Легочная вентиляция это в физкультуре

ЛЁГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Лёгочная вентиляция — аэрация легких с обменом газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, обеспечивающая обновление альвеолярного воздуха и поддержание в нем парциального давления кислорода и углекислого газа на уровне, необходимом для нормального газообмена.

В основе Лёгочной вентиляции лежит дыхательный акт, осуществляемый за счет сокращения дыхательных мышц (см. Дыхание). Мерой Лёгочной вентиляции является минутный объем дыхания, определяемый как произведение частоты дыхания в 1 мин. на дыхательный объем вдоха или выдоха. Частота дыхания (ЧД) в норме колеблется от 10 до 16 дыхательных циклов в 1 мин. Дыхательный объем в норме составляет 300—900 мл и зависит от положения тела — в вертикальном положении он больше, чем в горизонтальном. Дыхательный объем вдоха обычно немного больше, чем выдоха, т. к. объем потребляемого кислорода больше объема выделяемого углекислого газа (см. Дыхательный коэффициент). Глубина вдоха, так же как частота дыхания, зависит от интенсивности физ. нагрузки и состояния организма.

Минутный объем дыхания (МОД) в нормальных условиях зависит от потребности в кислороде и в покое колеблется от 3,2 до 10 л, составляя в среднем 6 л/мин. В связи с вариабельностью МОД даже в норме необходимо сравнивать МОД с его должной величиной, учитывающей индивидуальные особенности данного лица (пол, возраст, рост, массу тела).

При одном и том же значении МОД альвеолярная вентиляция может быть различной: частое и поверхностное дыхание менее рационально, т. к. при нем увеличивается часть дыхательного объема, вентилирующего мертвое пространство (Уд), не достигающего альвеол; при медленном и глубоком дыхании альвеолярная вентиляция более эффективна. Т. о., несмотря на определенное значение МОД в оценке состояния органов дыхания, он не является абсолютным показателем эффективной альвеолярной вентиляции. Измерение МОД, однако, приобретает решающее значение, когда при дыхании воздухом он оказывается ниже должной нормы. В этом случае развивается гиповентиляция, ведущая к гипоксемии (см. Гипоксия), гиперкапнии (см.) и дыхательному ацидозу (см.). Повышенная вентиляция легких наблюдается при многих физиологическмх состояниях вследствие усиления возбуждения дыхательного центра (см.). При выполнении физ. работы, гиперкапнии, в условиях кислородной задолженности и накопления в тканях молочной к-ты, при умеренной степени кислородного голодания развивается гиперпноэ — увеличение Л. в., компенсирующее нарушение газового состава крови. Гипервентиляция, т. е. повышение Л. в. сверх потребностей организма, определяемых уровнем обмена веществ, приводит к гипокапнии (см.) и дыхательному алкалозу (см.). Гипервентиляция может возникать и при произвольном усилении дыхания, а также в условиях перегревания организма.

Для определения соответствия МОД данному лицу вычисляют дыхательный эквивалент (ДЭ) и вентиляционный эквивалент (ВЭ); ДЭ — это объем воздуха (в л), который должен пройти через легкие для поглощения ими 100 мл кислорода; его вычисляют путем деления фактического МОД на должное потребление кислорода, умноженное на 10 (в среднем ДЭ составляет 2,4). ВЭ — это та же величина, но вычисляется по отношению к фактическому потреблению кислорода, а не к должному.

Вследствие сложности структуры легких вдыхаемый воздух даже в норме распределяется в них неравномерно. Так, если на долю правого и левого легкого приходится 55 и 45% всего вентилируемого и потребляемого объемов кислорода соответственно, то и внутри каждого из них вдыхаемый воздух проникает в альвеолы отдельных участков легкого в неодинаковом количестве.

Методы определения равномерности альвеолярной вентиляции основаны на оценке скорости распределения в легких вдыхаемого газа.

По методу «одиночного вдоха» делают однократный вдох чистого кислорода с последующим медленным выдохом в расходомер (см. Газовый счетчик). При этом производится непрерывный анализ концентрации азота в выдыхаемом воздухе, к-рая после относительно стабильного уровня в последних 500 мл выдоха в норме нарастает не более чем на 4% . При нарушениях нарастание концентрации больше, что объясняется неравномерностью распределения газа в различных участках легких при вдохе и различной скоростью истечения газовой смеси при выдохе.

