Резервен въздух в белите дробове. Изследвания на белите дробове
Дихателният обем (TV) е обемът на въздуха, вдишван и издишван по време на нормално дишане, равен средно на 500 ml (с колебания от 300 до 900 ml).
От тях около 150 ml е обемът на въздуха във функционалното мъртво пространство (FSD) в ларинкса, трахеята и бронхите, който не участва в газообмена. Функционалната роля на HFMP е, че се смесва с вдишания въздух, като го овлажнява и затопля.
Експираторен резервен обем
Резервният обем на издишването е обемът въздух, равен на 1500-2000 ml, който човек може да издиша, ако след нормално издишване той издиша максимално.
Инспираторен резервен обем
Инспираторният резервен обем е обемът въздух, който човек може да вдиша, ако след нормално вдишване поеме максимално въздух. Равно на 1500 - 2000 мл.
Жизнен капацитет на белите дробове
Жизненият капацитет на белите дробове (VC) е максималното количество въздух, издишано след най-дълбоко вдишване. Жизненият жизнен капацитет е един от основните показатели за състоянието на апарата за външно дишане, широко използван в медицината. Заедно с остатъчния обем, т.е. обемът на въздуха, оставащ в белите дробове след най-дълбокото издишване, жизненият капацитет формира общия белодробен капацитет (TLC).
Обикновено жизненият капацитет е около 3/4 от общия капацитет на белите дробове и характеризира максималния обем, в рамките на който човек може да промени дълбочината на дишането си. По време на тихо дишане здравият възрастен използва малка част от жизнения капацитет: вдишва и издишва 300-500 ml въздух (така наречения дихателен обем). В този случай инспираторният резервен обем, т.е. количеството въздух, което човек може допълнително да вдиша след тихо вдишване, а резервният обем на издишване, равен на обема на допълнително издишания въздух след тихо издишване, е средно приблизително 1500 ml всеки. По време на физическа активност дихателният обем се увеличава поради използването на резервите за вдишване и издишване.
Жизненият капацитет е показател за подвижността на белите дробове и гръдния кош. Въпреки името, той не отразява параметрите на дишането в реални („житейски“) условия, тъй като дори при най-високите изисквания към дихателната система от тялото, дълбочината на дишане никога не достига максималната възможна стойност.
От практическа гледна точка е неуместно да се установи „единен“ стандарт за жизнения капацитет на белите дробове, тъй като тази стойност зависи от редица фактори, по-специално от възрастта, пола, размера на тялото и положението и степента на на фитнес.
С възрастта жизненият капацитет на белите дробове намалява (особено след 40 години). Това се дължи на намаляване на еластичността на белите дробове и подвижността на гръдния кош. Жените имат средно с 25% по-малко от мъжете.
Връзката с височината може да се изчисли с помощта на следното уравнение:
VC=2,5*височина (m)
Жизненият капацитет зависи от положението на тялото: във вертикално положение той е малко по-голям, отколкото в хоризонтално положение.
Това се обяснява с факта, че в изправено положение белите дробове съдържат по-малко кръв. При тренирани хора (особено плувци и гребци) може да достигне до 8 литра, тъй като спортистите имат силно развити спомагателни дихателни мускули (големи и малки гръдни мускули).
Остатъчен обем
Остатъчен обем (VR) е обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. Равно на 1000 - 1500 мл.
Общ белодробен капацитет
Общият (максимален) белодробен капацитет (TLC) е сумата от дихателния, резервния (вдишване и издишване) и остатъчния обем и е 5000 - 6000 ml.
Необходимо е изследване на дихателните обеми, за да се оцени компенсацията на дихателната недостатъчност чрез увеличаване на дълбочината на дишане (вдишване и издишване).
Жизнен капацитет на белите дробове. Систематичното физическо възпитание и спорт допринасят за развитието на дихателните мускули и разширяването на гръдния кош. Още 6-7 месеца след започване на плуване или бягане жизненият капацитет на белите дробове на младите спортисти може да се увеличи с 500 cc. и още. Намаляването му е признак на преумора.
