MDT 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainová, N.V. Turbasová. Fyziologie dýchání a krevního oběhu. Vzdělávací a metodická příručka ke kurzu „Fyziologie člověka a zvířat“: pro studenty 3. ročníku ODO a 5. ročníku ODO Biologické fakulty. Tyumen: Tyumen Publishing House státní univerzita, 2007. - 76 s.

Součástí vzdělávacího manuálu je laboratorní práce, sestavený v souladu s programem „Fyziologie lidí a zvířat“, z nichž mnohé ilustrují základní vědecké principy klasické fyziologie. Část prací je aplikovaného charakteru a představuje metody sebemonitoringu zdraví a fyzická kondice, metody hodnocení fyzické výkonnosti.

ODPOVĚDNÝ REDAKTOR: V.S. Solovjev , Doktor lékařských věd, profesor

© Tyumen State University, 2007

© Tyumen State University Publishing House, 2007

© A.B. Zagainová, N.V. Turbasová, 2007

Vysvětlivka

Předmětem výzkumu v sekcích „dýchání“ a „krevní oběh“ jsou živé organismy a jejich funkční struktury zajišťující tyto životní funkce, což předurčuje volbu metod fyziologického výzkumu.

Účel kurzu: vytvořit si představy o mechanismech fungování dýchacích a oběhových orgánů, o regulaci činnosti kardiovaskulárního a dýchacího systému, o jejich úloze při zajišťování interakce organismu s vnějším prostředím.

Cíle laboratorního workshopu: Seznámit studenty s metodami výzkumu fyziologické funkce lidé a zvířata; ilustrovat základní vědecké principy; prezentovat metody selfmonitoringu fyzické kondice, hodnocení fyzické výkonnosti při pohybové aktivitě různé intenzity.

Na vedení laboratorní výuky v kurzu „Fyziologie člověka a zvířat“ je vyhrazeno 52 hodin pro ODO a 20 hodin pro ODO. Závěrečným formulářem zprávy za kurz „Fyziologie člověka a zvířat“ je zkouška.

Požadavky ke zkoušce: je nutné porozumět základům životních funkcí těla, včetně mechanismů fungování orgánových systémů, buněk a jednotlivých buněčné struktury, regulace prac fyziologické systémy, stejně jako vzorce interakce organismu s vnějším prostředím.

Vzdělávací a metodická příručka byla vypracována v rámci rámcového studijního programu „Fyziologie člověka a zvířat“ pro studenty Biologické fakulty.

FYZIOLOGIE DÝCHÁNÍ

Podstatou procesu dýchání je dodání kyslíku do tkání těla, což zajišťuje vznik oxidačních reakcí, což vede k uvolnění energie a uvolnění oxidu uhličitého z těla, který vzniká v důsledku metabolismus.

Proces, který se vyskytuje v plicích a zahrnuje výměnu plynů mezi krví a životní prostředí(vzduch vstupující do alveol se nazývá vnější, plicní dýchání, nebo větrání.

V důsledku výměny plynů v plicích je krev nasycena kyslíkem a ztrácí oxid uhličitý, tzn. se opět stává schopnou transportu kyslíku do tkání.

Aktualizace složení plynu vnitřní prostředí tělo se vyskytuje v důsledku krevního oběhu. Transportní funkci vykonává krev díky fyzikálnímu rozpouštění CO 2 a O 2 v ní a jejich vazbě na krevní složky. Hemoglobin je tedy schopen vstoupit do reverzibilní reakce s kyslíkem a k vazbě CO 2 dochází v důsledku tvorby reverzibilních bikarbonátových sloučenin v krevní plazmě.

Spotřeba kyslíku buňkami a provádění oxidačních reakcí za vzniku oxidu uhličitého je podstatou procesů vnitřní nebo tkáňové dýchání.

Tedy pouze sekvenční studie Všechny tři části dýchání mohou poskytnout představu o jednom z nejsložitějších fyziologických procesů.

Na studium vnější dýchání(pulmonální ventilace), výměna plynů v plicích a tkáních a také transport plynů v krvi různé metody, umožňující posouzení dechové funkce v klidu, s fyzická aktivita a různé účinky na tělo.

LABORATORNÍ PRÁCE č. 1

PNEUMOGRAFIE

Pneumografie je registrace dýchací pohyby. Umožňuje určit frekvenci a hloubku dýchání a také poměr doby trvání nádechu a výdechu. U dospělého je počet dýchacích pohybů 12-18 za minutu, u dětí je dýchání častější. Na fyzická práce zdvojnásobí nebo více. Při svalové práci se mění jak frekvence, tak hloubka dýchání. Změny rytmu dýchání a jeho hloubky jsou pozorovány při polykání, mluvení, po zadržení dechu atd.

Mezi dvěma fázemi dýchání nejsou žádné pauzy: nádech přímo přechází ve výdech a výdech v nádech.

Zpravidla je nádech o něco kratší než výdech. Čas nádechu souvisí s časem výdechu, například 11:12 nebo dokonce 10:14.

