Reserva de aire en los pulmones. Estudios pulmonares

El volumen corriente (TV) es el volumen de aire inhalado y exhalado durante la respiración normal, igual a un promedio de 500 ml (con fluctuaciones de 300 a 900 ml).

De ellos, aproximadamente 150 ml son el volumen de aire en el espacio muerto funcional (FSD) de la laringe, la tráquea y los bronquios, que no participa en el intercambio de gases. La función funcional del HFMP es que se mezcla con el aire inhalado, humectándolo y calentándolo.

Volumen de reserva espiratoria

El volumen de reserva espiratoria es el volumen de aire igual a 1500-2000 ml que una persona puede exhalar si, después de una exhalación normal, exhala al máximo.

Volumen de reserva inspiratoria

El volumen de reserva inspiratoria es el volumen de aire que una persona puede inhalar si, después de una inhalación normal, respira al máximo. Igual a 1500 - 2000 ml.

Capacidad vital de los pulmones.

La capacidad vital de los pulmones (VC) es la cantidad máxima de aire exhalado después de la inhalación más profunda. La capacidad vital vital es uno de los principales indicadores del estado del aparato respiratorio externo, ampliamente utilizado en medicina. Junto con el volumen residual, es decir El volumen de aire que queda en los pulmones después de la exhalación más profunda, la capacidad vital forma la capacidad pulmonar total (TLC).

Normalmente, la capacidad vital es aproximadamente 3/4 de la capacidad pulmonar total y caracteriza el volumen máximo dentro del cual una persona puede cambiar la profundidad de su respiración. Durante la respiración tranquila, un adulto sano utiliza una pequeña parte de su capacidad vital: inhala y exhala entre 300 y 500 ml de aire (el llamado volumen corriente). En este caso, el volumen de reserva inspiratoria, es decir la cantidad de aire que una persona puede inhalar adicionalmente después de una inhalación silenciosa y el volumen de exhalación de reserva, igual al volumen de aire exhalado adicionalmente después de una exhalación silenciosa, promedia aproximadamente 1500 ml cada uno. Durante la actividad física, el volumen corriente aumenta debido al uso de reservas de inhalación y exhalación.

La capacidad vital es un indicador de la movilidad de los pulmones y el tórax. A pesar del nombre, no refleja los parámetros respiratorios en condiciones reales (“de la vida”), ya que incluso con las mayores exigencias impuestas por el cuerpo al sistema respiratorio, la profundidad de la respiración nunca alcanza el valor máximo posible.

Desde un punto de vista práctico, no es apropiado establecer un estándar "único" para la capacidad vital de los pulmones, ya que este valor depende de una serie de factores, en particular de la edad, el sexo, el tamaño y la posición corporal, y el grado. de aptitud.

Con la edad, la capacidad vital de los pulmones disminuye (especialmente a partir de los 40 años). Esto se debe a una disminución de la elasticidad de los pulmones y de la movilidad del tórax. Las mujeres tienen en promedio un 25% menos que los hombres.

La relación con la altura se puede calcular mediante la siguiente ecuación:

CV=2,5*altura (m)

La capacidad vital depende de la posición del cuerpo: en posición vertical es ligeramente mayor que en posición horizontal.

Esto se explica por el hecho de que en posición erguida los pulmones contienen menos sangre. En personas entrenadas (especialmente nadadores y remeros), puede llegar a los 8 litros, ya que los deportistas tienen músculos respiratorios auxiliares (pectorales mayores y menores) muy desarrollados.

Volumen residual

El volumen residual (VR) es el volumen de aire que permanece en los pulmones después de una exhalación máxima. Igual a 1000 - 1500 ml.

Capacidad pulmonar total

La capacidad pulmonar total (máxima) (TLC) es la suma de los volúmenes respiratorio, de reserva (inhalación y exhalación) y residual y es de 5000 a 6000 ml.

Es necesario un estudio de los volúmenes corrientes para evaluar la compensación de la insuficiencia respiratoria aumentando la profundidad de la respiración (inhalación y exhalación).

Capacidad vital de los pulmones. La educación física y los deportes sistemáticos contribuyen al desarrollo de los músculos respiratorios y a la expansión del tórax. Ya 6-7 meses después de empezar a nadar o correr, la capacidad vital de los pulmones de los atletas jóvenes puede aumentar en 500 cc. y más. Una disminución es un signo de exceso de trabajo.