Жизненият капацитет на белите дробове се измерва със специален уред - спирометър. За да направите това, първо затворете отвора във вътрешния цилиндър на спирометъра със запушалка и дезинфекцирайте мундщука му със спирт. След като поемете дълбоко въздух, издишайте дълбоко през мундщука. В този случай въздухът не трябва да преминава през мундщука или през носа.
Измерването се повтаря два пъти, като най-високият резултат се записва в дневника.
Жизненият капацитет на белите дробове при хората варира от 2,5 до 5 литра, а при някои спортисти достига 5,5 литра или повече. Жизненият капацитет на белите дробове зависи от възрастта, пола, физическото развитие и други фактори. Намаляване с повече от 300 cc може да означава претоварване.
По време на вдишване белите дробове се пълнят с определено количество въздух. Тази стойност не е постоянна и може да се променя при различни обстоятелства. Обемът зависи от външни и вътрешни фактори.
Какво влияе върху капацитета на белите дробове?
Нивото на пълнене на белите дробове с въздух се влияе от определени обстоятелства. Мъжете имат по-голям среден обем на органа от жените. При високи хора с едра телесна конституция белите дробове могат да задържат повече въздух при вдишване, отколкото при ниски и слаби хора. С възрастта количеството на вдишвания въздух намалява, което е физиологична норма.
Системното пушене намалява капацитета на белите дробове. Ниският капацитет на пълнене е типичен за хиперстениците (ниски хора със закръглено тяло и къси крайници с широки кости). Астениците (с тесни рамене, слаби) са в състояние да вдишват повече кислород.
Всички хора, живеещи високо спрямо морското равнище (планински райони), имат намален капацитет на белите дробове. Това се дължи на факта, че те дишат разреден въздух с ниска плътност.
При бременни жени се наблюдават временни промени в дихателната система. Обемът на всеки бял дроб се намалява с 5-10%. Бързо нарастващата матка се увеличава по размер и оказва натиск върху диафрагмата. Това не засяга общото състояние на жената, тъй като се активират компенсаторни механизми. Благодарение на ускорената вентилация те предотвратяват развитието на хипоксия.
Средни белодробни обеми
Обемът на белия дроб се измерва в литри. Средните стойности се изчисляват при нормално дишане в покой, без дълбоки вдишвания и пълни издишвания.
Средната цифра е 3-4 литра. При физически развитите мъже обемът при умерено дишане може да достигне до 6 литра. Нормалният брой дихателни актове е 16-20. При активна физическа активност и нервно напрежение тези числа се увеличават.
Жизнен капацитет или жизнен капацитет на белите дробове
Жизненият капацитет е най-големият капацитет на белия дроб по време на максимално вдишване и издишване. При млади здрави мъже цифрата е 3500-4800 cm 3, при жените - 3000-3500 cm 3. За спортистите тези цифри се увеличават с 30% и възлизат на 4000-5000 cm 3. Плувците имат най-големите бели дробове - до 6200 cm 3.
Като се вземат предвид фазите на белодробната вентилация, се разделят следните видове обем:
- дихателна - въздух, който циркулира свободно през бронхопулмоналната система в покой;
- резерв по време на вдишване - въздух, напълнен с органа по време на максимално вдишване след тихо издишване;
- резерв на издишване - количеството въздух, отстранен от белите дробове по време на рязко издишване след спокойно вдишване;
- остатъчен - въздух, останал в гърдите след максимално издишване.
Вентилацията на дихателните пътища се отнася за обмен на газ за 1 минута.
Формулата за определянето му е:
дихателен обем × брой вдишвания/минута = минутен дихателен обем.
Нормално вентилацията на възрастен е 6-8 l/min.
Таблица с показатели за средния белодробен обем:
Въздухът, който се намира в такива части на дихателните пътища, не участва в газообмена - носните проходи, назофаринкса, ларинкса, трахеята, централните бронхи. Те постоянно съдържат газова смес, наречена "мъртво пространство", което е 150-200 cm 3 .
