text_fields

text_fields

arrow_upward

Спільним всім живих клітин є процес розщеплення органічних молекул послідовним рядом ферментативних реакцій, у результаті вивільняється енергія. Практично будь-який процес, при якому окислення органічних речовин веде до виділення хімічної енергії, називають диханням.Якщо йому потрібний кисень, то дихання називаютьаеробним, а якщо реакції йдуть у відсутності кисню - анаеробнимдиханням. Для всіх тканин хребетних тварин і людини основним джерелом енергії є процеси аеробного окислення, які протікають у мітохондріях клітин, пристосованих для перетворення енергії окислення на енергію резервних макроергічних сполук типу АТФ. Послідовність реакцій, за допомогою яких клітини організму людини використовують енергію зв'язків органічних молекул, називається внутрішнім, тканиннимабо клітиннимдиханням.

Під диханням вищих тварин та людини розуміють сукупність процесів, що забезпечують надходження у внутрішнє середовище організму кисню, використання його для окислення органічних речовин та видалення з організму вуглекислого газу.

Функцію дихання у людини реалізують:

1) зовнішнє, або легеневе, дихання, що здійснює газообмін між зовнішнім і внутрішнім середовищем організму (між повітрям та кров'ю);
2) кровообіг, що забезпечує транспорт газів до тканин та від них;
3) кров як специфічне газотранспортне середовище;
4) внутрішнє або тканинне дихання, що здійснює безпосередній процес клітинного окислення;
5) засоби нейрогуморальної регуляції дихання.

Результатом діяльності системи зовнішнього дихання є збагачення крові киснем та звільнення від надлишку вуглекислоти.

Зміна газового складу крові в легенях забезпечують три процеси:

1) безперервна вентиляція альвеол підтримки нормального газового складу альвеолярного повітря;
2) дифузія газів через альвеолярно-капілярну мембрану в обсязі, достатньому для досягнення рівноваги тиску кисню та вуглекислого газу в альвеолярному повітрі та крові;
3) безперервний кровотік у капілярах легень відповідно до обсягу їх вентиляції.

Місткість легень

text_fields

text_fields

arrow_upward

Загальна ємність. Кількість повітря, що знаходиться в легенях після максимального вдиху, становить загальну ємність легень, величина якої у дорослої людини становить 4100-6000 мл (рис.8.1).
Вона складається з життєвої ємності легень, що є тою кількістю повітря (3000-4800 мл), яке виходить з легень при максимально глибокому видиху після максимально глибокого вдиху, і
залишкового повітря (1100-1200 мл), яке ще залишається в легенях після максимального видиху.

Загальна ємність = Життєва ємність + Залишковий обсяг

Життєва ємністьскладає три легеневі обсяги:

1) дихальний об'єм , Що являє собою об'єм (400 - 500 мл) повітря, що вдихається і видихається при кожному дихальному циклі;
2) резервний обсягвдиху (Додаткове повітря), тобто. той обсяг (1900-3300 мл) повітря, яке можна вдихнути при максимальному вдиху після звичайного вдиху;
3) резервний обсяг видиху (Резервне повітря), тобто. об'єм (700-1000 мл), який можна видихнути при максимальному видиху після звичайного видиху.

Життєва ємність = Резервний об'єм вдиху +Дихальний об'єм + Резервний об'єм видиху

функціональна залишкова ємність. При спокійному диханні після видиху у легенях залишається резервний обсяг видиху та залишковий обсяг. Суму цих обсягів називають функціональною залишковою ємністю,а також нормальною ємністю легень, ємністю спокою, ємністю рівноваги, буферним повітрям.

функціональна залишкова ємність = Резервний об'єм видиху + Залишковий об'єм

Вентиляція легень– це газообмін між альвеолярним повітрям та легкими. Кількісною характеристикою легеневої вентиляції є хвилинний обсяг дихання (МОД) - обсяг повітря, що проходить через легені за 1 хвилину. Визначити МОД можна, якщо знати частоту дихальних рухів (у спокої у дорослої людини становить 16-20 за хвилину) і дихальний обсяг (ДО=350 - 800 мл).

МОД = ЧД ДО = 5000 -16000 мл / хв

Однак у легеневому газообміні бере участь не все повітря, що вентилюється, а лише та його частина, яка досягає альвеол. Справа в тому, що приблизно 1/3 дихального об'єму спокою припадає на вентиляцію так званого анатомічного мертвого простору (МП), заповненого повітрям, яке безпосередньо не бере участі в газообміні і лише переміщається у просвіті повітроносних шляхів при вдиху та видиху. Але іноді деякі з альвеол не функціонують або функціонують частково через відсутність або зменшення кровотоку у прилеглих капілярах. З функціональної точки зору ці альвеоли також є мертвим простором. При включенні альвеолярного мертвого простору до загального мертвого простору останнє називають не анатомічним, а фізіологічним мертвим простором.У здорової людини анатомічний та фізіологічний простори майже рівні, але якщо частина альвеол не функціонує або функціонує лише частково, обсяг фізіологічного мертвого простору може виявитися більшим за анатомічний у кілька разів.

Отже, вентиляція альвеолярних просторів - альвеолярна вентиляція (АВ) - є легеневою вентиляцією за вирахуванням вентиляції мертвого простору.

АВ = ЧД '(ДО-МП)

Інтенсивність альвеолярної вентиляції залежить від глибини дихання: чим глибше дихання (більше ДО), тим інтенсивніша вентиляція альвеол.

Максимальна вентиляція легень (МВЛ)- обсяг повітря, який проходить через легені за 1 хвилину під час максимальних за частотою і глибиною дихальних рухів, Максимальна вентиляція виникає під час інтенсивної роботи, при нестачі вмісту О 2 (гіпоксія) та надлишку СО 2 (гіперкапнія) у повітрі, що вдихається. У умовах МОД може досягати 150 - 200 літрів за 1 хвилину.

Наведені вище показники є динамічними і відображають ефективність функціонування системи дихання в часовому аспекті (зазвичай за 1 хвилину).

Крім динамічних показників зовнішнє дихання оцінюють за статичним показникам (рис.7):

§ дихальний об'єм (ДО) - це обсяг повітря, що вдихається і видихається при спокійному диханні (у дорослої людини становить 350 - 800 мл);

§ резервного обсягу вдиху (РОВД)- Додатковий об'єм повітря, який можна вдихнути понад спокійний вдих при форсованому диханні (РО вд в середньому 1500-2500 мл);

§ резервного обсягу видиху (РОвид)- максимальний додатковий об'єм повітря, який можна видихнути після спокійного видиху (РО вид в середньому 1000-1500 мл);

§ залишковий обсяг легень (00) -об'єм повітря, що залишається у легенях після максимального видиху (ГО = 1000 -1500 мл)

Рис.7. Спірограма при спокійному та форсованому диханні

При спаді легень (при пневмотораксі) більшість залишкового повітря виходить ( колапсний залишковий обсяг = 800-1000 мл), а в легенях залишається мінімальний залишковий обсяг(200-400 мл). Це повітря затримується в так званих повітряних пастках, тому що частина бронхіол спадає раніше альвеол (кінцеві та дихальні бронхіоли не містять хрящів). Ці знання використовуються в судовій медицині для тесту чи живою народилася дитина: легке мертвонародженого тоне у воді, тому що не містить повітря.

