Обемът на въздуха в белите дробове. Дихателен цикъл, белодробни обеми Белодробен обем

Понякога болниците използват доста стар метод, който служи за определяне на функционалните способности на белите дробове. Използването на този метод не може да определи точната степен на нарушения на дихателната система, но да даде указания на лекаря относно това или онова отклонение от нормата или да потвърди предположението му за конкретна диагноза, разбира се, е в нейната компетентност. Става въпрос за белодробна спирография(от гръцки, spiro - дишам, grapho - пиша). Няма да се задълбочаваме в техническите характеристики на това изследване. Да кажем, че субектът вдишва или издишва през тръба, свързана със специално устройство, което регистрира с помощта на съвременна електроника обемите на въздуха, който вдишваме или издишваме съответно, и записва получените вибрации на хартиена лента (спирограма).

Променен спирографски показателиможе да се получи при заболявания като бронхит, бронхиална астма, емфизем, в нарушение на проходимостта на бронхите или трахеята. Но въпреки това, за начало ще поставим следната задача: да разгледаме и, ако е възможно, да запомним нормалните показатели на дихателните функции според спирографското изследване. За да направите това, нека вземем спирограма на здрав мъж на около тридесет години, непушач, по професия, например лекар или адвокат (показано е на снимката).

При всяко вдишване човек, който е в покой, получава около 500 ml въздух и следователно издишва същото количество. Тази стойност беше наименувана дихателен обем (TO). Ако го помолите да си поеме дълбоко дъх след обикновен дъх, той лесно ще изпълни молбата ви. Според старите автори обемът на допълнителен максимален дъх е 1500, най-много 2000 ml. По съвременни данни инспираторен резервен обем (IRV)може да достигне стойност от 3000 мл. След нормално издишване човек е в състояние да изтласка още 1500-2000 ml въздух от белите дробове - това ще експираторен резервен обем (ERV). Ако съберем всички стойности на инспираторния и експираторния резервен обем и дихателния обем, получаваме характеристиката витален капацитет (VC), което е средно 4000-4500 мл.

Колкото и да се опитва човек, той все още няма да издиша целия въздух от дробовете си. Дори след максимално издишване в дихателната система ще има известно количество енергия. остатъчен обем (RO)въздух, равно на 1200-1500 мл. Когато към остатъчния обем се добави жизненият капацитет на белите дробове, се получава стойност, т.нар общ белодробен капацитет (TLC), се равнява на приблизително 6 литра.

Уви, не целият въздух от приливния обем (TO) може да се използва по предназначение, т.е. не целият въздух участва в газообмена и транспортирането на газ. Частично остава в трахеята, както и в системата на бронхиалните разклонения. Следователно се казва, че част от въздуха (приблизително 150 ml) от дихателния обем (TO) се използва за запълване на анатомичното мъртво пространство. Струва си да се отбележи, че не всички алвеоли са в контакт с капиляри, което предполага, че някои от тях са функционално неефективни за обмен на газ, въпреки че се вентилират по същия начин като алвеолите в контакт с мрежа от съдове. Така се образува физиологично мъртво пространство, което е представено от набор от неефективни алвеоли и анатомично мъртво пространство.

И още една характеристика, която е важна сред характеристиките белодробни обеми- Това респираторен минутен обем (MOD). Изчислява се чрез умножаване на дихателния обем (TO) по дихателната честота. Тоест, ако дихателният обем (TO) е 550 ml и се правят 19 вдишвания за една минута, стойността на MOD ще бъде 10450 ml.

При мъжете преобладава коремното дишане. Когато гърдите се разширяват поради свиване на диафрагмата. При жените е точно обратното - торакален тип дишане, тъй като те имат увеличение на напречния размер на гръдния кош. Затова има поговорка, че жените дишат с гърдите си, а мъжете със стомаха.