Метод за измерване на жизнения капацитет
Функцията на външното дишане се изследва с помощта на специален тест - спирометрия (спирография). Методът записва не само капацитета, но и скоростта на циркулация на въздушния поток.
За диагностика се използват дигитални спирометри, които замениха механичните. Устройството се състои от две устройства. Сензор за запис на въздушния поток и електронно устройство, което преобразува измервателните показатели в цифрова формула.
Спирометрията се предписва на пациенти с респираторна дисфункция и хронични бронхопулмонални заболявания. Оценява се спокойно и форсирано дишане, провеждат се функционални изследвания с бронходилататори.
Цифровите данни на жизнената течност по време на спирографията се отличават по възраст, пол, антропометрични данни и липса или наличие на хронични заболявания.
Формули за изчисляване на индивидуалния жизнен капацитет, където P е височина, B е тегло:
- за мъже – 5.2×P – 0.029×B – 3.2;
- за жени – 4.9×P – 0.019×B – 3.76;
- за момчета от 4 до 17 години с ръст до 165 см – 4,53×П – 3,9; при ръст над 165 см – 10×P – 12,85;
- за момичета от 4 до 17 години роят расте от 100 до 175 см - 3,75×P - 3,15.
Измерването на жизнения капацитет не се извършва при деца под 4 години, пациенти с психични разстройства или с лицево-челюстни травми. Абсолютно противопоказание е остра заразна инфекция.
Диагностиката не се предписва, ако е физически невъзможно да се извърши тестът:
- невромускулно заболяване с бърза умора на набраздените мускули на лицето (миастения гравис);
- следоперативен период в лицево-челюстната хирургия;
- пареза, парализа на дихателните мускули;
- тежка белодробна и сърдечна недостатъчност.
Причини за повишаване или намаляване на показателите за жизнен капацитет
Повишеният белодробен капацитет не е патология. Индивидуалните стойности зависят от физическото развитие на човека. При спортисти VC може да надвишава стандартните стойности с 30%.
Дихателната функция се счита за нарушена, ако белодробният капацитет на дадено лице е под 80%. Това е първият сигнал за недостатъчност на бронхопулмоналната система.
Външни признаци на патология:
Първоначално е трудно да се определят нарушенията, тъй като компенсаторните механизми преразпределят въздуха в структурата на общия обем на белите дробове. Следователно спирометрията не винаги има диагностична стойност, например в случаи на белодробен емфизем и бронхиална астма. В хода на заболяването се образува подуване на белите дробове. Следователно, за диагностични цели се извършва перкусия (ниско положение на диафрагмата, специфичен "кутиен" звук), рентгенография на гръдния кош (по-прозрачни белодробни полета, разширяване на границите).
Фактори, намаляващи жизнения капацитет:
- намаляване на обема на плевралната кухина поради развитието на cor pulmonale;
- ригидност на паренхима на органа (втвърдяване, ограничена подвижност);
- високо положение на диафрагмата с асцит (натрупване на течност в коремната кухина), затлъстяване;
- плеврален хидроторакс (излив в плевралната кухина), пневмоторакс (въздух в плевралните слоеве);
- заболявания на плеврата - тъканни сраствания, мезотелиом (тумор на вътрешната обвивка);
- кифосколиоза - изкривяване на гръбначния стълб;
- тежка патология на дихателната система - саркоидоза, фиброза, пневмосклероза, алвеолит;
- след резекция (отстраняване на част от орган).
Систематичното наблюдение на VC помага да се проследи динамиката на патологичните промени и да се вземат навременни мерки за предотвратяване на развитието на заболявания на дихателната система.
2. Спирометрия.Метод за измерване на приливни обеми и капацитети. Различават се следните приливни обеми:
Дихателен обем –обемът въздух, който човек вдишва и издишва в условия на относителна физиологична почивка. Обикновено тази цифра при здрав човек може да варира от 0,4 до 0,5 литра;
Инспираторен резервен обем –максималния обем въздух, който човек може да вдиша допълнително след тихо вдишване. Инспираторният резервен обем е 1,5-1,8 литра.
