Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

1001student.ru > Биология > Дыхательный объем — норма, частота и глубина дыхания, как и в чем измеряется

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

С точки физиологии, поступающий и выделяемый воздух при нормальном дыхании – дыхательный объем. Норма при адекватном газообмене — 500 мл.

Оглавление:

  • Внешнее дыхание
  • Методы оценки дыхательной функции легких
  • Объемные показатели внешнего дыхания
  • Таблица «Объемы легких взрослого человека в литрах»
  • Потоковые показатели внешнего дыхания
  • Как измерить объем легких в домашних условиях
  • Заключение

Внешнее дыхание

Выделяют две формы дыхательного процесса: внешний и тканевый. При первом осуществляется обмен кислорода через альвеолы (воздухоносные мешочки, обильно кровоснабжающиеся).

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит газообмен. Вторая форма осуществляется на уровне клеток, сопровождается образованием энергии (так, реакции дыхательной цепи протекают в митохондриях).

Методы оценки дыхательной функции легких

Для комплексной оценки необходимо всесторонне оценить дыхательную систему. Выполняют внешний осмотр грудной клетки, оценивая ее симметричность, тип дыхания, выполняя подсчет частоты дыхательных движений.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Затем определяют границы легких посредством перкуссии, оценивают голосовое дрожание, характер легочного звука методом пальпации, после чего приступают к аускультации.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Спирометрия

В настоящее время диагностику осуществляет с помощью следующих методов исследования:

  • спирометрии;
  • пневмотахометрии;
  • пикфлоуметрии.

Объемные показатели внешнего дыхания

Общая емкость легких

Это тот наибольший объем, что заполняет легкие при максимальном вдохе. Показатель варьируется среди различных групп.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Занятия спортом вносят свои изменения в анатомию легких, поэтому у спортсменов показатель может достигать до 8 литров и выше (тогда, как у обычного человека — от 3,5 литров).

Жизненная емкость легких

Один из основных показателей, определяемых в ходе спирометрии. Под этим термином понимают выдыхаемый после полного вдоха воздух. У здоровых людей показатель соответствует 3 — 5 л.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Также выделяют должную и форсированную жизненные емкости легких (ДЖЕЛ и ФЖЕЛ). Первая вычисляется так: берется произведение длины тела в сантиметрах и коэффициента (20 для женщин и 25 у мужчин).

Вторая определяется, как и ЖЕЛ, но при резком выдохе. Последняя достигает до четырех литров.

Резервный объем выдоха

Под ним понимают такое количество воздуха, которое возможно выдохнуть, несмотря на выполненный в спокойном состоянии выдох (без вспомогательного поступления воздуха).

Среди лиц, страдающих лишним весом, значение ниже, нормальные показатели РО2 составляют от одного до полутора литров.

Резервный объем вдоха

Этот показатель аналогичен предыдущему, но здесь учитывают объем, который можно вдохнуть после обычного вдоха. Средние величины РО1 колеблются в пределах от полутора до двух литров.

Остаточный объем легких

Определяется, как сохранный объем после полного выдоха. Определяется посредством спирометрии в абсолютных и относительных значениях (от одного до полутора литров и 90-115% соответственно).

Функциональная остаточная емкость

Оставшаяся часть объема при ненапряженном выдохе. В норме при спирометрическом измерении составляет 90 — 110%.

Анатомическое мертвое пространство

Воздух, сохраняющийся в альвеолах и не выводящийся из организма при выдохе. Значения параметра составляют 140 – 150 мл.

Физиологическое мертвое пространство

Это сумма объема невентилируемых альвеол и недиффундируемого воздуха, присутствующего в легких.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

В легких есть группы альвеол (например, расположенные в верхушечных сегментах), не участвующие в перфузии. Сумма данных с анатомически мертвым пространством составляет функциональное. Показатели — от одного литра и выше (зависит от следующего показателя).

Минутный объем дыхания

Можно посчитать, как произведение ЧДД и ДО. ЧД (частота дыхания или глубина) в среднем 14 — 18 движений в минуту, тогда МОД 3 — 10 л (в среднем 6 — 7 л).

Альвеолярная вентиляция

Тот дыхательный объем, что непосредственно участвуют в газообмене. Это произведение частоты ЧДД и разности ДО и физиологического мертвого пространства.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Максимальная вентиляция легких или МВЛ – подразумевает определение объема воздуха на фоне глубокого дыхания за минуту.

При исследовании последней, человеку предлагают дышать глубоко и часто в течение четверти или трети минуты. Далее показатель приближают к минуте математически. Норма для взрослого человека соответствует ¾ от МОД (2,3 – 7,5 л).

Таблица «Объемы легких взрослого человека в литрах»

Параметры Норма
ЖЕЛ 3 — 5 л
ФЖЕЛ 2,3 — 4 л
ЧДД 16 — 18 в мин.
РО1 1,4 — 1,8 л
РО2 1,0 — 1,5 л
МОД 3 — 10 л

Потоковые показатели внешнего дыхания

Пиковая объемная скорость

Под ней понимают максимум скорости при резком выдохе. Для определения удобны пикфлуометры – приборы для измерения легочной функции (на корпус аппарата нанесены числовые значения, которые отражают силу воздушного потока, выдыхаемого человеком).