La capacidad vital de los pulmones se mide con un dispositivo especial: un espirómetro. Para ello, primero cierre el orificio del cilindro interior del espirómetro con un tapón y desinfecte su boquilla con alcohol. Después de respirar profundamente, exhale profundamente a través de la boquilla. En este caso, el aire no debe pasar por la boquilla ni por la nariz.

La medición se repite dos veces y el resultado más alto se registra en el diario.

La capacidad vital de los pulmones en el ser humano oscila entre 2,5 y 5 litros, y en algunos deportistas alcanza los 5,5 litros o más. La capacidad vital de los pulmones depende de la edad, el sexo, el desarrollo físico y otros factores. Una disminución de más de 300 cc puede indicar exceso de trabajo.

Durante la inhalación, los pulmones se llenan de una cierta cantidad de aire. Este valor no es constante y puede cambiar bajo diferentes circunstancias. El volumen depende de factores externos e internos.

¿Qué afecta la capacidad pulmonar?

El nivel de llenado de aire de los pulmones está influenciado por determinadas circunstancias. Los hombres tienen un volumen de órganos promedio mayor que las mujeres. En personas altas con una constitución corporal grande, los pulmones pueden retener más aire al inhalar que en personas bajas y delgadas. Con la edad, la cantidad de aire inhalado disminuye, lo cual es una norma fisiológica.

El tabaquismo sistemático reduce la capacidad pulmonar. La baja capacidad de llenado es típica de los hiperstenicos (personas bajas con cuerpo redondeado y extremidades cortas y de huesos anchos). Los asténicos (de hombros estrechos, delgados) pueden inhalar más oxígeno.

Todas las personas que viven a una altura relativa al nivel del mar (zonas montañosas) tienen una capacidad pulmonar reducida. Esto se debe al hecho de que respiran aire fino y de baja densidad.

En mujeres embarazadas se producen cambios temporales en el sistema respiratorio. El volumen de cada pulmón se reduce entre un 5 y un 10%. El útero en rápido crecimiento aumenta de tamaño y ejerce presión sobre el diafragma. Esto no afecta el estado general de la mujer, ya que se activan mecanismos compensatorios. Debido a la ventilación acelerada, previenen el desarrollo de hipoxia.

Volúmenes pulmonares promedio

El volumen pulmonar se mide en litros. Los valores medios se calculan durante la respiración normal en reposo, sin inhalaciones profundas ni exhalaciones completas.

La cifra media es de 3-4 litros. En hombres físicamente desarrollados, el volumen durante la respiración moderada puede alcanzar hasta 6 litros. El número normal de actos respiratorios es de 16 a 20. Con actividad física activa y tensión nerviosa, estas cifras aumentan.

Capacidad vital, o capacidad vital de los pulmones.

La capacidad vital es la mayor capacidad del pulmón durante la inhalación y exhalación máxima. En hombres jóvenes y sanos, la cifra es de 3500 a 4800 cm 3, en mujeres, de 3000 a 3500 cm 3. Para los deportistas, estas cifras aumentan en un 30% y ascienden a 4000-5000 cm 3. Los nadadores tienen los pulmones más grandes: hasta 6200 cm 3.

Teniendo en cuenta las fases de la ventilación pulmonar, se dividen los siguientes tipos de volumen:

• respiratorio: aire que circula libremente a través del sistema broncopulmonar en reposo;
• reserva durante la inhalación: aire lleno del órgano durante la inhalación máxima después de una exhalación silenciosa;
• reserva de exhalación: la cantidad de aire que se extrae de los pulmones durante una exhalación brusca después de una inhalación tranquila;
• residual: aire que queda en el pecho después de la exhalación máxima.

La ventilación de las vías respiratorias se refiere al intercambio de gases durante 1 minuto.

La fórmula para determinarlo es:

volumen corriente × número de respiraciones/minuto = volumen respiratorio minuto.

Normalmente, la ventilación de un adulto es de 6-8 l/min.

Tabla de indicadores del volumen pulmonar medio:

El aire que se encuentra en dichas partes del tracto respiratorio no participa en el intercambio de gases: las fosas nasales, la nasofaringe, la laringe, la tráquea y los bronquios centrales. Contienen constantemente una mezcla de gases llamada "espacio muerto", que mide entre 150 y 200 cm 3 .