Суми легеневих обсягів називають ємностями легень.

Розрізняють такі ємності легень:

1. загальна ємність легень (ОЕЛ)- об'єм повітря, що знаходиться в легенях після максимального вдиху - включає всі чотири об'єми

2. життєва ємність легень (ЖЕЛ)включає дихальний обсяг, резервний обсяг вдиху, резервний обсяг видиху. ЖЕЛ - це обсяг повітря, видиханого з легень після максимального вдиху при максимальному видиху.

ЖЕЛ = ДО + РОвд + РОвид

ЖЕЛ становить у чоловіків 3,5 – 5,0 л, у жінок – 3,0-4,0 л. Розмір ЖЕЛ залежить від зростання, віку, статі, ступеня функціональної підготовки.

З віком цей показник знижується (особливо після 40 років). Це пов'язано зі зниженням еластичності легень та рухливості грудної клітки. У жінок ЖЄЛ у середньому на 25 % менше, ніж у чоловіків. ЖЕЛ залежить від зростання, оскільки величина грудної клітини пропорційна іншим розмірам тіла. ЖЕЛ залежить від ступеня тренованості: особливо велика ЖЕЛ (до 8 л) у плавців та веслярів, оскільки у цих спортсменів добре розвинені допоміжні м'язи (великі та малі грудні).

3. ємність вдиху (ЄВД)дорівнює сумі дихального об'єму та резервного об'єму вдиху, що становить у середньому 2,0 - 2,5 л;

4. функціональна залишкова ємність (ФОЕ)- Об'єм повітря в легенях після спокійного видиху. У легенях при спокійному вдиху та видиху постійно міститься приблизно 2500 мл повітря, що заповнює альвеоли та нижні дихальні шляхи. Завдяки цьому газовий склад альвеолярного повітря зберігається постійному рівні.

При звичайному дослідженні ОЕЛ, ГО та ФОЕ недоступні для вимірювання. Їх визначають за допомогою газоаналізаторів, вивчаючи зміну складу газових сумішей у замкнутому контурі (зміст гелію, азоту).

Для оцінки вентиляційної функції легень, стану дихальних шляхів, вивчення патерну (малюнку) дихання застосовуються різні методи дослідження: пневмографія, спірометрія, спірографія.

Спірографія (лат. spiro дихати + грец. graphо писати, зображати)- метод графічної реєстрації змін легеневих обсягів при виконанні природних дихальних рухів та вольових форсованих дихальних маневрів.

Спірографія дозволяє отримати низку показників, що описують вентиляцію легень.

У технічному виконанні всі спірографи поділяються на прилади відкритого та закритого типу (рис. 8).

Мал. 8. Схематичне зображення спірографа

В апаратах відкритого типу хворий через клапанну коробку вдихає атмосферне повітря, а повітря надходить в мішок Дугласа або в спірометр Тисо (ємністю 100-200 л), іноді - до газового лічильника, який безперервно визначає його об'єм. Зібраний у такий спосіб повітря аналізують: у ньому визначають величини поглинання кисню та виділення вуглекислого газу за одиницю часу. В апаратах закритого типу використовується повітря дзвони апарату, що циркулює в закритому контурі без повідомлення з атмосферою. Вуглекислий газ, що видихається, поглинається спеціальним поглиначем.

У сучасних приладах, що реєструють зміни обсягу легень при диханні (як відкритого, так і закритого типів), є електронні обчислювальні пристрої для автоматичної обробки результатів вимірювань.

При аналізі спірограм також визначають швидкісні показники. Обчислення швидкісних показників має значення у виявленні ознак бронхіальної обструкції.

§ Об'єм форсованого видиху за 1 с(ОФВ1) - обсяг повітря, що виганяється з максимальним зусиллям з легень протягом першої секунди видиху після глибокого вдиху, тобто. частина ФЖЕЛ, що видихається за першу секунду. Насамперед ОФВ1 відбиває стан великих дихальних шляхів і найчастіше виявляється у відсотках ЖЕЛ (нормальне значення ОФВ1 = 75% ЖЕЛ).

§ індекс Тіффно – відношення ОФВ1/ФЖЕЛ, виражене у %:

ІТ = ОФВ1 ´ 100%

ФЖЕЛ

Він визначається в тесті дихального «поштовху» (тест Тіффно) і полягає у вивченні одиночного форсованого видиху, що дозволяє зробити важливі діагностичні висновки про функціональний стан дихального апарату. Наприкінці видиху інтенсивність дихального потоку обмежується з допомогою компресії дрібних дихальних шляхів (рис.8).

Мал. 9. Схематичне зображення спірограми та її показників

Обсяг форсованого видиху за першу секунду (ОФВ1) у нормі становить щонайменше 70-75 %. Зменшення індексу Тіффно та ОФВ1 є характерною ознакою захворювань, що супроводжуються зниженням бронхіальної прохідності – бронхіальної астми, хронічного обструктивного захворювання легень, бронхоектатичної хвороби та ін.

За спірограмою можна визначити обсяг кисню, споживаного організмом.За наявності системи компенсації кисню у спірографі цей показник визначають за нахилом кривої надходження до нього кисню, за відсутності такої системи – за нахилом спірограми спокійного дихання. Розділивши цей обсяг на число хвилин, протягом яких проводився запис споживання кисню, одержують величину VО 2(Складає 200-400 мл у спокої).

Усі показники легеневої вентиляції мінливі. Вони залежать від статі, віку, ваги, зростання, положення тіла, стану нервової системи хворого та інших факторів. Тому для правильної оцінки функціонального стану легеневої вентиляції абсолютне значення того чи іншого показника є недостатнім. Необхідно зіставляти отримані абсолютні показники з відповідними величинами у здорової людини того ж віку, зростання, ваги та статі – так званими належними показниками.

