UDC 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainova, N.V. Turbasova. Fisiologi pernafasan dan peredaran darah. Manual pendidikan dan metodologi untuk kursus "Fisiologi Manusia dan Haiwan": untuk pelajar ODO tahun 3 dan ODO tahun 5 Fakulti Biologi. Tyumen: Rumah Penerbitan Tyumen Universiti Negeri, 2007. - 76 p.

Manual pendidikan termasuk kerja makmal, disusun mengikut program kursus "Fisiologi Manusia dan Haiwan", yang kebanyakannya menggambarkan prinsip saintifik asas fisiologi klasik. Sebahagian daripada kerja adalah bersifat gunaan dan mewakili kaedah pemantauan diri kesihatan dan keadaan fizikal, kaedah untuk menilai prestasi fizikal.

EDITOR YANG BERTANGGUNGJAWAB: V.S. Soloviev , Doktor Sains Perubatan, Profesor

© Universiti Negeri Tyumen, 2007

© Rumah Penerbitan Universiti Negeri Tyumen, 2007

© A.B. Zagainova, N.V. Turbasova, 2007

Nota penjelasan

Subjek penyelidikan dalam bahagian "pernafasan" dan "peredaran darah" adalah organisma hidup dan struktur berfungsi mereka yang menyediakan fungsi penting ini, yang menentukan pilihan kaedah penyelidikan fisiologi.

Tujuan kursus: untuk membentuk idea tentang mekanisme fungsi organ pernafasan dan peredaran darah, tentang peraturan aktiviti sistem kardiovaskular dan pernafasan, tentang peranan mereka dalam memastikan interaksi badan dengan persekitaran luaran.

Objektif bengkel makmal: untuk membiasakan pelajar dengan kaedah penyelidikan fungsi fisiologi manusia dan haiwan; menggambarkan prinsip saintifik asas; membentangkan kaedah pemantauan kendiri keadaan fizikal, penilaian prestasi fizikal semasa aktiviti fizikal dengan intensiti yang berbeza-beza.

Untuk menjalankan kelas makmal dalam kursus "Fisiologi Manusia dan Haiwan", 52 jam diperuntukkan untuk ODO dan 20 jam untuk ODO. Borang pelaporan akhir untuk kursus "Fisiologi Manusia dan Haiwan" ialah peperiksaan.

Keperluan untuk peperiksaan: adalah perlu untuk memahami asas-asas fungsi penting badan, termasuk mekanisme fungsi sistem organ, sel dan individu. struktur selular, peraturan kerja sistem fisiologi, serta corak interaksi organisma dengan persekitaran luaran.

Manual pendidikan dan metodologi telah dibangunkan sebagai sebahagian daripada program kursus umum "Fisiologi Manusia dan Haiwan" untuk pelajar Fakulti Biologi.

FISIOLOGI PERNAFASAN

Intipati proses pernafasan adalah penghantaran oksigen ke tisu badan, yang memastikan berlakunya tindak balas oksidatif, yang membawa kepada pembebasan tenaga dan pembebasan karbon dioksida dari badan, yang terbentuk sebagai hasil daripada metabolisme.

Satu proses yang berlaku di dalam paru-paru dan melibatkan pertukaran gas antara darah dan persekitaran(udara memasuki alveoli dipanggil luaran, pernafasan paru-paru, atau pengudaraan.

Akibat pertukaran gas dalam paru-paru, darah tepu dengan oksigen dan kehilangan karbon dioksida, i.e. sekali lagi menjadi mampu mengangkut oksigen ke tisu.

Kemas Kini Komposisi Gas persekitaran dalaman badan berlaku disebabkan oleh peredaran darah. Fungsi pengangkutan dijalankan oleh darah kerana pembubaran fizikal CO 2 dan O 2 di dalamnya dan pengikatannya dengan komponen darah. Oleh itu, hemoglobin dapat memasuki tindak balas boleh balik dengan oksigen, dan pengikatan CO 2 berlaku akibat pembentukan sebatian bikarbonat boleh balik dalam plasma darah.

Penggunaan oksigen oleh sel dan pelaksanaan tindak balas oksidatif dengan pembentukan karbon dioksida adalah intipati proses dalaman, atau pernafasan tisu.

Justeru, hanya kajian berurutan Ketiga-tiga bahagian pernafasan boleh memberi gambaran tentang salah satu proses fisiologi yang paling kompleks.

Untuk belajar pernafasan luaran(pengudaraan pulmonari), pertukaran gas dalam paru-paru dan tisu, serta pengangkutan gas dalam darah digunakan pelbagai kaedah, membenarkan penilaian fungsi pernafasan semasa rehat, dengan aktiviti fizikal dan pelbagai kesan pada badan.

KERJA MAKMAL No 1

PNEUMOGRAFI

Pneumografi adalah pendaftaran pergerakan pernafasan. Ia membolehkan anda menentukan kekerapan dan kedalaman pernafasan, serta nisbah tempoh penyedutan dan pernafasan. Pada orang dewasa, bilangan pergerakan pernafasan adalah 12-18 seminit pada kanak-kanak, pernafasan lebih kerap. Pada kerja fizikal ia berganda atau lebih. Semasa kerja otot, kedua-dua kekerapan dan kedalaman pernafasan berubah. Perubahan dalam irama pernafasan dan kedalamannya diperhatikan semasa menelan, bercakap, selepas menahan nafas, dsb.

Tiada jeda antara dua fasa pernafasan: penyedutan terus bertukar menjadi hembusan dan hembusan nafas menjadi penyedutan.

Sebagai peraturan, penyedutan sedikit lebih pendek daripada pernafasan. Masa penyedutan adalah berkaitan dengan masa menghembus nafas, seperti 11:12 atau bahkan seperti 10:14.

