В условиях покоя человек дышит так, что используется только часть всего объема легких, поэтому всегда есть резерв для дополнительного вдоха и выдоха. Но даже при самом глубоком дыхании в легких остается определенное количество воздуха, составляющее остаточный объем .
Общая емкость легких =резервный объем вдоха (2,5 л)+дыхательный объем (500-700 мл)+ резервный объем выдоха (1,5 л) + остаточный объем (1,5 л) =3,5…6 л.
Дыхательный объем – объем воздуха, который входит в легкие при каждом спокойном вдохе и выходит при спокойном выдохе.
Резервные объемы вдоха и выдоха – объемы воздуха, которые человек может произвольно вдохнуть и выдохнуть сверх дыхательного объема.
Жизненная емкость легких – количество воздуха, которое может выдохнуть человек после глубокого вдоха. Она равна сумме дыхательного объема, резервных объемов вдоха и выдоха.
Легочная вентиляция всегда находится в точном соответствии с текущими метаболическими потребностями организма. Увеличение вентиляции происходит как за счет роста дыхательного объема, так и увеличением частоты дыхания.
Не весь воздух, поступающий в легкие, участвует в газообмене, анатомическое мертвое пространство соответствует (в мл) цифре удвоенной массы тела. Функциональное мертвое пространство дополнительно снижает степень газообмена.
Газ в альвеолах имеет постоянный состав, обусловленный буферными функциями мертвого пространства, где воздух увлажняется и нагревается.
В условиях покоя оптимальным является дыхание через нос, хотя при этом сопротивление дыханию возрастает по сравнению с дыханием через рот.
При осуществлении дыхательных движений дыхательные мышцы совершают работу, затрачиваемую на преодоление внутренних и внешних сил. Работа дыхания складывается из энергозатрат на преодоление общего легочного сопротивления (эластичного сопротивления самой легочной ткани и грудной клетки) и преодоления сопротивления потоку воздуха в воздухоносных путях.
Минутному объему дыхания должен соответствовать минутный объем крови, протекающий по сосудам малого круга кровообращения. Вентиляционно-перфузионный коэффициент составляет 0,8-0,9, т. е.
при альвеолярной вентиляции, равной 6 л/мин, минутный объем кровообращения может быть равным 7 л/мин.В атмосфере Земли кислород составляет примерно 21%, или 1/5. Атмосферное давление на уровне моря 760 мм рт.ст. Значит, парциальное давление кислорода примерно соответствует 1/5 этой величины, 160 мм рт.ст., это предельная цифра содержания О 2 в естественных газовых смесях.
В воздухоносных путях воздух постепенно теряет скорость перемещения (конвекции). В респираторных бронхиолях и альвеолах большое значение приобретает диффузия газов. Газы перемещаются по градиенту парциального давления. В альвеолах, где и происходит, контакт альвеолярного газа с капиллярной кровью, напряжение кислорода Р О 2 составляет 103 мм рт.ст., а парциальное давление диоксида углерода Р СО 2 около 40 мм рт.ст. В выдыхаемом воздухе Р О 2 составляет 126 мм рт.ст., а Р СО 2 соответственно 16 мм рт.ст. В артериальной крови Р О 2 соответствует 95 мм рт.ст., в венозной Р О 2 равно 40 мм рт.ст. Р СО 2 артериальной крови соответствует 40 мм рт.ст., а венозной – Р СО 2 приближается к 46 мм рт.ст.
Вектор диффузии дыхательных газов
Поэтому вектор диффузии кислорода постоянно направлен в сторону альвеол и капилляров, а углекислоты – в обратном направлении, из капилляров в атмосферу.
Перенос кислорода из альвеолярного газа в кровь и диоксида углерода из крови в альвеолярный газ происходит исключительно путем диффузии. Движущей силой диффузии диффузии служит градиент парциального давления каждого из газов по обе стороны аэрогематического барьера. Диффузия осуществляется в водной среде. В слое сурфактанта растворимость кислорода повышается.
Аэрогематический барьер состоит из слоя сурфактанта, альвеолярного эпителия, двух основных мембран, эндотелия капилляра и мембраны эритроцита.
Диффузионная способность легких для кислорода достаточно высока. Установлено, что на каждый миллиметр ртутного столба градиента парциального давления кислорода между альвеолярным газом и эритроцитом в кровь поступает путем диффузии 25 мл кислорода в минуту. Этого достаточно для того, чтобы за 0,8 с, что равно времени прохождения отдельным эритроцитом одного легочного капилляра, парциальное давление кислорода в нем успело выравняться с альвеолярным. Даже с большим запасом по времени, поскольку для выравнивания напряжения кислорода в эритроцитах с альвеолярным воздухом достаточно 0,25 с.
Поэтому, если кровоток в капиллярах легких повышается (возрастает линейная скорость движения эритроцитов) при физической нагрузке на организм, и время прохождения капилляров клетками уменьшается до 0,3 с, этого оказывается вполне достаточно для полного газообмена. Для диффузии из крови углекислого газа необходимо всего 0,1 с. Растворимость диоксида углерода в воде превышает этот показатель для кислорода в 25 раз.
Предъявляет достаточно высокие требования к здоровью человека. Постоянные стрессы, повышенные нагрузки, электромагнитные излучения, шум и огромное количество других негативных факторов могут значительно снизить качество и человека. Медицина утверждает, что правильное дыхание -это первое, на что следует обратить внимание при повышенной усталости, нервных расстройствах и других подобных недугах. Высокий уровень развития медицины позволил установить, что регулярные дыхательные тренировки крайне необходимы для поддержания организма в норме, но прежде чем приступать к таким тренировкам, обязательно следует ознакомиться со следующей информацией.
Легкие - это органы воздушного дыхания всех млекопитающих, птиц, большинства земноводных, пресмыкающихся, некоторых рыб и человека.
У человека они являются парням органом дыхания, заложенным в грудной полости и прилегающим с двух сторон к сердцу. Их полная емкость равна 5000 см³.
Человеческие легкие представляют собой конусообразный орган. Основание обращено к диафрагме, а верхушка проступает в области шеи над ключицей. Сами легкие покрыты оболочкой, называющейся плеврой, и состоят из частиц, которые разделены глубокими вырезками. У здорового человека правое легкое больше по объему, размеру и имеет 3 части, а левое - две. В среднем, масса этого органа у взрослого человека - от 374 до 1914 гр., а общая емкость легких в среднем составляет 2680 мл.
Ткань описываемых органов у детей имеет а у взрослых постепенно приобретает темный окрас из-за частиц пыли и угля, откладывающихся в соединительной основе легких.
Легкие у человека снабжены а так же вегетативными и чувствительными нервами.
При вдохе давление в органе ниже, чем атмосферное, а при выдохе - выше. Именно это и дает возможность воздуху проступать внутрь легкого.
Общее количество кислорода, вмещающегося в легкие при максимальном вдохе, называют общей емкостью легких. Она включает в себя резервную емкость органа при вдохе, выдохе, а так же остаточный и дыхательный объем.
Этот показатель представляет собой количество воздуха, поступающее в легкие при спокойном вдохе. Дыхательная емкость легких в среднем составляет примерно 300-800 мл. Объем вдоха в резерве, представляет собой воздух, который можно еще вдохнуть после того, как человек спокойно вдыхает.
При вдохе резервная емкость легких в среднем составляет 2-3 тыс. мл. Именно за счет этого при физической нагрузке возрастает дыхательный объем легких. А этот показатель при выдохе, соответственно, является количеством воздуха, которое возможно выдохнуть после спокойного выдоха. При выдохе резервная емкость легких в среднем составляет от 1 до 1,5 тыс. мл. Остаточный объем воздуха представляет собой количество, оставшееся после наибольшего выдоха, оно равно 1,2-1,5 тыс.мл. в среднем составляет у мужчин - 3,5-4,5 тыс.мл, а у женщин - 3-3,5 тыс. мл.
Нормальное дыхание в медицине называется эйпноэ, учащенное - тахипноэ, а уменьшение частоты - брадипноэ. Отдышка представляет собой дипноэ, а остановка дыхания - апноэ.
Занятия спортом и значительно повышают емкость легких. В среднем, резервы дыхательного аппарата довольно значительны и основной задачей каждого человека является использование и совершенствование их в целях улучшения здоровья.
Так как большинство людей дышит поверхностно, в легкие попадает недостаточное количество воздуха, а к тканям и клеткам малое количество кислорода. По этой причине организм остается полон шлаков, а питательные вещества не полностью усваиваются.
Вы можете предотвратить развитие целлюлита, если научитесь как можно полнее использовать объем своих легких. Следует чаще бывать на природе, дышать глубже, заниматься спортом. Как показывает опыт многих людей, с началом тренировок легкие постепенно расправляются, что дает возможность организму противостоять все большим нагрузкам и очищает его. Наилучшего результата вы добьетесь, совместив занятия спортом с самомассажем.
Для функциональной характеристики дыхания принято использовать различные легочные объемы и емкости. Легочные объемы подразделяются на статические и динамические. Первые измеряют при завершенных дыхательных движениях. Вторые измеряют при проведении дыхательных движений и с ограничением времени на их выполнение. Емкость включает в себя несколько объемов.
Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от следующих показателей: 1) антропометрических индивидуальных характеристик человека и строения дыхательной системы; 2) свойств легочной ткани; 3) поверхностного натяжения альвеол; 4) силы, развиваемой дыхательными мышцами.
Дыхательный объем (ДО) - объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек во время спокойного дыхания (рис. 5). У взрослого человека ДО составляет примерно 500 мл. Величина ДО зависит от условий измерения (покой, нагрузка, положение тела). ДО рассчитывают как среднюю величину после измерения примерно шести спокойных дыхательных движений.
Резервный объем вдоха (РО вд) - максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть испытуемый после спокойного вдоха. Величина РО вд составляет 1,5-1,8 л.
Резервный объем выдоха (РО выд )-максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть после спокойного выдоха. Величина РО выдоха ниже в горизонтальном положении, чем в вертикальном, уменьшается при ожирении. Она равна в среднем 1,0-1,4 л.
Остаточный объем (ОО) - объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. Величина остаточного объема равна 1,0-1,5 л.
Исследование динамических легочных объемов представляет научный и клинический интерес, и их описание выходит за рамки курса нормальной физиологии,
Легочные емкости . Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. У мужчин среднего возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,5-5,0 л и более. Для женщин типичны более низкие величины (3,0-4,0 л). В зависимости от методики измерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когда после полного выдоха производится максимально глубокий вдох и ЖЕЛ выдоха, когда после полного вдоха производится максимальный выдох.
Емкость вдоха (Е вд ) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Е вд составляет в среднем 2,0-2.3 л.
Рисунок 5. Легочные объемы и емкости
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. ФОЕ измеряется методами газовой дилюции, или «разведения газов» и плетизмографически. На величину ФОЕ существенно влияет уровень физической активности человека и положение тела: ФОЕ меньше в горизонтальном положении тела, чем в положении сидя или стоя. ФОЕ уменьшается при ожирении вследствие уменьшения общей растяжимости грудной клетки.
Общая емкость легких (ОЕЛ) - объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами:
ОЕЛ = 00 + ЖЕЛ или ОЕЛ = ФОЕ + Евд. ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.
Измерение легочных объемов и емкостей имеет клиническое значение при исследовании функции системы внешнего дыхания у здоровых людей и при диагностике заболевания легких.
text_fields
text_fields
arrow_upward
Общим для всех живых клеток является процесс расщепления органических молекул последовательным рядом ферментативных реакций, в результате чего высвобождается энергия. Практически любой процесс, при котором окисление органических веществ ведет к. выделению химической энергии, называют дыханием. Если для него требуется кислород, то дыхание называют аэробным , а если же реакции идут в отсутствии кислорода - анаэробным дыханием . Для всех тканей позвоночных животных и человека основным источником энергии являются процессы аэробного окисления, которые протекают в митохондриях клеток, приспособленных для превращения энергии окисления в энергию резервных макроэргических соединений типа АТФ. Последовательность реакций, посредством которых клетки организма человека используют энергию связей органических молекул, называется внутренним, тканевым или клеточным дыханием.
Под дыханием высших животных и человека понимают совокупность процессов, обеспечивающих поступление во внутреннюю среду организма кислорода, использование его для окисления органических веществ и удаление из организма углекислого газа.
Функцию дыхания у человека реализуют:
1) внешнее, или легочное, дыхание, осуществляющее газообмен между наружной и внутренней средой организма (между воздухом и кровью);
2) кровообращение, обеспечивающее транспорт газов к тканям и от них;
3) кровь как специфическая газотранспортная среда;
4) внутреннее, или тканевое, дыхание, осуществляющее непосредственный процесс клеточного окисления;
5) средства нейрогуморальной регуляции дыхания.
Результатом деятельности системы внешнего дыхания является обогащение крови кислородом и освобождение от избытка углекислоты.
Изменение газового состава крови в легких обеспечивают три процесса :
1) непрерывная вентиляция альвеол для поддержания нормального газового состава альвеолярного воздуха;
2) диффузия газов через альвеолярно- капиллярную мембрану в объеме, достаточном для достижения равновесия давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе и крови;
3) непрерывный кровоток в капиллярах легких в соответствии с объемом их вентиляции
Емкость легких
text_fields
text_fields
arrow_upward
Общая емкость
. Количество воздуха, находящееся в легких после максимального вдоха, составляет общую емкость легких, величина которой у взрослого человека составляет 4100-6000 мл (рис.8.1).