для чоловіків ДЖЕЛ = 5, 2xР - 0, 029xВ - 3, 2

для жінок ДЖЕЛ = 4, 9xР - 0, 019xВ - 3, 76

для дівчаток від 4 до 17 років при зростанні від 1, 0 до 1, 75 м:

ДЖЕЛ = 3, 75xР - 3, 15

для хлопчиків того ж віку при зростанні до 1, 65 м:

ДЖЕЛ = 4, 53xР - 3, 9, а при зростанні св. 1, 65 м - ДЖЕЛ = 10xР - 12, 85

де Р- зростання (м), В-вік

Таке зіставлення виражається у відсотках стосовно належного показника. Патологічними вважаються відхилення, що перевищують 15-20% від величини належного показника.

Контрольні питання

1. Що таке легенева вентиляція, який її показник характеризує?

2. Що таке анатомічний та фізіологічний мертвий простір?

3. Як визначити альвеолярну вентиляцію?

4. Що таке МВЛ?

5. Які статичні показники використовують із оцінки зовнішнього дихання?

6. Які ємності легень бувають?

7. Від яких чинників залежить величина ЖЕЛ?

8. З якою метою використовують спірографію?

10. Що таке належні показники, як їх визначають?

Дихання- це єдиний процес, який здійснюється цілісним організмом і складається з трьох нерозривних ланок: а) зовнішнього дихання, тобто газообміну між зовнішнім середовищем та кров'ю легеневих капілярів; б) перенесення газів, яке здійснюється системами кровообігу; в) внутрішнього (тканинного) дихання, тобто газообміну між кров'ю та клітиною, у процесі якого клітини споживають кисень та виділяють вуглекислоту (рис. ).

Органи грудної порожнини (а). Периферична та центральна нервова система (б).
а: 1 - порожнина носа, 2 - горло, 3 - трахея, 4 - бронхи, 5 - верхівка легені, 6 - ротова частина глотки, 7 - гілки нижньо-часткового бронха, 8 - діафрагма, 9 - альвеоли.
б: 1 - головний мозок; 2 - спинний мозок; 3 - сідничний нерв; 4 - зоровий нерв; 5 - лицьовий нерв; поперекове сплетення, 11 - крижове сплетення, 12 - стегновий нерв, 13 - замикальний нерв, 14 - ліктьовий нерв, 15 - серединний нерв, 16 - променевий нерв, 17 - плечове сплетення.

Основу тканинного дихання складають складні окислювально-відновлювальні реакції, що супроводжуються звільненням енергії, яка необхідна для життєдіяльності організму.

Працездатність людини (зокрема, спортсмена) визначається переважно тим, скільки кисню (O 2 ) забрано із зовнішнього повітря на кров легеневих капілярів і доставлено у тканини і клітини. Вказані вище три системи дихання тісно пов'язані між собою і мають взаємну компенсацію. Так, при серцевій недостатності настає задишка, при нестачі O 2 в атмосферному повітрі (наприклад, у середньогір'ї) збільшується кількість еритроцитів – переносників кисню, при захворюваннях легень настає тахікардія.

Система зовнішнього дихання

Система зовнішнього дихання складається з легких, верхніх дихальних шляхів та бронхів, грудної клітки та дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма та ін.).

Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям та кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем та звільнення її від надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регуляцією кислотно-лужної рівноваги.

У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процеси - вентиляцію, дифузію та перфузію (кровоток у капілярах легень).

Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним та атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.

Альвеолярна вентиляція дорівнює різниці між об'ємом дихання за хвилину та об'ємом «мертвого» простору, помноженого на число подихів за хвилину. Обсяг вентиляції залежить насамперед від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також стану дихальних м'язів, прохідності бронхів та ін.

Не все повітря, що вдихається, досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг повітря, що вдихається, дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) х 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярною вентиляцією. "Мертвий" простір зростає при глибокому вдиху, його об'єм залежить також від маси тіла та пози обстежуваного.

Дифузія- це процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану до гемоглобіну легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.

Перфузія(зрошення) легенів кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за співвідношенням між вентиляцією та перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з капілярами, що добре перфузуються. При спокійному диханні у людини верхні відділи легені розправляються повніше ніж нижні. При вертикальному положенні нижні відділи перфузуються кров'ю краще ніж верхні.

Легенева вентиляція підвищується паралельно до збільшення споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л/хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти та об'єму дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 дихань за хвилину, а дихальний об'єм - з 15 до 50% життєвої ємності легень (H. Monod, M. Pottier, 1973).

У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру внаслідок високої концентрації вуглекислого газу та водневих іонів за високого рівня молочної кислоти в крові.

Гіпервентиляція, що викликається фізичними навантаженнями, завжди нижча за максимальну вентиляцію, і збільшення дифузної здатності кисню в легенях під час роботи також не є граничним. Тому, якщо відсутня легенева патологія, дихання не обмежує м'язову роботу. Важливий показник – споживання кисню – відображає функціональний стан кардіореспіраторної системи. Існує зв'язок між факторами циркуляції та дихання, що впливають на обсяг споживаного кисню.

Під час фізичних навантажень споживання кисню значно зростає. Це висуває підвищені вимоги до функції серцево-судинної та дихальної систем. Тому кардіореспіраторна система при м'язовій роботі схильна до змін, які залежать від інтенсивності фізичних навантажень.

Дослідження функції зовнішнього дихання у спорті дозволяє поряд із системами кровообігу та крові оцінити функціональний стан спортсмена в цілому та його резервні можливості.

Дослідження починають зі збору анамнезу, потім переходять до огляду, перкусії та аускультації.

Огляд дозволяє визначити тип дихання, встановити наявність чи відсутність задишки (особливо під час тестування) тощо. Визначають три типи дихання: грудний, черевний (діафрагмальний) та змішаний. При грудному типі дихання на вдиху помітно піднімаються ключиці та відбувається рух ребер. При цьому типі дихання обсяг легень зростає головним чином за рахунок руху верхніх та нижніх ребер. При черевному типі дихання збільшення обсягу легенів відбувається в основному за рахунок руху діафрагми – на вдиху вона опускається вниз, дещо зміщуючи органи черевної порожнини. Тому стінка живота на вдиху при черевному типі дихання злегка випинається. У спортсменів, як правило, змішаний тип дихання, де беруть участь обидва механізми збільшення об'єму грудної клітки.

Перкусія(побиття) дозволяє визначити зміну (якщо вона є) щільності легень. Зміни у легенях є наслідком деяких захворювань (запалення легень, туберкульоз та інших.).

Аускультація(Вислуховування) визначає стан повітроносних шляхів (бронхів, альвеол). При різних захворюваннях органів дихання прослуховуються характерні звуки - різні хрипи, посилення чи ослаблення дихального шуму тощо.