Процедуру проводят в вертикальном положении человека, после глубокого вдоха. Для достоверного результата измеряют трижды (выбирают то измерение, где выше показатель).

Обструктивные и рестриктивные нарушения

Исследование легочных объемов позволяет определить тип патологии. Так, при обструкции отмечается снижение объема форсированного выдоха (здесь и далее аббревиатура ОФВ1), что связано с повышением сопротивления дыхательных путей. Падение ОФВ1 ведет к уменьшению индекса Тиффно.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

При рестрикции в акте дыхания участвует не все легкое, в следствие воспалительных изменений паренхимы. У лиц с данным нарушением соотношение выдоха и вдоха увеличивается. Значительное снижение ОФВ1, ФЖЕЛ (в отличие от обструктивного синдрома), индекс Тиффно (в числителе, в знаменателе ФЖЕЛ) в норме или отмечается легкое его снижение.

Как измерить объем легких в домашних условиях

Наиболее простой способ заключается в выдыхании воздуха через трубку, установленную в бутылку.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Для выполнения исследования следует набрать воду в пятилитровую пластиковую бутылку. После чего в нее погружается трубка одним концом, а другой, свободный, необходимо прикрыть (для предотвращения поступления воздуха).

На следующем этапе эту конструкцию с водой переворачивают вниз, установив в глубокую посуду. Далее человек выдыхает воздух в трубку. Количество вытесненной воды из бутылки соответствует легочному объему.

Заключение

Исследование органов дыхания имеет огромное значение в медицине для предупреждения, определения, контроля за течением заболеваний. Введение инструментальных неинвазивных методов позволяет проверить состояние бронхолегочных пациентов за короткое время.

Роль дыхания и кислорода в нашем организме

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Для жизненных процессов, протекающих в организме большое значение имеет состояние органов дыхания. Органы дыхания состоят из воздухоносных путей. К ним относятся полости рта и носа, гортань, трахея, бронхи и мелкие бронхи — бронхиолы, заканчивающиеся мельчайшими тонкостенными пузырьками — альвеолами, которых насчитывается несколько миллионов. Если расправить их стенки в одной плоскости, то они займут поверхность около 65 м2. Стенки легочных пузырьков оплетены кровеносными капиллярами. Кислород, поступающий в легкие через тонкие стенки легочных пузырьков и капилляров, проникает через кровь к клеткам организма, а углекислота выходит из крови в легкие.

Механизм дыхания

Вдох и выдох происходят вследствие сокращения и расслабления дыхательных мышц. При нормальном спокойном вдохе работают главным образом наружные межреберные мышцы и диафрагма. При глубоком вдохе, кроме наружных межреберных мышц и диафрагмы, участвуют мышцы шеи и груди. Выдох происходит в результате расслабления мышц, производящих вдох.

Частота и глубина дыхания регулируются центральной нервной системой в соответствии с объемом производимой работы, изменениями атмосферного давления, состава воздуха. В покое при каждом вдохе в легкие поступает около 500 мл воздуха.

Частота дыхания человека 14—16 в минуту. В дыхании участвует часть легких. Количество воздуха, проходящее через легкие в покое, составляет в 8 л в минуту.

В течение суток через легкие человека проходит 13000—15000 л воздуха.

При физической работе дыхание учащается и углубляется. В связи с этим объем легочной вентиляции увеличивается. Например, при марше по ровной дороге со скоростью 6 км/ч частота дыхания не превышает 18—20 в минуту, но дыхание становится более глубоким. Количество воздуха, проходящего через легкие, увеличивается втрое.

При более быстром продвижении, например, при беге или ходьбе на лыжах, дыхательные движения могут участиться до 20—30 в минуту. Количество воздуха, поступающего в легкие, может увеличиться до 15—20 л и больше.

Такое количество требует увеличения жизненной емкости легких (количество воздуха, которое может быть выдохнуто после наибольшего вдоха).

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) неодинакова

Жизненная емкость легких в результате настойчивой тренировки увеличивается. У лиц, не занимающихся физическим трудом, жизненная емкость легких равна 3000—-1000 мл.

У тренированных людей она равна 5000 — 6000 мл.

Наибольшую жизненную емкость легких имеют пловцы, гребцы, бегуны. Молодой человек должен усвоить, что для использования возможностей легких необходимо правильно дышать Во всех случаях нужно дышать глубже и через нос.

  • В результате физических упражнении, особенно, дыхальных, жизненная емкость легких увеличивается улучшается вентиляция легких, что способствует предохранению от возможных заболеваний легких, таких, к трахеиты, бронхиты, бронхиальная астма, воспален» легких и даже туберкулез.
  • Закаленные люди редко болеют гриппом, а если болеют, переносят его легко и без осложнений.
  • Жизненную ёмкость лёгких принято измерять в сантиметрах кубических (см³).
  • У взрослых мужчин ЖЕЛ колеблется между цифрами 3 500-4 000 см³.
  • Для женщин жизненная ёмкость лёгких составляет в среднем 2 500-3 000 см³.

что такое жизненная емкость легких

У мальчиков 4-17 лет данный показатель пребывает в пределах 1200-3500 см³. Для девочек того же возраста норма ЖЕЛ – 900-2760 см³.

