskularnog i respiratornog sistema, o njihovoj ulozi u osiguravanju interakcije tijela sa vanjskim okruženjem.

Ciljevi laboratorijske radionice: upoznavanje studenata sa metodama za proučavanje fizioloških funkcija ljudi i životinja; ilustruju fundamentalne naučne principe; prezentuju metode samokontrole fizičkog stanja, procene fizičkih performansi tokom fizičke aktivnosti različitog intenziteta.

Za izvođenje laboratorijske nastave iz predmeta „Fiziologija čovjeka i životinja“ predviđeno je 52 sata za ODO i 20 sati za ODO. Završni obrazac za izvještavanje iz predmeta „Fiziologija čovjeka i životinja“ je ispit.

Uslovi za ispit: potrebno je razumeti osnove vitalnih funkcija organizma, uključujući mehanizme funkcionisanja organskih sistema, ćelija i pojedinačnih ćelijskih struktura, regulaciju funkcionisanja fizioloških sistema, kao i obrasce interakcije telo sa spoljašnjom sredinom.

Nastavno-metodički priručnik izrađen je u okviru programa opšteg predmeta „Fiziologija čovjeka i životinja“ za studente Biološkog fakulteta.

FIZIOLOGIJA DISANJA

Suština procesa disanja je dostava kisika u tkiva tijela, čime se osigurava nastanak oksidativnih reakcija, što dovodi do oslobađanja energije i oslobađanja ugljičnog dioksida iz tijela, koji nastaje kao posljedica metabolizam.

Proces koji se odvija u plućima i sastoji se u razmjeni plinova između krvi i okoline (zrak koji ulazi u alveole naziva se spoljašnje, plućno disanje, ili ventilaciju.

Kao rezultat izmjene plinova u plućima, krv je zasićena kisikom i gubi ugljični dioksid, tj. ponovo postaje sposoban da prenosi kiseonik do tkiva.

Obnavljanje gasnog sastava unutrašnjeg okruženja tijela nastaje zbog cirkulacije krvi. Transportnu funkciju obavlja krv zbog fizičkog rastvaranja CO 2 i O 2 u njoj i njihovog vezivanja za komponente krvi. Dakle, hemoglobin može stupiti u reverzibilnu reakciju s kisikom, a vezivanje CO 2 nastaje kao rezultat stvaranja reverzibilnih bikarbonatnih spojeva u krvnoj plazmi.

Potrošnja kisika u stanicama i provođenje oksidativnih reakcija sa stvaranjem ugljičnog dioksida suština je procesa. interni, ili tkivno disanje.

Dakle, samo dosljedno proučavanje sva tri dijela disanja može dati ideju o jednom od najsloženijih fizioloških procesa.

Za proučavanje vanjskog disanja (plućna ventilacija), izmjene plinova u plućima i tkivima, kao i transporta plinova u krvi, koriste se različite metode za procjenu respiratorne funkcije u mirovanju, pri fizičkoj aktivnosti i različitim utjecajima na organizam.

LABORATORIJSKI RAD br.1

PNEUMOGRAFIJA

Pneumografija je snimanje respiratornih pokreta. Omogućava vam da odredite učestalost i dubinu disanja, kao i omjer trajanja udisaja i izdisaja. Kod odrasle osobe broj respiratornih pokreta je 12-18 u minuti, kod djece je disanje češće. Tokom fizičkog rada se udvostručuje ili više. Tokom mišićnog rada mijenja se i frekvencija i dubina disanja. Promjene u ritmu disanja i njegovoj dubini uočavaju se tijekom gutanja, razgovora, nakon zadržavanja daha itd.

Između dvije faze disanja nema pauze: udah se direktno pretvara u izdisaj, a izdisaj u udah.

U pravilu je udah nešto kraći od izdisaja. Vrijeme udaha je povezano sa vremenom izdisaja, na primjer 11:12 ili čak 10:14.