Kromě rytmických dýchacích pohybů, které zajišťují ventilaci plic, mohou být časem pozorovány zvláštní respirační pohyby. Některé z nich vznikají reflexně (ochranné dýchací pohyby: kašel, kýchání), jiné dobrovolně, v souvislosti s fonací (řeč, zpěv, recitace apod.).

Registrace dýchacích pohybů hruď provádí pomocí speciálního zařízení - pneumografu. Výsledný záznam - pneumogram - umožňuje posoudit: dobu trvání dechových fází - nádech a výdech, frekvenci dýchání, relativní hloubku, závislost frekvence a hloubky dýchání na fyziologický stav tělo - odpočinek, práce atd.

Pneumografie je založena na principu vzdušného přenosu dýchacích pohybů hrudníku na psací páku.

Nejčastěji používaným pneumografem je v současnosti podlouhlá pryžová komora umístěná v látkovém obalu, hermeticky spojená pryžovou hadičkou s Maraisovou kapslí. Při každém nádechu se hrudník roztahuje a stlačuje vzduch v pneumografu. Tento tlak se přenese do dutiny Maraisovy kapsle, její elastická gumová čepička se zvedne a páka na ní spočívající zapíše pneumogram.

V závislosti na použitých senzorech lze provádět pneumografii různé způsoby. Nejjednodušší a nejdostupnější pro záznam dýchacích pohybů je pneumatický senzor s Maraisovou kapslí. Pro pneumografii lze použít reostat, tenzometr a kapacitní snímače, ale v tomto případě jsou vyžadována elektronická zesilovací a záznamová zařízení.

K práci potřebujete: kymograf, manžeta tlakoměru, kapsle Marais, stativ, odpaliště, pryžové trubky, časovač, roztok čpavku. Předmětem zkoumání je člověk.

Provádění práce. Sestavte instalaci pro záznam dýchacích pohybů, jak je znázorněno na Obr. 1, A. Manžeta z tlakoměru je upevněna na nejpohyblivější části hrudníku subjektu (pro břišní dýchání to bude dolní třetina, pro hrudní dýchání - střední třetina hrudníku) a je spojena pomocí trička a gumy trubky do kapsle Marais. Přes odpaliště, otevřením svorky, je do záznamového systému zavedeno malé množství vzduchu, což zajišťuje, že příliš mnoho vysoký tlak gumová membrána kapsle nepraskla. Poté, co se ujistíte, že je pneumograf správně zpevněn a pohyby hrudníku jsou přenášeny na páku Marais kapsle, spočítejte počet dechových pohybů za minutu a poté nastavte písátko tečně ke kymografu. Zapněte kymograf a časovač a začněte zaznamenávat pneumogram (subjekt by se na pneumogram neměl dívat).

Rýže. 1. Pneumografie.

A - grafický záznam dýchání pomocí Marais kapsle; B - pneumogramy zaznamenané během akce různé faktory způsobující změny v dýchání: 1 - široká manžeta; 2 - pryžová trubka; 3 – odpaliště; 4 - Marais kapsle; 5 – kymograf; 6 - počítadlo času; 7 - univerzální stativ; a - klidné dýchání; b - při vdechování par amoniaku; c - během rozhovoru; d - po hyperventilaci; d - po dobrovolném zadržení dechu; e - při fyzické aktivitě; b"-e" - značky aplikovaného vlivu.

Na kymografu jsou zaznamenány následující typy dýchání:

1) klidné dýchání;

2) hluboké dýchání (subjekt se dobrovolně několikrát zhluboka nadechne a vydechne – vitální kapacita plic);

3) dýchání po fyzické aktivitě. Za tímto účelem je subjekt požádán, aby provedl 10-12 dřepů, aniž by odstranil pneumograf. Zároveň, aby v důsledku prudkých rázů vzduchu nedošlo k protržení pneumatiky Mareyho kapsle, je použita Peanova svorka ke stlačení pryžové hadičky spojující pneumograf s kapslí. Ihned po ukončení dřepů se svorka odstraní a zaznamenají se dýchací pohyby);

4) dýchání během recitace, hovorová řeč, smích (věnujte pozornost tomu, jak se mění doba trvání nádechu a výdechu);

5) dýchání při kašli. K tomu subjekt provede několik dobrovolných výdechových pohybů kašle;

6) dušnost – dušnost způsobená zadržováním dechu. Experiment se provádí v následujícím pořadí. Po zaznamenání normálního dýchání (eipnoe) se subjektem vsedě ho požádejte, aby při výdechu zadržel dech. Obvykle po 20-30 sekundách dochází k nedobrovolnému obnovení dýchání a frekvence a hloubka dýchacích pohybů se výrazně zvyšuje a je pozorována dušnost;

7) změna dýchání s poklesem oxidu uhličitého v alveolárním vzduchu a krvi, které je dosaženo hyperventilací plic. Subjekt provádí hluboké a časté dechové pohyby, dokud se mu nezatočí hlava, načež dojde k přirozenému zadržení dechu (apnoe);

8) při polykání;

9) při vdechování par čpavku (bavlna navlhčená roztokem čpavku je přivedena do nosu testované osoby).

Některé pneumogramy jsou zobrazeny na Obr. 1,B.