Иногда показатели существенно отличаются от нормы. Так у спортсменов или лиц, имеющих от природы крепкое здоровье, они могут достигать уровня 6 000-8000 см³. Большей ЖЕЛ обладают высокорослые, некурящие люди, представители некоторых профессий, связанных с повышенной активностью и существенными физическими нагрузками (моряки, грузчики, кочегары, кузнецы, военнослужащие).

Важным преимуществом людей с высокой жизненной ёмкостью лёгких становится полноценное насыщение организма кислородом, тогда как при заниженных показателях О2 поступает в альвеолы в малых количествах.

Жизненая емкость легких склонна к постепенному понижению. Наблюдаются возрастные изменения динамики этого показателя – по мере старения человека они уменьшаются на 25-35%.

Существуют интересные статистические данные – помимо пола и возраста, на средние цифры жизненой емкости легких способны повлиять раса и национальная принадлежность человека.

В результате многочисленных исследований обнаружилось, что в сравнении с европейцами азиаты часто имеют более низкие лёгочные показатели

Из чего состоит жизненая емкость легких

ЖЕЛ представляет собой сумму 3 основных показателей:

  1. дыхательного объёма;
  2. объёма резервного воздуха;
  3. остаточного функционального объёма.

Дыхательный объём представляет собой количество воздуха, которое удаётся вдохнуть и выдохнуть здоровому взрослому человеку в спокойном состоянии. Чаще всего его количество составляет 400-500 см³.

Под объёмом резервного воздуха следует понимать глубину глотка, который можно сделать после глубоко вдоха (около 1500 см³).

Читайте также:  Острый и хронический катаральный ринит: симптомы, лечение

Остаточный функциональный объём складывается из количества воздушной массы, которую не получится выдохнуть, и показателей резервного выдоха.

Даже после самого глубокого выдоха в лёгких остаётся еще около 800-1700 кубических сантиметров воздуха. В каких случаях необходимо уточнять лёгочный объём

Показатели ЖЕЛ играют важную роль при подозрении на наличие у пациента заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной системы.

После того, как стандартный объём лёгких определён, специалист может поставить точный диагноз, и назначить больному высокоэффективный лечебный курс.

Постоянный недостаток кислорода способен привести к нежелательным осложнениям и недостаточной результативности терапевтических мероприятий. Только благодаря точным расчётам ЖЕЛ, можно рассчитывать на успешное прохождение лечения, и нормализацию состояния пациента.

Чтобы определить, необходима ли процедура по измерению ЖЕЛ, врач должен обязательно определить состояние диафрагмы и уровень перкуторного тона, измеряемого над лёгкими. Дополнительно предусмотрено проведение рентгеновского снимка, при изучении которого специалист уточняет, соответствует ли уровень прозрачности лёгочных полей требуемым показателям.

Объемные показатели внешнего дыхания

Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис.

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).

Жизненная емкость легких

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.

Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ).

При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха.

Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.

Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола. Для женщин 18-25-летнего возраста расчет можно вести по формуле

  1. ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В — 3,190; для мужчин того же возраста
  2. Остаточный объем
  3. ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В — 6,908, где Р — рост; В — возраст (годы).
  4. Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.

Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.

Дыхательный объем (ДО) — это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300-800 мл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка — 30 мл; годовалого — 70 мл; десятилетнего — 230 мл.

Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ — избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то дыхание назвают олигопноэ — недостаточное, поверхностное дыхание.

При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ — нормальное, достаточное дыхание.

Нормальная частота дыхания в покое у взрослых составляет 8-20 дыхательных циклов в минуту; месячного ребенка — около 50; годовалого — 35; десятилетнего — 20 циклов в минуту.

Резервный объем вдоха (РОвд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РОвд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).

Резервный объем выдоха (РОвыд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РОвыд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).

Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ).

В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РОвыд).

Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.

Анатомическое мертвое пространство (АМП) — это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляет 140-260 мл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).

Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть.

Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство).

В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.

Таблица 1. Показатели легочной вентиляции

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий.

При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.

Минутный объем дыхания

Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):

МОД = ДО * ЧД.

В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).

Альвеолярная вентиляция

Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой

  • АВЛ = (ДО — АМП) • ЧД.
  • Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл (650-150) • 12.
  • АВ = (ДО — ОМП) * ЧД = ДОальв * ЧД
  • АВ — альвеолярная вентиляция;
  • ДОальв — дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
  • ЧД — частота дыхания

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с).

С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.

Объём лёгких человека — измерение лёгочных объёмов

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Главная >> Пульмонология

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

Общая ёмкость лёгких взрослого мужчины составляет в среднем 5-6 литров, однако при нормальном дыхании используется только малая часть этого объёма. При спокойном дыхании человек совершает порядка 12-16 дыхательных циклов, вдыхая и выдыхая в каждом цикле около 500 мл воздуха.

Этот объём воздуха принято называть дыхательным объёмом. При глубоком вдохе можно дополнительно вдохнуть 1,5-2 литра воздуха — это резервный объём вдоха. Объем воздуха, который остается в лёгких после максимального выдоха составляет 1,2-1,5 литра — это остаточный объём лёгких.