Sebagai tambahan kepada pergerakan pernafasan berirama yang memberikan pengudaraan paru-paru, pergerakan pernafasan khas boleh diperhatikan dari semasa ke semasa. Sebahagian daripada mereka timbul secara refleks (pergerakan pernafasan pelindung: batuk, bersin), yang lain secara sukarela, berkaitan dengan fonasi (ucapan, nyanyian, bacaan, dll.).

Pendaftaran pergerakan pernafasan dada dijalankan menggunakan peranti khas - pneumograph. Rekod yang terhasil - pneumogram - membolehkan anda menilai: tempoh fasa pernafasan - penyedutan dan pernafasan, kekerapan pernafasan, kedalaman relatif, pergantungan frekuensi dan kedalaman pernafasan pada keadaan fisiologi badan - rehat, kerja, dll.

Pneumografi adalah berdasarkan prinsip penghantaran udara pergerakan pernafasan dada ke tuil tulisan.

Pneumograf yang paling biasa digunakan pada masa ini ialah ruang getah bujur yang diletakkan di dalam bekas kain, disambungkan secara hermetik oleh tiub getah ke kapsul Marais. Dengan setiap penyedutan, dada mengembang dan memampatkan udara dalam pneumograf. Tekanan ini dihantar ke dalam rongga kapsul Marais, penutup getah elastiknya naik, dan tuil yang terletak di atasnya menulis pneumogram.

Bergantung pada sensor yang digunakan, pneumografi boleh dilakukan cara yang berbeza. Yang paling mudah dan paling mudah diakses untuk merakam pergerakan pernafasan ialah sensor pneumatik dengan kapsul Marais. Untuk pneumografi, rheostat, tolok terikan dan penderia kapasitif boleh digunakan, tetapi dalam kes ini peranti penguat dan rakaman elektronik diperlukan.

Untuk bekerja anda perlukan: kymograph, manset sphygmomanometer, kapsul Marais, tripod, tee, tiub getah, pemasa, larutan ammonia. Objek kajian ialah seseorang.

Menjalankan kerja. Pasang pemasangan untuk merakam pergerakan pernafasan, seperti ditunjukkan dalam Rajah. 1, A. Cuff dari sphygmomanometer dipasang pada bahagian paling mudah alih dada subjek (untuk pernafasan perut ini akan menjadi sepertiga bawah, untuk pernafasan dada - sepertiga tengah dada) dan disambungkan menggunakan tee dan getah tiub ke kapsul Marais. Melalui tee, membuka pengapit, sedikit udara dimasukkan ke dalam sistem rakaman, memastikan bahawa terlalu banyak tekanan tinggi membran getah kapsul tidak pecah. Selepas memastikan bahawa pneumograph dikuatkan dengan betul dan pergerakan dada dihantar ke tuil kapsul Marais, hitung bilangan pergerakan pernafasan seminit, dan kemudian tetapkan jurutulis secara tangensial ke kymograph. Hidupkan kymograph dan pemasa dan mula merakam pneumogram (subjek tidak boleh melihat pneumogram).

nasi. 1. Pneumografi.

A - rakaman grafik pernafasan menggunakan kapsul Marais; B - pneumogram direkodkan semasa tindakan pelbagai faktor menyebabkan perubahan dalam pernafasan: 1 - cuff lebar; 2 - tiub getah; 3 – tee; 4 - kapsul Marais; 5 – kymograph; 6 - kaunter masa; 7 - tripod sejagat; a - pernafasan yang tenang; b - apabila menyedut wap ammonia; c - semasa perbualan; d - selepas hiperventilasi; d - selepas menahan nafas secara sukarela; e - semasa aktiviti fizikal; b"-e" - tanda pengaruh yang digunakan.

Jenis pernafasan berikut direkodkan pada kimograf:

1) pernafasan yang tenang;

2) pernafasan dalam (subjek secara sukarela mengambil beberapa nafas dalam dan menghembus nafas - kapasiti vital paru-paru);

3) bernafas selepas melakukan aktiviti fizikal. Untuk melakukan ini, subjek diminta, tanpa mengeluarkan pneumograph, untuk melakukan 10-12 squats. Pada masa yang sama, supaya akibat hentakan udara yang tajam, tayar kapsul Marey tidak pecah, pengapit Pean digunakan untuk memampatkan tiub getah yang menyambungkan pneumograf ke kapsul. Sejurus selepas menamatkan squats, pengapit dikeluarkan dan pergerakan pernafasan direkodkan);

4) bernafas semasa mengaji, ucapan sehari-hari, ketawa (perhatikan bagaimana tempoh penyedutan dan hembusan berubah);

5) bernafas apabila batuk. Untuk melakukan ini, subjek membuat beberapa pergerakan batuk menghembus nafas secara sukarela;

6) sesak nafas - dyspnea yang disebabkan oleh menahan nafas anda. Eksperimen dijalankan mengikut urutan berikut. Selepas merakam pernafasan normal (eipnea) dengan subjek duduk, minta dia menahan nafas semasa dia menghembus nafas. Biasanya, selepas 20-30 saat, pemulihan pernafasan secara tidak sengaja berlaku, dan kekerapan dan kedalaman pergerakan pernafasan menjadi lebih besar, sesak nafas diperhatikan;

7) perubahan dalam pernafasan dengan penurunan karbon dioksida dalam udara alveolar dan darah, yang dicapai oleh hiperventilasi paru-paru. Subjek membuat pergerakan pernafasan yang mendalam dan kerap sehingga dia berasa sedikit pening, selepas itu berlaku penahan nafas semula jadi (apnea);

8) apabila menelan;

9) apabila menyedut wap ammonia (kapas yang dibasahkan dengan larutan ammonia dibawa ke hidung subjek ujian).

Beberapa pneumogram ditunjukkan dalam Rajah. 1,B.

Tampal pneumogram yang terhasil ke dalam buku nota anda. Kira bilangan pergerakan pernafasan dalam 1 minit di keadaan yang berbeza pendaftaran pneumogram. Tentukan dalam fasa pernafasan menelan dan pertuturan berlaku. Bandingkan sifat perubahan dalam pernafasan di bawah pengaruh pelbagai faktor pendedahan.

