В техническом вузе

7.3.2. Дыхательная система

Исследования функции лѐгких включает в себя комплексное определение вентиляции, диффузии и содержания кислорода и углекислоты в артериальной крови, в покое и при различных нагрузках (искусственное затруднение дыхания, мышечная нагрузка, вдыхание обеднѐнных и обогащѐнных кислородом смесей, введение различных фармакологических веществ и т.д.).
К основным параметрам, характеризующим вентиляцию, относятся лѐгочные, частота и глубина дыхания, мощность вдоха и выдоха, сила дыхательной мускулатуры. Полученные при однократном исследовании в условиях покоя данные для определения их функционального значения оцениваются по отношению к должной величине и выражаются в процентах. Колебания в пределах +15% считаются нормальными.
Тесты, позволяющие судить о параметрах системы транспорта кислорода, обозначаются как аэробные. С помощью анаэробных тестов оценивается способность организма функционировать в условиях двигательной гипоксии, возникающей при интенсивной мышечной работе.
Жизненная ѐмкость лѐгких (ЖЕЛ) – объѐм воздуха, полученный при максимальном выдохе, сделанном после максимального вдоха. Этот показатель характеризует главным образом силу дыхательных мышц, а также эластичность лѐгочной ткани. ЖЕЛ и составляющие еѐ объѐмы определяются методом спирометрии путѐм максимального выдоха в сухой или водяной спирометры после максимального вдоха. При определении ЖЕЛ длительность выдоха по времени не должна превышать длительность задержки дыхания. Измерение желательно повторить несколько раз с интервалом 0,5–1 минут до получения одинакового результата (выражается в см³). В норме у мужчин величина ЖЕЛ составляет 3800–4200 см³, у женщин – 3000–3500 см³.
Величина ЖЕЛ зависит от подвижности лѐгких и грудной клетки, от возраста, пола, физической активности и физической подготовленности, размеров тела и т.д. После 40 лет ЖЕЛ уменьшается тем больше, чем меньше физическая активность человека. Для того, чтобы оценить ЖЕЛ фактическую, еѐ сравнивают с величиной ЖЕЛ, которая должна быть у данного человека (еѐ называют должной), можно пользоваться номограммой, теоретически рассчитанной с учѐтом пола, возраста, роста, веса.
У тренированных людей ЖЕЛ выше, чем у нетренированных и может достигать 6500–7000 см³ у мужчин и 4500–5000 см³ у женщин. Как правило, у женщин ЖЕЛ на 20–25 % меньше, чем у мужчин. Так, например, у «среднего» взрослого здорового мужчины в возрасте 20–30 лет ЖЕЛ составляет 4,8 л, у женщины – 3,6 л, в возрасте 50–60 лет соответственно 3,8 и 3,0 л. У людей с недостаточным физическим развитием или имеющих отклонения в состоянии здоровья ЖЕЛ значительно ниже.
Определение ЖЕЛ до и после физической нагрузки называется динамической спирометрией, причѐм выравнивание ЖЕЛ в норме происходит в течение 2–3 мин. Увеличение времени восстановления свидетельствует о недостаточности аппарата дыхания. Форсированной ЖЕЛ, или спирометрией, называется ЖЕЛ, определѐнная при максимально быстром выдохе. Она составляет 92% ЖЕЛ у мужчин и 90% у женщин. В течение одной секунды выдыхается в норме 83% ЖЕЛ. Длительность форсированного выдоха у здоровых людей равна 1,5–2,5 с. При нарушении бронхиальной проводимости выдох становится длиннее.
Во время мышечной работы увеличивается газообмен, усиливаются функции органов дыхания и кровообращения. Их совместная работа по газообмену оценивается частотой дыхания (ЧД), дыхательным объѐмом, лѐгочной вентиляцией, ЖЕЛ, кислородным долгом и суммарным запросом потребления кислорода.
Дыхательный объѐм – это количество воздуха, которое человек может вдохнуть и выдохнуть в спокойном состоянии. В покое дыхательный объѐм составляет 350–800 мл. Величина дыхательного объѐма зависит от степени тренированности человека к физическим нагрузкам, пола и возраста. Средняя частота дыхания у здорового молодого человека составляет 14–16 циклов в минуту.
Дыхательный цикл – это вдох, выдох и пауза. У спортсменов ЧД может снижаться до 8–10 циклов в минуту за счѐт увеличения глубины дыхания. У женщин ЧД на 1–2 цикла больше, чем у мужчин. При физических нагрузках ЧД увеличивается и может составлять у лыжников и бегунов 25– 28 циклов, у пловцов – 36–45 циклов минуту.
Глубина и частота дыхания связаны обратной зависимостью, т.е. учащѐнное дыхание более поверхностное, глубокое – более редкое. Для различных объѐмов вентиляции оптимальной является разное соотношение частоты и глубины дыхания, обеспечивающее максимальное поглощение кислорода в лѐгких. Отношение вдоха к выдоху 1:1,1. Объѐмная скорость дыхания в норме при вдохе в среднем равна 320 мм/с, при выдохе – 220 мм/с.
Дыхание в покое должно быть ритмичным, глубоким. Однако ритм дыхания может меняться при физической нагрузке, в связи с изменением температуры окружающей среды, эмоциональными переживаниями. По частоте дыхания можно судить о величине физической нагрузки.
Большую роль в регуляции кислородного обмена играет углекислота. Между концентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода существуют строго определѐнные соотношения. Удаление углекислого газа – одного из конечных продуктов дыхательного обмена – ещѐ одна важная функция газообмена в лѐгких.