Измерение лёгочных объёмов

Под термином измерение лёгочных объёмов обычно понимается измерение общей ёмкости лёгких (ОЕЛ), остаточного объёма лёгких (ООЛ), функциональной остаточной ёмкости (ФОЕ) лёгких и жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ).

Эти показатели играют существенную роль при анализе вентиляционной способности лёгких, они незаменимы при диагностике рестриктивных вентиляционных нарушений и помогают оценить эффективность проведённого терапевтического вмешательства.

Измерение лёгочных объёмов может быть разделено на два основных этапа: измерение ФОЕ и проведение спирометрического исследования.

https://www.youtube.com/watch?v=NxlQCQf6H5I

Для определения ФОЕ применяют один из трёх наиболее распространённых методов:

  1. метод разведения газов (метод газовой дилюции);
  2. бодиплетизмографический;
  3. рентгенологический.

Лёгочные объёмы и ёмкости

Обычно выделяют четыре лёгочных объёма — резервный объём вдоха (РОвд), дыхательный объём (ДО), резервный объём выдоха (РОвыд) и остаточный объём лёгких (ООЛ) и следующие ёмкости: жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ), ёмкость вдоха (Евд), функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ) и общая ёмкость лёгких (ОЕЛ).

Общая ёмкость лёгких может быть представлена как сумма нескольких лёгочных объёмов и ёмкостей. Ёмкость лёгких — сумма двух и более лёгочных объёмов.

Дыхательный объём (ДО) — объём газа, который вдыхается и выдыхается во время дыхательного цикла при спокойном дыхании. ДО следует рассчитывать как среднее значение после регистрации по меньшей мере шести дыхательных циклов. Окончание фазы вдоха называют конечно-инспираторным уровнем, окончание фазы выдоха — конечно-экспираторным уровнем.

Резервный объём вдоха (РОвд) — максимальный объём воздуха, который можно вдохнуть после обычного среднего спокойного вдоха (конечно-инспираторного уровня).

Резервный объём выдоха (РОвыд) — максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (конечно-экспираторного уровня).

Остаточный объём лёгких (ООЛ) — объём воздуха, который остаётся в лёгких по окончании полного выдоха. ООЛ не может быть измерен непосредственно, его рассчитывают путём вычитания РОвыд из ФОЕ: ООЛ = ФОЕ – РОвыд или ООЛ = ОЕЛ – ЖЕЛ. Предпочтение отдаётся последнему способу.

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — объём воздуха, который можно выдохнуть при полном выдохе после максимального вдоха. При форсированном выдохе этот объём называют форсированной жизненной ёмкостью лёгких (ФЖЕЛ), при спокойном максимальном (вдохе) выдохе — жизненной ёмкостью лёгких вдоха (выдоха) — ЖЕЛвд (ЖЕЛвыд). ЖЕЛ включает ДО, РОвд и РОвыд. ЖЕЛ в норме составляет приблизительно 70% ОЕЛ.

Читайте также:  Отит у детей: симптомы, лечение и причины возникновения

Ёмкость вдоха (Евд) — максимальный объём, который можно вдохнуть после спокойного выдоха (от конечно-экспираторного уровня). Евд равняется сумме ДО и РОвд и в норме обычно составляет 60–70% ЖЕЛ.

Функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ) — объём воздуха в лёгких и дыхательных путях после спокойного выдоха. ФОЕ также называют конечным экспираторным объёмом. ФОЕ включает РОвыд и ООЛ. Измерение ФОЕ — определяющий этап при оценке лёгочных объёмов.

Общая ёмкость лёгких (ОЕЛ) — объём воздуха в лёгких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами: ОЕЛ = ООЛ + ЖЕЛ или ОЕЛ = ФОЕ + Евд. Последний способ предпочтительнее.

Измерение общей ёмкости лёгких и её составляющих широко применяется при различных заболеваниях и оказывает существенную помощь в диагностическом процессе. Например, при эмфиземе лёгких обычно отмечается снижение ФЖЕЛ и ОФВ1, отношение ОФВ1/ФЖЕЛ также снижено. Снижение ФЖЕЛ и ОФВ1 также отмечается у больных с рестриктивными нарушениями, но отношение ОФВ1/ФЖЕЛ не снижено.

Несмотря на это, отношение ОФВ1/ФЖЕЛ не является ключевым параметром при дифференциальной диагностике обструктивных и рестриктивных нарушений.

Для дифференциальной диагностики этих вентиляционных нарушений необходимо обязательное измерение ОЕЛ и её составляющих. При рестриктивных нарушениях отмечается снижение ОЕЛ и всех её составляющих.

При обструктивных и сочетанных обструктивно-рестриктивных нарушениях некоторые составляющие ОЕЛ снижены, некоторые повышены.

Измерение ФОЕ — один из двух основных этапов при измерении ОЕЛ. ФОЕ может быть измерена методами разведения газов, бодиплетизмографически или рентгенологически. У здоровых лиц все три методики позволяют получать близкие результаты. Коэффициент вариации повторных измерений у одного и того же обследуемого обычно ниже 10%.