Метод «множественных вдохов» основан на определении скорости вымывания азота из легких при дыхании чистым кислородом. Одна из модификаций этого метода заключается в том, что после 7-минутного дыхания чистым кислородом производится форсированный выдох и в выдыхаемом воздухе определяется концентрация азота, к-рая в норме не превышает 2,5%. При нарушении равномерности вентиляции в гиповентилируемых участках легких остается много азота, который и выделяется при форсированном выдохе.

Потребность организма в кислороде в те или иные моменты времени определяется интенсивностью тканевого обмена (см. Обмен веществ и энергии). Всякое увеличение интенсивности окислительных процессов в организме сопровождается возрастанием потребности в кислороде, увеличением его поглощения и, как следствие, увеличением МОД. Степень использования кислорода вдыхаемого воздуха зависит от глубины дыхания, его частоты, совершенства корреляции между Лёгочной вентиляцией и кровотоком в легких и т. д. Состояние альвеолярных мембран, через которые осуществляется диффузия кислорода, также влияет на степень утилизации кислорода в легких. Существенное влияние на характер дыхания, и в частности на величину МОД, оказывают высшие отделы ц. н. с. Имеется четкая связь между величиной МОД и степенью различных эмоциональных реакций, интенсивностью умственной деятельности, слуховых и других раздражителей. В связи с этим при определении Л. в. следует исключать эмоциональные реакции.

Читайте также:  Треск вентилятора блока питания

Некоторые изменения функции аппарата внешнего дыхания, механизмы адаптации к воздействию каких-либо факторов могут выявляться лишь при использовании специальных проб, или нагрузок, получивших название «функциональные легочные пробы». С их помощью можно выявлять скрытые формы сердечно-легочной недостаточности, которые не обнаруживаются при обычных исследованиях. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) —максимальное количество воздуха, к-рое проходит через легкие за 1 мин. Эта проба является показателем функциональной способности аппарата внешнего дыхания; если жизненная емкость легких (см.) является показателем функц, возможностей у данного лица, то МВЛ отражает, как эти возможности реализуются у него. МВЛ может быть определена спирометрически (см. Спирография), с помощью расходомеров или мешка Дугласа. Обследуемый должен дышать с максимальными частотой и глубиной в течение 15—20 сек., после чего МВЛ приводится к 1 мин. и выражается в процентах к должным нормам. В норме МВЛ составляет 50 — 180 л/мин; она снижается при различных сердечно-легочных заболеваниях.

Резерв дыхания — разница между МВЛ и МОД, показывающая, на сколько может быть увеличена величина Л. в. В норме резерв дыхания составляет 85—90% от величины МВЛ. При дыхательной недостаточности (см.), когда увеличивается МОД и снижается МВЛ, резерв дыхания также снижается; резко уменьшается и его соотношение с МВЛ (в отдельных случаях до 55—50%).

Пробы с дозированной физ. нагрузкой применяются для выявления скрытых форм сердечно-легочной недостаточности и характера адаптации к воздействию каких-либо факторов. Величину, характер и интенсивность нагрузки выбирают в зависимости от целей и задач исследования (приседания, ходьба и бег на месте, ходьба по трехступенчатой двусторонней лестнице, работа на ручном или гребном эргометре, на велоэргометре, плавание в водном третбане и пр.).

Увеличение потребности организма в кислороде при физ. работе удовлетворяется за счет включения приспособительных механизмов: достаточно быстро и адекватно мощности нагрузки увеличиваются МОД и минутный объем крови, отмечается нек-рое увеличение дыхательного коэффициента (ДК). Быстрое возвращение их к исходному уровню в период восстановления (отдыха) свидетельствует о хорошем состоянии сердечнососудистой и дыхательной систем. При недостаточности этих систем отмечается большее увеличение МОД, медленное и недостаточное увеличение потребления кислорода, незначительное возрастание ДК. Поскольку границы функц, способности внешнего дыхания значительно шире, чем системы кровообращения, то увеличение периода восстановления свидетельствует прежде всего о функциональной неполноценности системы кровообращения.