Дослідження зовнішнього дихання проводять за показниками, що характеризують вентиляцію, газообмін, вміст та парціальний тиск кисню та вуглекислого газу в артеріальній крові та за іншими параметрами. Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрами, спірографами та спеціальними апаратами відкритого та закритого типу. Найбільш зручно спірографічне дослідження, при якому на паперовій стрічці, що рухається, записується крива - спірограма (рис. ). За цією кривою, знаючи масштаб шкали апарату та швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легень (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легень (МВЛ) ), залишковий обсяг легень (ОО), загальну ємність легень (ОЕЛ). Крім того, досліджується сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність та ін.

Спірограма: 1 – МОД; 2 - ЖЕЛ, 3 - дихальний об'єм (ДО); 4 – резервний обсяг вдиху; 5 - резервний обсяг видиху; 6 - проба Тіффно-Вотчала; 7 - МВЛ

Легенева вентиляція пов'язана із функцією дихальних м'язів (рис. ). Рухи легень відбуваються внаслідок скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухами частин грудної стінки та діафрагми. Дихальні м'язи – це ті м'язи, скорочення яких змінює об'єм грудної клітки.

Споживання кисню дихальними м'язами в нормі та при патології (емфізема легень)

Вдих створюється розширенням грудної клітини (порожнини) і є активним процесом. Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагма. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів.

Видих у спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, що створюють умови для вдиху. Розслаблення пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітині положення пасивного видиху. При посиленому видиху на додаток до інших груп м'язів діють внутрішні міжреберні м'язи, а також черевні м'язи.

Об'єм легень при вдиху не завжди однаковий. Об'єм повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).

Параметри дихальної системи

Залишкове повітря(ОВ) - обсяг повітря, що залишилося в легких, що не повернулися у вихідне положення.

(ЧД) - кількість подихів за 1 хв. Визначення ЧД виробляють за спірограмою або рух грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб – 16-18 за хвилину, у спортсменів – 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 за 1 хв.

Глибина дихання(ДО) - обсяг повітря спокійного вдиху чи видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від зростання, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.

Хвилинний об'єм дихання(МОД) характеризує функцію зовнішнього дихання.

У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в альвеолах, що не перфузуються, в газообміні не беруть участі, тому що не приходить у зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване «мертве» простір.

Частина дихального об'єму, що бере участь у газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним об'ємом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найбільш істотна частина зовнішнього дихання, так як вона є тим обсягом повітря, що вдихається за 1 хв, який обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.

МОД вимірюється добутком ЧД на ДО. У здорових осіб ЧД - 16-18 на хвилину, а ДН коливається в межах 350-750 мл, у спортсменів ЧД - 8-12 мл, а ДН - 900-1300 мл. Збільшення МОД (гіпервентиляція) спостерігається внаслідок збудження дихального центру, утруднення дифузії кисню та ін.

У спокої МОД становить 5-6 л, при напруженому фізичному навантаженні може зростати в 20-25 разів і досягати 120-150 л за 1 хв і більше. Збільшення МОД знаходиться у прямій залежності від потужності виконуваної роботи, але тільки до певного моменту, після якого зростання навантаження не супроводжується збільшенням МОД.

Навіть за найважчого навантаження МОД ніколи не перевищує 70-80% рівня максимальної вентиляції. Розрахунок належної величини МОД заснований на тому, що у здорових осіб із кожного літра провентильованого повітря поглинається приблизно 40 мл кисню (це так званий коефіцієнт використання кисню - KІ).

Належний МОД = належне споживання кисню / 40

а належну величину поглинання кисню розраховують за такою формулою:

належний основний обмін (у ккал) / 7,07

де належний основний визначають за таблицями Гарріс-Бенедикт; 7,07 - число, отримане при множенні калорійної цінності 1 л кисню (4,91 ккал) на число хвилин на добу (1440 хв) та поділене на 1000.

Таблиці Гарріс-Бенедикта

Таблиці Гарріс-Бенедикта для визначення основного обміну людини:

Вентиляційним еквівалентом(ВЕ) називаються співвідношення між МОД та величиною споживання кисню. У стані спокою 1 л кисню в легенях поглинається із 20-25 л повітря. При тяжкому фізичному навантаженні вентиляційний еквівалент збільшується і досягає 30-35 л. Під впливом тренування на витривалість вентиляційний еквівалент при стандартному навантаженні зменшується. Це свідчить про більш економне дихання у тренованих осіб.

(ЖЕЛ) складається з дихального об'єму легень, резервного об'єму вдиху та резервного об'єму видиху. ЖЕЛ залежить від статі, віку, розміру тіла та тренованості. ЖЕЛ становить у середньому у жінок 2,5-4 л, а у чоловіків – 3,5-5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л.

Абсолютні значення ЖЕЛ мало показові через індивідуальні коливання. Оцінюючи стану обстежуваного рекомендується розраховувати «належні» величини.

Для розрахунку ЖЕЛ зазвичай використовують формулу Anthony та Vernath (1961), в основу якої покладено величину основного обміну (ккал/24 год). Її знаходять за таблицями Гарріс-Бенедикта відповідно до статі, віку та маси тіла.

ДЖЕЛ = величина основного обміну (ккал) х до,

де до - Коефіцієнт: 2,3 у жінок, 2,6 - у чоловіків. Величину основного обміну (ккал) визначаємо за таблицями Гарріс-Бенедикта, де знаходять фактор зростання (Б) та фактор ваги (А). Сума А+Б є належна величина основного обміну. Належний основний обмін, як і ЖЕЛ, залежить від статі, віку, зростання та ваги, легко визначається за спеціальними таблицями і виражається в кілокалоріях. Для вираження відношення у відсотках фактичної ЖЕЛ до належної користуються формулою:

(фактична ЖЕЛ / належна ЖЕЛ) х 100

ЖЕЛ вважається нормальною, якщо становить 100% належної величини. Для оцінки ДЖЕЛ можна скористатися номограмою (рис. ). ЖЕЛ виражається у відсотках до ДЖЕЛ.

Номограма з метою оцінки життєвої ємності легень (VС, мл). З'єднуючи пряму лінію (1) відповідні пункти на шкалах «Вік» та «Відносна маса», на лінії А відзначають точку перетину. Від цієї точки проводять пряму лінію (2) на шкалу "Зростання". Крапка перетину зі шкалою VC і буде належною величиною життєвої ємності легень (ДЖЕЛ). Межі норми: х(2) = 1200 мл (Amrein et al., 1969)

Номограма для визначення належної життєвої ємності легень залежно від зростання та віку

Загальна ємність легень(ОЕЛ) являє собою суму ЖЕЛ і залишкового об'єму легень, тобто повітря, яке залишається в легенях після максимального видиху і може бути визначено лише побічно. У молодих здорових осіб – 75-80%. ОЕЛ займає ЖЕЛ, а решта посідає залишковий обсяг. У спортсменів частка ЖЕЛ у структурі ОЕЛ збільшується, що сприятливо позначається на ефективності вентиляції.