Метод разведения газов широко применяется из-за простоты методики и относительной дешевизны оборудования. Однако у пациентов с тяжёлым нарушением бронхиальной проводимости или эмфиземой истинное значение ОЕЛ при измерении этим методом занижается, поскольку вдыхаемый газ не проникает в гиповентилируемые и невентилируемые пространства.

https://www.youtube.com/watch?v=tk2E6W-s48I

Бодиплетизмографический метод позволяет определить внутригрудной объём (ВГО) газа. Таким образом, ФОЕ, измеренная бодиплетизмографически, включает как вентилируемые, так и невентилируемые отделы лёгких.

В связи с этим у пациентов с лёгочными кистами и воздушными ловушками данный метод даёт более высокие показатели по сравнению с методикой разведения газов.

Бодиплетизмография — более дорогой метод, технически сложнее и требует от пациента приложения больших усилий и кооперации по сравнению с методом разведения газов. Тем не менее метод бодиплетизмографии предпочтительнее, поскольку позволяет более точно оценить ФОЕ.

Разница между показателями, полученными с помощью двух этих методов, даёт важную информацию о наличии невентилируемого воздушного пространства в грудной клетке. При выраженной бронхиальной обструкции метод общей плетизмографии может завышать показатели ФОЕ.

По материалам А.Г. Чучалина

Вентиляция легких и легочные объемы

Вентиляция легких и легочные объемы

Величина легочной вентиляции определяется глубиной дыхания и частотой дыхательных движений.

Количественной характеристикой легочной вентиляции служит минутный объем дыхания (МОД) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту.

В покое частота дыхательных движений человека составляет примерно 16 в 1 минуту, а объем выдыхаемого воздуха – около 500 мл.

Умножив частоту дыхания в 1 минуту на величину дыхательного объема, получим МОД, который у человека в покое составляет в среднем 8 л/мин.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту во время максимальных по частоте и глубине дыхательных движений. Максимальная вентиляция возникает во время интенсивной работы, при недостатке содержания О2 (гипоксия) и избытке СО2 (гиперкапния) во вдыхаемом воздухе. В этих условиях МОД может достигать 150 – 200 л в 1 минуту.

Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от конституционально-антропологических и возрастных характеристик человека, свойств легочной ткани, поверхностного натяжения альвеол, а также силы, развиваемой дыхательными мышцами.

Для оценки вентиляционной функции легких, состояния дыхательных путей, изучения паттерна (рисунка) дыхания применяются различные методы исследования: пневмография, спирометрия, спирография, пневмоскрин. С помощью спирографа можно определить и записать величины легочных объемов воздуха, проходящих через воздухоносные пути человека (рис. 20).

Что такое общая и дыхательная ёмкость лёгких

При спокойном вдохе и выдохе через легкие проходит сравнительно небольшой объем воздуха. Это дыхательный объем (АО), который у взрослого человека составляет примерно 500 мл. При этом акт вдоха проходит несколько быстрее, чем акт выдоха. Обычно за 1 минуту совершается 12- 16 дыхательных циклов. Такой тип дыхания обычно называется «эйпноэ» или «хорошее дыхание».

При форсированном (глубоком) вдохе человек может дополнительно вдохнуть еще определенный объем воздуха. Этот резервный объем вдоха (РОвд) – максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть человек после спокойного вдоха. Величина резервного объема вдоха составляет у взрослого человека примерно 1,8–2,0 л.

После спокойного выдоха человек может при форсированном выдохе дополнительно выдохнуть еще определенный объем воздуха. Это резервный объем выдоха (РОвыд), величина которого составляет в среднем 1,2–1,4 л.

Объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха и в легких мертвого человека, – остаточный объем легких (ОО). Величина остаточного объема составляет 1,2 – 1,5 л.

У аборигенов высокогорья из-за бочкообразной грудной клетки сохраняются более высокие величины этого показателя, благодаря чему удается сохранить в организме необходимое содержание СО2, достаточное для регуляции дыхания в этих условиях.

Различают следующие емкости легких:

1. общая емкость легких (ОЕЛ) – объем воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха – все четыре объема;

2. жизненная емкость легких (ЖЕЛ) включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. ЖЕЛ – это объем воздуха, выдохнутого из легких после максимального вдоха при максимальном выдохе. ЖЕЛ = ОЕЛ – остаточный объем легких. ЖЕЛ составляет у мужчин 3,5 – 5,0 л, у женщин – 3,0–4,0 л;

3. емкость вдоха (ЕВД) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха, составляет в среднем 2,0–2,5 л;

4. функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – объем воздуха в легких после спокойного выдоха. В легких при спокойном вдохе и выдохе постоянно содержится примерно 2500 мл воздуха, заполняющего альвеолы и нижние дыхательные пути. Благодаря этому газовый состав альвеолярного воздуха сохраняется на постоянном уровне.

Исследование легочных объемов и емкостей как важнейших показателей функционального состояния легких имеет большое медико-физиологическое значение не только для диагностики заболеваний (ателектаз, рубцовые изменения легких, поражения плевры), но и для экологического мониторинга местности и оценки состояния функции дыхания популяции в экологически неблагополучных зонах.

Для сопоставимости результатов измерений газовых объемов и емкостей материалы исследований должны быть приведены к стандартному состоянию BTPS, т. е. соотноситься с условиями в легких, где температура альвеолярного воздуха соответствует температуре тела, кроме того, воздух находится при определенном давлении и насыщен водяными парами.

