Kako pronaći plimni volumen. Volumeni disanja

22121 0

Trenutno su ti podaci više od akademskog interesa, ali postojeći računalni spirografi u nekoliko sekundi mogu dati podatke o njima koji u velikoj mjeri objektiviziraju stanje pacijenta.

Plišni volumen(DO) - volumen zraka koji se udahne ili izdahne tijekom 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 udisaja- najveći volumen plina koji se može udahnuti nakon mirnog udaha.

Norma: 1000 - 2000 ml.

Značajno smanjenje volumena opaža se s smanjenjem elastičnosti plućnog tkiva.

Rezervni volumen izdisaja- volumen plina koji ispitanik može izdahnuti nakon tihog izdisaja.

Norma: 1000 - 1500 ml.

Vitalni kapacitet pluća (VK) Obično je to 3000 - 5000 ml. S obzirom na veliku varijabilnost kod zdravih osoba od pravilne vrijednosti za ± 15-20%, ovaj se pokazatelj rijetko koristi za procjenu vanjskog disanja u bolesnika na intenzivnoj njezi.

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

U brojnim situacijama javlja se fenomen koji se naziva "zatvaranje izdisaja". dišni put"(ECDP). Njegova bit leži u činjenici da se tijekom izdisaja, kada se volumen pluća već približava rezidualnom volumenu, određena količina plina zadržava u različitim zonama pluća (gasne zamke). A. P. Zilber posvetio je više od 30 godina proučavanju ovog fenomena. Danas je dokazano da se ova pojava kod teško bolesnih javlja prilično često kod plućnih bolesti bilo kojeg porijekla, kao i niza kritična stanja. Procjena stupnja EDDP-a omogućuje višestruko razumijevanje kliničke patofiziologije sustavna kršenja te dati prognozu i ocjenu učinkovitosti poduzetih mjera.

Nažalost, procjena fenomena ECDP-a do sada je bila više akademske naravi, iako danas diktira potrebu široke primjene metoda za procjenu ECDP-a. Samo ćemo dati Kratak opis korištene metode, a zainteresiranima ćemo rado poslati monografiju A. P. Zilbera (Respiratorna medicina. Etudes of critical medicine. T. 2. - Petrozavodsk: Izdavačka kuća PSU, 1996. - 488 str.).

Najpristupačnije metode temelje se na analizi krivulje ekspiratornog ispitnog plina ili pneumotakografske krivulje kada je protok prekinut. Preostale metode - pletizmografija cijelog tijela i metoda razrjeđivanja ispitnog plina u zatvorenom sustavu - koriste se znatno rjeđe.

Suština metoda koje se temelje na analizi ekspiratorne krivulje ispitivanog plina je da ispitanik udahne dio ispitivanog plina na početku udisaja, a zatim se snima izdisajna krivulja plina, snimljena sinkrono sa spirogramom. ili pneumotahogram. Kao ispitni plinovi koriste se ksenon-133, dušik i sumporov heksafluorid (SF6).

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

Dakle, vrijednost OZL izmjerena ksenonom-133 iznosi 13,2 ± 2,7%, a dušikom - 13,7 ± 1,9%.

Metoda prekida respiratornog protoka koja se prethodno koristila za mjerenje alveolarnog tlaka, sa visok stupanj korelacije (r = 0,81; str<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 Regresijska jednadžba je:

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

Za ležeći položaj jednadžba je:

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

Iako je vrijednost OCL-a prilično informativna, međutim, da bi se u potpunosti opisao fenomen ECDP-a, poželjno je izmjeriti niz drugih pokazatelja: kapacitet zatvaranja pluća (LCC), rezervu funkcionalnog rezidualnog kapaciteta (RFRC), zadržani plućni plin (RLG). ).

FOE pričuva(RFRC) je razlika između funkcionalnog rezidualnog kapaciteta (FRC) i kapaciteta zatvaranja pluća (LCC), najvažniji je pokazatelj koji karakterizira ECDP.

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

RFOE (l) = 1,95 - 0,003 dob (godina) ± 0,5.

U 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 teških bolesnika provodi se na temelju potrošnje O2 i oslobađanja CO2. S obzirom da se brzina metabolizma mijenja tijekom dana, potrebno je više puta odrediti ove parametre za izračunavanje respiratornog koeficijenta. Emisije CO2 mjere se kao ukupni izdahnuti CO2 pomnožen s izdahnutom minutnom ventilacijom.