Método de medición de la capacidad vital.

La función respiratoria externa se examina mediante una prueba especial: la espirometría (espirografía). El método registra no sólo la capacidad, sino también la velocidad de circulación del flujo de aire.
Para el diagnóstico se utilizan espirómetros digitales, que sustituyeron a los mecánicos. El dispositivo consta de dos dispositivos. Un sensor para registrar el flujo de aire y un dispositivo electrónico que convierte los indicadores de medición en una fórmula digital.

La espirometría se prescribe a pacientes con disfunción respiratoria y enfermedades broncopulmonares crónicas. Se valora la respiración tranquila y forzada y se realizan pruebas funcionales con broncodilatadores.

Los datos digitales del líquido vital durante la espirografía se distinguen por edad, sexo, datos antropométricos y ausencia o presencia de enfermedades crónicas.

Fórmulas para calcular la capacidad vital individual, donde P es altura, B es peso:

• para hombres – 5,2×P – 0,029×B – 3,2;
• para mujeres – 4,9×P – 0,019×B – 3,76;
• para niños de 4 a 17 años con una altura de hasta 165 cm – 4,53×P – 3,9; con altura superior a 165 cm – 10×P – 12,85;
• para las niñas de 4 a 17 años el enjambre crece de 100 a 175 cm - 3,75×P - 3,15.

La medición de la capacidad vital no se realiza en niños menores de 4 años, pacientes con trastornos mentales o con lesiones maxilofaciales. Una contraindicación absoluta es la infección contagiosa aguda.

No se prescriben diagnósticos si es físicamente imposible realizar la prueba:

• enfermedad neuromuscular con fatiga rápida de los músculos estriados de la cara (miastenia gravis);
• postoperatorio en cirugía maxilofacial;
• paresia, parálisis de los músculos respiratorios;
• Insuficiencia pulmonar y cardíaca grave.

Razones para un aumento o disminución de los indicadores de capacidad vital.

El aumento de la capacidad pulmonar no es una patología. Los valores individuales dependen del desarrollo físico de la persona. En los deportistas, la VC puede superar los valores estándar en un 30%.

La función respiratoria se considera deteriorada si la capacidad pulmonar de una persona es inferior al 80%. Ésta es la primera señal de insuficiencia del sistema broncopulmonar.

Signos externos de patología:

problemas respiratorios durante los movimientos activos;

cambio en la amplitud del tórax.

Inicialmente, es difícil determinar las violaciones, ya que los mecanismos compensatorios redistribuyen el aire en la estructura del volumen total de los pulmones. Por tanto, la espirometría no siempre tiene valor diagnóstico, por ejemplo, en casos de enfisema pulmonar y asma bronquial. Durante el curso de la enfermedad, se forma hinchazón de los pulmones. Por lo tanto, con fines de diagnóstico, se realiza percusión (posición baja del diafragma, sonido "cuadrado" específico), radiografía de tórax (campos pulmonares más transparentes, ampliación de los límites).

Factores que reducen la capacidad vital:

• reducción del volumen de la cavidad pleural debido al desarrollo del cor pulmonale;
• rigidez del parénquima del órgano (endurecimiento, movilidad limitada);
• alto nivel del diafragma con ascitis (acumulación de líquido en la cavidad abdominal), obesidad;
• hidrotórax pleural (derrame en la cavidad pleural), neumotórax (aire en las capas pleurales);
• enfermedades de la pleura: adherencias de tejidos, mesotelioma (tumor del revestimiento interno);
• cifoescoliosis – curvatura de la columna;
• patología grave del sistema respiratorio: sarcoidosis, fibrosis, neumosclerosis, alveolitis;
• después de la resección (extirpación de parte de un órgano).

El seguimiento sistemático de VC ayuda a rastrear la dinámica de los cambios patológicos y a tomar medidas oportunas para prevenir el desarrollo de enfermedades del sistema respiratorio.