Воздух, находящийся в воздухоносных путях (полость рта, носа, глотки, трахеи, бронхов и бронхиол), не участвует в газообмене, и поэтому пространство воздухоносных путей называют вредным или мертвым дыхательным пространством. Во время спокойного вдоха объемом 500 мл в альвеолы поступает только 350 мл вдыхаемого атмосферного воздуха.

Остальные 150 мл задерживаются в анатомическом мертвом пространстве. Составляя в среднем треть дыхательного объема, мертвое пространство снижает на эту величину эффективность альвеолярной вентиляции при спокойном дыхании.

В тех случаях, когда при выполнении физической работы дыхательный объем увеличивается в несколько раз, объем анатомического мертвого пространства практически не влияет на эффективность альвеолярной вентиляции.

При некоторых патологических состояниях – при анемии, легочной эмболии или эмфиземе могут возникать очаги – зоны альвеолярного мертвого пространства. В подобных зонах легких не происходит газообмена.

Следующая глава

33. Легочные объемы и емкости

Легочные объемы и емкости

В процессе легочной вентиляции непрерывнообновляется газовый состав альвеолярноговоздуха. Величина легочной вентиляцииоп­ределяется глубиной дыхания, илидыхательным объемом, и частотойдыхательных движений.

Во время дыхательныхдвижений легкие человека заполняютсявдыхаемым воздухом, объем которогоявля­ется частью общего объема легких.Для количественного описания легочнойвентиляции общую емкость легких разделилина несколько компонентов или объемов.

При этом легочной емкостью называетсясумма двух и более объемов.

Легочные объемы подразделяют настатические и динамические. Статическиелегочные объемы измеряют при завершенныхдыха­тельных движениях без лимитированияих скорости. Динамические легочныеобъемы измеряют при проведении дыхательныхдвижений с ограничением времени на ихвыполнение.

Легочные объемы. Объем воздуха в легкихи дыхательных путях зависит от следующихпоказателей: 1) антропометрическихинди­видуальных характеристик человекаи дыхательной системы; 2) свойств легочнойткани; 3) поверхностного натяженияальвеол; 4) силы, развиваемой дыхательнымимышцами.

Дыхательный объем (ДО) — объем воздуха,который вды­хает и выдыхает человекво время спокойного дыхания. У взрослогочеловека ДО составляет примерно 500 мл.Величина ДО зависит от условий измерения(покой, нагрузка, положение тела). ДОрас­считывают как среднюю величинупосле измерения примерно шести спокойныхдыхательных движений.

Резервный объем вдоха (РОвд) — максимальныйобъем воздуха, который способен вдохнутьиспытуемый после спокойного вдоха.Величина РОвд составляет 1,5—1,8 л.

Резервный объем выдоха (РОвыд) —максимальный объем воздуха, которыйчеловек дополнительно может выдохнутьс уровня спокойного выдоха. ВеличинаРОвыд ниже в горизонтальном поло­жении,чем в вертикальном, уменьшается приожирении. Она равна в среднем 1,0—1,4 л.

Остаточный объем (ОО) — объем воздуха,который остается в легких послемаксимального выдоха. Величина остаточногообъема равна 1,0—1,5 л.

Легочные емкости. Жизненная емкостьлегких (ЖЕЛ) включает в себя дыхательныйобъем, резервный объем вдоха, ре­зервныйобъем выдоха. У мужчин среднего возрастаЖЕЛ варьирует в пределах 3,5—5,0 л и более.

Для женщин типичны более низкие величины(3,0—4,0 л).

В Зависимости от методикиизмерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когдапосле полного выдоха производитсямаксимально глубокий вдох и ЖЕЛ выдоха,когда после полного вдоха производитсямаксимальный выдох.

Емкость вдоха (Евд) равна сумме дыхательногообъема и резервного объема вдоха. Учеловека Евд составляет в среднем2,0—2,3 л.

Функциональная остаточная емкость(ФОЕ) — объ­ем воздуха в легких послеспокойного выдоха. ФОЕ является суммойрезервного объема выдоха и остаточногообъема.

На величину ФОЕ существенновлияет уровень физической активностичеловека и положение тела: ФОЕ меньшев горизон­тальном положении тела, чемв положении сидя или стоя.

ФОЕ уменьшаетсяпри ожирении вследствие уменьшенияобщей растя­жимости грудной клетки.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объемвоздуха в легких по окончании полноговдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами:ОЕЛ — ОО + ЖЕЛ или ОЕЛ — ФОЕ + Евд.

Статические легочные объемы могутснижаться при патологических состояниях,приводящих к ограничению расправлениялегких. К ним относятся нейромышечныезаболевания, болезни грудной клетки,живота, поражения плевры, повышающиежесткость легочной ткани, и заболевания,вызывающие уменьшение числа функционирующихальвеол (ателектаз, резекция, рубцовыеизменения легких).

Внешнее дыхание и объемы легких

Для фридайвера легкие явлются основным ‘рабочим инстументом’ (конечно, после головного мозга), поэтому нам важно понимать устройство легких и весь процесс дыхания. Обычно, когда мы говорим о дыхании, мы имеем в виду внешнее дыхание или вентиляцию легких — единственный заметный для нас процесс в цепи дыхания. И рассматривать дыхание надо начинать именно с него.