KERJA MAKMAL Bil 2

SPIROMETRY

Spirometri ialah kaedah untuk menentukan kapasiti vital paru-paru dan isipadu udara konstituennya. Kapasiti penting paru-paru (VC) ialah jumlah udara terbesar yang boleh dihembus oleh seseorang selepas penyedutan maksimum. Dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan isipadu dan kapasiti paru-paru yang mencirikan keadaan berfungsi paru-paru, serta pneumogram yang menerangkan hubungan antara isipadu dan kapasiti paru-paru dan pergerakan pernafasan. Status berfungsi paru-paru bergantung pada umur, ketinggian, jantina, perkembangan fizikal dan beberapa faktor lain. Untuk menilai fungsi pernafasan pada orang tertentu, isipadu paru-paru yang diukur harus dibandingkan dengan nilai yang sesuai. Nilai wajar dikira menggunakan formula atau ditentukan menggunakan nomogram (Rajah 3), sisihan ± 15% dianggap sebagai tidak ketara. Untuk mengukur kapasiti penting dan isipadu komponennya, spirometer kering digunakan (Rajah 4).

nasi. 2. Spirogram. Isipadu dan kapasiti paru-paru:

ROVD - jumlah rizab inspirasi; DO - isipadu pasang surut; ROvyd - volum rizab ekspirasi; OO - isipadu baki; Evd - kapasiti inspirasi; FRC - kapasiti sisa berfungsi; Kapasiti vital - kapasiti vital paru-paru; TLC - jumlah kapasiti paru-paru.

Isipadu paru-paru:

Isipadu rizab inspirasi(ROVD) - isipadu maksimum udara yang boleh disedut oleh seseorang selepas nafas yang tenang.

Jumlah rizab ekspirasi(ROvyd) - isipadu maksimum udara yang boleh dihembus oleh seseorang selepas menghembus nafas yang tenang.

Isipadu baki(OO) ialah isipadu gas dalam paru-paru selepas hembusan nafas maksimum.

Kapasiti inspirasi(Evd) ialah isipadu maksimum udara yang boleh disedut oleh seseorang selepas menghembus nafas yang tenang.

Kapasiti baki berfungsi(FRC) ialah isipadu gas yang tinggal di dalam paru-paru selepas penyedutan yang tenang.

Kapasiti penting(VC) – isipadu maksimum udara yang boleh dihembus selepas penyedutan maksimum.

Jumlah kapasiti paru-paru(Oel) - isipadu gas dalam paru-paru selepas inspirasi maksimum.

Untuk bekerja anda perlukan: spirometer kering, klip hidung, corong, alkohol, bulu kapas. Objek kajian ialah seseorang.

Kelebihan spirometer kering ialah ia mudah alih dan mudah digunakan. Spirometer kering ialah turbin udara yang diputar oleh aliran udara yang dihembus. Putaran turbin dihantar melalui rantai kinematik ke anak panah peranti. Untuk menghentikan jarum pada penghujung hembusan nafas, spirometer dilengkapi dengan alat brek. Isipadu udara yang diukur ditentukan menggunakan skala peranti. Skala boleh diputar, membenarkan penuding ditetapkan semula kepada sifar sebelum setiap pengukuran. Udara dihembus dari paru-paru melalui corong.

Menjalankan kerja. Corong spirometer disapu dengan bulu kapas yang dibasahkan dengan alkohol. Selepas penyedutan maksimum, subjek menghembus nafas sedalam mungkin ke dalam spirometer. Kapasiti vital vital ditentukan menggunakan skala spirometer. Ketepatan keputusan meningkat jika kapasiti penting diukur beberapa kali dan nilai purata dikira. Untuk pengukuran berulang, adalah perlu untuk menetapkan kedudukan awal skala spirometer setiap kali. Untuk melakukan ini, skala pengukur spirometer kering diputarkan dan pembahagian sifar skala diselaraskan dengan anak panah.

Kapasiti vital vital ditentukan dengan subjek berdiri, duduk dan baring, serta selepas aktiviti fizikal (20 cangkung dalam 30 saat). Perhatikan perbezaan dalam hasil pengukuran.

Kemudian subjek mengambil beberapa hembusan perlahan ke dalam spirometer. Pada masa yang sama, bilangan pergerakan pernafasan dikira. Dengan membahagikan bacaan spirometer dengan bilangan hembusan yang dibuat ke dalam spirometer, tentukan isipadu pasang surut udara.

nasi. 3. Nomogram untuk menentukan nilai kapasiti vital yang sesuai.

nasi. 4. Spirometer udara kering.

Untuk menentukan volum rizab ekspirasi Selepas hembus nafas senyap seterusnya, subjek menghembus nafas secara maksimum ke dalam spirometer. Isipadu rizab ekspirasi ditentukan menggunakan skala spirometer. Ulangi pengukuran beberapa kali dan hitung nilai purata.

Isipadu rizab inspirasi boleh ditentukan dengan dua cara: dikira dan diukur dengan spirometer. Untuk mengiranya, adalah perlu untuk menolak jumlah isipadu udara pernafasan dan rizab (hembus nafas) daripada nilai kapasiti penting. Apabila mengukur isipadu rizab inspirasi dengan spirometer, isipadu udara tertentu ditarik ke dalamnya dan subjek, selepas penyedutan yang tenang, mengambil nafas maksimum dari spirometer. Perbezaan antara isipadu awal udara dalam spirometer dan isipadu yang tinggal di sana selepas inspirasi dalam sepadan dengan isipadu rizab inspirasi.

Untuk menentukan isipadu sisa udara tidak ada kaedah langsung, jadi kaedah tidak langsung digunakan. Mereka boleh berdasarkan prinsip yang berbeza. Untuk tujuan ini, contohnya, plethysmography, oxygemometry dan pengukuran kepekatan gas penunjuk (helium, nitrogen) digunakan. Adalah dipercayai bahawa biasanya isipadu sisa adalah 25-30% daripada kapasiti penting.

Spirometer membolehkan untuk mewujudkan beberapa ciri lain aktiviti pernafasan. Salah satunya ialah jumlah pengudaraan pulmonari. Untuk menentukannya, bilangan kitaran pernafasan seminit didarabkan dengan isipadu pasang surut. Oleh itu, dalam satu minit kira-kira 6000 ml udara biasanya ditukar antara badan dan persekitaran.

Pengudaraan alveolar= kadar pernafasan x (isipadu pasang surut - isipadu ruang “mati”).

Dengan menetapkan parameter pernafasan, anda boleh menilai keamatan metabolisme dalam badan dengan menentukan penggunaan oksigen.

Semasa kerja, adalah penting untuk mengetahui sama ada nilai yang diperoleh untuk orang tertentu berada dalam julat normal. Untuk tujuan ini, nomogram dan formula khas telah dibangunkan yang mengambil kira korelasi ciri individu fungsi pernafasan luaran dan faktor seperti jantina, ketinggian, umur, dsb.

Nilai yang sepatutnya bagi kapasiti vital paru-paru dikira menggunakan formula (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

untuk lelaki -

VC = ((tinggi (cm) x 0.052) – (umur (tahun) x 0.022)) - 3.60;

untuk para wanita -

VC = ((tinggi (cm) x 0.041) - (umur (tahun) x 0.018)) - 2.68.

untuk kanak-kanak lelaki berumur 8 -12 tahun -

VC = ((tinggi (cm) x 0.052) - (umur (tahun) x 0.022)) - 4.6;

untuk lelaki 13 -16 tahun-

VC = ((tinggi (cm) x 0.052) - (umur (tahun) x 0.022)) - 4.2;

untuk perempuan 8 - 16 tahun -

VC = ((tinggi (cm) x 0.041) - (umur (tahun) x 0.018)) - 3.7.

Pada usia 16-17 tahun, kapasiti vital paru-paru mencapai nilai ciri orang dewasa.

Hasil kerja dan reka bentuknya. 1. Masukkan keputusan pengukuran dalam Jadual 1 dan hitung purata nilai vital.

Jadual 1

Nombor ukuran	Kapasiti vital vital (rehat)
	berdiri	duduk
1 2 3 Purata

2. Bandingkan hasil pengukuran kapasiti vital (rehat) semasa berdiri dan duduk. 3. Bandingkan hasil pengukuran kapasiti vital semasa berdiri (rehat) dengan keputusan yang diperoleh selepas melakukan aktiviti fizikal. 4. Kira % nilai wajar, mengetahui penunjuk kapasiti vital yang diperoleh semasa mengukur berdiri (rehat) dan kapasiti vital yang betul (dikira dengan formula):

GELfact. x 100 (%).

5. Bandingkan nilai VC yang diukur oleh spirometer dengan VC yang sesuai yang ditemui menggunakan nomogram. Kira isipadu sisa serta kapasiti paru-paru: jumlah kapasiti paru-paru, kapasiti inspirasi dan kapasiti baki berfungsi. 6. Buat kesimpulan.

KERJA MAKMAL Bil 3

PENENTUAN ISI PADU MINIT RESPIRASI (MOV) DAN ISI PADU PULMONARI

(JUMPA RIZAB INSPIRASIONAL

DAN JUMLAH RIZAB EKSPIRATORAL)

Pengudaraan ditentukan oleh jumlah udara yang disedut atau dihembus setiap unit masa. Isipadu minit pernafasan (MRV) biasanya diukur. Nilainya semasa pernafasan tenang ialah 6-9 liter. Pengudaraan paru-paru bergantung pada kedalaman dan kekerapan pernafasan, yang pada rehat adalah 16 setiap 1 minit (dari 12 hingga 18). Isipadu minit pernafasan adalah sama dengan:

MOD = KEPADA x BH,

di mana DO - isipadu pasang surut; RR - kadar pernafasan.

Untuk bekerja anda perlukan: spirometer kering, klip hidung, alkohol, bulu kapas. Objek kajian ialah seseorang.

Menjalankan kerja. Untuk menentukan isipadu udara pernafasan, subjek ujian mesti menghembus dengan tenang ke dalam spirometer selepas penyedutan yang tenang dan menentukan isipadu pasang surut (TI). Untuk menentukan isipadu simpanan ekspirasi (ERV), selepas hembusan yang tenang dan normal ke dalam ruang sekeliling, hembus dalam-dalam ke dalam spirometer. Untuk menentukan isipadu rizab inspirasi (IRV), tetapkan silinder dalaman spirometer pada tahap tertentu (3000-5000), dan kemudian, tarik nafas tenang dari atmosfera, memegang hidung anda, tarik nafas maksimum dari spirometer. Ulang semua ukuran tiga kali. Isipadu rizab inspirasi boleh ditentukan dengan perbezaan:

ROVD = VITAL - (DO - ROvyd)

Dengan menggunakan kaedah pengiraan, tentukan jumlah DO, ROvd dan ROvd, yang membentuk kapasiti vital paru-paru (VC).

Hasil kerja dan reka bentuknya. 1. Bentangkan data yang diperoleh dalam bentuk jadual 2.

2. Kira isipadu minit pernafasan.

jadual 2

KERJA MAKMAL No 4

Untuk menilai kualiti fungsi paru-paru, ia memeriksa jumlah pasang surut (menggunakan peranti khas - spirometer).

Jumlah pasang surut (TV) ialah jumlah udara yang disedut dan dihembus oleh seseorang semasa bernafas dengan tenang dalam satu kitaran. Biasa = 400-500 ml.

Isipadu pernafasan minit (MRV) ialah isipadu udara yang melalui paru-paru dalam 1 minit (MRV = DO x RR). Normal = 8-9 liter seminit; kira-kira 500 l sejam; 12000-13000 liter sehari. Dengan peningkatan aktiviti fizikal, MOD meningkat.

Tidak semua udara yang disedut mengambil bahagian dalam pengudaraan alveolar (pertukaran gas), kerana sebahagian daripadanya tidak mencapai acini dan kekal di dalamnya saluran pernafasan di mana tiada peluang untuk penyebaran. Isipadu saluran udara sedemikian dipanggil "ruang mati pernafasan". Biasanya untuk orang dewasa = 140-150 ml, i.e. 1/3 HINGGA.

Isipadu rizab inspirasi (IRV) ialah jumlah udara yang boleh disedut oleh seseorang semasa penyedutan maksimum terkuat selepas penyedutan yang tenang, i.e. lebih DO. Biasa = 1500-3000 ml.

Isipadu simpanan ekspirasi (ERV) ialah jumlah udara yang boleh dihembus tambahan oleh seseorang selepas menghembus nafas yang tenang. Biasa = 700-1000 ml.

Kapasiti vital paru-paru (VC) ialah jumlah udara yang boleh dihembus secara maksimum oleh seseorang selepas penyedutan paling dalam (VC=DO+ROVd+ROVd = 3500-4500 ml).

Isipadu paru-paru sisa (RLV) ialah jumlah udara yang tinggal di dalam paru-paru selepas hembusan nafas maksimum. Biasa = 100-1500 ml.

Jumlah kapasiti paru-paru (TLC) ialah jumlah maksimum udara yang boleh ditahan di dalam paru-paru. TEL=VEL+TOL = 4500-6000 ml.

RESAPAN GAS

Komposisi udara yang disedut: oksigen - 21%, karbon dioksida - 0.03%.

Komposisi udara yang dihembus: oksigen - 17%, karbon dioksida - 4%.

Komposisi udara yang terkandung dalam alveoli: oksigen - 14%, karbon dioksida -5.6%.

Semasa anda menghembus nafas, udara alveolar bercampur dengan udara dalam saluran pernafasan (dalam "ruang mati"), yang menyebabkan perbezaan yang ditunjukkan dalam komposisi udara.

Peralihan gas melalui penghalang hematik udara adalah disebabkan oleh perbezaan kepekatan pada kedua-dua belah membran.

Tekanan separa ialah bahagian tekanan yang jatuh pada gas tertentu. Pada tekanan atmosfera 760 mm Hg, tekanan separa oksigen ialah 160 mm Hg. (iaitu 21% daripada 760), dalam udara alveolar tekanan separa oksigen ialah 100 mm Hg, dan karbon dioksida ialah 40 mm Hg.

Voltan gas ialah tekanan separa dalam cecair. Ketegangan oksigen dalam darah vena ialah 40 mm Hg. Oleh kerana kecerunan tekanan antara udara alveolar dan darah - 60 mm Hg. (100 mm Hg dan 40 mm Hg), oksigen meresap ke dalam darah, di mana ia mengikat hemoglobin, menukarkannya kepada oksihemoglobin. Darah yang mengandungi sejumlah besar oksihemoglobin dipanggil arteri. 100 ml darah arteri mengandungi 20 ml oksigen, 100 ml darah vena mengandungi 13-15 ml oksigen. Juga, sepanjang kecerunan tekanan, karbon dioksida memasuki darah (kerana ia terkandung dalam kuantiti yang banyak dalam tisu) dan karbhemoglobin terbentuk. Di samping itu, karbon dioksida bertindak balas dengan air, membentuk asid karbonik (mangkin tindak balas ialah enzim karbonik anhidrase, yang terdapat dalam sel darah merah), yang terurai menjadi proton hidrogen dan ion bikarbonat. Ketegangan CO 2 dalam darah vena ialah 46 mm Hg; dalam udara alveolar - 40 mm Hg. (kecerunan tekanan = 6 mmHg). Resapan CO 2 berlaku daripada darah ke persekitaran luaran.

Salah satu kaedah utama untuk menilai fungsi pengudaraan paru-paru yang digunakan dalam amalan pemeriksaan buruh perubatan adalah spirografi, yang membolehkan anda menentukan jumlah pulmonari statistik - kapasiti vital (VC), kapasiti baki berfungsi (FRC), isipadu paru-paru sisa, jumlah kapasiti paru-paru, isipadu pulmonari dinamik - isipadu pasang surut, isipadu minit, pengudaraan maksimum.

Keupayaan untuk mengekalkan sepenuhnya komposisi gas darah arteri belum lagi menjamin ketiadaan kegagalan paru-paru pada pesakit dengan patologi bronkopulmonari. Arterialisasi darah boleh dikekalkan pada tahap yang hampir normal disebabkan oleh overstrain pampasan mekanisme yang menyediakannya, yang juga merupakan tanda kegagalan pulmonari. Mekanisme sedemikian termasuk, pertama sekali, fungsi pengudaraan.

Kecukupan parameter pengudaraan volumetrik ditentukan oleh “ isipadu paru-paru dinamik", yang termasuk isipadu pasang surut Dan isipadu minit pernafasan (MOV).

Jumlah pasang surut sedang berehat orang yang sihat adalah kira-kira 0.5 l. Kerana MAUD diperoleh dengan mendarabkan kadar metabolisme basal yang diperlukan dengan faktor 4.73. Nilai yang diperoleh dengan cara ini terletak dalam julat 6-9 l. Walau bagaimanapun, perbandingan nilai sebenar MAUD(ditentukan di bawah keadaan kadar metabolisme basal atau hampir dengannya) dengan betul hanya masuk akal untuk penilaian ringkasan perubahan nilai, yang mungkin termasuk kedua-dua perubahan dalam pengudaraan itu sendiri dan gangguan dalam penggunaan oksigen.

Untuk menilai penyimpangan pengudaraan sebenar dari norma, perlu diambil kira Faktor penggunaan oksigen (KIO 2)- nisbah O2 yang diserap (dalam ml/min) kepada MAUD(dalam l/min).

berdasarkan faktor penggunaan oksigen keberkesanan pengudaraan boleh dinilai. Pada orang yang sihat, CI adalah purata 40.