По време на тихо вдишване и издишване възрастните дишат 16 до 20 пъти в минута. Дихателната честота също зависи от телесното тегло. Едрите жени с наднормено тегло дишат бавно, а слабите и ниски хора дишат по-бързо. Защото са по-активни.

Когато човек диша спокойно, той използва около 500 ml въздушна маса за вдишване и издишване. Това количество въздух се нарича дихателен обем. Ако поемете дълбоко въздух, можете да увеличите това количество с 1500 мл. Това се нарича резервен обем въздух. Обратно, по време на тихо издишване човек е в състояние да издиша допълнително 1500 ml. Това се нарича експираторен резервен обем.

Тези обеми в тяхната комбинация съставляват обемния (жизнен) капацитет на белите дробове.

Какво е белодробен капацитет

Този обем иначе се нарича белодробен капацитет. Това е количеството въздушен поток, който преминава през дихателните органи. в различни фази на дихателния цикъл. Измерете директно размера на белия дроб. С прости думи, това е, когато човек вдишва и издишва въздух, неговото количество се счита за обем на белия дроб, както в някакъв съд - колко въздушна маса може да влезе в дихателния орган.

Средно капацитетът на белия дроб на мъжа е максимум от 3 до 6 литра. Обичайната норма е от 3 до 4 литра. Но само малка част от този въздух се използва за нормално дишане.

Нормалният дихателен обем е делът на въздуха, който преминава през дихателните органи по време на вдишване и издишване.

Фактори, които влияят на белодробния обем

Има различни фактори, които влияят на размера на белите дробове: височина, начин на живот, пол, местоживеене. Има научна таблица на такива фактори:

• Голям размер на белите дробове се среща при хора от следните категории - високи, със здравословен начин на живот (непушачи), астеници, мъже, както и тези, които живеят над морското равнище.
• Малък капацитет на дихателните органи се наблюдава при ниски, пушачи, хиперстеници, при жени, при възрастни хора, при тези, които живеят на морското равнище.

Хората, които прекарват по-голямата част от живота си на морското равнище, имат нисък белодробен капацитет и обратното. Това е резултат от по-малко налягане в атмосферата при високи нива. В резултат на това се затруднява проникването на кислород в тялото. При адаптирането към такава ситуация се увеличава проводимостта на въздуха към тъканите.

По време на бременност размерът на белите дробове се променя. Намалява се до 1,3л. Това се дължи на факта, че матката притиска гръдната преграда (диафрагмата). Това също води до факта, че общият капацитет на органа намалява до 5%. И резервният обем на издишания въздух намалява. Средният капацитет на белия дроб на жената е 3,5 литра.

Повишена цифра се наблюдава при активни хора - спортисти, танцьори и др. (до 6 литра). Тъй като тялото им е тренирано, а за издишвания и въздишки се използва целият обем на органа. А при слабите, които не се занимават със спорт, само една трета от обема участва в процеса на дишане.

Как се измерват белодробните обеми

За измерване на общия обем на даден орган обикновено се вземат следните показатели.

• общ капацитет;
• остатъчен капацитет;
• функционален остатъчен капацитет;
• жизнен капацитет.

Комбинацията от тези показатели се използва при анализа на тялото. Това позволява да се оцени вентилационният капацитет на белите дробове, да се диагностицират вентилационните нарушения и да се оцени терапевтичният ефект при заболявания.

Най-простият и широко използван метод за измерване е разреждането на газовете. Извършва се от лекари с помощта на специално оборудване.

Трудно е да се изчисли капацитетът на белия дроб с надеждна точност, тъй като този орган е вид мускул. Възможност за разширяване при необходимост. Но средният размер на белия дроб на възрастен се основава точно на тези цифри.

Жизнен капацитет на белите дробове- Това е важен параметър, който отразява състоянието на дихателната система на човека.

Колкото по-голям е обемът на белите дробове на възрастен, толкова по-бързо и по-добре тъканите на тялото се насищат с кислород.