Vložte výsledné pneumogramy do svého poznámkového bloku. Vypočítejte počet dýchacích pohybů za 1 minutu při různé podmínky registrace pneumogramu. Určete, v jaké fázi dýchání dochází k polykání a řeči. Porovnejte charakter změn dýchání pod vlivem různých expozičních faktorů.

LABORATORNÍ PRÁCE č. 2

SPIROMETRIE

Spirometrie je metoda pro stanovení vitální kapacity plic a objemů vzduchu, z nichž se skládají. Vitální kapacita plíce (VC) je největší množství vzduchu, které může člověk vydechnout po maximálním nádechu. Na Obr. Obrázek 2 ukazuje objemy a kapacity plic charakterizující funkční stav plic a také pneumogram vysvětlující souvislost mezi objemy a kapacitami plic a respiračními pohyby. Funkční stav plíce závisí na věku, výšce, pohlaví, fyzický vývoj a řada dalších faktorů. Pro posouzení respirační funkce u dané osoby by měly být naměřené objemy plic porovnány s příslušnými hodnotami. Správné hodnoty jsou vypočteny pomocí vzorců nebo stanoveny pomocí nomogramů (obr. 3), odchylky ± 15 % jsou považovány za nevýznamné. K měření vitální kapacity a objemů jejích součástí se používá suchý spirometr (obr. 4).

Rýže. 2. Spirogram. Objemy a kapacity plic:

ROVD - inspirační rezervní objem; DO - dechový objem; ROvyd - exspirační rezervní objem; OO - zbytkový objem; Evd - inspirační kapacita; FRC - funkční zbytková kapacita; Vitální kapacita - vitální kapacita plic; TLC – celková kapacita plic.

Objemy plic:

Inspirační rezervní objem(ROVD) - maximální objem vzduchu, který může člověk po klidném nádechu vdechnout.

Exspirační rezervní objem(ROvyd) - maximální objem vzduchu, který může člověk po klidném výdechu vydechnout.

Zbytkový objem(OO) je objem plynu v plicích po maximálním výdechu.

Inspirační kapacita(Evd) je maximální objem vzduchu, který může člověk po tichém výdechu vdechnout.

Funkční zbytková kapacita(FRC) je objem plynu zbývajícího v plicích po tichém nadechnutí.

Vitální kapacita plic(VC) – maximální objem vzduchu, který lze vydechnout po maximálním nádechu.

Celková kapacita plic(Oel) - objem plynů v plicích po maximálním nádechu.

K práci potřebujete: suchý spirometr, nosní klip, náustek, alkohol, vata. Předmětem zkoumání je člověk.

Výhodou suchého spirometru je, že je přenosný a snadno se používá. Suchý spirometr je vzduchová turbína roztáčená proudem vydechovaného vzduchu. Rotace turbíny je přenášena přes kinematický řetězec na šipku zařízení. Pro zastavení jehly na konci výdechu je spirometr vybaven brzdným zařízením. Měřený objem vzduchu se zjišťuje pomocí stupnice přístroje. Stupnici lze otáčet, což umožňuje vynulování ukazatele před každým měřením. Vzduch je vydechován z plic přes náustek.

Provádění práce. Náústek spirometru se otře vatou navlhčenou alkoholem. Po maximálním nádechu vydechne subjekt co nejhlouběji do spirometru. Vitální vitální kapacita se zjišťuje pomocí stupnice spirometru. Přesnost výsledků se zvyšuje, pokud je vitální kapacita měřena několikrát a je vypočtena průměrná hodnota. Pro opakovaná měření je nutné pokaždé nastavit výchozí polohu stupnice spirometru. K tomu se měřící stupnice suchého spirometru otočí a nulový dílek stupnice se vyrovná se šipkou.

Vitální vitální kapacita se zjišťuje ve stoje, vsedě a vleže a také po fyzické aktivitě (20 dřepů za 30 sekund). Všimněte si rozdílu ve výsledcích měření.

Poté subjekt provede několik tichých výdechů do spirometru. Zároveň se počítá počet dýchacích pohybů. Určete vydělením hodnot spirometru počtem výdechů provedených do spirometru dechový objem vzduch.

Rýže. 3. Nomogram pro určení správné hodnoty vitální kapacity.

Rýže. 4. Spirometr se suchým vzduchem.

Pro určení exspirační rezervní objem Po dalším tichém výdechu vydechne subjekt maximálně do spirometru. Výdechový rezervní objem se určuje pomocí stupnice spirometru. Měření několikrát opakujte a vypočítejte průměrnou hodnotu.

Inspirační rezervní objem lze určit dvěma způsoby: vypočítat a změřit spirometrem. Pro její výpočet je nutné od hodnoty vitální kapacity odečíst součet dechových a rezervních (výdechových) objemů vzduchu. Při měření nádechového rezervního objemu spirometrem se do něj nasaje určitý objem vzduchu a subjekt se po tichém nadechnutí maximálně nadechne ze spirometru. Rozdíl mezi počátečním objemem vzduchu ve spirometru a objemem zbývajícím po hlubokém nádechu odpovídá inspiračnímu rezervnímu objemu.