Potrebno je paziti na temeljito miješanje izdahnutog zraka. CO2 u izdahnutom zraku određuje se kapnografom. Radi pojednostavljenja metode određivanja potrošnje energije (PE) uzima se da je respiratorni (respiracijski) koeficijent 0,8, te se pretpostavlja da 70% kalorija osiguravaju 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 (određuje se umnoškom koncentracije CO2 na kraju izdisaja i minutne ventilacije pluća);

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

U stvarnoj situaciji respiratorni koeficijent se može mijenjati po satu u teško bolesnih bolesnika ovisno o metodama parenteralne prehrane, adekvatnosti ublažavanja boli, stupnju antistresne zaštite itd. Ova okolnost zahtijeva monitorsko (ponovno) određivanje potrošnje O2 i oslobađanje CO2. Za brzu procjenu potrošnje energije upotrijebite sljedeće formule:

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

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

Za određivanje potrošnje energije tijekom 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 izračuna, koje će, naravno, biti u određenoj mjeri približne. Ovakvi izračuni najčešće su potrebni za vođenje teško bolesnih pacijenata na dugotrajnoj parenteralnoj prehrani.

Ukupni kapacitet pluća odraslog muškarca je u prosjeku 5-6 litara, ali se tijekom normalnog disanja koristi samo mali dio tog volumena. Kada mirno diše, osoba završi oko 12-16 respiratornih ciklusa, udišući i izdišući oko 500 ml zraka u svakom ciklusu. Ovaj volumen zraka obično se naziva plimni volumen. Kada duboko udahnete, možete udahnuti dodatnih 1,5-2 litre zraka - to je rezervni volumen udisaja. Volumen zraka koji ostaje u plućima nakon maksimalnog izdisaja je 1,2-1,5 litara - to je rezidualni volumen pluća.

Mjerenje volumena pluća

Pod pojmom mjerenje plućnih volumena 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 imaju značajnu ulogu u analizi ventilacijskog kapaciteta pluća, nezamjenjivi su u dijagnostici restriktivnih poremećaja ventilacije i pomažu u procjeni učinkovitosti terapijske intervencije. Mjerenje plućnih volumena 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 razrjeđivanja plina (metoda razrjeđivanja plina);
2. tjelesna pletizmografija;
3. X-zraka.

Volumeni i kapaciteti pluća

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

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

Tidalni volumen (VT) je volumen plina koji se udahne i izdahne tijekom respiratornog ciklusa tijekom tihog disanja. DO treba izračunati kao prosjek nakon snimanja najmanje šest respiratornih ciklusa. Kraj faze udisaja naziva se razinom kraja udisaja, a kraj faze izdisaja naziva se razinom kraja izdisaja.

Rezervni volumen udisaja (IRV) je najveći volumen zraka koji se može udahnuti nakon normalnog prosječnog tihog udisaja (razina na kraju udisaja).

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

Preostali volumen pluća (RLV) je volumen zraka koji ostaje u plućima nakon potpunog izdisaja. TRL se ne može mjeriti izravno; izračunava se oduzimanjem ROvyd od FRC: OOL = FOE – ROvyd ili OOL = OEL – vitalno. Prednost se daje potonjoj metodi.

Vitalni kapacitet pluća (VK) je volumen zraka koji se može izdahnuti tijekom punog izdisaja nakon maksimalnog udisaja. S forsiranim izdisajem, ovaj volumen se naziva prisilni vitalni kapacitet pluća (FVC), s mirnim maksimalnim (inhalacijskim) izdisajem - vitalni kapacitet pluća udisaja (izdisaja) - VVC (VCL). VIC uključuje DO, ROvd i ROvyd. Vitalni kapacitet je normalno približno 70% TLC.

Kapacitet udisaja (EIC) je najveći volumen koji se može udahnuti nakon tihog izdisaja (od razine kraja izdisaja). EDV je jednak zbroju DO i RVD i normalno je 60-70% vitalnog kapaciteta.

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

Ukupni kapacitet pluća (TLC) je volumen zraka u plućima na kraju punog udaha. TEL se izračunava 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 u raznim bolestima i pruža značajnu pomoć u dijagnostičkom procesu. Na primjer, kod emfizema pluća obično dolazi do smanjenja FVC i FEV1, a također je smanjen i omjer FEV1/FVC. Smanjenje FVC i FEV1 također se opaža u bolesnika s 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 potrebno je obvezno mjerenje TEL i njegovih komponenti. Kod restriktivnih poremećaja dolazi do smanjenja TLC-a i svih njegovih sastavnica. S opstruktivnim i kombiniranim opstruktivno-restriktivnim poremećajima, neke komponente TLC su smanjene, neke povećane.

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

Metoda razrjeđivanja plina naširoko se koristi zbog jednostavnosti tehnike i relativne jeftinosti opreme. Međutim, u bolesnika s teškom opstrukcijom bronhalne provodljivosti ili emfizemom, stvarna vrijednost TLC-a kada se mjeri ovom metodom je podcijenjena, budući da udahnuti plin ne prodire u hipoventilirane i neventilirane prostore.