Вентиляционный индекс (показатель) Гаррисона используется для оценки состояния внешнего дыхания и вычисляется как отношение суммы МОД за 2 мин. нагрузки и МОД за 5 мин. восстановления к ЖЕЛ. При 6 круговых восхождениях по трехступенчатой лестнице в норме он равняется 19, при 24 восхождениях — 35,7. При дыхательной недостаточности индекс увеличивается.

В практической работе при решении частных задач применяют дополнительно еще ряд проб: вдыхание чистого азота, гипоксических, гиперкапнических смесей и их комбинаций, гистаминовую пробу и т. д.

Радиоизотопное исследование легочной вентиляции

Для изучения вентиляционной функции различных отделов легкого с помощью радиоактивного ксенона ( 133 Xe), содержащегося во вдыхаемом воздухе, используют специальный радиограф типа «Ксенон». Исследование производят в специальном кресле. Датчики устанавливаются парами: верхние на 5—6 см ниже VII шейного позвонка, на расстоянии 5—6 см от средней линии тела; нижние — на уровне VIII — IX грудных позвонков; средние — на середине расстояния между верхними и нижними детекторами. Исследуемый дышит через закрытую систему «спирограф — больной» в течение 3 мин. Затем на выдохе производит переключение на дыхание из объема спирографа, куда вводят 250—350 мккюри нуклида на 1 л вдыхаемого воздуха. После установки динамического равновесия между концентрацией газа в объеме спирографа и легких исследуемый производит максимальный вдох р задержкой дыхания на 10—15 сек., а затем максимальный выдох также с последующей задержкой дыхания на 10—15 сек. Через 20—30 сек. больного «отключают» от спирографа, но регистрация продолжается до выведения 85—90% радиоактивной газовой смеси. Количественно результаты исследования обычно выражаются в величинах общей емкости легких, жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и остаточного объема (ОО). Сопоставляя радиоспирографические показатели ЖЕЛ, выраженные в условных единицах активности, со спирографическими показателями ЖЕЛ, выраженными в объемных единицах, определяют количество воздуха, соответствующее одной условной единице активности.

Изучение вентиляции и перфузии легких в норме показало, что время смешивания 133 Xe с альвеолярным воздухом легких при обычном для исследуемого ритме дыхания составляет 39,2 ± 6,4, сек., а время выделения нуклида из легких длится 4,5 ±3,7 сек. Наибольший уровень максимального накопления нуклида определяется в нижней зоне и незначительно превышает накопление нуклида в средней зоне. При сравнении степени накопления радиоактивного газа в симметричных отделах обоих легких отмечается превышение показателей вентиляции по всем трем зонам правого легкого над аналогичными зонами левого легкого.

Читайте также:  Решетка вентиляционная из нержавеющей стали 200х200

Исследования вентиляционной функции легких ксеноном, учитывая быстрое выведение нуклида из организма, сопровождаются весьма незначительной лучевой нагрузкой (примерно в 100 раз меньше облучения больного при рентгеноскопии).

Радиопневмографию проводят при обследовании детей с хроническими неспецифическими процессами (бронхоэктатической болезнью, хроническим бронхитом, бронхиальной астмой, эмфиземой и др.) с целью определения степени нарушения вентиляции различных отделов легкого и оценки эффективности различных видов терапии.

Радиопневмографию применяют также при обследовании детей после оперативного лечения с целью определения динамики и степени развития компенсаторных процессов. Метод применим и при обследовании больных хронической пневмонией, состоящих на диспансерном учете.

Библиография: Амосов И. С. и др. Внешнее дыхание при различных положениях тела по данным рентгенофункционального и радиоизотопного исследований, Мед. радиол., т. 21, № И, с. 24, 1976, библиогр.; Гиммельфарб Г. Н. и Остреров Б.М. Наркоз, искусственная вентиляция легких и легочное кровообращение, Ташкент, 1978, библиогр.; Зубовский Г. А. и Павлов Б.Г. Скеннирование внутренних органов, с. 144, М., 1973; Иоффе Л. Ц. и Светышева Ж. А. Механика дыхания (Методы оценки механики самостоятельного дыхания и искусственной вентиляции легких), Алма-Ата, 1975; Физиология дыхания, под ред. Л. Л. Шика, с. 279, Л., 1973; Gоmrоe J. H. Physiology of respiration, Chicago, 1974; West J. B. Ventilation, blood flow and gas exchange, Oxford, 1977.

Л. P. Исеев; И. А. Переслегин (рад.).