Pro určení zbytkový objem vzduchu neexistují žádné přímé metody, proto se používají metody nepřímé. Mohou být založeny na různých principech. K těmto účelům se využívá např. pletysmografie, oxygemometrie a měření koncentrace indikátorových plynů (helium, dusík). Předpokládá se, že normálně je zbytkový objem 25-30 % vitální kapacity.

Spirometr umožňuje stanovit řadu dalších charakteristik respirační aktivity. Jedním z nich je množství plicní ventilace. Pro jeho určení se počet dechových cyklů za minutu vynásobí dechovým objemem. Za jednu minutu se tedy normálně mezi tělem a okolím vymění asi 6000 ml vzduchu.

Alveolární ventilace= dechová frekvence x (dechový objem - objem „mrtvého“ prostoru).

Stanovením parametrů dýchání můžete posoudit intenzitu metabolismu v těle stanovením spotřeby kyslíku.

Během práce je důležité zjistit, zda jsou hodnoty získané pro konkrétní osobu v normálním rozmezí. Pro tento účel byly vyvinuty speciální nomogramy a vzorce, které zohledňují korelaci individuální vlastnosti funkce vnějšího dýchání a faktory, jako je pohlaví, výška, věk atd.

Správná hodnota vitální kapacity plic se vypočítá pomocí vzorců (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

pro muže -

VC = ((výška (cm) x 0,052) – (věk (roky) x 0,022)) - 3,60;

pro ženy -

VC = ((výška (cm) x 0,041) - (věk (roky) x 0,018)) - 2,68.

pro kluky 8-12 let

VC = ((výška (cm) x 0,052) - (věk (roky) x 0,022)) - 4,6;

pro kluky 13-16 let

VC = ((výška (cm) x 0,052) - (věk (roky) x 0,022)) - 4,2;

pro dívky 8-16 let

VC = ((výška (cm) x 0,041) - (věk (roky) x 0,018)) - 3,7.

Ve věku 16-17 let dosahuje vitální kapacita plic hodnot charakteristických pro dospělého.

Výsledky práce a jejich návrh. 1. Zadejte výsledky měření do tabulky 1 a vypočítejte průměrnou vitální hodnotu.

stůl 1

Číslo měření	Vitální vitální kapacita (odpočinek)
	stojící	sedící
1 2 3 Průměr

2. Porovnejte výsledky měření vitální kapacity (klidu) ve stoje a vsedě. 3. Porovnejte výsledky měření vitální kapacity ve stoji (v klidu) s výsledky získanými po fyzické aktivitě. 4. Vypočítejte % správné hodnoty se znalostí ukazatele vitální kapacity získaného při měření stání (klidu) a správné vitální kapacity (vypočteno podle vzorce):

GELfact. x 100 (%).

5. Porovnejte hodnotu VC naměřenou spirometrem se správnou VC zjištěnou pomocí nomogramu. Vypočítejte zbytkový objem a také kapacity plic: celkovou kapacitu plic, inspirační kapacitu a funkční zbytkovou kapacitu. 6. Vyvodit závěry.

LABORATORNÍ PRÁCE č. 3

STANOVENÍ MINUTOVÉHO OBJEMU DÝCHÁNÍ (MOV) A OBJEMU PLIC

(TIDAČNÍ, INSPIRACE REZERVNÍ OBJEM

A OBJEM EXPIRAČNÍ REZERVY)

Ventilace je určena objemem vzduchu vdechovaného nebo vydechovaného za jednotku času. Obvykle se měří minutový objem dýchání (MRV). Jeho hodnota při klidném dýchání je 6-9 litrů. Ventilace plic závisí na hloubce a frekvenci dýchání, která je v klidu 16 za 1 minutu (od 12 do 18). Minutový objem dýchání se rovná:

MOD = TO x BH,

kde DO - dechový objem; RR - dechová frekvence.

K práci potřebujete: suchý spirometr, nosní klip, alkohol, vata. Předmětem zkoumání je člověk.

Provádění práce. Pro stanovení objemu dýchaného vzduchu musí testovaná osoba po klidném nádechu klidně vydechnout do spirometru a určit dechový objem (TIdal volume – TI). Pro stanovení exspiračního rezervního objemu (ERV) po klidném normálním výdechu do okolního prostoru vydechněte zhluboka do spirometru. Chcete-li určit nádechový rezervní objem (IRV), nastavte vnitřní válec spirometru na určitou úroveň (3000-5000) a poté se klidně nadechněte z atmosféry, držte nos a nadechněte se ze spirometru na maximum. Všechna měření opakujte třikrát. Inspirační rezervní objem lze určit rozdílem:

ROVD = VITAL - (DO - ROvyd)

Metodou výpočtu určete součet DO, Rovd ​​a Rovd, který tvoří vitální kapacitu plic (VC).

Výsledky práce a jejich návrh. 1. Získaná data prezentujte ve formě tabulky 2.

2. Vypočítejte minutový objem dýchání.

tabulka 2

LABORATORNÍ PRÁCE č. 4

Pro posouzení kvality plicních funkcí vyšetřuje dechové objemy (pomocí speciálních přístrojů – spirometrů).

Dechový objem (TV) je množství vzduchu, které člověk vdechne a vydechne při klidném dýchání v jednom cyklu. Normální = 400-500 ml.

Minutový dechový objem (MRV) je objem vzduchu procházejícího plícemi za 1 minutu (MRV = DO x RR). Normální = 8-9 litrů za minutu; asi 500 l za hodinu; 12000-13000 litrů za den. S rostoucí fyzickou aktivitou se MOD zvyšuje.

Ne všechen vdechovaný vzduch se účastní alveolární ventilace (výměny plynů), protože část nedosáhne acini a zůstane v dýchací trakt kde není příležitost k šíření. Objem těchto dýchacích cest se nazývá „respirační mrtvý prostor“. Běžně pro dospělou osobu = 140-150 ml, tzn. 1/3 TO.

Inspirační rezervní objem (IRV) je množství vzduchu, které může člověk vdechnout při nejsilnějším maximálním nádechu po tichém nádechu, tzn. přes DO. Normální = 1500-3000 ml.

Expirační rezervní objem (ERV) je množství vzduchu, které může člověk dodatečně vydechnout po tichém výdechu. Normální = 700-1000 ml.

Vitální kapacita plic (VC) je množství vzduchu, které může člověk maximálně vydechnout po nejhlubším nádechu (VC=DO+ROVd+ROVd = 3500-4500 ml).

Zbytkový objem plic (RLV) je množství vzduchu, které zůstává v plicích po maximálním výdechu. Normální = 100-1500 ml.

Celková kapacita plic (TLC) je maximální množství vzduchu, které lze zadržet v plicích. TEL=VEL+TOL = 4500-6000 ml.

DIFUZE PLYNŮ

Složení vdechovaného vzduchu: kyslík - 21%, oxid uhličitý - 0,03%.

Složení vydechovaného vzduchu: kyslík - 17%, oxid uhličitý - 4%.

Složení vzduchu obsaženého v alveolech: kyslík - 14%, oxid uhličitý -5,6%.

Při výdechu se alveolární vzduch mísí se vzduchem v dýchacím traktu (v „mrtvém prostoru“), což způsobuje naznačený rozdíl ve složení vzduchu.

Přechod plynů vzduchovo-hematickou bariérou je způsoben rozdílem koncentrací na obou stranách membrány.

Parciální tlak je ta část tlaku, která dopadá na daný plyn. Při atmosférickém tlaku 760 mm Hg je parciální tlak kyslíku 160 mm Hg. (tj. 21 % ze 760), v alveolárním vzduchu je parciální tlak kyslíku 100 mm Hg a oxidu uhličitého 40 mm Hg.

Napětí plynu je parciální tlak v kapalině. Tenze kyslíku v žilní krvi je 40 mm Hg. Vzhledem k tlakovému gradientu mezi alveolárním vzduchem a krví - 60 mm Hg. (100 mm Hg a 40 mm Hg), kyslík difunduje do krve, kde se váže na hemoglobin a přeměňuje jej na oxyhemoglobin. Krev obsahující velké množství oxyhemoglobinu se nazývá arteriální. 100 ml arteriální krve obsahuje 20 ml kyslíku, 100 ml žilní krve obsahuje 13-15 ml kyslíku. Také podél tlakového gradientu vstupuje do krve oxid uhličitý (protože je ve tkáních obsažen ve velkém množství) a tvoří se karbhemoglobin. Kromě toho oxid uhličitý reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličité (katalyzátorem reakce je enzym karboanhydráza, nacházející se v červených krvinkách), která se rozkládá na vodíkový proton a hydrogenuhličitanový iont. Tenze CO 2 v žilní krvi je 46 mm Hg; v alveolárním vzduchu – 40 mm Hg. (tlakový gradient = 6 mm Hg). K difúzi CO 2 dochází z krve do vnějšího prostředí.

Jednou z hlavních metod hodnocení ventilační funkce plic používaných v praxi lékařského vyšetření porodu je spirografie, který umožňuje stanovit statistické plicní objemy - vitální kapacitu plic (VC), funkční zbytková kapacita (FRC), reziduální objem plic, celková kapacita plic, dynamické plicní objemy - dechový objem, minutový objem, maximální ventilace.

Schopnost plně udržet složení plynu arteriální krve ještě nezaručuje absenci plicního selhání u pacientů s bronchopulmonální patologií. Arterializace krve může být udržována na úrovni blízké normálu v důsledku kompenzačního přepětí mechanismů, které ji zajišťují, což je také známkou plicního selhání. Mezi takové mechanismy patří především funkce větrání.

Přiměřenost parametrů objemové ventilace je určena „ dynamické objemy plic", který zahrnuje dechový objem A minutový objem dýchání (MOV).

Dechový objem v klidu zdravý člověk je cca 0,5l. Z důvodu PŘEHOZ získaná vynásobením požadované bazální metabolické rychlosti faktorem 4,73. Takto získané hodnoty se pohybují v rozmezí 6-9 l. Nicméně srovnání skutečné hodnoty PŘEHOZ(stanoveno za podmínek bazálního metabolismu nebo jemu blízké) má správně smysl pouze pro souhrnné posouzení změn hodnoty, které mohou zahrnovat jak změny samotné ventilace, tak poruchy spotřeby kyslíku.

Pro posouzení skutečných ventilačních odchylek od normy je nutné vzít v úvahu Faktor využití kyslíku (KIO 2)- poměr absorbovaného O 2 (v ml/min) k PŘEHOZ(v l/min).

Na základě faktor využití kyslíku lze posoudit účinnost ventilace. U zdravých lidí je CI v průměru 40.

Na KIO 2 ventilace pod 35 ml/l je nadměrná ve vztahu ke spotřebě kyslíku ( hyperventilace), s rostoucím KIO 2 nad 45 ml/l mluvíme hypoventilace.

Dalším způsobem vyjádření účinnosti výměny plynů při plicní ventilaci je definování respirační ekvivalent, tj. objem ventilovaného vzduchu na 100 ml spotřebovaného kyslíku: určete poměr PŘEHOZ na množství spotřebovaného kyslíku (neboli oxidu uhličitého - DE oxid uhličitý).

U zdravého člověka je 100 ml spotřebovaného kyslíku nebo uvolněného oxidu uhličitého zajištěno objemem ventilovaného vzduchu blízkým 3 l/min.

U pacientů s plicní patologií funkční poruchyúčinnost výměny plynů je snížena a spotřeba 100 ml kyslíku vyžaduje větší ventilaci než u zdravých lidí.

Při posuzování účinnosti větrání nárůst rychlost dýchání(BH) se považuje za typické znamení respirační selhání, je vhodné to zohlednit při porodní prohlídce: při I. stupni dechového selhání nepřekročí dechová frekvence 24, u II. stupně dosahuje 28, při. III stupněČerná díra je velmi velká.

Léčebná rehabilitace / Ed. V. M. Bogoljubová. Kniha I. - M., 2010. s. 39-40.

Ventilace je nepřetržitý, řízený proces aktualizace složení plynu ve vzduchu obsaženém v plicích. Větrání plic je zajištěno zaváděním do nich atmosférický vzduch, bohatý na kyslík a vylučující plyn obsahující nadbytek oxidu uhličitého při výdechu.

Plicní ventilace je charakterizována minutovým objemem dýchání. V klidu dospělý vdechne a vydechne 500 ml vzduchu frekvencí 16-20x za minutu (minuta 8-10l), novorozenec dýchá častěji - 60x, 5leté dítě - 25x za minutu minuta. Objem dýchacích cest (kde nedochází k výměně plynů) je 140 ml, tzv. škodlivý vzduch; tak se do alveol dostane 360 ​​ml. Nečasté a hluboké dýchání snižuje objem škodlivého prostoru a je mnohem účinnější.

Statické objemy zahrnují veličiny, které se měří po dokončení dechového manévru bez omezení rychlosti (času) jeho provedení.

Statické indikátory zahrnují čtyři primární plicní objemy: - dechový objem (VT - VT);

Inspirační rezervní objem (IRV);

Expirační rezervní objem (ERV);

Zbytkový objem (RO - RV).

A také kontejnery:

Vitální kapacita plic (VC - VC);

Inspirační kapacita (Evd - IC);

Funkční zbytková kapacita (FRC - FRC);

Celková kapacita plic (TLC).

Dynamické veličiny charakterizují objemovou rychlost proud vzduchu. Jsou stanoveny s ohledem na čas strávený prováděním dechového manévru. Mezi dynamické indikátory patří:

Objem usilovného výdechu v první sekundě (FEV 1 – FEV 1);

Vynucená vitální kapacita (FVC - FVC);

Špičkový objemový (PEV) výdechový průtok (PEV) atd.

Objem a kapacita plic zdravého člověka je dána řadou faktorů:

1) výška, tělesná hmotnost, věk, rasa, konstituční charakteristiky osoby;

2) elastické vlastnosti plicní tkáně a dýchací cesty;

3) kontraktilní charakteristiky nádechových a výdechových svalů.

Ke stanovení plicních objemů a kapacit se používají metody spirometrie, spirografie, pneumotachometrie a bodypletysmografie.

Pro srovnatelnost výsledků měření plicních objemů a kapacit je třeba získané údaje korelovat se standardními podmínkami: tělesná teplota 37 o C, atmosférický tlak 101 kPa (760 mm Hg), relativní vlhkost 100 %.

Dechový objem

Dechový objem (TV) je objem vzduchu vdechovaného a vydechovaného při normálním dýchání, který se rovná v průměru 500 ml (s kolísáním od 300 do 900 ml).

Z toho asi 150 ml je objem vzduchu ve funkčním mrtvém prostoru (FSD) v hrtanu, průdušnici a průduškách, který se neúčastní výměny plynů. Funkční úlohou HFMP je, že se mísí s vdechovaným vzduchem, zvlhčuje jej a ohřívá.

Exspirační rezervní objem

Výdechový rezervní objem je objem vzduchu rovný 1500-2000 ml, který může člověk vydechnout, pokud po normálním výdechu maximálně vydechne.

Inspirační rezervní objem

Inspirační rezervní objem je objem vzduchu, který může člověk vdechnout, pokud se po normálním nádechu maximálně nadechne. Rovná se 1500 - 2000 ml.