Специалните упражнения, насочени към правилното дишане и здравословния начин на живот, ще помогнат за увеличаване на капацитета на белите дробове.

Колко кислород могат да поемат белите дробове

Познаването на стандартния обем на белите дробове е много важно, тъй като постоянната липса на кислород може да доведе до различни усложнения на дихателната система и появата на сериозни последици.

Така че, когато се подлага на клиничен и диспансерен преглед в случай на съмнение за заболяване на сърдечно-съдовата система, лекарят ще предпише измерване на жизнения капацитет на белите дробове.

Обемът на белите дробове е важен показател, който показва колко човешкото тяло е наситено с кислород. Дихателният обем на белите дробове е количеството въздух, което влиза в тялото при вдишване и напуска тялото при издишване.

Количеството вдишван и издишван въздух за възрастен е средно около 1 литър за десет секунди е около 16-20 вдишвания в минута.

Пулмолозите идентифицират няколко фактора, които влияят положително върху обема на белите дробове в посока на увеличаване:

• Висок растеж.
• Без навик за пушене.
• Живот в райони, които са разположени високо над морското равнище (преобладаването на високо налягане, "изпуснат" въздух).

Ниският ръст и пушенето намаляват донякъде белодробния капацитет.

Има VC (жизнен капацитет), показващ обема въздух, който човек издишва възможно най-много след най-голямото вдишване.

Колко ml е жел при здрав човек?

Този показател се измерва в литри и зависи от няколко фактора, включително възраст, височина и тегло.

Средната норма е следната: при здрави нормални мъже размерът е от 3000 до 4000 ml, а при жените - от 2500 до 3000 ml.

Размерът на VC може да бъде значително увеличен при спортисти, по-специално при плувци (при професионалните плувци VC е 6200 ml), при хора, които редовно извършват тежки физически натоварвания, както и тези, които пеят и свирят на духови инструменти.

Как да измерим VC

Обемът на жизнения капацитет на белите дробове е много важен медицински показател, който се определя от апарат за измерване на белодробен обем. Това устройство се нарича спирометър. Като правило се използва за откриване на VC в лечебни заведения: болници, клиники, диспансери и спортни центрове.

Проверката на VC чрез спирометрия е доста проста и ефективна, поради което устройството се използва широко за диагностициране на заболявания на белите дробове и сърцето на ранен етап. Можете да измерите VC у дома с надуваема кръгла топка.

Стойността на жизнения капацитет при жените, мъжете и децата се изчислява по специални емпирични формули, които зависят от възрастта, пола и височината на човека. Има специални таблици с вече изчислени стойности по формулата на физика Лудвиг.

Така че средният VC при възрастен трябва да бъде 3500 ml. Ако отклонението от данните от таблицата надвишава повече от 15%, това означава, че дихателната система е в добро състояние.

Когато VC е значително по-малък е необходимо да се потърси консултация и контролен преглед от специалист.

VC при деца

Преди да проверите жизнения капацитет на белите дробове на детето, трябва да се има предвид, че техният размер е по-лабилен, отколкото при възрастните. При малките деца зависи от редица фактори, които включват: пол на детето, обиколка и подвижност на гръдния кош, ръст, състояние на белите дробове в момента на изследването (наличие на заболявания).

Обемът на белите дробове се увеличава при дете в резултат на мускулни тренировки (упражнения, игри на открито), извършвани от родителите.

Причини за отклонението на VC от стандартните показатели

В случай, че VC намалява толкова много, че започва да се отразява негативно на функционирането на белите дробове, могат да се наблюдават различни патологии.

• дифузен бронхит.
• Фиброза от всякакъв вид.
• Емфизем на белите дробове.
• Бронхоспазъм или бронхиална астма.
• Ателектаза.
• Различни деформации на гръдния кош.