Максимальна вентиляція легень(МВЛ) – це гранично можлива кількість повітря, яка може бути провентильована через легені в одиницю часу. Зазвичай форсоване дихання проводиться протягом 15 с і множиться на 4. Це буде величина МВЛ. Великі коливання МВЛ знижують діагностичну цінність визначення абсолютного значення цих величин. Тому отриману величину МВЛ призводять до належної. Для визначення належної МВЛ користуються формулою:

належна МВЛ = 1/2ЖЕЛ х 35,

або з використанням основного обміну за таблицею А. Телічінаса (19б8); чи за номограмою (рис. ).

Номограма з метою оцінки максимальної хвилинної вентиляції легень (MMV). З'єднуючи пряму лінію (1) відповідні пункти на шкалах «маса» і «зростання», знаходять точку перетину зі шкалою «Поверхня тіла». Потім цю точку з'єднують прямою (2) з відповідним пунктом на шкалі «Вік» і на місці перетину цієї лінії зі шкалою MMV знаходять належну величину максимальної вентиляції (Amrein et al., 1969)

Зниження МВЛ відбувається внаслідок зменшення обсягу вентильованої легеневої тканини та зниження бронхіальної прохідності, гіподинамії. У чоловіків віком 20-30 років МВЛ коливається від 100 до 180 (в середньому 140 л/хв), у жінок – від 70 до 120 л/хв. У високорослих спортсменів з добре розвиненою дихальною мускулатурою МВЛ іноді досягає 350 л/хв, у спортсменок – 250 л/хв (W. Hollmann, 1972).

Таким чином, МВЛ найбільш точно і повно характеризує функцію зовнішнього дихання в порівнянні з іншими спірографічними показниками.

Оцінки та проби функцій дихання

Для оцінки бронхіальної прохідностівикористовують тест ФЖЕЛ (форсована життєва ємність легень). Обстеженому пропонують максимально глибоко вдихнути та швидко видихнути. ФЖЕЛ у здорових осіб нижче за ЖЕЛ на 200-300 мл. Тіффно запропонував вимірювати ФЖЕЛ за першу секунду. У нормі ФЖЕЛ за секунду становить щонайменше 70% ЖЕЛ.

Пневмотахометріяпроводиться пневмотахометром Б.Є. Отчала. Методом пневмотахометрії визначають швидкість повітряного струменя при максимально швидкому вдиху та видиху. У здорових осіб цей показник коливається у чоловіків від 5 до 8 л/с, у жінок – від 4 до 6 л/с. Відзначено залежність пневмотахометричного показника від ЖЕЛ та віку. Виявлено, що чим більше ЖЕЛ, тим вища максимальна швидкість видиху. Пневмотахометричний показник залежить від бронхіальної прохідності, сили дихальної мускулатури спортсмена, його віку, статі та функціонального стану.

Величину максимальної швидкості видиху порівнюють з належними величинами, розрахованими за формулою:

належна величина видиху = ЖЕЛ х 1,2

Різниця фактичної та належної величин у здорових людей не повинна бути понад 15% від належного рівня. У здорових осіб показник видиху більший за вдих. З підвищенням тренованості відзначається переважання максимальної швидкості вдиху над видихом. Збільшення швидкості вдиху у спортсменів пояснюється підвищенням резервних можливостей легень.

Об'єм повітря, що залишається в легенях після максимального видиху(ОО) найбільш повно і точно характеризує газообмін у легенях.

Одним з основних показників зовнішнього дихання є газообмін (аналіз респіраторних газів - вуглекислоти та кисню в альвеолярному повітрі), тобто поглинання кисню та виведення вуглекислоти. Газообмін характеризує зовнішнє дихання на етапі «альвеолярне повітря – кров легеневих капілярів». Він досліджується шляхом газової хроматографії.

Функціональна проба Розенталядозволяє судити про функціональні можливості дихальної мускулатури. Проба проводиться на спірометрі, де у обстежуваного 4-5 разів поспіль з інтервалом 10-15 с визначають ЖЕЛ. У нормі одержують однакові показники. Зниження ЖЕЛ протягом дослідження свідчить про стомлюваність дихальних м'язів.

Пневмотонометричний показник(ПТП, мм рт. ст.) дає можливість оцінити силу дихальної мускулатури, яка є основою процесу вентиляції. ПТП знижується при гіподинамії, при тривалих перервах у тренуваннях, при перевтомі та ін. Дослідження проводиться пневмотонометр В.І. Дубровського та І.І. Дерябіна (1972). Досліджуваний виробляє видих (або вдих) у мундштук апарату. У нормі у здорових осіб ПТП у середньому становить у чоловіків на видиху 328±17,4 мм рт. ст., на вдиху – 227 ± 4,1 мм рт. ст., у жінок, відповідно, - 246±1,8 та 200±7,0 мм рт. ст. При захворюваннях легень, гіподинамії, перевтомі ці показники знижуються.

При фізичних навантаженнях, особливо в циклічних видах спорту (лижні перегони, марафонський біг, веслування академічне та ін), дихальна мускулатура є лімітуючим фактором.

На рис. показано функцію легень у стані спокою та м'язового навантаження. Загальна ємність легень під час навантаження може дещо зменшуватись через збільшення внутрішньоторакального об'єму крові. У стані спокою дихальний обсяг (ДО) становить 10-15% ЖЕЛ (450-600 мл), при фізичному навантаженні може досягати 50% ЖЕЛ. Таким чином, у людей з великою ЖЕЛ дихальний об'єм за умов інтенсивної фізичної роботи може становити 3-4 л. Як видно на рис. , ДЗ збільшується головним чином за рахунок резервного обсягу вдиху. Резервний обсяг видиху навіть при тяжкому фізичному навантаженні змінюється незначно. Оскільки під час фізичної роботи залишковий обсяг збільшується, а функціональна залишкова ємність практично не змінюється, ЖЕЛ дещо зменшується.

Функція легень у стані спокою (А) та при максимальному фізичному навантаженні (Б).
Частота дихання (fR) 10-15 та 40-50 хв-1 відповідно 1 - дихальний об'єм; 2 – резервний обсяг видиху; 3 – резервний обсяг вдиху; 4 – залишковий обсяг; 5 – внутрішньоторакальний об'єм крові.
МГВд - максимально глибокий вдих; НВд – нормальний вдих; НВи – нормальний видих; МГВи - максимально глибокий видих; а – життєва ємність легень; б - функціональний залишковий об'єм, в - загальний об'єм легень

Проби Штанге та Генчі дають деяке уявлення про здатність організму протистояти нестачі кисню.