Експираторен резервен обем –максималният обем въздух, който човек може допълнително да издиша след тихо издишване. Обикновено тази стойност може да бъде 1,0 – 1,4 литра;
Остатъчен обем –обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. При здрав човек тази стойност е 1,0 – 1,5 литра.
За да характеризират функцията на външното дишане, те често прибягват до изчисление дихателни съдове, които се състоят от сумата от определени приливни обеми:
Жизнен капацитет на белите дробове (VC)– състои се от сумата от дихателен обем, инспираторен резервен обем и експираторен резервен обем. Обикновено варира от 3 до 5 литра. При мъжете, като правило, тази цифра е по-висока, отколкото при жените.
Инспираторен капацитет– равен на сумата от дихателния обем и инспираторния резервен обем. При хората средната стойност е 2,0 – 2,3 литра.
Функционален остатъчен капацитет (FRC)– сумата от експираторния резервен обем и остатъчния обем. Този индикатор може да се изчисли чрез методи за разреждане на газ с помощта на спирографи от затворен тип. За определяне на FRC се използва инертният газ хелий, който е включен в дихателната смес.
VspхСЪСтой 1 = Vsp xСЪСтой 2 + FOE x Cтой 2,Където
Vsp –обем на спирографа ; СЪСтой 1 –концентрация на хелий в дихателната смес на спирографа преди началото на теста; СЪСтой 2– концентрация на хелий в дихателната смес по време на изпитването. Оттук
FRC = (Vsp(СЪСтой 1-СЪСтой 2)/СЪСтой 2;
Общ белодробен капацитет– сумата от всички приливни обеми.
Спирометрията се извършва с помощта на специални устройства - спирометри. Има сухи и мокри спиромери. В практическия урок ще оценим дихателните обеми, като използваме различни опции за спирометър.
3. Спирография –метод, който ви позволява да записвате дихателна крива, спирограма и след това, чрез специални измервания и изчисления, да оцените дихателните обеми и капацитет (вижте фиг. 5).
Ориз. 5 Спирограма и дихателни обеми и капацитети. Обозначения: DO – дихателен обем; ROV – инспираторен резервен обем; ROvyd - експираторен резервен обем; Жизнен капацитет – жизнен капацитет на белите дробове.
5. Пневмотахометрия.Метод за оценка на скоростта на въздушния поток. Като сензор се използва така наречената тръба на Fleisch, която е свързана със записващо устройство. Този показател се използва за оценка на състоянието на дихателната мускулатура.
6. Оксигемометрия и оксигемография.Методът се използва за оценка на степента на насищане на кръвта с кислород. Когато кръвта е наситена с кислород, тя придобива яркочервен цвят и е силно пропусклива за светлинния поток. Венозната кръв, наситена с въглероден диоксид, е тъмна на цвят и слабо пропусклива за светлинни лъчи. Оксиметърът съдържа фоточувствителен елемент и източник на светлина, които са вградени в специална скоба и фиксирани към ушната мида. Светлинният сигнал се преобразува в електрически ток, чиято амплитуда съответства на интензитета на светлинния поток, преминаващ през тъканта на ушната мида. След това сигналът се усилва и преобразува в число, което показва степента на насищане на кръвта с кислород.
текстови_полета
текстови_полета
стрелка_нагоре
Общ за всички живи клетки е процесът на разграждане на органични молекули чрез последователна поредица от ензимни реакции, водещи до освобождаване на енергия. Нарича се почти всеки процес, при който окисляването на органични вещества води до освобождаване на химическа енергия дишане.Ако има нужда от кислород, тогава дишането се наричааеробика, и ако реакциите възникнат при липса на кислород - анаеробнидишане. За всички тъкани на гръбначни животни и хора основният източник на енергия са процесите на аеробно окисление, които протичат в митохондриите на клетките, адаптирани да преобразуват енергията на окисление в енергия на резервни високоенергийни съединения като АТФ. Последователността от реакции, чрез които клетките на човешкото тяло използват енергията на връзките на органичните молекули, се нарича вътрешна, тъканили клетъчендишане.