Основните причини за нарушение на VC

Клиницистите посочват основните нарушения на стабилните показатели на VC като три основни отклонения:

1. Загуба на функциониращ белодробен паренхим.
2. Значително намаляване на капацитета на плевралната кухина.
3. Ригидност на белодробната тъкан.

Отказот навременното лечение може да повлияе на образуването на рестриктивен или ограничен тип дихателна недостатъчност.

Най-честите заболявания, които засягат белодробната функция са:

• Пневмоторакс.
• Асцит.
• Плеврит.
• Хидроторакс.
• Изразена кифосколиоза.
• затлъстяване.

В същото време наборът от белодробни заболявания, които засягат нормалното функциониране на алвеолите в процеса на обработка на въздуха и образуването на дишане, е доста голям.

Те включват такива тежки форми на патологии като:

• Пневмосклероза.
• саркоидоза.
• Дифузни заболявания на съединителната тъкан.
• Синдром на Hamman-Rich.
• Берилий.

Независимо от заболяването, което е провокирало нарушение на функционирането на тялото, което се осигурява от човешкия VC, пациентите трябва да бъдат диагностицирани за превантивни цели на определени интервали.

Как да увеличите VC

Възможно е да се увеличи жизненият капацитет на белите дробове чрез извършване на дихателни упражнения, спортуване с изпълнение на прости упражнения, специално разработени от спортни инструктори.

За тази цел аеробните спортове са идеални: плуване, гребане, ходене, кънки, ски, колоездене и планинско катерене.

Възможно е да се увеличи обемът на вдишвания въздух без изтощителни и продължителни физически упражнения. За да направите това, трябва да следвате правилното дишане в ежедневието.

1. Правете пълни и равномерни издишвания.
2. Дишайте с диафрагмата. Гръдното дишане значително ограничава количеството кислород, който навлиза в белите дробове.
3. Подредете "минути за почивка". В този кратък период трябва да заемете удобна позиция и да се отпуснете. Вдишайте/издишайте бавно и дълбоко с кратки закъснения на броене, в удобен ритъм.
4. Задръжте дъха си за няколко секунди, докато миете лицето си, тъй като именно при измиване възниква рефлексът на гмуркане.
5. Въздържайте се от посещение на силно задимени места. Пасивното пушене също влияе негативно на цялата дихателна система, както и активното пушене.
6. Дихателни упражненияможе значително да подобри кръвообращението, което също допринася за по-добър газообмен в белите дробове.
7. Проветрявайте стаята редовно, извършвайте мокро почистване на помещенията, тъй като наличието на прах влияе неблагоприятно върху функционирането на белите дробове.
8. Часове по йога- доста ефективен начин за насърчаване на бързо увеличаване на дишането, който предоставя цял раздел за упражнения и дишане, насочени към развитие - пранаяма.

Внимание:ако се появи замайване по време на физическо натоварване и дихателни упражнения, трябва незабавно да ги спрете и да се върнете в състояние на покой, за да възстановите нормалния ритъм на дишане.

Профилактика на белодробни заболявания

Един от значимите фактори, който допринася за добрата работоспособност и поддържането на човешкото здраве, е достатъчният белодробен капацитет.

Правилно развитият гръден кош осигурява на човек нормално дишане, поради което сутрешните упражнения и други спортове на открито с умерено натоварване са толкова важни за неговото развитие и значително увеличават капацитета на белите дробове.

Свежият въздух има положителен ефект върху човешкото тяло, а VC зависи пряко от неговата чистота. Въздухът в затворени задушни помещения е наситен с въглероден диоксид и водни пари, което има отрицателен ефект върху дихателната система.

Това може да се каже за вдишването на прах, замърсени частици и пушенето.

Здравните мерки, насочени към пречистване на въздуха, включват: озеленяване в жилищни райони, поливане и асфалтиране на улици, абсорбиращи вентилационни устройства в апартаменти и къщи, инсталиране на датчици за дим на тръби на предприятия.