Проба Штанге. Вимірюється максимальний час затримки дихання після глибокого вдиху. При цьому рот має бути закритий і ніс затиснутий пальцями. Здорові люди затримують дихання загалом на 40-50 з; спортсмени високої кваліфікації – до 5 хв, а спортсменки – від 1,5 до 2,5 хв.

З покращенням фізичної підготовленості внаслідок адаптації до рухової гіпоксії час затримки наростає. Отже, збільшення цього показника при повторному обстеженні розцінюється (з урахуванням інших показників) як поліпшення підготовленості (тренованості) спортсмена.

Проба Генчі. Після неглибокого вдиху зробити видих та затримати дихання. У здорових людей час затримки дихання становить 25-30 секунд. Спортсмени здатні затримати подих на 60-90 с. При хронічному стомленні час затримки дихання різко зменшується.

Значення проб Штанге та Генчі збільшується, якщо вести спостереження постійно, у динаміці.

Англійська
дихання- Breath
грудна порожнина - thoracic cavity
система зовнішнього дихання – respiratory system
параметри дихальної системи – parameters of the respiratory system
таблиці Гарріс-Бенедикта – Table Harris-Benedict
оцінки та спроби функцій дихання – evaluation and tests of respiratory function

Для фрідайвера легені є основним "робочим інструментом" (звичайно, після головного мозку), тому нам важливо розуміти пристрій легень і весь процес дихання. Зазвичай, коли ми говоримо про дихання, ми маємо на увазі зовнішнє дихання чи вентиляцію легень – єдиний помітний для нас процес у ланцюзі дихання. І розглядати подих треба починати саме з нього.

Будова легень та грудної клітки

Легкі являють собою пористий орган, схожий на губку, що нагадує у своїй будові скупчення окремих бульбашок або виноградне гроно з великою кількістю ягід. Кожна «ягода» - це легенева альвеола (легеневий пляшечку) - місце, де відбувається виконання основної функції легень - газообмін. Між повітрям альвеол та кров'ю лежить повітряно-кров'яний бар'єр, утворений дуже тонкими стінками альвеоли та кровоносного капіляра. Саме через цей бар'єр відбувається дифузія газів: з альвеоли в кров надходить кисень, а з крові в альвеолу вуглекислий газ.

Повітря до альвеолів надходить по повітроносних шляхах - Трохея, бронхи і дрібніші бронхіоли, які завершуються альвеолярними мішками. Розгалуження бронхів і бронхіол формує частки (права легеня має 3 частки, ліве - 2 частки). У середньому в обох легенях є близько 500-700 млн. альвеол, дихальна поверхня яких становить від 40 м2 при видиху до 120 м2 при вдиху. При цьому більша кількість альвеол знаходиться у нижніх відділах легень.

Бронхи та трахея мають у своїх стінках хрящову основу і тому досить жорсткі. Бронхіоли і альвеоли мають м'які стінки і тому можуть спадатися, тобто злипатися, як повітряна кулька, що спустила, якщо в них не підтримувати якийсь тиск повітря. Щоб цього не сталося, легкі, як єдиний орган, з усіх боків покритий плеврою – міцною герметичною оболонкою.

Плевра має два шари – два листки. Один листок щільно прилягає до внутрішньої поверхні жорсткої грудної клітки, інший – оточує легені. Між ними перебуває плевральна порожнина, у якій підтримується негативний тиск. Завдяки цьому легені перебувають у розправленому стані. Негативний тиск у плевральній щілині обумовлено еластичною тягою легень, тобто постійним прагненням легень зменшити свій обсяг.

Еластична тяга легень зумовлена ​​трьома факторами:
1) пружністю тканини стінок альвеол внаслідок наявності в них еластичних волокон
2) тонусом бронхіальних м'язів
3) поверхневим натягом плівки рідини, що покриває внутрішню поверхню альвеол.

Жорсткий каркас грудної клітки складають ребра, які гнучко, завдяки хрящам та суглобам, приєднуються до хребта та суглобів. Завдяки цьому грудна клітина збільшує і зменшує свій обсяг, зберігаючи при цьому жорсткість, необхідну для захисту органів, що знаходяться в грудній порожнині.

Для того, щоб вдихнути повітря, нам необхідно створити в легенях тиск нижчий, ніж атмосферний, а щоб видихнути вищий. Таким чином, для вдиху необхідне збільшення об'єму грудної клітки, для видиху – зменшенням об'єму. Насправді більшість зусиль дихання витрачається на вдих, у нормальних умовах видих здійснюється з допомогою пружних властивостей легких.

Основним дихальним м'язом є діафрагма - куполообразная м'язова перегородка між порожниною грудної клітки і черевною порожниною. Умовно її кордон можна провести по нижньому краю ребер.

При вдиху діафрагма скорочується, розтягуючись активною дією у бік нижніх внутрішніх органів. При цьому стисливі органи черевної порожнини відтісняються вниз і в сторони, розтягуючи стінки черевної порожнини. При спокійному вдиху купол діафрагми спускається приблизно 1.5 див, відповідно збільшується вертикальний розмір грудної порожнини. При цьому нижні ребра дещо розходяться, збільшуючи обхват грудної клітки, що особливо помітно в нижніх відділах. При видиху діафрагма пасивно розслаблюється і підтягується сухожиллями, що утримують її, у свій спокійний стан.

Крім діафрагми, у збільшенні обсягу грудної клітини беруть участь також зовнішні косі міжреберні та міжхрящові м'язи. В результаті підйому ребер збільшується зміщення грудини вперед і відходження бічних частин ребер убік.

При дуже глибокому інтенсивному диханні або при підвищенні опору вдиху в процес збільшення об'єму грудної клітки включається ряд допоміжних дихальних м'язів, які можуть піднімати ребра: сходові, великі та малі грудні, передня зубчаста. До допоміжних м'язів вдиху належать також м'язи, що розгинають грудний відділ хребта і фіксують плечовий пояс при опорі на відкинуті назад руки (трапецієподібна, ромбоподібна, що піднімає лопатку).

Як говорилося вище, спокійний вдих протікає пасивно, на тлі розслаблення м'язів вдиху. При активному інтенсивному видиху «підключаються» м'язи черевної стінки, у результаті обсяг черевної порожнини зменшується і підвищується тиск у ній. Тиск передається на діафрагму та піднімає її. Внаслідок скорочення внутрішніх косих міжреберних м'язів відбувається опускання ребер та зближення їх країв.

Дихальні рухи

У звичайному житті, поспостерігавши за собою та своїми знайомими, можна побачити як дихання, що забезпечується в основному діафрагмою, так і дихання, що забезпечується в основному роботою міжреберних м'язів. І це у межах норми. М'язи плечового поясу частіше підключаються при серйозних захворюваннях або інтенсивній роботі, але майже ніколи – відносно здорових людей у ​​нормальному стані.