Pletizmografska metoda tijela omogućuje određivanje intratorakalnog volumena (ITV) plina. Stoga FRC mjerena tjelesna pletizmografija uključuje i ventilirane i neventilirane dijelove pluća. U tom smislu, u bolesnika s plućnim cistama i zračnim zamkama, ova metoda daje bolje rezultate u usporedbi s metodom razrjeđivanja plina. Body pletizmografija je skuplja metoda, tehnički složenija i zahtijeva veći napor i suradnju pacijenta u odnosu na metodu plinske dilucije. Međutim, metoda tjelesne pletizmografije je poželjnija jer omogućuje točniju procjenu FRC-a.

Razlika između vrijednosti dobivenih ovim dvjema metodama daje važne informacije o prisutnosti neventiliranog zračnog prostora u prsima. S teškom bronhijalnom opstrukcijom, metoda opće pletizmografije može precijeniti vrijednosti FRC-a.

Na temelju materijala A.G. Čučalina

Pluća su za ronioca na dah glavni “radni alat” (nakon mozga, naravno), stoga nam je važno razumjeti strukturu pluća i cjelokupni proces disanja. Obično, kada govorimo o disanju, mislimo na vanjsko disanje ili ventilaciju pluća - jedini proces koji nam je vidljiv u dišnom lancu. I moramo početi razmatrati disanje s njim.

Građa pluća i prsnog koša

Pluća su porozni organ, sličan spužvi, koji po svojoj strukturi podsjeća na grozd pojedinačnih mjehurića ili grozda 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 nalazi se zračno-krvna barijera koju čine vrlo tanke stijenke alveola i krvne kapilare. Upravo kroz tu barijeru dolazi do difuzije plinova: kisik iz alveola ulazi u krv, a ugljični dioksid iz krvi u alveole.

Zrak ulazi u alveole kroz dišne ​​putove – troheje, bronhe i manje bronhiole, koje završavaju alveolarnim vrećicama. Grananjem bronha i bronhiola formiraju se režnjevi (desno plućno krilo ima 3 režnja, lijevo plućno krilo ima 2 režnja). Prosječno u oba plućna krila ima oko 500-700 milijuna alveola, čija se respiratorna površina kreće od 40 m2 pri izdisaju do 120 m2 pri udisaju. U tom slučaju veći broj alveola nalazi se u donjim dijelovima pluća.

Bronhi i dušnici imaju hrskavičnu podlogu u svojim stijenkama i stoga su prilično kruti. Bronhiole i alveole imaju mekane stijenke i stoga mogu kolabirati, odnosno slijepiti se, poput ispuhanog balona, ​​ako se u njima ne održava određeni tlak zraka. Kako se to ne bi dogodilo, pluća su poput jednog organa, sa svih strana prekrivena pleurom - snažnom, hermetički zatvorenom membranom.

Pleura ima dva sloja – dva lista. Jedan list je čvrsto uz unutarnju površinu tvrdog prsnog koša, drugi okružuje pluća. Između njih nalazi se pleuralna šupljina u kojoj se održava negativni tlak. Zahvaljujući tome, pluća su u ispravljenom stanju. Negativni tlak u pleuralnoj pukotini uzrokovan je elastičnom trakcijom pluća, odnosno stalnom težnjom pluća da smanje svoj volumen.

Elastična trakcija pluća uzrokovana je trima faktorima:
1) elastičnost tkiva zidova alveola zbog prisutnosti elastičnih vlakana u njima
2) tonus bronhijalnih mišića
3) površinska napetost tekućeg filma koji prekriva unutarnju površinu alveola.

Kruti okvir prsnog koša čine rebra, koja su fleksibilna, zahvaljujući hrskavici i zglobovima, pričvršćena za kralježnicu i zglobove. Zahvaljujući tome, prsni koš se povećava i smanjuje svoj volumen, a istovremeno održava krutost potrebnu za zaštitu organa koji se nalaze u prsnoj šupljini.

Da bismo udahnuli zrak, moramo stvoriti tlak u plućima niži od atmosferskog, a da bismo izdahnuli on je veći. Dakle, za udisanje je potrebno povećati volumen prsnog koša, za izdisaj - smanjenje volumena. Zapravo, najveći dio napora pri disanju troši se na udisanje u normalnim uvjetima, izdisaj se provodi zbog elastičnih svojstava pluća.

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

Prilikom udisaja dijafragma se skuplja, aktivno se rastežući prema donjim unutarnjim organima. U ovom slučaju, nestišljivi organi trbušne šupljine guraju se prema dolje i na strane, istežući zidove trbušne šupljine. Tijekom tihog udisaja, kupola dijafragme spušta se približno 1,5 cm, a okomita veličina prsne šupljine se u skladu s tim povećava. U isto vrijeme, donja rebra se donekle odvajaju, povećavajući obujam prsnog koša, što je posebno vidljivo u donjim dijelovima. Kada izdišete, dijafragma se pasivno opušta i povlače je tetive koje je drže u mirnom stanju.