Pada KIO 2 di bawah 35 ml/l pengudaraan adalah berlebihan berhubung dengan oksigen yang digunakan ( hiperventilasi), dengan peningkatan KIO 2 di atas 45 ml/l yang kita bicarakan hipoventilasi.

Satu lagi cara untuk menyatakan kecekapan pertukaran gas bagi pengudaraan pulmonari adalah dengan mentakrifkan setara pernafasan, iaitu isipadu udara berventilasi setiap 100 ml oksigen yang digunakan: tentukan nisbah MAUD kepada jumlah oksigen yang digunakan (atau karbon dioksida - DE karbon dioksida).

Dalam orang yang sihat, 100 ml oksigen yang digunakan atau karbon dioksida yang dibebaskan disediakan oleh isipadu udara berventilasi hampir 3 l/min.

Pada pesakit dengan patologi paru-paru gangguan fungsi kecekapan pertukaran gas dikurangkan, dan penggunaan 100 ml oksigen memerlukan lebih banyak pengudaraan daripada orang yang sihat.

Apabila menilai keberkesanan pengudaraan, peningkatan kadar pernafasan(BH) dianggap sebagai tanda tipikal kegagalan pernafasan, adalah dinasihatkan untuk mengambil kira perkara ini semasa pemeriksaan buruh: dengan tahap I kegagalan pernafasan, kadar pernafasan tidak melebihi 24, dengan tahap II ia mencapai 28, dengan III ijazah Lubang hitam itu sangat besar.

Pemulihan perubatan / Ed. V. M. Bogolyubova. Buku I. - M., 2010. ms 39-40.

Pengudaraan adalah proses yang berterusan dan terkawal untuk mengemas kini komposisi gas udara yang terkandung di dalam paru-paru. Pengudaraan paru-paru dipastikan dengan memasukkan ke dalamnya udara atmosfera, kaya dengan oksigen, dan mengeluarkan gas yang mengandungi lebihan karbon dioksida semasa menghembus nafas.

Pengudaraan pulmonari dicirikan oleh jumlah minit pernafasan. Semasa rehat, orang dewasa menyedut dan menghembus 500 ml udara pada kekerapan 16-20 kali seminit (minit 8-10 l), bayi yang baru lahir bernafas lebih kerap - 60 kali, kanak-kanak berumur 5 tahun - 25 kali setiap minit. Isipadu saluran pernafasan (di mana pertukaran gas tidak berlaku) ialah 140 ml, udara berbahaya yang dipanggil; oleh itu, 360 ml memasuki alveoli. Pernafasan yang jarang dan dalam mengurangkan jumlah ruang yang berbahaya, dan ia adalah lebih berkesan.

Isipadu statik termasuk kuantiti yang diukur selepas selesai manuver pernafasan tanpa mengehadkan kelajuan (masa) pelaksanaannya.

Penunjuk statik termasuk empat isipadu pulmonari primer: - isipadu pasang surut (VT - VT);

Isipadu rizab inspirasi (IRV);

Isipadu rizab ekspirasi (ERV);

Isipadu sisa (RO - RV).

Dan juga bekas:

Kapasiti vital paru-paru (VC - VC);

Kapasiti inspirasi (Evd - IC);

Kapasiti baki berfungsi (FRC - FRC);

Jumlah kapasiti paru-paru (TLC).

Kuantiti dinamik mencirikan halaju isipadu aliran udara. Mereka ditentukan dengan mengambil kira masa yang digunakan untuk melakukan manuver pernafasan. Penunjuk dinamik termasuk:

Isipadu ekspirasi paksa pada saat pertama (FEV 1 - FEV 1);

Kapasiti penting paksa (FVC);

Aliran ekspirasi (PEV) puncak volumetrik (PEV), dsb.

Isipadu dan kapasiti paru-paru orang yang sihat ditentukan oleh beberapa faktor:

1) ketinggian, berat badan, umur, bangsa, ciri-ciri perlembagaan seseorang;

2) sifat elastik tisu paru-paru dan saluran pernafasan;

3) ciri-ciri kontraktil otot inspirasi dan pernafasan.

Untuk menentukan isipadu dan kapasiti pulmonari, kaedah spirometri, spirografi, pneumotachometry dan plethysmography badan digunakan.

Untuk perbandingan hasil pengukuran isipadu dan kapasiti paru-paru, data yang diperoleh mesti dikaitkan dengan keadaan standard: suhu badan 37 o C, tekanan atmosfera 101 kPa (760 mm Hg), kelembapan bandingan 100%.

Jumlah pasang surut

Isipadu pasang surut (TV) ialah isipadu udara yang disedut dan dihembus semasa pernafasan biasa, bersamaan dengan purata 500 ml (dengan turun naik dari 300 hingga 900 ml).

Daripada jumlah ini, kira-kira 150 ml adalah isipadu udara dalam ruang mati berfungsi (FSD) dalam laring, trakea, dan bronkus, yang tidak mengambil bahagian dalam pertukaran gas. Peranan fungsian HFMP ialah ia bercampur dengan udara yang disedut, melembapkan dan memanaskannya.

Jumlah rizab ekspirasi

Isipadu simpanan ekspirasi ialah isipadu udara bersamaan dengan 1500-2000 ml yang boleh dihembus oleh seseorang jika, selepas hembusan biasa, dia menghembus nafas secara maksimum.

Isipadu rizab inspirasi

Isipadu rizab inspirasi ialah isipadu udara yang boleh disedut oleh seseorang jika, selepas penyedutan biasa, dia menarik nafas maksimum. Sama dengan 1500 - 2000 ml.

Kapasiti penting

Kapasiti vital paru-paru (VC) ialah jumlah maksimum udara yang dihembus selepas penyedutan paling dalam. Kapasiti vital penting adalah salah satu petunjuk utama keadaan alat pernafasan luaran, digunakan secara meluas dalam perubatan. Bersama-sama dengan isipadu baki, i.e. isipadu udara yang tinggal di dalam paru-paru selepas hembusan terdalam, kapasiti vital membentuk jumlah kapasiti paru-paru (TLC).