Pored ritmičkih respiratornih pokreta koji obezbeđuju ventilaciju pluća, tokom vremena se mogu uočiti i posebni respiratorni pokreti. Neki od njih nastaju refleksno (zaštitni respiratorni pokreti: kašljanje, kihanje), drugi dobrovoljno, u vezi sa fonacijom (govor, pjevanje, recitacija itd.).

Registracija respiratornih pokreta prsnog koša vrši se pomoću posebnog uređaja - pneumografa. Rezultirajući zapis - pneumogram - omogućava vam da procijenite: trajanje faza disanja - udah i izdisaj, frekvenciju disanja, relativnu dubinu, ovisnost frekvencije i dubine disanja o fiziološkom stanju tijela - odmor, rad, itd.

Pneumografija se zasniva na principu vazdušnog prenosa respiratornih pokreta grudnog koša na polugu za pisanje.

Trenutno najčešće korišteni pneumograf je duguljasta gumena komora smještena u platneni poklopac, hermetički spojena gumenom cijevi s Marais kapsulom. Svakim udisajem prsni koš se širi i sabija zrak u pneumografu. Ovaj pritisak se prenosi u šupljinu Marais kapsule, njena elastična gumena kapica se podiže, a poluga koja se oslanja na nju ispisuje pneumogram.

Ovisno o korištenim senzorima, pneumografija se može izvesti na različite načine. Najjednostavniji i najpristupačniji za snimanje respiratornih pokreta je pneumatski senzor s Marais kapsulom. Za pneumografiju se mogu koristiti reostat, mjerač naprezanja i kapacitivni senzori, ali u ovom slučaju su potrebni elektronski uređaji za pojačavanje i snimanje.

Za rad vam je potrebno: kimograf, manžetna sfigmomanometra, Marais kapsula, tronožac, majica, gumene cijevi, mjerač vremena, otopina amonijaka. Predmet istraživanja je osoba.

Izvođenje radova. Montirajte instalaciju za snimanje respiratornih pokreta, kao što je prikazano na sl. 1, A. Manžetna sfigmomanometra je fiksirana na najpokretljiviji dio grudnog koša ispitanika (za trbušno disanje to će biti donja trećina, za grudno disanje - srednja trećina grudnog koša) i spojena je pomoću čahure i gume cijevi do Marais kapsule. Kroz T-pritisak, otvarajući stezaljku, mala količina vazduha se uvodi u sistem za snimanje, pazeći da previsok pritisak ne pokida gumenu membranu kapsule. Nakon što se uvjerite da je pneumograf ispravno ojačan i da se pokreti grudnog koša prenose na polugu Marais kapsule, izbrojite broj respiratornih pokreta u minuti, a zatim postavite pisač tangencijalno na kimograf. Uključite kimograf i tajmer i počnite snimati pneumogram (subjekt ne bi trebao gledati u pneumogram).

Rice. 1. Pneumografija.

A - grafičko snimanje disanja pomoću Marais kapsule; B - pneumogrami snimljeni pod uticajem različitih faktora koji izazivaju promene u disanju: 1 - široka manžetna; 2 - gumena cijev; 3 – trojnica; 4 - Marais kapsula; 5 – kimograf; 6 - brojač vremena; 7 - univerzalni stativ; a - mirno disanje; b - prilikom udisanja pare amonijaka; c - tokom razgovora; d - nakon hiperventilacije; d - nakon voljnog zadržavanja daha; e - tokom fizičke aktivnosti; b"-e" - oznake primijenjenog uticaja.

Na kimografu se snimaju sljedeće vrste disanja:

1) mirno disanje;

2) duboko disanje (subjekt samovoljno nekoliko puta duboko udahne i izdahne - vitalni kapacitet pluća);

3) disanje nakon fizičke aktivnosti. Da biste to učinili, od subjekta se traži, bez skidanja pneumografa, da napravi 10-12 čučnjeva. Istovremeno, kako zbog oštrih udara zraka guma Marey kapsule ne pukne, koristi se Pean stezaljka za sabijanje gumene cijevi koja povezuje pneumograf sa kapsulom. Odmah nakon završetka čučnjeva, stezaljka se uklanja i bilježe se pokreti disanja);

4) disanje tokom recitacije, govora, smeha (obratite pažnju na to kako se menja trajanje udaha i izdisaja);

5) disanje pri kašljanju. Da bi to učinio, subjekt pravi nekoliko voljnih pokreta kašlja izdišući;

6) otežano disanje – dispneja uzrokovana zadržavanjem daha. Eksperiment se izvodi sljedećim redoslijedom. Nakon što snimite normalno disanje (eipnea) dok ispitanik sjedi, zamolite ga da zadrži dah dok izdiše. Obično nakon 20-30 sekundi dolazi do nevoljnog obnavljanja disanja, a učestalost i dubina respiratornih pokreta postaju značajno veće, a uočava se kratkoća daha;

7) promjena disanja sa smanjenjem ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku i krvi, što se postiže hiperventilacijom pluća. Subjekt pravi duboke i česte pokrete disanja sve dok ne osjeti laganu vrtoglavicu, nakon čega dolazi do prirodnog zadržavanja daha (apneja);

8) prilikom gutanja;

9) prilikom udisanja pare amonijaka (pamuk navlažen rastvorom amonijaka stavlja se ispitaniku na nos).

Neki pneumogrami su prikazani na sl. 1,B.

Zalijepite dobijene pneumograme u svoju bilježnicu. Izračunajte broj respiratornih pokreta u 1 minuti pod različitim uvjetima za snimanje pneumograma. Odredite u kojoj fazi disanja dolazi do gutanja i govora. Uporedite prirodu promjena u disanju pod utjecajem različitih faktora izloženosti.

LABORATORIJSKI RAD br. 2

SPIROMETRIJA

Spirometrija je metoda za određivanje vitalnog kapaciteta pluća i volumena zraka koji ih čine. Vitalni kapacitet (VC) je najveća količina zraka koju osoba može izdahnuti nakon maksimalnog udaha. Na sl. Na slici 2 prikazani su plućni volumeni i kapaciteti koji karakterišu funkcionalno stanje pluća, kao i pneumogram koji objašnjava vezu između volumena pluća i kapaciteta i respiratornih pokreta. Funkcionalno stanje pluća zavisi od starosti, visine, pola, fizičkog razvoja i niza drugih faktora. Za procjenu respiratorne funkcije kod date osobe, izmjereni volumen pluća treba uporediti s odgovarajućim vrijednostima. Odgovarajuće vrijednosti se izračunavaju pomoću formula ili određuju pomoću nomograma (slika 3), a odstupanja od ± 15% smatraju se beznačajnim. Za mjerenje vitalnog kapaciteta i zapremine njegovih komponenti koristi se suhi spirometar (slika 4).

Rice. 2. Spirogram. Volumen i kapacitet pluća:

ROVD - inspiratorni rezervni volumen; DO - plimni volumen; ROvyd - rezervni volumen izdisaja; OO - rezidualni volumen; Evd - inspiratorni kapacitet; FRC - funkcionalni preostali kapacitet; Vitalni kapacitet - vitalni kapacitet pluća; TLC - ukupni kapacitet pluća.

Volumen pluća:

Rezervni volumen udaha(ROVD) - maksimalni volumen zraka koji osoba može udahnuti nakon tihog udaha.

Rezervni volumen izdisaja(ROvyd) - maksimalni volumen zraka koji osoba može izdahnuti nakon tihog izdisaja.

Preostali volumen(OO) je zapremina gasa u plućima nakon maksimalnog izdisaja.

Inspiracijski kapacitet(Evd) je maksimalni volumen zraka koji osoba može udahnuti nakon tihog izdaha.

Funkcionalni preostali kapacitet(FRC) je volumen plina koji ostaje u plućima nakon tihog udisaja.

Vitalni kapacitet pluća(VC) – maksimalni volumen vazduha koji se može izdahnuti nakon maksimalnog udisaja.

Ukupni kapacitet pluća(Oel) - zapremina gasova u plućima nakon maksimalnog udaha.

Za rad vam je potrebno: suvi spirometar, kopča za nos, nastavak za usta, alkohol, vata. Predmet istraživanja je osoba.

Prednost suhog spirometra je što je prenosiv i jednostavan za korištenje. Suhi spirometar je zračna turbina koja se okreće strujom izdahnutog zraka. Rotacija turbine se prenosi kinematičkim lancem na strelicu uređaja. Za zaustavljanje igle na kraju izdisaja, spirometar je opremljen kočnim uređajem. Izmjerena zapremina zraka određuje se pomoću skale uređaja. Skala se može rotirati, omogućavajući da se pokazivač vrati na nulu prije svakog mjerenja. Vazduh se izdiše iz pluća kroz nastavak za usta.

Izvođenje radova. Usnik za spirometar se obriše vatom navlaženom alkoholom. Nakon maksimalnog udisaja, ispitanik izdahne što je dublje moguće u spirometar. Vitalni vitalni kapacitet određuje se pomoću spirometarske skale. Točnost rezultata se povećava ako se vitalni kapacitet mjeri više puta i izračunava prosječna vrijednost. Za ponovljena mjerenja potrebno je svaki put postaviti početni položaj skale spirometra. Da biste to učinili, mjerna skala suhog spirometra se okreće i nulta podjela skale se poravna sa strelicom.

Vitalni vitalni kapacitet utvrđuje se u stojećem, sjedećem i ležnjem položaju, kao i nakon fizičke aktivnosti (20 čučnjeva za 30 sekundi). Obratite pažnju na razliku u rezultatima mjerenja.

Zatim subjekt nekoliko puta tiho izdahne u spirometar. Istovremeno se broji i broj respiratornih pokreta. Podijelite očitanja spirometra s brojem izdisaja napravljenih u spirometar, odredite plimni volumen zrak.

Rice. 3. Nomogram za određivanje odgovarajuće vrijednosti vitalnog kapaciteta.

Rice. 4. Spirometar sa suvim vazduhom.

Za utvrđivanje rezervni volumen izdisaja Nakon sljedećeg tihog izdisaja, subjekt maksimalno izdahne u spirometar. Rezervni volumen izdisaja određuje se pomoću skale spirometra. Ponovite mjerenja nekoliko puta i izračunajte prosječnu vrijednost.

Rezervni volumen udaha može se odrediti na dva načina: izračunati i izmjeriti spirometrom. Za njegovo izračunavanje potrebno je od vrijednosti vitalnog kapaciteta oduzeti zbir respiratornog i rezervnog (izdisajnog) volumena zraka. Prilikom mjerenja inspiratornog rezervnog volumena spirometrom u njega se uvlači određena zapremina zraka i ispitanik nakon tihog udisaja maksimalno udahne iz spirometra. Razlika između početne zapremine vazduha u spirometru i preostalog volumena nakon dubokog udisaja odgovara rezervnom volumenu udisaja.

Za utvrđivanje rezidualni volumen zraka ne postoje direktne metode, pa se koriste indirektne metode. Mogu se zasnivati ​​na različitim principima. U te svrhe koriste se, na primjer, pletizmografija, oksigemometrija i mjerenje koncentracije indikatorskih plinova (helij, dušik). Smatra se da normalno rezidualni volumen iznosi 25-30% vitalnog kapaciteta.

Spirometar omogućava utvrđivanje niza drugih karakteristika respiratorne aktivnosti. Jedan od njih je količina plućne ventilacije. Da bi se to odredilo, broj respiratornih ciklusa u minuti se množi sa volumenom disanja. Tako se u jednoj minuti normalno razmijeni oko 6000 ml zraka između tijela i okoline.

Alveolarna ventilacija= brzina disanja x (dihalni volumen - zapremina “mrtvog” prostora).

Uspostavljanjem parametara disanja možete procijeniti intenzitet metabolizma u tijelu određivanjem potrošnje kisika.

Tokom rada važno je utvrditi da li su dobijene vrijednosti za određenu osobu u granicama normale. U tu svrhu razvijeni su posebni nomogrami i formule koje uzimaju u obzir korelaciju individualnih karakteristika funkcije vanjskog disanja i faktora kao što su spol, visina, starost itd.