Читайте также:  Чем и как лечить зелёные сопли у ребёнка

Строение легких и грудной клетки

Легкие представляют собой пористый орган, похожий на губку, напоминающий в своем строении скопление отдельных пузырьков или виноградную гроздь с большим количеством ягод.

Каждая «ягода» — это легочная альвеола (легочный пузырек) — место, где происходит выполнение основной функции легких — газообмен. Между воздухом альвеол и кровью лежит воздушно-кровяной барьер, образованный очень тонкими стенками альвеолы и кровеносного капилляра.

Именно через этот барьер происходит диффузия газов: из альвеолы в кровь поступает кислород, а из крови в альвеолу углекислый газ.

Воздух к альвеолам поступает по воздухоносным путям — трохея, бронхи и более мелкие бронхиолы, которые завершаются альвеолярными мешками.

Ветвление бронхов и бронхиол формирует доли (правое легкое имеет 3 доли, левое — 2 доли).

В среднем в обоих легких имеется около 500-700 млн альвеол, дыхательная поверхность которых составляет от 40 м2 при вы­дохе до 120 м2 при вдохе. При этом большее количество альвеол находится в нижних отделах легких.

Бронхи и трахея имеют в своих стенках хрящевое основание и поэтому достаточно жестки. Бронхиолы и альвеолы имеют мягкие стенки и поэтому могут спадаться, то есть слипаться, как спустивший воздушный шарик, если в них не поддерживать некое давление воздуха. Чтобы этого не произошло, легкие, как единый орган, со всех сторон покрытый плеврой — прочной герметичной оболочкой.

Плевра имеет два слоя — два листка. Один листок плотно прилежит к внутренней поверхности жесткой грудной клетки, другой — окружает легкие.

Между ними находится плевральная полость, в которой поддерживается отрицательное давление. Благодаря этому легкие находятся в расправленном состоянии.

Отрицательное давление в плевральной щели обусловлено эластической тягой легких, то есть постоянным стремлением легких уменьшить свой объем.

  • Эластическая тяга легких обусловлена тремя факторами:1) упругостью ткани стенок альвеол вследствие наличия в них эластичных волокон2) тонусом бронхиальных мышц
  • 3) поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол.

Жесткий каркас грудной клетки составляют ребра, которые гибко, благодаря хрящам и суставам, присоединяются к позвоночнику и суставам. Благодаря этому грудная клетка увеличивает и уменьшает свой объем, сохраняя при этом жесткость, необходимую для защиты находящихся в грудной полости органов.

Дыхательные мышцы

Для того, чтобы вдохнуть воздух, нам необходимо создать в легких давление более низкое, чем атмосферное, а чтобы выдохнуть более высокое. Таким образом, для вдоха необходимо увеличение объема грудной клетки, для выдоха — уменьшением объема. На самом деле большая часть усилий дыхания расходуется на вдох, в обычных условиях выдох осуществляется за счет упругих свойств легких.

Основной дыхательной мышцей является диафрагма — куполообразная мышечная перегородка между полостью грудной клетки и брюшной полостью. Условно её границу можно провести по нижнему краю ребер.

При вдохе диафрагма сокращается, растягиваясь активным действием в сторону нижних внутренних органов. При этом несжимаемые органы брюшной полости оттесняются вниз и в стороны, растягивая стенки брюшной полости. При спокойном вдохе купол диафрагмы спускается приблизительно на 1.

5 см, соответственно увеличивается вертикальный размер грудной полости. При этом нижние ребра несколько расходятся, увеличивая и обхват грудной клетки, что особенно заметно в нижних отделах.

При выдохе диафрагма пассивно расслабляется и подтягивается, удерживающими её сухожилиями, в своё спокойное состояние.

Кроме диафрагмы, в увеличении объема грудной клетки принимают участие также наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы. В результате подъема ребер увеличивается смещение грудины вперед и отхождение боковых частей ребер в стороны.

При очень глубоком интенсивном дыхании или при повышении сопротивления вдоху в процесс увеличения объема грудной клетки включается ряд вспомогательных дыхательных мышц, которые могут поднимать ребра: лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая. К вспомогательным мышцам вдоха относятся также мышцы, разгибающие грудной отдел позвоночника и фиксирующие плечевой пояс при опоре на откинутые назад руки(трапециевидная, ромбовидные, поднимающая лопатку).

Как говорилось выше, спокойный вдох протекает пассивно, практически на фоне расслабления мышц вдоха.

При активном интенсивном выдохе «подключаются» мышцы брюшной стенки, в результате чего объем брюшной полости уменьшается и повышается давление в ней. Давление передается на диафрагму и поднимает ее.

Вследствие сокращения внутренних косых межреберных мышц происходит опускание ребер и сближение их краев.

Дыхательные движения

В обычной жизни, понаблюдав за собой и своими знакомыми, можно увидеть как дыхание, обеспечиваемое в основном диафрагмой, так и дыхание, обеспечиваемое в основном работой межреберных мышц. И это в пределах нормы. Мышцы плечевого пояса чаще подключаются при серьезных заболеваниях или интенсивной работе, но почти никогда — у относительно здоровых людей в нормальном состоянии.