Biasanya, kapasiti vital adalah kira-kira 3/4 daripada jumlah kapasiti paru-paru dan mencirikan isipadu maksimum di mana seseorang boleh mengubah kedalaman pernafasannya. Semasa pernafasan yang tenang, orang dewasa yang sihat menggunakan sebahagian kecil daripada kapasiti penting: menyedut dan menghembus 300-500 ml udara (jumlah yang dipanggil pasang surut). Dalam kes ini, jumlah rizab inspirasi, i.e. jumlah udara yang dapat disedut tambahan oleh seseorang selepas penyedutan yang tenang, dan jumlah rizab hembusan, sama dengan jumlah udara yang dihembus tambahan selepas hembusan yang tenang, purata kira-kira 1500 ml setiap satu. Semasa aktiviti fizikal, jumlah pasang surut meningkat disebabkan oleh penggunaan rizab penyedutan dan hembusan.

Kapasiti penting adalah penunjuk mobiliti paru-paru dan dada. Walaupun namanya, ia tidak mencerminkan parameter pernafasan dalam keadaan sebenar ("kehidupan"), kerana walaupun dengan keperluan yang paling tinggi, badan diletakkan pada sistem pernafasan, kedalaman pernafasan tidak pernah mencapai nilai maksimum yang mungkin.

Dari sudut pandangan praktikal, adalah tidak sesuai untuk mewujudkan satu piawaian "tunggal" untuk kapasiti vital paru-paru, kerana nilai ini bergantung pada beberapa faktor, khususnya pada umur, jantina, saiz badan dan kedudukan, dan tahap kecergasan.

Dengan usia, kapasiti vital paru-paru berkurangan (terutama selepas 40 tahun). Ini disebabkan oleh penurunan keanjalan paru-paru dan mobiliti dada. Wanita mempunyai purata 25% kurang daripada lelaki.

Hubungan dengan ketinggian boleh dikira menggunakan persamaan berikut:

VC=2.5*tinggi (m)

Kapasiti penting bergantung pada kedudukan badan: dalam kedudukan menegak ia lebih besar sedikit daripada kedudukan mendatar.

Ini dijelaskan oleh fakta bahawa dalam kedudukan menegak paru-paru mengandungi kurang darah. Dalam orang terlatih (terutamanya perenang dan pendayung) ia boleh mencapai sehingga 8 l, kerana atlet mempunyai alat bantu yang sangat maju. otot pernafasan(pectoralis major dan minor).

Isipadu baki

Isipadu sisa (VR) ialah isipadu udara yang kekal di dalam paru-paru selepas hembusan nafas maksimum. Sama dengan 1000 - 1500 ml.

Jumlah kapasiti paru-paru

Jumlah (maksimum) kapasiti paru-paru (TLC) ialah jumlah pernafasan, rizab (penyedutan dan hembus nafas) dan isipadu baki dan ialah 5000 - 6000 ml.

Kajian volum pasang surut adalah perlu untuk menilai pampasan bagi kegagalan pernafasan dengan meningkatkan kedalaman pernafasan (sedutan dan hembusan).

Kapasiti vital paru-paru. Pendidikan jasmani dan sukan yang sistematik menyumbang kepada perkembangan otot pernafasan dan pengembangan dada. Sudah 6-7 bulan selepas mula berenang atau berlari, kapasiti vital paru-paru atlet muda boleh meningkat sebanyak 500 cc. dan banyak lagi. Penurunannya adalah tanda terlalu banyak kerja.

Kapasiti penting paru-paru diukur dengan alat khas - spirometer. Untuk melakukan ini, mula-mula tutup lubang dalam silinder dalam spirometer dengan penyumbat dan nyah kuman pada corongnya dengan alkohol. Selepas menarik nafas panjang, hembus dalam-dalam melalui corong. Dalam kes ini, udara tidak boleh melepasi corong atau melalui hidung.

Pengukuran diulang dua kali, dan hasil tertinggi direkodkan dalam diari.

Kapasiti penting paru-paru pada manusia berkisar antara 2.5 hingga 5 liter, dan dalam sesetengah atlet ia mencapai 5.5 liter atau lebih. Kapasiti penting paru-paru bergantung pada umur, jantina, perkembangan fizikal dan faktor lain. Penurunan lebih daripada 300 cc mungkin menunjukkan terlalu banyak kerja.

Adalah sangat penting untuk belajar bagaimana untuk menarik nafas dalam-dalam dan mengelak daripada menahannya. Jika semasa rehat kadar pernafasan biasanya 16-18 seminit, maka semasa aktiviti fizikal, apabila badan memerlukan lebih banyak oksigen, frekuensi ini boleh mencapai 40 atau lebih tinggi. Jika anda mengalami pernafasan cetek yang kerap atau sesak nafas, anda perlu berhenti bersenam, catatkan ini dalam diari pemantauan diri anda dan dapatkan nasihat doktor.

Isipadu pasang surut dan kapasiti vital adalah ciri statik yang diukur semasa satu kitaran pernafasan. Tetapi penggunaan oksigen dan pembentukan karbon dioksida berlaku secara berterusan di dalam badan.