В покой човек диша по такъв начин, че се използва само част от общия обем на белите дробове, така че винаги има резерв за допълнително вдишване и издишване. Но дори и при най-дълбокото вдишване определено количество въздух остава в белите дробове, което е остатъчен обем.

Общ белодробен капацитет\u003d инспираторен резервен обем (2,5 l) + дихателен обем (500-700 ml) + експираторен резервен обем (1,5 l) + остатъчен обем (1,5 l) \u003d 3,5 ... 6 l.

Дихателен обем- обемът въздух, който влиза в белите дробове при всяко тихо вдишване и излиза при тихо издишване.

Резервни обеми на вдишване и издишване- обемът въздух, който човек може доброволно да вдиша и издиша в повече от дихателния обем.

Жизнен капацитет на белите дробовеКоличеството въздух, което човек може да издиша след дълбоко вдишване. Той е равен на сумата от дихателния обем, инспираторния резервен обем и експираторния резервен обем.

Белодробната вентилация винаги е в точно съответствие с текущите метаболитни нужди на организма. Увеличаването на вентилацията възниква както поради увеличаване на дихателния обем, така и поради увеличаване на дихателната честота.

Не целият въздух, влизащ в белите дробове, участва в газообмена, анатомичното мъртво пространство съответства (в ml) на цифрата от двойното телесно тегло. Функционалното мъртво пространство допълнително намалява степента на газообмен.

Газът в алвеолите има постоянен състав, което се дължи на буферните функции на мъртвото пространство, където въздухът се овлажнява и загрява.

В покой дишането през носа е оптимално, въпреки че съпротивлението при дишане се увеличава в сравнение с дишането през устата.

При извършване на дихателни движения дихателните мускули извършват работата, изразходвана за преодоляване на вътрешни и външни сили. Работата на дишането е сумата от енергийните разходи за преодоляване на общото белодробно съпротивление (еластичното съпротивление на самата белодробна тъкан и гръдния кош) и за преодоляване на съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища.

Минутният обем на дишането трябва да съответства на минутния обем на кръвта, протичаща през съдовете на белодробната циркулация. Вентилационно-перфузионният коефициент е 0,8-0,9, т.е.

при алвеоларна вентилация, равна на 6 l / min, минутният обем на кръвообращението може да бъде равен на 7 l / min.

В атмосферата на Земята кислородът е приблизително 21%, или 1/5. Атмосферно налягане на морско ниво 760 mm Hg. Това означава, че парциалното налягане на кислорода приблизително съответства на 1/5 от тази стойност, 160 mm Hg, това е граничната цифра за съдържанието на O 2 в смеси от природен газ.

В дихателните пътища въздухът постепенно губи скоростта си на движение (конвекция). В респираторните бронхиоли и алвеоли дифузията на газове е от голямо значение. Газовете се движат по градиент на парциално налягане. В алвеолите, където се появява контактът на алвеоларния газ с капилярната кръв, напрежението на кислорода P O 2 е 103 mm Hg, а парциалното налягане на въглеродния диоксид P CO 2 е около 40 mm Hg. В издишания въздух R O 2 е 126 mm Hg, а R CO 2 съответно 16 mm Hg. В артериалната кръв P O 2 съответства на 95 mm Hg, във венозната P O 2 е 40 mm Hg. R CO 2 на артериалната кръв съответства на 40 mm Hg, а венозната - R CO 2 се доближава до 46 mm Hg.

Дифузионен вектор на дихателния газ

Следователно дифузионният вектор на кислорода е постоянно насочен към алвеолите и капилярите, а въглеродният диоксид - в обратна посока, от капилярите към атмосферата.

Преносът на кислород от алвеоларния газ към кръвта и на въглероден диоксид от кръвта към алвеоларния газ става изключително чрез дифузия. Движещата сила на дифузионната дифузия е градиентът на парциалното налягане на всеки от газовете от двете страни на бариерата въздух-кръв. Дифузията се извършва във водна среда. В слоя на повърхностно активното вещество се увеличава разтворимостта на кислорода.