Pravilna vrijednost vitalnog kapaciteta pluća izračunava se pomoću formula (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

za muškarce -

VC = ((visina (cm) x 0,052) – (starost (godine) x 0,022)) - 3,60;

Za ženu -

VC = ((visina (cm) x 0,041) - (starost (godine) x 0,018)) - 2,68.

za dječake 8-12 godina -

VC = ((visina (cm) x 0,052) - (starost (godine) x 0,022)) - 4,6;

za dječake 13-16 godina-

VC = ((visina (cm) x 0,052) - (starost (godine) x 0,022)) - 4,2;

za djevojčice 8 - 16 godina -

VC = ((visina (cm) x 0,041) - (starost (godine) x 0,018)) - 3,7.

Do dobi od 16-17 godina vitalni kapacitet pluća dostiže vrijednosti karakteristične za odraslu osobu.

Rezultati rada i njihov dizajn. 1. Unesite rezultate mjerenja u tabelu 1 i izračunajte prosječnu vitalnu vrijednost.

Tabela 1

Broj mjerenja	Vitalni vitalni kapacitet (odmor)
	stojeći	sjedi
1 2 3 Prosjek

2. Uporedite rezultate merenja vitalnog kapaciteta (odmor) u stojećem i sedećem položaju. 3. Uporedite rezultate mjerenja vitalnog kapaciteta u stajanju (u mirovanju) sa rezultatima dobijenim nakon fizičke aktivnosti. 4. Izračunajte % odgovarajuće vrijednosti, znajući indikator vitalnog kapaciteta dobijenog mjerenjem stajanja (odmor) i odgovarajući vitalni kapacitet (izračunat po formuli):

GELfact. x 100 (%).

5. Uporedite vrednost VC izmerenu spirometrom sa odgovarajućim VC pronađenim pomoću nomograma. Izračunajte rezidualni volumen kao i kapacitet pluća: ukupni kapacitet pluća, inspiratorni kapacitet i funkcionalni rezidualni kapacitet. 6. Izvucite zaključke.

LABORATORIJSKI RAD br.3

ODREĐIVANJE MINUTNOG VOLUMA DISANJA (MOV) I PLUĆNOG VOLUMA

(OBIM ZA UPOTREBU, INSPIRACIONALNA REZERVA

I EXPIRATORNI VOLUMEN REZERVE)

Ventilacija je određena količinom zraka koji se udahne ili izdahne u jedinici vremena. Obično se mjeri minutni volumen disanja (MRV). Njegova vrijednost pri mirnom disanju je 6-9 litara. Ventilacija pluća zavisi od dubine i učestalosti disanja, koja u mirovanju iznosi 16 u minuti (od 12 do 18). Minutni volumen disanja je jednak:

MOD = TO x BH,

gdje je DO - plimni volumen; RR - brzina disanja.

Za rad vam je potrebno: suvi spirometar, kopča za nos, alkohol, vata. Predmet istraživanja je osoba.

Izvođenje radova. Da bi se odredio volumen respiratornog zraka, ispitanik mora nakon mirnog udisaja mirno izdahnuti u spirometar i odrediti dišni volumen (TI). Da biste odredili rezervni volumen izdisaja (ERV), nakon mirnog, normalnog izdisaja u okolni prostor, izdahnite duboko u spirometar. Da biste odredili inspiratorni rezervni volumen (IRV), postavite unutrašnji cilindar spirometra na neki nivo (3000-5000), a zatim, mirno udahnite iz atmosfere, držeći nos, maksimalno udahnite iz spirometra. Ponovite sva mjerenja tri puta. Rezervni volumen inspiracije može se odrediti razlikom:

ROVD = VITAL - (DO - ROvyd)

Metodom proračuna odredite zbir DO, ROvd i ROvd, koji čini vitalni kapacitet pluća (VC).

Rezultati rada i njihov dizajn. 1. Dobijene podatke predstaviti u obliku tabele 2.

2. Izračunajte minutni volumen disanja.

tabela 2

LABORATORIJSKI RAD br.4