2. Espirometría. Método de medición de volúmenes y capacidades mareales. Se distinguen los siguientes volúmenes corrientes:

Volumen corriente – el volumen de aire que una persona inhala y exhala en condiciones de relativo reposo fisiológico. Normalmente, esta cifra en una persona sana puede oscilar entre 0,4 y 0,5 litros;

Volumen de reserva inspiratoria – el volumen máximo de aire que una persona puede inhalar adicionalmente después de una respiración tranquila. El volumen de reserva inspiratoria es de 1,5 a 1,8 litros.

Volumen de reserva espiratoria – el volumen máximo de aire que una persona puede exhalar adicionalmente después de una exhalación silenciosa. Normalmente, este valor puede ser de 1,0 – 1,4 litros;

Volumen residual - el volumen de aire que permanece en los pulmones después de la exhalación máxima. En una persona sana, este valor es de 1,0 a 1,5 litros.

Para caracterizar la función de la respiración externa, se suele recurrir al cálculo. contenedores de respiración, que consisten en la suma de ciertos volúmenes corrientes:

Capacidad vital de los pulmones (VC)– consiste en la suma del volumen corriente, el volumen de reserva inspiratorio y el volumen de reserva espiratorio. Normalmente oscila entre 3 y 5 litros. En los hombres, por regla general, esta cifra es mayor que en las mujeres.

capacidad inspiratoria– igual a la suma del volumen corriente y el volumen de reserva inspiratoria. En humanos, el promedio es de 2,0 a 2,3 litros.

Capacidad residual funcional (CRF)– la suma del volumen de reserva espiratoria y el volumen residual. Este indicador se puede calcular mediante métodos de dilución de gas utilizando espirógrafos de tipo cerrado. Para determinar el FRC se utiliza el gas inerte helio, que se incluye en la mezcla respiratoria.

vspXCONel 1 = vsp xCONel 2 + enemigo x cel 2, Dónde

vsp – volumen del espirógrafo ; CONel 1 – concentración de helio en la mezcla respiratoria del espirógrafo antes del inicio de la prueba; CONel 2– concentración de helio en la mezcla respiratoria durante la prueba. De aquí

CRF = (Vsp(CONel 1-CONél 2)/CONél 2 ;

Capacidad pulmonar total– la suma de todos los volúmenes mareales.

La espirometría se realiza mediante dispositivos especiales: espirómetros. Hay espirómetros secos y húmedos. En la lección práctica, estimaremos los volúmenes corrientes utilizando varias opciones de espirómetros.

3. Espirografía – un método que permite registrar una curva respiratoria, un espirograma y luego, mediante mediciones y cálculos especiales, estimar los volúmenes corrientes y las capacidades (ver Fig. 5).

Arroz. 5 Espirograma y volúmenes corrientes y capacidades. Designaciones: DO – volumen corriente; ROV – volumen de reserva inspiratoria; ROvyd - volumen de reserva espiratoria; Capacidad vital – capacidad vital de los pulmones.

5. Neumotacometría. Método para estimar la velocidad del flujo de aire. Como sensor se utiliza el llamado tubo de Fleisch, que está conectado a un dispositivo de registro. Este indicador se utiliza para evaluar el estado de los músculos respiratorios.

6. Oxigemometría y oxigemografía. El método se utiliza para evaluar el grado de saturación de oxígeno en la sangre. Cuando la sangre está saturada de oxígeno, adquiere un color escarlata brillante y es muy permeable al flujo de luz. La sangre venosa, saturada de dióxido de carbono, es de color oscuro y poco permeable a los rayos de luz. El oxímetro contiene un elemento fotosensible y una fuente de luz, que están integrados en un clip especial y fijados a la aurícula. La señal luminosa se convierte en una corriente eléctrica, cuya amplitud corresponde a la intensidad del flujo de luz que atraviesa el tejido de la aurícula. A continuación, la señal se amplifica y se convierte en un número que muestra el grado de saturación de oxígeno en la sangre.

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Todas las células vivas tienen en común el proceso de descomposición de moléculas orgánicas mediante una serie sucesiva de reacciones enzimáticas, que dan como resultado la liberación de energía. Casi cualquier proceso en el que la oxidación de sustancias orgánicas conduce a la liberación de energía química se llama respiración. Si requiere oxígeno, entonces respirar se llamaaerobio, y si las reacciones ocurren en ausencia de oxígeno - anaeróbico respiración. Para todos los tejidos de animales vertebrados y humanos, la principal fuente de energía son los procesos de oxidación aeróbica, que ocurren en las mitocondrias de las células adaptadas para convertir la energía de oxidación en energía de compuestos de reserva de alta energía como el ATP. La secuencia de reacciones mediante las cuales las células del cuerpo humano utilizan la energía de los enlaces de moléculas orgánicas se llama interno, tejido o celular respiración.