Vitální kapacita plic

Vitální kapacita plic (VC) je maximální množství vzduchu vydechnutého po nejhlubším nádechu. Vitální vitální kapacita je jedním z hlavních ukazatelů stavu zevního dýchacího aparátu, široce využívaného v medicíně. Spolu se zbytkovým objemem, tzn. objem vzduchu zbývajícího v plicích po nejhlubším výdechu, vitální kapacita tvoří celkovou kapacitu plic (TLC).

Normálně je vitální kapacita asi 3/4 celkové kapacity plic a charakterizuje maximální objem, v rámci kterého může člověk změnit hloubku svého dýchání. Při klidném dýchání zdravý dospělý člověk využívá malou část vitální kapacity: vdechne a vydechne 300-500 ml vzduchu (tzv. dechový objem). V tomto případě je inspirační rezervní objem, tzn. množství vzduchu, které je člověk schopen dodatečně vdechnout po klidném nádechu, a rezervní objem výdechu, který se rovná objemu dodatečně vydechovaného vzduchu po klidném výdechu, je v průměru každý přibližně 1500 ml. Při fyzické aktivitě se dechový objem zvyšuje díky využití nádechových a výdechových rezerv.

Vitální kapacita je ukazatelem pohyblivosti plic a hrudníku. Navzdory názvu neodráží parametry dýchání v reálných („životních“) podmínkách, protože i při těch nejvyšších potřebách tělo klade dýchací systém hloubka dýchání nikdy nedosáhne maximální možné hodnoty.

Z praktického hlediska je nevhodné stanovit „jediný“ standard pro vitální kapacitu plic, protože tato hodnota závisí na řadě faktorů, zejména na věku, pohlaví, tělesné velikosti a poloze a stupni fitness.

S věkem se vitální kapacita plic snižuje (zejména po 40 letech). To je způsobeno snížením elasticity plic a pohyblivosti hrudníku. Ženy mají v průměru o 25 % méně než muži.

Vztah k výšce lze vypočítat pomocí následující rovnice:

VC=2,5*výška (m)

Vitální kapacita závisí na poloze těla: ve svislé poloze je o něco větší než ve vodorovné.

To je vysvětleno skutečností, že v vertikální poloze plíce obsahují méně krve. U trénovaných osob (zejména plavců a veslařů) to může být až 8 l, protože sportovci mají vysoce vyvinuté pomocné dýchací svaly(pectoralis major a minor).

Zbytkový objem

Zbytkový objem (VR) je objem vzduchu, který zůstává v plicích po maximálním výdechu. Rovná se 1000 - 1500 ml.

Celková kapacita plic

Celková (maximální) kapacita plic (TLC) je součtem respiračních, rezervních (nádechových a výdechových) a reziduálních objemů a je 5000 - 6000 ml.

Studie dechových objemů je nezbytná pro posouzení kompenzace respiračního selhání zvýšením hloubky dýchání (nádech a výdech).

Vitální kapacita plic. Systematická tělesná výchova a sport přispívají k rozvoji dýchacích svalů a rozšíření hrudníku. Již 6-7 měsíců po začátku plavání nebo běhu se vitální kapacita plic mladých sportovců může zvýšit o 500 ccm. a více. Jeho pokles je známkou přepracování.

Vitální kapacita plic se měří speciálním přístrojem – spirometrem. K tomu nejprve uzavřete otvor ve vnitřním válci spirometru zátkou a jeho náústek vydezinfikujte alkoholem. Po hlubokém nádechu zhluboka vydechněte přes náustek. V tomto případě by vzduch neměl procházet přes náustek nebo nosem.

Měření se dvakrát opakuje a nejvyšší výsledek se zaznamená do deníku.

Vitální kapacita plic se u člověka pohybuje od 2,5 do 5 litrů, u některých sportovců dosahuje 5,5 litru i více. Vitální kapacita plic závisí na věku, pohlaví, fyzickém vývoji a dalších faktorech. Pokles o více než 300 ccm může znamenat přepracování.

Je velmi důležité naučit se plně a zhluboka dýchat a vyhýbat se jejich zadržování. Pokud je v klidu dechová frekvence obvykle 16-18 za minutu, pak při fyzické aktivitě, kdy tělo potřebuje více kyslíku, může tato frekvence dosáhnout 40 nebo vyšší. Pokud pociťujete časté mělké dýchání nebo dušnost, musíte přestat cvičit, poznamenejte si to do svého sebesledovacího deníku a poraďte se s lékařem.

Dechový objem a vitální kapacita jsou statické charakteristiky měřené během jednoho dýchacího cyklu. Ale spotřeba kyslíku a tvorba oxidu uhličitého v těle probíhá nepřetržitě.