Oleh itu, keteguhan komposisi gas darah arteri tidak bergantung pada ciri-ciri satu kitaran pernafasan, tetapi pada kadar pengambilan oksigen dan penyingkiran karbon dioksida dalam jangka masa yang panjang. Ukuran kelajuan ini, sedikit sebanyak, boleh dianggap sebagai isipadu minit pernafasan (MVR), atau pengudaraan pulmonari, i.e. isipadu udara yang melalui paru-paru dalam 1 minit. Isipadu minit pernafasan dengan pernafasan automatik seragam (tanpa penyertaan kesedaran) adalah sama dengan produk isipadu pasang surut dengan bilangan kitaran pernafasan dalam 1 minit. Semasa rehat pada seorang lelaki, ia adalah purata 8000 ml atau 8 liter seminit)" (500 ml x 16 nafas seminit). Adalah dipercayai bahawa isipadu minit pernafasan memberikan maklumat tentang pengudaraan paru-paru, tetapi sama sekali tidak. menentukan kecekapan pernafasan Dengan jumlah pasang surut 500 ml, semasa penyedutan, alveoli pertama kali menerima 150 ml udara yang terletak di saluran pernafasan, iaitu, dalam ruang mati anatomi, dan yang memasukinya pada penghujung pernafasan sebelumnya . Ini sudah digunakan udara yang memasuki ruang mati anatomi Oleh itu, apabila anda menyedut 500 ml udara "segar" dari atmosfera, 350 ml udara "segar" yang disedut 150 ml terakhir Udara "segar" mengisi ruang mati anatomi dan tidak mengambil bahagian dalam pertukaran gas dengan darah dalam 1 minit dengan jumlah pasang surut 500 ml dan 16 nafas pada minit pertama, tidak 8 liter udara atmosfera akan melalui alveoli. tetapi 5.6 liter (350 x 16 = 5600), yang dipanggil pengudaraan alveolar. Apabila isipadu pasang surut dikurangkan kepada 400 ml, untuk mengekalkan nilai yang sama bagi isipadu minit pernafasan, kadar pernafasan harus meningkat kepada 20 nafas setiap 1 minit (8000: 400). Dalam kes ini, pengudaraan alveolar adalah 5000 ml (250 x 20) dan bukannya 5600 ml, yang diperlukan untuk mengekalkan komposisi gas darah arteri yang berterusan. Untuk mengekalkan homeostasis gas darah arteri, adalah perlu untuk meningkatkan kadar pernafasan kepada 22-23 nafas seminit (5600: 250-22.4). Ini menunjukkan peningkatan dalam isipadu pernafasan minit kepada 8960 ml (400 x 22.4). Dengan jumlah pasang surut 300 ml, untuk mengekalkan pengudaraan alveolar dan, dengan itu, homeostasis gas darah, kadar pernafasan harus meningkat kepada 37 nafas seminit (5600: 150 = 37.3). Dalam kes ini, isipadu minit pernafasan ialah 11100 ml (300 x 37 = 11100), i.e. akan meningkat hampir 1.5 kali ganda. Oleh itu, jumlah minit pernafasan itu sendiri tidak menentukan keberkesanan pernafasan.
Seseorang boleh mengawal pernafasan ke atas dirinya sendiri dan, sesuka hati, bernafas dengan perut atau dadanya, menukar kekerapan dan kedalaman pernafasan, tempoh penyedutan dan hembusan nafas, dsb. Walau bagaimanapun, tidak kira bagaimana dia mengubah pernafasannya, dalam keadaan rehat fizikal jumlah udara atmosfera , memasuki alveoli dalam 1 minit)", harus kekal lebih kurang sama, iaitu, 5600 ml, untuk memastikan komposisi gas darah normal,
keperluan sel dan tisu untuk oksigen dan untuk penyingkiran karbon dioksida yang berlebihan. Jika anda menyimpang dari nilai ini ke mana-mana arah, komposisi gas darah arteri berubah. Mekanisme homeostatik penyelenggaraannya segera diaktifkan. Mereka berkonflik dengan nilai pengudaraan alveolar yang sengaja dibentuk terlalu tinggi atau kurang dianggarkan. Dalam kes ini, rasa selesa bernafas hilang, dan sama ada rasa kekurangan udara atau rasa ketegangan otot. Oleh itu, mengekalkan komposisi gas darah yang normal sambil memperdalam pernafasan, i.e. dengan peningkatan jumlah pasang surut, ia hanya mungkin dengan mengurangkan kekerapan kitaran pernafasan, dan, sebaliknya, dengan peningkatan frekuensi pernafasan, mengekalkan homeostasis gas mungkin hanya dengan penurunan serentak dalam jumlah pasang surut.
Sebagai tambahan kepada isipadu minit pernafasan, terdapat juga konsep pengudaraan paru-paru maksimum (MVV) - isipadu udara yang boleh melalui paru-paru dalam 1 minit pada pengudaraan maksimum. Pada lelaki dewasa yang tidak terlatih, pengudaraan maksimum semasa aktiviti fizikal boleh melebihi jumlah minit pernafasan semasa rehat sebanyak 5 kali. Pada orang yang terlatih, pengudaraan maksimum boleh mencapai 120 liter, i.e. isipadu pernafasan minit boleh meningkat 15 kali ganda. Dengan pengudaraan maksimum paru-paru, nisbah isipadu pasang surut dan kadar pernafasan juga penting. Dengan nilai pengudaraan maksimum paru-paru yang sama, pengudaraan alveolar akan lebih tinggi pada kadar pernafasan yang lebih rendah dan, dengan itu, pada volum pasang surut yang lebih besar Akibatnya, dalam darah arteri Pada masa yang sama, lebih banyak oksigen boleh masuk dan lebih banyak karbon dioksida boleh keluar.

Lebih lanjut mengenai topik ISI ISI MINIT PERNAFASAN:

1. PARU-PARU TIDAK MEMPUNYAI UNSUR-UNSUR SENDIRI YANG BOLEH KONTRAK. PERUBAHAN ISI PADU MEREKA ADALAH HASIL PERUBAHAN ISI PADU RONGGA DADA.
2. SIFAT PERNAFASAN MERUPAKAN FAKTOR PENTING DALAM PEMBENTUKAN CIRI-CIRI MORFO-FUNGSI ORGAN DALAMAN PERNAFASAN DALAM MEMELIHARA SIFAT-SIFAT ANJAL AORTA DAN ARTERI, MENENTANG PERKEMBANGAN ATEROSKLEROSIS DAN ARTERI.