La respiración de los animales superiores y del hombre se entiende como un conjunto de procesos que aseguran el suministro de oxígeno al ambiente interno del cuerpo, su uso para la oxidación de sustancias orgánicas y la eliminación del dióxido de carbono del cuerpo.

La función de la respiración en los humanos se realiza mediante:

1) respiración externa o pulmonar, que realiza el intercambio de gases entre el ambiente externo e interno del cuerpo (entre aire y sangre);
2) circulación sanguínea, que asegura el transporte de gases hacia y desde los tejidos;
3) la sangre como medio de transporte de gases específico;
4) respiración interna, o tisular, que lleva a cabo el proceso directo de oxidación celular;
5) medios de regulación neurohumoral de la respiración.

El resultado de la actividad del sistema respiratorio externo es el enriquecimiento de la sangre con oxígeno y la liberación del exceso de dióxido de carbono.

Los cambios en la composición del gas de la sangre en los pulmones están garantizados por tres procesos.:

1) ventilación continua de los alvéolos para mantener la composición gaseosa normal del aire alveolar;
2) difusión de gases a través de la membrana alveolar-capilar en un volumen suficiente para lograr el equilibrio en la presión de oxígeno y dióxido de carbono en el aire alveolar y la sangre;
3) flujo sanguíneo continuo en los capilares de los pulmones de acuerdo con el volumen de su ventilación

La capacidad pulmonar

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Capacidad total. La cantidad de aire en los pulmones después de la inspiración máxima es la capacidad pulmonar total, cuyo valor en un adulto es de 4100 a 6000 ml (fig. 8.1).
Consiste en la capacidad vital de los pulmones, que es la cantidad de aire (3000-4800 ml) que sale de los pulmones durante la exhalación más profunda después de la inhalación más profunda, y
aire residual (1100-1200 ml), que aún permanece en los pulmones después de una exhalación máxima.

Capacidad total = Capacidad vital + Volumen residual

Capacidad vital Constituye tres volúmenes pulmonares:

1) volumen corriente , que representa el volumen (400-500 ml) de aire inhalado y exhalado durante cada ciclo respiratorio;
2) volumen de reservainhalación (aire adicional), es decir el volumen (1900-3300 ml) de aire que se puede inhalar durante una inhalación máxima después de una inhalación normal;
3) volumen de reserva espiratoria (aire de reserva), es decir Volumen (700-1000 ml) que se puede exhalar en la exhalación máxima después de una exhalación normal.

Capacidad vital = Volumen de reserva inspiratoria + Volumen corriente + Volumen de reserva espiratoria

capacidad residual funcional. Durante la respiración tranquila, después de la exhalación, quedan en los pulmones un volumen de reserva espiratorio y un volumen residual. La suma de estos volúmenes se llama capacidad residual funcional, así como la capacidad pulmonar normal, la capacidad de reposo, la capacidad de equilibrio, el aire tampón.

capacidad residual funcional = volumen de reserva espiratoria + volumen residual

Fig.8.1. Volúmenes y capacidades pulmonares.

Volúmenes y capacidades pulmonares.

Durante el proceso de ventilación pulmonar, la composición gaseosa del aire alveolar se actualiza continuamente. La cantidad de ventilación pulmonar está determinada por la profundidad de la respiración, o volumen corriente, y la frecuencia de los movimientos respiratorios. Durante los movimientos respiratorios, los pulmones de una persona se llenan de aire inhalado, cuyo volumen forma parte del volumen total de los pulmones. Para describir cuantitativamente la ventilación pulmonar, la capacidad pulmonar total se dividió en varios componentes o volúmenes. En este caso, la capacidad pulmonar es la suma de dos o más volúmenes.

Los volúmenes pulmonares se dividen en estáticos y dinámicos. Los volúmenes pulmonares estáticos se miden durante los movimientos respiratorios completos sin limitar su velocidad. Los volúmenes pulmonares dinámicos se miden durante los movimientos respiratorios con un límite de tiempo para su implementación.