Она состоит из жизненной емкости легких, представляющей собой то количество воздуха (3000-4800 мл), которое выходит из легких при максимально глубоком выдохе после максимально глубокого вдоха, и
остаточного воздуха (1100-1200 мл), который еще остается в легких после максимального выдоха.
Общая емкость = Жизненная емкость + Остаточный объем
Жизненная емкость составляет три легочных объема:
1) дыхательный объем
, представляющий собой объем (400- 500 мл) воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый при каждом дыхательном цикле;
2) резервный объем
вдоха
(дополнительный воздух), т.е. тот объем (1900-3300 мл) воздуха, который можно вдохнуть при максимальном вдохе после обычного вдоха;
3) резервный объем выдоха
(резервный воздух), т.е. объем (700- 1000 мл), который можно выдохнуть при максимальном выдохе после обычного выдоха.
Жизненная емкость = Резервный объем вдоха + Дыхательный объем + Резервный объем выдоха
функциональная остаточная емкость . При спокойном дыхании после выдоха в легких остается резервный объем выдоха и остаточный объем. Сумму этих объемов называют функциональной остаточной емкостью, а также нормальной емкостью легких, емкостью покоя, емкостью равновесия, буферным воздухом.
функциональная остаточная емкость = Резервный объем выдоха + Остаточный объем
Рис.8.1. Легочные объемы и емкости.2. Спирометрия. Метод измерения дыхательных объемов и емкостей. Различают следующие дыхательные объемы:
Дыхательный объем – объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает в условиях относительного физиологического покоя. В норме этот показатель у здорового человека может колебаться в диапазоне от 0.4 до 0.5 л.;
Резервный объем вдоха – максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть дополнительно после спокойного вдоха. Величина резервного объема вдоха составляет 1.5 – 1.8 л.
Резервный объем выдоха – максимальный объем воздуха, который дополнительно может выдохнуть человек после спокойного выдоха. В норме это величина может составлять 1.0 – 1.4 л.;
Остаточный объем – объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. У здорового человека эта величина составляет 1.0 – 1.5 литра.
Для характеристики функции внешнего дыхания нередко прибегают к расчету дыхательных емкостей , которые состоят из суммы тех или иных дыхательных объемов:
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – состоит из суммы дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. В норме колеблется от 3 до 5 литров. У мужчин, как правило, этот показатель выше, чем у женщин.
Емкость вдоха – равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека в норме в среднем составляет 2.0 – 2.3 л.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – сумма резервного объема выдоха и остаточного объема. Этот показатель может быть рассчитан методами газового разведения с использованием спирографов закрытого типа. Для определения ФОЕ используют инертный газ гелий, который включают в состав дыхательной смеси.
Vсп х С he 1 = Vсп х С he 2 + ФОЕ х С he 2 , где
Vсп – объем спирографа; С he 1 – концентрация гелия в дыхательной смеси спирографа до начала испытания; С he 2 – концентрация гелия в дыхательной смеси в ходе испытания. Отсюда
ФОЕ = (Vсп(С he 1 -С he 2)/ С he 2 ;
Общая емкость легких – сумма всех дыхательных объемов.
Спирометрия реализуется с помощью специальных приборов- спирометров. Различают спирометры сухие и влажные. На практическом занятии мы оценим дыхательные объемы с использованием различных вариантов спирометров.
3. Спирография – метод, позволяющий регистрировать дыхательную кривую, спирограмму, а затем путем специальных измерений и расчетов производить оценку дыхательных объемов и емкостей (см. рис. 5).
Рис. 5 Спирограмма и дыхательные объемы и емкости. Обозначения: ДО – дыхательный объем; РОВ – резервный объем вдоха; РОВыд.- резервный объем выдоха; ЖЕЛ – жизненная емкость легких.
5. Пневмотахометрия. Метод оценки скорости воздушных потоков. В качестве датчика используют так называемую трубку Флейша, которая соединяется с регистрирующим устройством. Этот показатель используется для оценки состояния дыхательных мышц.
6. Оксигемометрия и оксигемография. Метод используют для оценки степени насыщения крови кислородом. При насыщении крови кислородом она приобретает ярко алый цвет и хорошо проницаема для светового потока. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом имеет темный цвет и плохо проницаема для световых лучей. Оксигемометр содержит светочувствительный элемент и источник света, которые встроены в специальную клипсу и фиксируются на ушную раковину. Световой сигнал преобразуется в электрический ток, амплитуда которого соответствует интенсивности светового потока, прошедшего через ткани ушной раковины. Далее сигнал усиливают и преобразуют в цифру, которая и показывает степень насыщения крови кислородом.
Loading...