Источник

Легочная вентиляция это в физкультуре

а) Дыхание при физической нагрузке. В видах спорта, связанных с рывковыми (спринтерскими) нагрузками, результативность мало зависит от дыхательной функции спортсмена, но для видов спорта, сопряженных с длительной максимальной физической нагрузкой, возможности дыхательной функции являются решающими.

б) Потребление кислорода и легочная вентиляция при физической нагрузке. Нормальное потребление кислорода для молодого человека в покое составляет около 250 мл/мин. Однако при максимальной нагрузке этот показатель может возрастать до следующих средних уровней.

На рисунке ниже показана зависимость между потреблением кислорода и общей вентиляцией легких при разных уровнях нагрузки.

Влияние физической нагрузки на потребление кислорода и минутную вентиляцию легких

На рисунке видно, что эта зависимость — линейная. У хорошо тренированного спортсмена и потребление кислорода, и общая вентиляция легких увеличиваются примерно в 20 раз при изменении интенсивности физической нагрузки от состояния покоя до максимального уровня.

в) Пределы легочной вентиляции. До какой степени мы напрягаем дыхательную систему во время мышечной деятельности? Ответом на этот вопрос может служить сравнение следующих показателей у здорового молодого человека.

Таким образом, максимальные возможности дыхательной системы примерно на 50% выше, чем истинное усиление дыхания во время максимальной мышечной работы. Это создает элемент надежности для спортсменов, обеспечивая им дополнительную вентиляцию, которая может стать необходимой при условиях:

(1) мышечной работы на большой высоте;

(2) физической работы в условиях очень высокой температуры;

(3) патологии дыхательной системы.

Важно отметить, что дыхательная система в норме — не главный ограничивающий фактор в доставке кислорода к мышцам во время их максимального аэробного метаболизма. Мы вскоре увидим, что обычно более значимым ограничивающим фактором является способность сердца доставлять кровь к мышцам.

г) Влияние тренировки на максимальное потребление кислорода (Vo2max). Для обозначения скорости потребления кислорода при максимальном аэробном метаболизме используют аббревиатуру Vo2max. На рисунке ниже показано постепенное влияние спортивной тренировки на Vo2max.

Увеличение Vo2max в течение 7-13 нед спортивных тренировок

Данные получены в результате наблюдений за группой людей, уровень тренированности которых в начале исследования был нулевым, а затем участники выполняли тренировочную программу в течение 7-13 нед. В этом исследовании удивительным был факт увеличения показателя Vo2max только на 10%. Более того, частота тренировок (2 или 5 раз в неделю) мало влияла на увеличение Vo2max. Однако, как указывалось ранее, Vo2max марафонца примерно на 45% выше, чем у нетренированного человека. Частично большая величина Vo2max у марафонца, вероятно, определяется генетически; т.е. больший размер грудной клетки по отношению к размеру тела и более сильные дыхательные мышцы у этих людей позволяют им стать марафонцами. Однако также вероятно, что многолетние тренировки увеличивают Vo2max у марафонцев на величину, значительно большую, чем 10%, которые были зарегистрированы в таких кратковременных экспериментах, как на рисунке выше.

д) Диффузионная способность кислорода у спортсменов. Диффузионная способность кислорода является мерой скорости диффузии кислорода из легочных альвеол в кровь. Величина этого показателя выражается в миллилитрах кислорода, способного диффундировать в 1 мин при разности парциального давления кислорода между альвеолами и кровью в легких, равной 1 мм рт. ст. Следовательно, если парциальное давление кислорода в альвеолах равно 91 мм рт. ст., а давление кислорода в крови составляет 90 мм рт. ст., количество кислорода, которое диффундирует через респираторную мембрану каждую минуту, равно его диффузионной способности. Далее приведены величины разной диффузионной способности.

Читайте также:  Что необходимо знать по вентиляции

Самое удивительное в этих результатах — увеличение в несколько раз диффузионной способности в состоянии максимальной физической нагрузки по сравнению с состоянием покоя. Это связано главным образом с тем, что в покое во многих легочных капиллярах кровоток снижен или даже практически отсутствует, тогда как при максимальной мышечной нагрузке увеличение легочного кровотока ведет к максимальной скорости перфузии всех легочных капилляров, что обеспечивает гораздо большую площадь поверхности, через которую кислород может диффундировать в кровь.