Вважається, що дихання, що забезпечується переважно рухами діафрагми, характерно більше для чоловіків. У нормі вдих супроводжується незначним випинанням черевної стінки, видих - незначним її втягненням. Це черевний тип дихання.

У жінок найчастіше зустрічається грудний тип дихання, що забезпечується в основному роботою міжреберних м'язів. Це може бути пов'язане з біологічною готовністю жінки до материнства і, як наслідок, із утрудненістю черевного дихання під час вагітності. При цьому типі дихання найбільш помітні рухи здійснює грудина та ребра.

Дихання, при якому активно рухаються плечі та ключиці, забезпечується роботою м'язів плечового пояса. Вентиляція легень у своїй малоефективна і стосується лише верхівок легких. Тому такий тип дихання називається верхівковим. У звичайних умовах такий тип дихання практично не зустрічається і використовується або в ході тих чи інших гімнастик або розвивається за серйозних захворювань.

У фрідайвінгу ми вважаємо, що черевний тип дихання або дихання животом є найбільш природним та продуктивним. Про це йдеться при заняттях йогою і пранаямою.

По-перше, тому, що в нижніх частках легень перебуває більше альвеол. По-друге, дихальні рухи пов'язані з нашою вегетативною нервовою системою. Дихання животом активує парасимпатичну нервову систему – педаль гальма для організму. Грудне дихання активує симпатичну нервову систему – педаль газу. При активному та довгому верхівковому диханні відбувається перестимуляція симпатичної нервової системи. Це працює в обидві сторони. Так люди, що панікують, завжди дихають верхівковим диханням. І навпаки, якщо якийсь час спокійно дихати животом, відбувається заспокоєння невральної системи та уповільнення всіх процесів.

Легкові обсяги

При спокійному диханні людина вдихає та видихає близько 500 мл (від 300 до 800 мл) повітря, цей об'єм повітря називається дихальним обсягом. Крім звичайного дихального об'єму при максимально глибокому вдиху, людина може вдихнути ще приблизно 3000 мл повітря - це резервний обсяг вдиху. Після звичайного спокійного видиху звичайна здорова людина напругою м'язів видиху здатна «видавити» з легенів ще близько 1300 мл повітря – це резервний обсяг видиху.

Сума зазначених обсягів складає життєву ємність легень (ЖЕЛ): 500 мл + 3000 мл + 1300 мл = 4800 мл.

Як бачимо, природа підготувала для нас майже десятикратний запас по можливості прокачувати повітря через легені.

Дихальний обсяг – кількісне вираження глибини дихання. Життєва ємність легень визначає максимальний обсяг повітря, який може бути введений або виведений з легенів протягом одного вдиху або видиху. Середня життєва ємність легень у чоловіків становить 4000 – 5500 мл, у жінок – 3000 – 4500 мл. Фізичні тренування та різні розтяжки грудної клітки дозволяють збільшити ЖЕЛ.

Після максимального глибокого видиху у легенях залишається близько 1200 мл повітря. Це - залишковий обсяг. Більша його частина може бути видалена з легенів лише при відкритому пневмотораксі.

Залишковий обсяг визначається в першу чергу еластичністю діафрагми та міжреберних м'язів. Збільшення рухливості грудної клітки та зменшення залишкового обсягу – важливе завдання при підготовці до пірнання на великі глибини. Занурення нижче залишкового обсягу для звичайної нетренованої людини - це занурення глибше 30-35 метрів. Один з популярних способів збільшення еластичності діафрагми та зменшення залишкового об'єму легень - регулярне виконання уддіяна бандхі.

Максимальна кількість повітря, що може перебувати в легенях, називається загальною ємністю легень, вона дорівнює сумі залишкового обсягу та життєвої ємності легень (у використаному прикладі: 1200 мл + 4800 мл = 6000 мл).

Об'єм повітря, що знаходиться в легенях наприкінці спокійного видиху (при розслабленій дихальній мускулатурі) називається функціональною залишковою ємністю легень. Вона дорівнює сумі залишкового обсягу та резервного обсягу видиху (у використаному прикладі: 1200 мл + 1300 мл = 2500 мл). Функціональна залишкова ємність легень близька до обсягу альвеолярного повітря перед початком вдиху.

Вентиляція легень визначається обсягом повітря, що вдихається або видихається в одиницю часу. Зазвичай вимірюють хвилинний об'єм дихання. Вентиляція легень залежить від глибини та частоти дихання, яка у стані спокою становить від 12 до 18 вдихів на хвилину. Хвилинний обсяг дихання дорівнює добутку дихального обсягу частоту дихання, тобто. приблизно 6-9 л.

Для оцінки легеневих обсягів використовується спірометрія - метод дослідження функції зовнішнього дихання, що включає вимірювання об'ємних і швидкісних показників дихання. Ми рекомендуємо пройти це дослідження всім, хто планує серйозно займатися фрідайвінгом.

Повітря перебуває у альвеолах, а й у повітроносних шляхах. До них відносяться порожнина носа (або рота при ротовому диханні), носоглотка, горло, трахея, бронхи. Повітря, що знаходиться в повітроносних шляхах (за винятком дихальних бронхіол), не бере участі в газообміні. Тому просвіт повітроносних шляхів називають анатомічним мертвим простором. При вдиху останні порції атмосферного повітря входять у мертве місце і, не змінивши свого складу, залишають його при видиху.

Обсяг мертвого анатомічного простору близько 150 мл або приблизно 1/3 дихального об'єму при спокійному диханні. Тобто. з 500 мл повітря, що вдихається в альвеоли надходить лише близько 350 мл. В альвеолах наприкінці спокійного видиху знаходиться близько 2500 мл повітря, тому при кожному спокійному вдиху оновлюється лише 1/7 частина альвеолярного повітря.

• < Назад

Вентиляція легень - безперервний регульований процес оновлення газового складу повітря, що міститься у легенях. Вентиляція легень забезпечується введенням у них атмосферного повітря, багатого на кисень, і виведення при видиху газу, що містить надлишок вуглекислого газу.

Легенева вентиляція характеризується хвилинним об'ємом дихання. У стані спокою доросла людина вдихає і видихає 500 мл повітря при частоті 16-20 разів на хвилину (хвилинний 8-10 л), новонароджений дихає частіше - 60 разів, дитина 5 років - 25 разів на хвилину. Об'єм дихальних шляхів (де газообмін не відбувається) - 140 мл, так зване повітря шкідливого простору; таким чином, альвеоли надходить 360 мл. Рідкісне і глибоке дихання зменшує обсяг шкідливого простору, і воно значно ефективніше.

До статичних обсягів належать величини, які вимірюють після завершення дихального маневру без обмеження швидкості (часу) його виконання.