Въздушна бариераСъстои се от повърхностно активен слой, алвеоларен епител, две основни мембрани, капилярен ендотел и еритроцитна мембрана.

Дифузионният капацитет на белите дробове за кислород е доста висок. Установено е, че за всеки милиметър живачен стълб от градиента на парциалното налягане на кислорода между алвеоларния газ и еритроцита чрез дифузия в кръвта навлизат 25 ml кислород на минута. Това е достатъчно, за да гарантира, че за 0,8 s, което се равнява на времето, необходимо на отделен еритроцит да премине през един белодробен капиляр, парциалното налягане на кислорода в него има време да се изравни с алвеоларното. Дори и с голям запас от време, тъй като 0,25 s е достатъчно, за да изравни напрежението на кислорода в еритроцитите с алвеоларния въздух.

Следователно, ако кръвният поток в капилярите на белите дробове се увеличава (линейната скорост на движение на еритроцитите се увеличава) по време на физическо натоварване на тялото и времето за преминаване на капилярите от клетките намалява до 0,3 s, това е доста достатъчно за пълен обмен на газ. Необходими са само 0,1 s, за да дифундира въглеродният диоксид от кръвта. Разтворимостта на въглеродния диоксид във вода е 25 пъти по-висока от тази на кислорода.

Белодробни обеми и капацитет

В 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 определи количествено белодробната вентилация, общият белодробен капацитет беше разделен 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 при завършени дихателни движения, без да се ограничава скоростта им. 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 човек и дихателната система; 2) свойства на белодробната тъкан; 3) повърхностно напрежение на алвеолите; 4) силата, развивана от дихателните мускули.

Дихателният обем (TO) е обемът въздух, който човек вдишва и издишва по време на тихо дишане. При възрастен DO е приблизително 500 ml. Стойността на TO зависи от условията на измерване (покой, натоварване, положение на тялото). DO се изчислява като средна стойност след измерване на приблизително шест тихи дихателни движения.

Инспираторният резервен обем (IRV) е максималният обем въздух, който субектът може да вдиша след тихо вдишване. Стойността на ROVD е 1,5-1,8 литра.

Експираторен резервен обем (ERV) е максималното количество въздух, което човек може допълнително да издиша от нивото на спокойно 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) е обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. Стойността на остатъчния обем е 1,0-1,5 литра.

Белодробни контейнери. Жизненият капацитет (VC) включва дихателен обем, инспираторен резервен обем и експираторен резервен обем. При мъжете на средна възраст VC варира в рамките на 3,5-5,0 литра или повече. За жените са характерни по-ниски стойности (3,0-4,0 l). В зависимост от метода на измерване на VC се разграничава VC на вдишване, когато най-дълбокото вдишване се поема след пълно издишване и VC на издишване, когато максималното издишване се прави след пълно издишване.

Инспираторният капацитет (Evd) е равен на сумата от дихателния обем и инспираторния резервен обем. При хората EUD е средно 2,0-2,3 литра.

Функционален остатъчен капацитет (FRC) - обемът на въздуха в белите дробове след тихо издишване. FRC е сумата от експираторния резервен обем и остатъчния обем. Стойността на FRC се влияе значително от нивото на физическа активност на дадено лице и позицията на тялото: FRC е по-малко в хоризонтално положение на тялото, отколкото в седнало или изправено положение. FRC намалява със затлъстяването поради намаляване на общото съответствие на гръдния кош.

Общият белодробен капацитет (TLC) е обемът на въздуха в белите дробове в края на пълното вдишване. OEL се изчислява по два начина: OEL - OO + VC или OEL - FOE + Evd.

Статичните белодробни обеми могат да намалеят при патологични състояния, водещи до ограничено разширяване на белите дробове. Те включват невромускулни 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, белодробни промени в белите дробове).