Из этих значений также ясно, что спортсмены с большей минутной потребностью в кислороде имеют более высокую диффузионную способность. Связано ли это с тем, что люди с врожденной повышенной диффузионной способностью выбирают эти типы спорта, или с тем, что каким-то образом процесс тренировки увеличивает диффузионную способность? Ответ неизвестен, но очень вероятно, что тренировка, особенно тренировка на выносливость, действительно играет в этом важную роль.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Легочная вентиляция это в физкультуре

Задачей дыхания является снабжение тканей кислородом и удаление углекислого газа (двуокиси углерода) из организма. Направленный на выполнение этих целей процесс дыхания можно разделить на четыре главные функции: (1) легочная вентиляция, т.е. поступление атмосферного воздуха в альвеолы легких и выведение его из альвеол обратно в атмосферу; (2) диффузионный обмен кислорода и углекислого газа между альвеолами и кровью; (3) транспорт кислорода и углекислого газа кровью и жидкостями организма в клетки тканей и из них; (4) регуляция вентиляции и других процессов дыхания.

Механика легочной вентиляции

а) Мышцы, участвующие в расширении и сжатии легких. Расширять и сжимать легкие можно двумя способами:

(1) движением диафрагмы вниз и вверх, что удлиняет или укорачивает грудную клетку, соответственно;

(2) поднятием и опусканием ребер, что увеличивает или сокращает переднезадний диаметр грудной клетки, соответственно.

Эти два способа показаны на рисунке ниже.

Сужение и расширение грудной клетки во время выдоха и вдоха, показывающее сокращение диафрагмы, функцию межреберных мышц, поднятие и опускание грудной клетки

Нормальное спокойное дыхание совершается почти полностью первым способом, т.е. движением диафрагмы. Во время вдоха сокращение диафрагмы тянет за собой вниз нижние поверхности легких. Во время выдоха диафрагма просто расслабляется и эластическая тяга легких, стенки грудной клетки и органов грудной клетки сдавливает легкие и выдавливает воздух. Однако при форсированном дыхании эластическая тяга оказывается недостаточно мощной для поддержания необходимого при этом быстрого выдоха, и дополнительная мощность создается в основном сокращением мышц стенки живота, что перемещает содержимое брюшной полости вверх к диафрагме и сдавливает легкие.

Второй способ расширения легких — поднятие ребер грудной клетки. Это расширяет легкие, т.к. в обычном состоянии покоя ребра наклонены вниз, как видно на левой стороне рисунке выше, что позволяет грудине уйти назад ближе к позвоночнику. При поднятии ребра грудной клетки устанавливаются почти горизонтально, грудина также движется вперед, удаляясь от позвоночника, что увеличивает переднезадний размер грудной клетки во время вдоха примерно на 20% по сравнению с таковым во время выдоха, поэтому все мышцы, поднимающие грудную клетку, считают мышцами вдоха и все мышцы, опускающие грудную клетку, считают мышцами выдоха. Наиболее важными мышцами, поднимающими грудную клетку, являются наружные межреберные мышцы.

(1) грудино-ключично-сосцевидные мышцы, которые поднимают грудину;

(2) передние зубчатые мышцы, которые поднимают большинство ребер;

(3) лестничные мышцы, которые поднимают первые два ребра.

Среди мышц, тянущих грудную клетку вниз, основными являются:

(1) прямые мышцы живота, которые мощно подтягивают нижние ребра вниз и одновременно вместе с другими мышцами живота придавливают содержимое брюшной полости вверх к диафрагме;

(2) внутренние межреберные мышцы.

На рисунке выше показан также механизм участия наружных и внутренних межреберных мышц во вдохе и выдохе. Слева: во время выдоха ребра направлены вниз, наружные межреберные мышцы растянуты вперед и вниз. При сокращении они подтягивают верхние ребра вперед по отношению к нижним ребрам, что вызывает поднятие ребер и вдох. Внутренние межреберные мышцы действуют, как мышцы выдоха, т.к. они прикреплены к ребрам в обратном направлении и их сокращение вызывает противоположно направленное движение грудной клетки.

Видео физиология этапов дыхания, внешнего дыхания, спирометрии — профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Поделиться с друзьями
Вентилиция и кондиционирование
Adblock
detector