Volúmenes pulmonares. El volumen de aire en los pulmones y el tracto respiratorio depende de los siguientes indicadores: 1) características antropométricas individuales de la persona y del sistema respiratorio; 2) propiedades del tejido pulmonar; 3) tensión superficial de los alvéolos; 4) la fuerza desarrollada por los músculos respiratorios.

Volumen corriente (TO)- el volumen de aire que una persona inhala y exhala durante la respiración tranquila. En un adulto, la OD es de aproximadamente 500 ml. El valor de DO depende de las condiciones de medición (reposo, carga, posición del cuerpo). La DO se calcula como el valor promedio después de medir aproximadamente seis movimientos respiratorios tranquilos.

Volumen de reserva inspiratoria (IRV)- el volumen máximo de aire que el sujeto puede inhalar después de una respiración tranquila. El tamaño del ROVD es de 1,5 a 1,8 litros.

Volumen de reserva espiratoria (ERV)- el volumen máximo de aire que una persona puede exhalar adicionalmente desde el nivel de exhalación silenciosa. El valor de ROvyd es menor en posición horizontal que en posición vertical y disminuye con la obesidad. Es igual a una media de 1,0-1,4 litros.

Volumen residual (VR)- el volumen de aire que queda en los pulmones después de una exhalación máxima. El volumen residual es de 1,0 a 1,5 litros.

El estudio de los volúmenes pulmonares dinámicos es de interés científico y clínico, y su descripción va más allá del alcance de un curso de fisiología normal.

La capacidad pulmonar. La capacidad vital de los pulmones (VC) incluye el volumen corriente, el volumen de reserva inspiratorio y el volumen de reserva espiratorio. En los hombres de mediana edad, la capacidad vital varía entre 3,5 y 5,0 litros y más. Para las mujeres, los valores más bajos son típicos (3,0-4,0 l). Dependiendo de la metodología de medición de la capacidad vital, se distingue entre capacidad vital de inhalación, cuando tras una exhalación completa se realiza una inspiración profunda máxima, y ​​capacidad vital de exhalación, cuando tras una inhalación completa se realiza una exhalación máxima.

La capacidad inspiratoria (EIC) es igual a la suma del volumen corriente y el volumen de reserva inspiratoria. En humanos, la EUD tiene un promedio de 2,0 a 2,3 litros.

La capacidad residual funcional (CRF) es el volumen de aire en los pulmones después de una exhalación tranquila. FRC es la suma del volumen de reserva espiratoria y el volumen residual. La FRC se mide mediante dilución de gas o dilución de gas y pletismografía. El valor del FRC está significativamente influenciado por el nivel de actividad física de una persona y la posición del cuerpo: el FRC es menor en una posición horizontal del cuerpo que en una posición sentada o de pie. La FRC disminuye en la obesidad debido a una disminución en la distensibilidad general del tórax.

La capacidad pulmonar total (TLC) es el volumen de aire en los pulmones al final de una inhalación completa. TEL se calcula de dos formas: TEL - OO + VC o TEL - FRC + Evd. La TLC se puede medir mediante pletismografía o dilución de gas.

La medición de los volúmenes y capacidades pulmonares tiene importancia clínica en el estudio de la función pulmonar en individuos sanos y en el diagnóstico de enfermedades pulmonares humanas. La medición de los volúmenes y capacidades pulmonares generalmente se realiza mediante espirometría, neumotacometría con integración de indicadores y pletismografía corporal. Los volúmenes pulmonares estáticos pueden disminuir en condiciones patológicas que conducen a una expansión pulmonar limitada. Estos incluyen enfermedades neuromusculares, enfermedades del tórax, abdomen, lesiones pleurales que aumentan la rigidez del tejido pulmonar y enfermedades que provocan una disminución en el número de alvéolos funcionales (atelectasia, resección, cambios cicatriciales en los pulmones).

Para comparar los resultados de las mediciones de volúmenes y capacidades de gas, los datos obtenidos deben correlacionarse con las condiciones en los pulmones, donde la temperatura del aire alveolar corresponde a la temperatura corporal, el aire está a una cierta presión y está saturado con agua. vapor. Este estado se llama estándar y se designa con las letras BTPS (temperatura corporal, presión, saturada).