Дишането на висши животни и хора се разбира като набор от процеси, които осигуряват доставката на кислород във вътрешната среда на тялото, използването му за окисляване на органични вещества и отстраняване на въглероден диоксид от тялото.
Функцията на дишането при човека се осъществява от:
1) външно или белодробно дишане, което извършва обмен на газ между външната и вътрешната среда на тялото (между въздух и кръв);
2) кръвообращението, което осигурява транспортирането на газове към и от тъканите;
3) кръвта като специфична газотранспортна среда;
4) вътрешно или тъканно дишане, което осъществява директния процес на клетъчно окисление;
5) средства за неврохуморална регулация на дишането.
Резултатът от дейността на системата за външно дишане е обогатяването на кръвта с кислород и освобождаването на излишния въглероден диоксид.
Промените в газовия състав на кръвта в белите дробове се осигуряват от три процеса:
1) непрекъсната вентилация на алвеолите за поддържане на нормалния газов състав на алвеоларния въздух;
2) дифузия на газове през алвеоларно-капилярната мембрана в обем, достатъчен за постигане на равновесие в налягането на кислорода и въглеродния диоксид в алвеоларния въздух и кръвта;
3) непрекъснат кръвен поток в капилярите на белите дробове в съответствие с обема на тяхната вентилация
Капацитета на белите дробове
текстови_полета
текстови_полета
стрелка_нагоре
Общ капацитет. Количеството въздух в белите дробове след максимално вдишване е общият белодробен капацитет, чиято стойност при възрастен е 4100-6000 ml (фиг. 8.1).
Състои се от жизнения капацитет на белите дробове, който е количеството въздух (3000-4800 ml), което излиза от белите дробове по време на най-дълбокото издишване след най-дълбокото вдишване и
остатъчен въздух (1100-1200 ml), който все още остава в белите дробове след максимално издишване.
Общ капацитет = Витален капацитет + Остатъчен обем
Жизнен капацитетсъставлява три белодробни обема:
1) дихателен обем
, представляващ обема (400-500 ml) вдишван и издишван въздух по време на всеки дихателен цикъл;
2) резервен обемвдишване
(допълнителен въздух), т.е. обемът (1900-3300 ml) въздух, който може да се вдиша по време на максимално вдишване след нормално вдишване;
3) експираторен резервен обем
(резервен въздух), т.е. обем (700-1000 мл), който може да се издиша при максимално издишване след нормално издишване.
Жизнен капацитет = Инспираторен резервен обем +Дихателен обем + Експираторен резервен обем
функционален остатъчен капацитет. При тихо дишане след издишване в белите дробове остава експираторен резервен обем и остатъчен обем. Сумата от тези обеми се нарича функционален остатъчен капацитет,както и нормален белодробен капацитет, капацитет в покой, равновесен капацитет, буферен въздух.
функционален остатъчен капацитет = Експираторен резервен обем + Остатъчен обем
Фиг.8.1. Белодробни обеми и капацитет.Белодробни обеми и капацитет
По време на процеса на белодробна вентилация газовият състав на алвеоларния въздух непрекъснато се актуализира. Степента на белодробна вентилация се определя от дълбочината на дишане или дихателния обем и честотата на дихателните движения. По време на дихателните движения белите дробове на човек се пълнят с вдишван въздух, чийто обем е част от общия обем на белите дробове. За да се опише количествено белодробната вентилация, общият белодробен капацитет се разделя на няколко компонента или обема. В този случай белодробният капацитет е сумата от два или повече обема.
Белодробните обеми се делят на статични и динамични. Статичните белодробни обеми се измерват по време на завършени дихателни движения, без да се ограничава тяхната скорост. Динамичните белодробни обеми се измерват по време на дихателни движения с ограничение във времето за извършването им.