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

Kod vrlo dubokog, intenzivnog disanja ili kod povećanja otpora pri udisaju, u proces povećanja volumena prsnog koša uključuje se niz pomoćnih dišnih mišića koji mogu podići rebra: scalenes, pectoralis major i minor te serratus anterior. U pomoćne mišiće udisaja ubrajaju se i mišići koji produžuju torakalnu kralježnicu i fiksiraju rameni pojas kada se oslanjaju na ruke preklopljene unazad (trapezius, romboid, levator scapula).

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

Pokreti disanja

U običnom životu, nakon promatranja sebe i svojih prijatelja, možete vidjeti disanje, koje uglavnom osigurava dijafragma, i disanje, koje uglavnom osigurava rad interkostalnih mišića. I to je u granicama normale. Mišići ramenog obruča češće su zahvaćeni u slučajevima teške bolesti ili intenzivnog rada, ali gotovo nikad kod relativno zdravih osoba u normalnom stanju.

Vjeruje se da je disanje, osigurano uglavnom pokretima dijafragme, karakterističnije za muškarce. Normalno, udisaj je popraćen blagim izbočenjem trbušne stijenke, a izdisaj je popraćen blagim povlačenjem. Ovo je trbušni tip disanja.

Kod žena, najčešći tip disanja je torakalni tip, koji se uglavnom osigurava radom interkostalnih mišića. To može biti posljedica biološke spremnosti žene za majčinstvo i, kao posljedica toga, poteškoća u trbušnom disanju tijekom trudnoće. Kod ove vrste disanja najuočljivije pokrete čine prsna kost i rebra.

Disanje, u kojem se aktivno pokreću ramena i ključne kosti, osigurava se radom mišića ramenog obruča. Ventilacija pluća je neučinkovita i zahvaća samo vrhove pluća. Stoga se ova vrsta disanja naziva apikalno. U normalnim uvjetima, ova vrsta disanja praktički se ne pojavljuje i koristi se ili tijekom određene gimnastike ili se razvija u ozbiljnim bolestima.

U ronjenju na dah, vjerujemo da je abdominalno disanje ili disanje na trbuh najprirodnije i najproduktivnije. Isto se kaže i kod prakticiranja joge i pranayame.

Prvo, jer ima više alveola u donjim režnjevima pluća. Drugo, pokreti disanja povezani su s našim autonomnim živčanim sustavom. Trbušno disanje aktivira parasimpatički živčani sustav – tjelesnu papučicu kočnice. Disanje prsima aktivira simpatički živčani sustav – papučicu gasa. Kod aktivnog i dugotrajnog apikalnog disanja dolazi do prekomjerne stimulacije simpatičkog živčanog sustava. Djeluje u oba smjera. Ovako paničari uvijek dišu apikalnim disanjem. Nasuprot tome, ako neko vrijeme mirno dišete trbuhom, živčani sustav se smiruje i svi procesi usporavaju.

Plućni volumeni

Tijekom tihog disanja osoba udahne i izdahne oko 500 ml (od 300 do 800 ml) zraka, taj volumen zraka se naziva plimni volumen. Osim normalnog plimnog volumena, uz najdublji mogući udisaj, osoba može udahnuti približno 3000 ml zraka - to je rezervni volumen udisaja. Nakon normalnog mirnog izdisaja, obična zdrava osoba, naprezanjem mišića izdisaja, može iz pluća “istisnuti” još oko 1300 ml zraka - to rezervni volumen izdisaja.

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

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

Tidalni volumen je kvantitativni izraz dubine disanja. Vitalni kapacitet pluća određuje najveći volumen zraka koji se može unijeti ili ukloniti iz pluća tijekom jednog udisaja ili izdisaja. Prosječni vitalni kapacitet pluća kod muškaraca je 4000 - 5500 ml, kod žena - 3000 - 4500 ml. Tjelesni trening i različita istezanja prsa mogu povećati VC.

Nakon maksimalno dubokog izdisaja u plućima ostaje oko 1200 ml zraka. ovo - zaostali volumen. Većina se može ukloniti iz pluća samo otvorenim pneumotoraksom.

Rezidualni volumen je prvenstveno određen elastičnošću dijafragme i interkostalnih mišića. Povećanje pokretljivosti prsnog koša i smanjenje zaostalog volumena važan je zadatak pri pripremi za ronjenje na velike dubine. Zaroni ispod zaostalog volumena za običnu netreniranu osobu su zaroni dublji od 30-35 metara. Jedan od popularnih načina povećanja elastičnosti dijafragme i smanjenja zaostalog volumena pluća je redovito izvođenje uddiyana bandhe.

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

Volumen zraka u plućima na kraju tihog izdisaja (s opuštenim dišnim mišićima) naziva se funkcionalni rezidualni kapacitet pluća. Jednak je zbroju rezidualnog volumena i rezervnog volumena izdisaja (u korištenom primjeru: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkcionalni rezidualni kapacitet pluća je blizu volumena alveolarnog zraka prije početka inspirija.

Ventilacija je određena volumenom zraka koji se udahne ili izdahne po jedinici vremena. Obično se mjeri 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 umnošku disajnog volumena i frekvencije disanja, tj. cca 6-9 l.

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

Zrak se nalazi ne samo u alveolama, već iu dišnim putevima. To uključuje nosnu šupljinu (ili usta tijekom oralnog disanja), nazofarinks, grkljan, dušnik i bronhije. Zrak u dišnim putovima (s izuzetkom respiratornih bronhiola) ne sudjeluje u izmjeni plinova. Stoga se lumen dišnih putova naziva anatomski mrtvi prostor. Kada udišete, posljednji dijelovi atmosferskog zraka ulaze u mrtvi prostor i, ne mijenjajući svoj sastav, izlaze iz njega kada izdišete.

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

• < Natrag

UDK 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainova, N.V. Turbasova. Fiziologija disanja i krvotoka. Nastavno-metodički priručnik za kolegij Fiziologija čovjeka i životinja: za studente 3. godine ODO i 5. godine ODO Biološkog fakulteta. Tyumen: Izdavačka kuća Tyumen State University, 2007. - 76 str.

Nastavno-metodički priručnik uključuje laboratorijske radove sastavljene u skladu s programom kolegija “Fiziologija čovjeka i životinja”, od kojih mnogi ilustriraju temeljna znanstvena načela klasične fiziologije. Dio radova je primijenjenog karaktera i predstavlja metode samokontrole zdravstvenog i tjelesnog stanja, metode procjene tjelesne sposobnosti.

ODGOVORNI UREDNIK: V.S. Solovjev , Doktor medicinskih znanosti, prof

© Tjumensko državno sveučilište, 2007

© Izdavačka kuća Tjumenjskog državnog sveučilišta, 2007

© A.B. Zagainova, N.V. Turbasova, 2007. (monografija).

Objašnjenje

Predmet istraživanja u dijelovima “disanje” i “krvotok” su živi organizmi i njihove funkcionirajuće strukture koje osiguravaju te vitalne funkcije, što uvjetuje izbor metoda fizioloških istraživanja.

Svrha predmeta: formiranje ideja o mehanizmima funkcioniranja dišnih i cirkulacijskih organa, o regulaciji aktivnosti kardiovaskularnog i dišnog sustava, o njihovoj ulozi u osiguravanju interakcije tijela s vanjskim okruženjem.

Ciljevi laboratorijske radionice: upoznati studente s metodama proučavanja fizioloških funkcija ljudi i životinja; ilustrirati temeljna znanstvena načela; predstaviti metode samokontrole tjelesnog stanja, procjenu tjelesne sposobnosti tijekom tjelesne aktivnosti različitog intenziteta.

Za izvođenje laboratorijske nastave iz kolegija “Fiziologija čovjeka i životinja” predviđeno je 52 sata za ODO i 20 sati za ODO. Završno izvješćivanje iz predmeta Fiziologija čovjeka i životinja je ispit.

Zahtjevi za ispit: potrebno je razumjeti osnove vitalnih funkcija organizma, uključujući mehanizme funkcioniranja organskih sustava, stanica i pojedinih staničnih struktura, regulaciju funkcioniranja fizioloških sustava, kao i obrasce međudjelovanja tijela s vanjskom okolinom.

Nastavno-metodički priručnik izrađen je u sklopu općeg kolegija Fiziologija čovjeka i životinja za studente Biološkog fakulteta.

FIZIOLOGIJA DISANJA

Bit procesa disanja je dostava kisika u tkiva tijela, što osigurava pojavu oksidativnih reakcija, što dovodi do oslobađanja energije i oslobađanja ugljičnog dioksida iz tijela, koji nastaje kao rezultat metabolizam.

Proces koji se odvija u plućima i sastoji se u izmjeni plinova između krvi i okoline (zrak koji ulazi u alveole naziva se vanjsko, plućno disanje, ili ventilacija.

Kao rezultat izmjene plinova u plućima, krv je zasićena kisikom i gubi ugljični dioksid, tj. ponovno postaje sposoban prenositi kisik do tkiva.

Obnavljanje plinskog sastava unutarnjeg okoliša tijela nastaje zbog cirkulacije krvi. Prijenosnu funkciju provodi krv zbog fizičkog otapanja CO 2 i O 2 u njoj i njihovog vezanja na sastojke krvi. Dakle, hemoglobin može ući u reverzibilnu reakciju s kisikom, a vezanje CO 2 nastaje kao rezultat stvaranja reverzibilnih bikarbonatnih spojeva u krvnoj plazmi.

Potrošnja kisika stanicama i provedba oksidativnih reakcija uz stvaranje ugljičnog dioksida bit je procesa unutarnje, ili disanje tkiva.

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

Za proučavanje vanjskog disanja (plućne ventilacije), izmjene plinova u plućima i tkivima, kao i transporta plinova u krvi, koriste se različite metode za ocjenu funkcije disanja u mirovanju, tijekom tjelesne aktivnosti i raznih utjecaja na organizam.

LABORATORIJSKI RAD br.1

PNEUMOGRAFIJA

Pneumografija je snimanje respiratornih pokreta. Omogućuje određivanje učestalosti i dubine disanja, kao i omjer trajanja udisaja i izdisaja. Kod odrasle osobe broj respiratornih pokreta je 12-18 u minuti; kod djece je disanje češće. Tijekom fizičkog rada udvostručuje se ili više. Tijekom mišićnog rada mijenja se i učestalost i dubina disanja. Promjene u ritmu disanja i njegovoj dubini opažaju se tijekom gutanja, razgovora, nakon zadržavanja daha itd.

Nema pauza između dviju faza disanja: udisaj se izravno pretvara u izdah, a izdah u udah.

Udisaj je u pravilu nešto kraći od izdisaja. Vrijeme udisaja povezano je s vremenom izdisaja, poput 11:12 ili čak 10:14.

Osim ritmičkih respiratornih pokreta koji osiguravaju ventilaciju pluća, tijekom vremena mogu se primijetiti posebni respiratorni pokreti. Neki od njih nastaju refleksno (zaštitni respiratorni pokreti: kašalj, kihanje), drugi voljno, u vezi s fonacijom (govor, pjevanje, recitacija itd.).

Registracija respiratornih pokreta prsnog koša provodi se pomoću posebnog uređaja - pneumografa. Dobiveni zapis - pneumogram - omogućuje procjenu: trajanja faza disanja - udisaj i izdisaj, učestalost disanja, relativnu dubinu, ovisnost učestalosti i dubine disanja o fiziološkom stanju tijela - odmor, rad, itd.

Pneumografija se temelji na principu zračnog prijenosa respiratornih pokreta prsnog koša na polugu za pisanje.

Pneumograf koji se danas najčešće koristi je duguljasta gumena komora smještena u platnenu kutiju, hermetički spojena gumenom cijevi s Marais kapsulom. Svakim udisajem prsni koš se širi i sabija zrak u pneumografu. Taj se pritisak prenosi u šupljinu Maraisove kapsule, njezina elastična gumena kapica se podiže, a poluga na njoj ispisuje pneumogram.

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

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

Izvođenje radova. Sastavite instalaciju za snimanje respiratornih pokreta, kao što je prikazano na sl. 1, A. Manšeta sfigmomanometra pričvršćena je na najpokretljiviji dio prsnog koša subjekta (za abdominalno disanje to će biti donja trećina, za prsno disanje - srednja trećina prsnog koša) i spojena je pomoću T-trojke i gume. cijevi do kapsule Marais. Kroz T, otvarajući stezaljku, mala količina zraka se uvodi u sustav za snimanje, pazeći da previsok pritisak ne pukne gumenu membranu kapsule. Nakon što se uvjerite da je pneumograf pravilno učvršćen i da se pokreti prsnog koša prenose na polugu kapsule Marais, izbrojite broj respiratornih pokreta u minuti, a zatim postavite pisač tangencijalno na kimograf. Uključite kimograf i mjerač vremena te počnite snimati pneumogram (ispitanik ne smije gledati pneumogram).

Riža. 1. Pneumografija.

A - grafički zapis disanja pomoću kapsule Marais; B - pneumogrami snimljeni pod utjecajem različitih čimbenika koji uzrokuju promjene u disanju: 1 - široka manšeta; 2 - gumena cijev; 3 – trojnik; 4 - kapsula Marais; 5 – kimograf; 6 - brojač vremena; 7 - univerzalni stativ; a - mirno disanje; b - pri udisanju para amonijaka; c - tijekom razgovora; d - nakon hiperventilacije; d - nakon voljnog zadržavanja daha; e - tijekom tjelesne aktivnosti; b"-e" - oznake primijenjenog utjecaja.

Na kimografu se bilježe sljedeće vrste disanja:

1) mirno disanje;

2) duboko disanje (ispitanik dobrovoljno nekoliko puta duboko udahne i izdahne – vitalni kapacitet pluća);

3) disanje nakon tjelesne aktivnosti. Da biste to učinili, od ispitanika se traži da, bez uklanjanja pneumografa, napravi 10-12 čučnjeva. U isto vrijeme, tako da kao rezultat oštrih udara zraka guma kapsule Marey ne pukne, koristi se Peanova stezaljka za stiskanje gumene cijevi koja povezuje pneumograf s kapsulom. Odmah nakon završetka čučnjeva, stezaljka se uklanja i snimaju se pokreti disanja);

4) disanje tijekom recitiranja, govora, smijeha (obratiti pozornost kako se mijenja trajanje udisaja i izdisaja);

5) disanje pri kašljanju. Da bi to učinio, ispitanik napravi nekoliko dobrovoljnih pokreta kašlja uz izdisaj;

6) otežano disanje - dispneja uzrokovana zadržavanjem daha. Pokus se provodi sljedećim redoslijedom. Nakon snimanja normalnog disanja (eipnea) dok subjekt sjedi, zamolite ga da zadrži dah dok izdiše. Obično nakon 20-30 sekundi dolazi do nevoljne obnove disanja, a učestalost i dubina respiratornih pokreta postaje značajno veća, uočava se kratkoća daha;

7) promjena u disanju sa smanjenjem ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku i krvi, što se postiže hiperventilacijom pluća. Ispitanik duboko i učestalo diše dok ne osjeti laganu vrtoglavicu, nakon čega dolazi do prirodnog zadržavanja daha (apneja);

8) pri gutanju;

9) pri udisanju para amonijaka (vata navlažena otopinom amonijaka prinese se nosu ispitanika).

Neki pneumogrami prikazani su na sl. 1,B.

Dobivene pneumograme zalijepite u svoju bilježnicu. Izračunajte broj respiratornih pokreta u 1 minuti u različitim uvjetima za snimanje pneumograma. Odredite u kojoj se fazi disanja javlja gutanje i govor. Usporedite prirodu promjena u disanju pod utjecajem različitih čimbenika izloženosti.

LABORATORIJSKI RAD br.2

SPIROMETRIJA

Spirometrija je metoda za određivanje vitalnog kapaciteta pluća i njegovih sastavnih volumena zraka. Vitalni kapacitet (VK) je najveća količina zraka koju osoba može izdahnuti nakon maksimalnog udisaja. Na sl. Slika 2 prikazuje plućne volumene i kapacitete koji karakteriziraju funkcionalno stanje pluća, kao i pneumogram koji objašnjava povezanost plućnih volumena i kapaciteta s respiratornim pokretima. Funkcionalno stanje pluća ovisi o dobi, visini, spolu, tjelesnoj razvijenosti i nizu drugih čimbenika. Za procjenu respiratorne funkcije u određene osobe, izmjereni volumen pluća treba usporediti s odgovarajućim vrijednostima. Ispravne vrijednosti izračunavaju se pomoću formula ili se određuju pomoću nomograma (slika 3); odstupanja od ± 15% smatraju se beznačajnim. Za mjerenje vitalnog kapaciteta i volumena njegovih komponenti koristi se suhi spirometar (slika 4).

Riža. 2. Spirogram. Volumeni i kapaciteti pluća:

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

Volumeni pluća:

Rezervni volumen udisaja(ROVD) - maksimalni volumen zraka koji osoba može udahnuti nakon mirnog daha.

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

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

Inspiracijski kapacitet(Evd) je najveći volumen zraka koji osoba može udahnuti nakon tihog izdisaja.

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

Vitalni kapacitet pluća(VC) - najveći volumen zraka koji se može izdahnuti nakon maksimalnog udisaja.

Ukupni kapacitet pluća(Oel) - volumen plinova u plućima nakon maksimalnog udisaja.

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

Prednost suhog spirometra je u tome što je prenosiv i jednostavan za korištenje. Suhi spirometar je zračna turbina koju vrti struja izdahnutog zraka. Rotacija turbine prenosi se kinematičkim lancem na strelicu uređaja. Za zaustavljanje igle na kraju izdisaja, spirometar je opremljen uređajem za kočenje. Volumen zraka koji se mjeri određuje se pomoću ljestvice uređaja. Ljestvica se može rotirati, omogućujući vraćanje pokazivača na nulu prije svakog mjerenja. Zrak se izdiše iz pluća kroz nastavak za usta.

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

Vitalni vitalni kapacitet se određuje kod ispitanika u stojećem, sjedećem i ležećem položaju, kao i nakon tjelesne aktivnosti (20 čučnjeva u 30 sekundi). Obratite pažnju na razliku u rezultatima mjerenja.

Zatim ispitanik nekoliko puta tiho izdahne u spirometar. Istodobno se broji i broj respiratornih pokreta. Odredite tako da očitanja spirometra podijelite s brojem izdaha napravljenih u spirometar plimni volumen zrak.

Riža. 3. Nomogram za određivanje pravilne vrijednosti vitalnog kapaciteta.

Riža. 4. Spirometar suhog zraka.

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

Rezervni volumen udisaja može se odrediti na dva načina: izračunati i izmjeriti spirometrom. Za njegov izračun potrebno je od vrijednosti vitalnog kapaciteta oduzeti zbroj respiratornog i rezervnog (izdisajnog) volumena zraka. Kod mjerenja rezervnog volumena udisaja spirometrom, u njega se uvlači određeni volumen zraka i ispitanik nakon tihog udaha maksimalno udahne sa spirometra. Razlika između početnog volumena zraka u spirometru i volumena preostalog nakon dubokog udisaja odgovara rezervnom volumenu udisaja.

Za određivanje zaostali volumen zraka nema izravnih metoda, pa se koriste neizravne metode. Mogu se temeljiti na različitim principima. U te se svrhe koriste npr. pletizmografija, oksigemometrija i mjerenje koncentracije indikatorskih plinova (helij, dušik). Smatra se da je normalno rezidualni volumen 25-30% vitalnog kapaciteta.

Spirometar omogućuje utvrđivanje niza drugih karakteristika respiratorne aktivnosti. Jedan od njih je količina plućne ventilacije. Da bi se to odredilo, broj respiratornih ciklusa u minuti pomnoži se s disajnim volumenom. Tako se u jednoj minuti između tijela i okoline normalno izmijeni oko 6000 ml zraka.

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

Određivanjem parametara disanja može se procijeniti intenzitet metabolizma u tijelu određivanjem potrošnje kisika.

Tijekom rada važno je utvrditi jesu li dobivene vrijednosti za određenu osobu u granicama normale. U tu svrhu razvijeni su posebni nomogrami i formule koji uzimaju u obzir korelaciju pojedinačnih karakteristika funkcije vanjskog disanja i čimbenika kao što su spol, visina, dob 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) – (dob (godine) x 0,022)) - 3,60;

za žene -

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

za dječake 8-12 godina -

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

za dječake 13-16 godina-

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

za djevojčice 8 - 16 godina -

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

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

Rezultati rada i njihovo oblikovanje. 1. Rezultate mjerenja unijeti u tablicu 1 i izračunati prosječnu vitalnu vrijednost.

stol 1

Mjerni broj	Vitalni vitalni kapacitet (mirovanje)
	stajati	sjedenje
1 2 3 Prosječno

2. Usporedite rezultate mjerenja vitalnog kapaciteta (mirovanje) u stojećem i sjedećem položaju. 3. Usporedite rezultate mjerenja vitalnog kapaciteta u stajaćem stanju (mirovanju) s rezultatima dobivenim nakon tjelesne aktivnosti. 4. Izračunajte % pravilne vrijednosti poznavajući pokazatelj vitalnog kapaciteta dobiven mjerenjem stajanja (mirovanja) i pravilnog vitalnog kapaciteta (izračunava se po formuli):

GELfact. x 100 (%).

5. Usporedite vrijednost VC izmjerenu spirometrom s odgovarajućom VC utvrđenom pomoću nomograma. Izračunajte rezidualni volumen kao i plućne kapacitete: ukupni kapacitet pluća, inspiracijski kapacitet i funkcionalni rezidualni kapacitet. 6. Izvucite zaključke.

LABORATORIJSKI RAD br.3

ODREĐIVANJE MINUTNOG VOLUMENA ​​RESPIRACIJE (MOV) I PLUĆNOG VOLUMENA

(TIDACIONI, INSPIRACIONALNI REZERVNI VOLUME

I EKSPIRACIONALNE REZERVE VOLUMENA)

Ventilacija je određena volumenom zraka koji se udahne ili izdahne po jedinici vremena. Obično se mjeri minutni volumen disanja (MRV). Njegova vrijednost tijekom mirnog disanja je 6-9 litara. Ventilacija pluća ovisi o dubini i učestalosti disanja, koja u mirovanju iznosi 16 u 1 minuti (od 12 do 18). Minutni volumen disanja jednak je:

MOD = TO x BH,

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

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

Izvođenje radova. Za određivanje volumena respiratornog zraka ispitanik nakon mirnog udisaja mora mirno izdahnuti u spirometar i odrediti disajni volumen (TI). Za određivanje rezervnog volumena izdisaja (ERV), nakon mirnog, normalnog izdisaja u okolni prostor, izdahnite duboko u spirometar. Da biste odredili rezervni volumen udisaja (IRV), postavite unutarnji cilindar spirometra na neku razinu (3000-5000), a zatim, mirno udahnite iz atmosfere, držeći nos, maksimalno udahnite iz spirometra. Ponovite sva mjerenja tri puta. Rezervni volumen udisaja može se odrediti razlikom:

ROVD = VITALNO - (DO - ROvyd)

Računskom metodom odredite zbroj DO, ROvd i ROvd koji čini vitalni kapacitet pluća (VK).

Rezultati rada i njihovo oblikovanje. 1. Dobivene podatke prikazati u obliku tablice 2.

2. Izračunajte minutni volumen disanja.

tablica 2

LABORATORIJSKI RAD br.4