До статичних показників відносяться чотири первинні легеневі об'єми: - дихальний об'єм (ДО - VT);

Резервний обсяг вдиху (Ровд – IRV);

Резервний обсяг видиху (РОвид - ERV);

Залишковий обсяг (ГО - RV).

А також і ємності:

Життєва ємність легень (ЖЕЛ - VC);

Місткість вдиху (Евд - IC);

Функціональна залишкова ємність (ФОЕ – FRC);

Загальна ємність легень (ОЕЛ – TLC).

Динамічні величини характеризують об'ємну швидкість повітряного потоку. Їх визначають з урахуванням часу, витраченого виконання дихального маневру. До динамічних показників відносяться:

Об'єм форсованого видиху за першу секунду (ОФВ 1 – FEV 1);

Форсована життєва ємність (ФЖЕЛ – FVC);

Пікова об'ємна (PEV) швидкість видиху (ПОСвид - PE) та ін.

Обсяги та ємності легень здорової людини визначає ряд факторів:

1) зростання, маса тіла, вік, расова приналежність, конституційні особливості людини;

2) еластичні властивості легеневої тканини та дихальних шляхів;

3) скорочувальні характеристики інспіраторних та експіраторних м'язів.

Для визначення легеневих обсягів та ємностей використовуються методи спірометрії, спірографії, пневмотахометрії та бодіплетизмографії.

Для сумісності результатів вимірювань легеневих обсягів та ємностей отримані дані повинні співвідноситися зі стандартними умовами: температура тіла 37 о С, атмосферного тиску 101 кПА (760 мм рт ст), відносної вологості 100%.

Дихальний обсяг

Дихальний об'єм (ДО) - це об'єм повітря, що вдихається і видихається при нормальному диханні, що дорівнює в середньому 500 мл (з коливаннями від 300 до 900 мл).

З нього близько 150 мл становить обсяг повітря функціонального мертвого простору (ВФМП) у гортані, трахеї, бронхах, яке не бере участі у газообміні. Функціональна роль ВФМП полягає в тому, що він поєднується з повітрям, що вдихається, зволожуючи і зігріваючи його.

Резервний обсяг видиху

Резервний обсяг видиху - це обсяг повітря, що дорівнює 1500 -2000 мл, який людина може видихнути, якщо після нормального видиху зробить максимальний видих.

Резервний обсяг вдиху

Резервний об'єм вдиху – це об'єм повітря, яке людина може вдихнути, якщо після нормального вдиху зробить максимальний вдих. дорівнює 1500 - 2000 мл.

Життєва ємність легень

Життєва ємність легень (ЖЕЛ) - максимальна кількість повітря, що видихається після найглибшого вдиху. ЖЕЛ є одним із основних показників стану апарату зовнішнього дихання, що широко використовується в медицині. Поруч із залишковим обсягом, тобто. обсягом повітря, що залишається в легенях після найглибшого видиху, ЖЕЛ утворює загальну ємність легень (ОЕЛ).

У нормі ЖЕЛ становить близько 3/4 загальної ємності легень і характеризує максимальний обсяг, у якого людина може змінювати глибину свого дихання. При спокійному диханні здорова доросла людина використовує невелику частину ЖЕЛ: вдихає і видихає 300-500 мл повітря (так званий дихальний об'єм). У цьому резервний обсяг вдиху, тобто. кількість повітря, яке людина здатна додатково вдихнути після спокійного вдиху, і резервний обсяг видиху, рівний обсягу повітря, що додатково видихається після спокійного видиху, становить в середньому приблизно по 1500 мл кожен. Під час фізичного навантаження дихальний обсяг зростає за рахунок використання резервів вдиху та видиху.

Життєва ємність легень є показником рухливості легень та грудної клітки. Незважаючи на назву, вона не відображає параметрів дихання в реальних («життєвих») умовах, тому що навіть при найвищих потребах, які пред'являються організмом до дихальної системи, глибина дихання ніколи не досягає максимального з можливих значень.

З практичної точки зору недоцільно встановлювати «єдину» норму для життєвої ємності легень, оскільки ця величина залежить від ряду факторів, зокрема від віку, статі, розмірів та положення тіла та ступеня тренованості.

З віком життєва ємність легень зменшується (особливо після 40 років). Це пов'язано зі зниженням еластичності легень та рухливості грудної клітки. У жінок у середньому на 25% менше, ніж у чоловіків.

Залежність від зростання можна обчислити за наступним рівнянням:

ЖЕЛ = 2.5 * зростання (м)

ЖЕЛ залежить від положення тіла: у вертикальному положенні вона дещо більша, ніж у горизонтальному положенні.

Пояснюється це тим, що у вертикальному положенні у легенях міститься менше крові. У тренованих людей (особливо у плавців, веслярів) вона може становити до 8 л, оскільки у спортсменів сильно розвинені допоміжні дихальні м'язи (великі та малі грудні).

Залишковий обсяг

Залишковий об'єм (ГО) - це об'єм повітря, що залишається у легенях після максимального видиху. дорівнює 1000 - 1500 мл.

Загальна ємність легень

Загальна (максимальна) ємність легень (ОЕЛ) є сумою дихального, резервних (вдих та видих) та залишкового обсягів і становить 5000 - 6000 мл.

Дослідження дихальних обсягів необхідне оцінки компенсації дихальної недостатності шляхом збільшення глибини дихання (вдиху і видиху).

Життєва ємність легень. Систематичні заняття фізкультурою та спортом сприяють розвитку дихальної мускулатури та розширенню грудної клітки. Вже через 6-7 місяців після початку занять плаванням або бігом життєва ємність легень у юних спортсменів може зрости на 500 куб. и більше. Зниження її – ознака перевтоми.

Вимірюється Життєва ємність легень спеціальним приладом – спірометром. Для цього спочатку закрийте пробкою отвір внутрішнього циліндра спірометра і продезінфікуйте його мундштук спиртом. Після глибокого вдиху зробіть через узятий у рот мундштук глибокий видих. При цьому повітря не повинно проходити повз мундштук або через ніс.

Вимір повторюють двічі, а щоденнику записують найвищий результат.

Життєва ємність легень у людини коливається від 2,5 до 5л, а в деяких спортсменів досягає 5,5л і більше. Життєва ємність легень залежить від віку, статі, фізичного розвитку та інших факторів. Зменшення її більш ніж на 300 куб.см може вказувати на перевтому.

Дуже важливо навчитися повного глибокого дихання, уникати його затримки. Якщо в спокої частота дихання зазвичай дорівнює 16-18 за хв., то при фізичному навантаженні, коли організм потребує більшої кількості кисню, ця частота може досягати 40 і більше. При появі частого поверхневого дихання, задишки потрібно припинити заняття, відзначити це в щоденнику самоконтролю і звернутися до лікаря.