Proto stálost složení plynu arteriální krve nezávisí na charakteristikách jednoho dýchacího cyklu, ale na rychlosti příjmu kyslíku a odstraňování oxidu uhličitého po dlouhou dobu. Za míru této rychlosti lze do určité míry považovat minutový objem dýchání (MVR), neboli plicní ventilaci, tzn. objem vzduchu procházející plícemi za 1 minutu. Minutový objem dýchání při rovnoměrném automatickém (bez účasti vědomí) dýchání se rovná součinu dechového objemu počtem dechových cyklů za 1 minutu. V klidu u muže je to v průměru 8000 ml nebo 8 litrů za minutu)" (500 ml x 16 dechů za minutu). Má se za to, že minutový objem dýchání poskytuje informaci o ventilaci plic, ale v žádném případě určuje účinnost dýchání.Při dechovém objemu 500 ml alveoly při nádechu nejprve přijmou 150 ml vzduchu umístěného v dýchacím traktu, tedy v anatomickém mrtvém prostoru, a vstoupilo do nich na konci předchozího výdechu. je již použitý vzduch, který se do anatomického mrtvého prostoru dostal z alveol. Když tedy vdechnete 500 ml „čerstvého“ vzduchu z atmosféry, do alveol se z nich dostane 350 ml. Posledních 150 ml vdechnutého „čerstvého“ vzduchu naplní anatomické mrtvého prostoru a nepodílí se na výměně plynů s krví. Výsledkem je, že za 1 minutu)" při dechovém objemu 500 ml a 16 nádechech za první minutu neprojde alveoly 8 litrů atmosférického vzduchu, ale 5,6 litru (350 x 16 = 5600), tzv. alveolární ventilace. Když se dechový objem sníží na 400 ml, aby se zachovala stejná hodnota minutového objemu dýchání, měla by se dechová frekvence zvýšit na 20 dechů za 1 minutu (8000:400). V tomto případě bude alveolární ventilace 5000 ml (250 x 20) namísto 5600 ml, které jsou nezbytné pro udržení konstantního složení plynu arteriální krve. Pro udržení homeostázy arteriálních krevních plynů je nutné zvýšit dechovou frekvenci na 22-23 dechů za minutu (5600: 250-22,4). To znamená zvýšení minutového dechového objemu na 8960 ml (400 x 22,4). Při dechovém objemu 300 ml by se pro udržení alveolární ventilace a v souladu s tím i homeostázy krevních plynů měla dechová frekvence zvýšit na 37 dechů za minutu (5600:150 = 37,3). V tomto případě bude minutový objem dýchání 11100 ml (300 x 37 = 11100), tzn. se zvýší téměř 1,5krát. Minutový objem dýchání tedy sám o sobě neurčuje účinnost dýchání.
Člověk může převzít kontrolu nad dýcháním na sebe a libovolně dýchat břichem nebo hrudníkem, měnit frekvenci a hloubku dýchání, dobu trvání nádechu a výdechu atd. Bez ohledu na to, jak změní svůj dech, stav fyzického klidu množství atmosférického vzduchu, vstupujícího do alveolů za 1 minutu), by mělo zůstat přibližně stejné, konkrétně 5600 ml, aby bylo zajištěno normální složení krevních plynů,
potřeby buněk a tkání na kyslík a na odstranění přebytečného oxidu uhličitého. Pokud se od této hodnoty v jakémkoli směru odchýlíte, změní se složení plynu arteriální krve. Okamžitě se aktivují homeostatické mechanismy jeho udržování. Dostávají se do rozporu se záměrně vytvořenou nadhodnocenou či podhodnocenou hodnotou alveolární ventilace. V tomto případě mizí pocit pohodlného dýchání, a to buď pocit nedostatku vzduchu, nebo pocit svalové napětí. Udržování normálního složení krevních plynů při prohlubování dýchání, tzn. při zvýšení dechového objemu je možné pouze snížením frekvence dechových cyklů a naopak při zvýšení dechové frekvence je udržení plynové homeostázy možné pouze při současném snížení dechového objemu.
Kromě minutového objemu dýchání existuje také pojem maximální plicní ventilace (MVL) - objem vzduchu, který může při maximální ventilaci projít plícemi za 1 minutu. U netrénovaného dospělého muže může maximální ventilace během fyzické aktivity 5krát překročit minutový objem dýchání v klidu. U trénovaných lidí může maximální ventilace plic dosáhnout 120 litrů, tzn. minutový objem dýchání se může zvýšit 15krát. Při maximální ventilaci plic je významný i poměr dechového objemu a dechové frekvence. Při stejné hodnotě maximální ventilace plic bude alveolární ventilace vyšší při nižší dechové frekvenci, a tedy i při větším dechovém objemu. arteriální krev Za stejnou dobu může vstoupit více kyslíku a více oxidu uhličitého může odejít.

Více k tématu MINUTOVÝ OBJEM DECHU:

1. PLÍCE NEMAJÍ VLASTNÍ SMLUVNÍ PRVKY. ZMĚNY JEJICH OBJEMU JSOU DŮSLEDKEM ZMĚN OBJEMU DUTINY HRUDNÍKU.
2. POVAHA DÝCHÁNÍ JE DŮLEŽITÝM FAKTOREM PŘI TVORBĚ MORFO-FUNKČNÍCH CHARAKTERISTIK VNITŘNÍCH ORGÁNŮ.HLUBOKÉ DÝCHÁNÍ ZACHOVÁVÁ ELASTICKÉ VLASTNOSTI AORTY A TEPN, PŮSOBÍ PROTI VÝVOJI ATEROSKLERÓZY A HYPERTRIE.