Белодробни обеми. Обемът на въздуха в белите дробове и дихателните пътища зависи от следните показатели: 1) антропометрични индивидуални характеристики на човека и дихателната система; 2) свойства на белодробната тъкан; 3) повърхностно напрежение на алвеолите; 4) силата, развивана от дихателните мускули.
Дихателен обем (TO)- обемът въздух, който човек вдишва и издишва по време на тихо дишане. При възрастен DO е приблизително 500 ml. Стойността на DO зависи от условията на измерване (покой, натоварване, позиция на тялото). DO се изчислява като средната стойност след измерване на приблизително шест тихи дихателни движения.
Инспираторен резервен обем (IRV)- максималния обем въздух, който субектът може да вдиша след тихо вдишване. Размерът на ROVD е 1,5-1,8 литра.
Експираторен резервен обем (ERV)- максималният обем въздух, който човек може допълнително да издиша от нивото на тихо издишване. Стойността на ROvyd е по-ниска в хоризонтално положение, отколкото във вертикално положение и намалява със затлъстяване. Равнява се средно на 1,0-1,4 литра.
Остатъчен обем (VR)- обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. Остатъчният обем е 1,0-1,5 литра.
Изследването на динамичните белодробни обеми е от научен и клиничен интерес и тяхното описание надхвърля обхвата на нормалния курс по физиология.
Капацитета на белите дробове. Жизненият капацитет на белите дробове (VC) включва дихателен обем, инспираторен резервен обем и експираторен резервен обем. При мъжете на средна възраст жизненият капацитет варира между 3,5-5,0 литра и повече. За жените са характерни по-ниски стойности (3,0-4,0 l). В зависимост от методиката за измерване на жизнения капацитет се разграничават инхалационен жизнен капацитет, когато след пълно издишване се поема максимално дълбоко въздух, и издишителен жизнен капацитет, когато след пълно вдишване се прави максимално издишване.
Инспираторният капацитет (EIC) е равен на сумата от дихателния обем и инспираторния резервен обем. При хората EUD е средно 2,0-2,3 литра.
Функционалният остатъчен капацитет (FRC) е обемът на въздуха в белите дробове след тихо издишване. FRC е сумата от експираторния резервен обем и остатъчния обем. FRC се измерва чрез разреждане на газ или разреждане на газ и плетизмография. Стойността на FRC се влияе значително от нивото на физическа активност на човек и позицията на тялото: FRC е по-малък в хоризонтално положение на тялото, отколкото в седнало или изправено положение. FRC намалява при затлъстяване поради намаляване на цялостното съответствие на гръдния кош.
Общият капацитет на белите дробове (TLC) е обемът на въздуха в белите дробове в края на пълно вдишване. TEL се изчислява по два начина: TEL - OO + VC или TEL - FRC + Evd. TLC може да се измери с помощта на плетизмография или газово разреждане.
Измерването на белодробните обеми и капацитет е от клинично значение при изследването на белодробната функция при здрави индивиди и при диагностицирането на белодробни заболявания при хора. Измерването на обема и капацитета на белите дробове обикновено се извършва чрез спирометрия, пневмотахометрия с интегриране на индикатори и телесна плетизмография. Статичните белодробни обеми могат да намалеят при патологични състояния, които водят до ограничено разширяване на белите дробове. Те включват нервно-мускулни заболявания, заболявания на гръдния кош, корема, плеврални лезии, които увеличават твърдостта на белодробната тъкан и заболявания, които причиняват намаляване на броя на функциониращите алвеоли (ателектаза, резекция, белези в белите дробове).
За сравнимост на резултатите от измерванията на газовите обеми и капацитети, получените данни трябва да бъдат съпоставени с условията в белите дробове, където температурата на алвеоларния въздух съответства на телесната температура, въздухът е под определено налягане и е наситен с вода пара. Това състояние се нарича стандартно и се обозначава с буквите BTPS (температура на тялото, налягане, наситено).