Считается, что дыхание, обеспечиваемое в основном движениями диафрагмы, характерно больше для мужчин. В норме вдох сопровождается незначительным выпячиванием брюшной стенки, выдох — незначительным ее втяжением. Это брюшной тип дыхания.

У женщин чаще всего встречается грудной тип дыхания, обеспечиваемый в основном работой межреберных мышц. Это может быть связано с биологической готовностью женщины к материнству и, как следствие, с затрудненностью брюшного дыхания при беременности. При этом типе дыхания наиболее заметные движения совершает грудина и ребра.

Дыхание, при котором активно движутся плечи и ключицы, обеспечивается работой мышц плечевого пояса. Вентиляция легких при этом малоэффективна и касается только верхушек легких. Поэтому такой тип дыхания называется верхушечным. В обычных условиях такой тип дыхания практически не встречается и используется либо в ходе тех или иных гимнастик или развивается при серьезных заболеваниях.

Во фридайвинге мы считаем, что брюшной тип дыхания или дыхание животом является наиболее естественным и продуктивным. Об этом же говорится при занятиях йогой и пранаямой.

Во-первых, потому, что в нижних долях легких находится больше альвеол. Во-вторых, дыхательные движения связаны с нашей вегетативной нервной системой. Дыхание животом активирует парасимпатическую нервную систему — педаль тормоза для организма.

Грудное дыхание активирует симпатическую нервную систему — педаль газа. При активном и долгом верхушечном дыхании происходит перестимуляция симпатической нервной системы. Это работает в обе стороны. Так паникующие люди всегда дышат верхушечным дыханием.

И наоборот, если какое-то время спокойно дышать животом, происходит успокоение неврной системы и замедление всех процессов.

Легочные объемы

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает около 500 мл (от 300 до 800 мл) воздуха, этот объем воздуха называется дыхательным объемом.

 Кроме обычного дыхательного объема при максимально глубоком вдохе человек может вдохнуть еще приблизительно 3000 мл воздуха — это резервный объем вдоха.

 После обычного спокойного выдоха обычный здоровый человек напряжением мышц выдоха способен «выдавить» из легких еще около 1300 мл воздуха — это резервный объем выдоха

Сумма указанных объемов составляет жизненную емкость легких (ЖЭЛ): 500 мл + 3000 мл + 1300 мл = 4800 мл.

Как видим, природа подготовила для нас почти десятикратный запас по возможности «прокачивать» воздух через легкие.

Дыхательный объем — количественное выражение глубины дыхания. Жизненная емкость легких определяет собой максимальный объем воздуха, который может быть введен или выведен из легких в течение одного вдоха или выдоха. Средняя жизненная емкость легких у мужчин составляет 4000 — 5500 мл, у женщин — 3000 — 4500 мл. Физические тренировки и различные растяжки грудной клетки позволяют увеличить ЖЭЛ.

После максимального глубокого выдоха в легких остается около 1200 мл воздуха. Это — остаточный объем. Большая его часть может быть удалена из легких только при открытом пневмотораксе.

Остаточный объем определяется в первую очередь эластичностью диафрагмы и межреберных мышц. Увеличение подвижности грудной клетки и уменьшение остаточного объема — важная задача при подготовке к нырянию на большие глубины. Погружения ниже остаточного объема для обычного нетренированного человека — это погружения глубже 30-35 метров. Один из популярных способов увеличения эластичности диафрагмы и уменьшения остаточного объема легких — регулярное выполнение уддияна бандхи.

Максимальное количество воздуха, которое может находиться в легких, называется общей емкостью легких, она равна сумме остаточного объема и жизненной емкости легких (в использованном примере: 1200 мл + 4800 мл = 6000 мл).

Объем воздуха, находящийся в легких в конце спокойного выдоха (при расслабленной дыхательной мускулатуре) называется функциональной остаточной емкостью легких.

 Она равна сумме остаточного объема и резервного объема выдоха (в использованном примере: 1200 мл + 1300 мл = 2500 мл).

Функциональная остаточная емкость легких близка к объему альвеолярного воздуха перед началом вдоха.

Вентиляция легких определяется объемом воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого в единицу времени. Обычно измеряют минутный объем дыхания. Вентиляция легких зависит от глубины и частоты дыхания, которая в состоянии покоя составляет от 12 до 18 вдохов в минуту. Минутный объем дыхания равен произведению дыхательного объема на частоту дыхания, т.е. примерно 6-9 л.

Для оценки легочных объемов используется спирометрия — метод исследования функции внешнего дыхания, включающий в себя измерение объёмных и скоростных показателей дыхания. Мы рекомендуем пройти это исследование всем, кто планирует серьезно заниматься фридайвингом.

Мертвое пространство

Воздух находится не только в альвеолах, но и в воздухоносных путях. К ним относятся полость носа (или рта при ротовом дыхании), носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

Воздух, находящийся в воздухоносных путях (за исключением дыхательных бронхиол), не участвует в газообмене. Поэтому просвет воздухоносных путей называют анатомическим мертвым пространством.

 При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе.

Объем анатомического мертвого пространства около 150 мл или примерно 1/3 дыхательного объема при спокойном дыхании. Т.е. из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь около 350 мл. В альвеолах в конце спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха, поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector