Статические объемы и емкости легких. Исследования легких. Анатомическое мёртвое пространство

Общая емкость легких это максимальный объем воздуха в легких на высоте максимального вдоха. ОЕЛ складывается из жизненной емкости легких и остаточного объема.

ЖЕЛ - максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. В состав ЖЕЛ входит дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. Индивидуальные колебания ЖЕЛ значительны. В среднем для мужчин она составляет около 5 л. для женщин - около 4 л. Для оценки фактической величины ЖЕЛ используют так называемые должные показатели ЖЕЛ, вычисленные по формулам. На величину ЖЕЛ могут оказывать влияние:

• мышечная слабость, вызванная действием наркотиков, опухолями мозга, повышенным внутричерепным давлением, повреждением афферентных нервных волокон при полиомиелите или вследствие миастении,
• уменьшение объема грудной полости вследствие наличия опухоли (например, нейрофибромы), кифосколиоза, перикардиальных или плевральных выпотов, пневмоторакса, рака легкого с инфильтрацией легочной ткани;
• уменьшение объема брюшной полости с последующим ограничением экскурсий диафрагмы вследствие внутрибрюшных опухолей, значительного наполнения желудка.

При беременности снижения ЖЕЛ не наступает; хотя беременная матка поднимает диафрагму, но одновременно с этим расширяется нижний отдел грудной клетки, и объем ЖЕЛ даже увеличивается. в брюшной или грудной полости, связанная с оперативным вмешательством или каким-либо болезненным процессом, значительно снижает ЖЕЛ. Так. при верхних лапаротомиях величина ЖЕЛ снижается до 25-30%. а при нижних- до 50% от исходных данных. После трансторакальных ЖЕЛ часто может составлять 10-15% от исходной. Бинтование живота, особенно тугое, значительно снижает величину ЖЕЛ, поэтому рекомендуется эластическое бинтование. Играет роль также изменение позы: ЖЕЛ будет несколько выше в сидячем, чем в стоячем или лежачем положении, что связано с положением внутрибрюшных органов и кровенаполнением легких. Значительные снижения ЖЕЛ (от 10 до 18%) были выявлены при различных хирургических положениях неанестезированных лиц на операционном столе. Следует предполагать, что у анестезированных больных эти нарушения легочной вентиляции будут еще более глубокими из-за снижения рефлекторной координации.

Остаточный объем

Это остающийся в легких объем воздуха после максимально возможного выдоха, называется остаточным объемом. У здоровых мужчин он составляет около 1500 мл, у женщин- 1300 мл. Определяется остаточный объем или методом вымывания всего азота, находящегося в легких в условиях дыхания чистым кислородом, или путем равномерного распределения гелия при дыхании в замкнутой системе с поглощением углекислоты и непрерывным пополнением объема поглощенного кислорода. Увеличение остаточного объема указывает на ухудшение альвеолярной вентиляции, что обычно наблюдается у больных эмфиземой легких и бронхиальной астмой.

Минимальный объем легких

При вскрытии плевральной полости легкое коллабируется, т. е. сжимается до минимального объема. Вытесняемый при этом воздух называется коллапсным воздухом. Объем его, зависящий от ригидности легочной ткани, от фазы дыхания, в которой произведено вскрытие плевральной полости, колеблется в пределах 300-900 мл.

Объем мертвого пространства. Различают анатомическое, физиологическое и анестезиологическое мертвое пространство.

Анатомическое мертвое пространство - емкость дыхательных проходов от ноздрей или губ до входа в альвеолы. В среднем его объем составляет 150 мл. Он зависит от пола, роста, веса и возраста. Предполагается, что на кг веса приходится 2 мл объема мертвого пространства. Размер мертвого пространства увеличивается на вдохе, уменьшается на выдохе. При углублении дыхания возрастает и объем мертвого пространства, который может доходить до 500-900 мл. Связано это со значительным расширением просвета бронхиального дерева и трахеи. Величина объема анатомического мертвого пространства, сопоставленная с глубиной вдоха, характеризует эффективность альвеолярной вентиляции. Для этого из объема вдоха вычитают объем вредного пространства, а полученную цифру умножают на число дыханий в минуту. Найденный показатель называется минутной альвеолярной вентиляцией (МАВ). В случаях частого поверхностного дыхания, несмотря на высокий минутный объем вентиляции, МАВ может оказаться незначительной. Снижение МАВ до 3-4 л в минуту сопровождается значительным нарушением альвеолярного газообмена.

Физиологическое мертвое пространство - объем газа, который не получил возможности нормально участвовать в альвеолярном газообмене. Сюда входит газ, находящийся в анатомическом мертвом пространстве, часть газа, который находился в альвеолах, но не принял участия в газообмене. Последнее встречается:

• если вентилируемые альвеолы не имеют капиллярного кровотока (это так называемые некровоснабжающиеся или неперфузируемые альвеолы);
• если в перфузируемую альвеолу воздуха поступает больше, чем это необходимо по отношению к объему кровотока (перерастянутые альвеолы).

В обоих случаях характер нарушений определяется термином «нарушение соотношения вентиляция/кровоток». В этих условиях размер физиологического вредного объема будет больше анатомического. В нормальных условиях благодаря хорошей корреляции между соотношением вентиляция/кровоток оба эти мертвых объема равны между собой.

Под наркозом нарушение этой корреляции встречается часто, так как рефлекторный механизм сохранения адекватности вентиляции, адекватность перфузии альвеол под наркозом нарушен, особенно после перемены положения больного на операционном столе. Это обстоятельство требует от осуществлять объем МАВ в период наркоза выше дооперационного на 0,5-1 л, несмотря на снижение обмена веществ.

Анестезиологическое мертвое пространство - объем газа, размещенный между дыхательным контуром в циркуляционных системах или вдыхательным клапаном в открытых системах и местом подключения больного в аппарат. В случаях применения интубационных трубок этот объем меньше анатомического или равен ему; при масочном наркозе анестезиологический вредный объем значительно больше анатомического, что может оказать отрицательное действие у лиц с малой глубиной вдоха при наркозе с самостоятельным дыханием и особенно важно при наркозе у детей. Однако совершенно недопустимо снижать объем анатомического мертвого пространства путем использования интубационных трубок более узкого диаметра по отношению к просвету трахеи. В этом случае сопротивление интубационной трубки дыханию резко возрастает, приводит к увеличению остаточного объема, нарушению альвеолярного газообмена и может вызвать блокаду альвеолярного кровотока.

Физиологическое значение мертвого пространства

Смысловое значение термина «мертвое пространство» или «вредное пространство» условно. В этом пространстве в течение каждого дыхательного цикла происходит процесс кондиционирования воздуха: очистка от пыли, микроорганизмов, увлажнение и согревание. Степень очищения воздуха от микроорганизмов является почти совершенной: в периферической зоне легкого лишь в 30% случаев обнаруживаются единичные стафилококки и стрептококки. Бронхиальный секрет обладает бактерицидным действием.

Таким образом, «вредное» пространство является полезным. Однако, когда глубина вдоха резко снижается, объем мертвого пространства может нарушать адекватность альвеолярной вентиляции.

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.

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

При диагностике патологий дыхательной системы изучаются самые различные особенности и показатели. Одним из таких показателей является объем легких. Иначе данный показатель называется легочной емкостью.

Данная характеристика позволяет понять, как реализуется функционирование грудной клетки. Легочная емкость подразумевает количество воздуха, который проходит через этот орган в процессе дыхания.

Следует понимать, что понятие объема легких включает в себя несколько других отдельных показателей. Этим термином называется самая большая величина, которая характеризует деятельность грудной клетки и легких, но далеко не весь воздух, что способен вместить в себя этот орган, используется человеком в процессе жизнедеятельности.

Величина емкости легких может различаться в зависимости от:

• возраста;
• пола;
• присутствующих заболеваний
• вида его занятости.

Когда говорится об объеме легких, подразумевается средняя величина, на которую обычно ориентируются врачи, сопоставляя с ней результаты измерений. Но, при обнаружении отклонений, нельзя сразу предполагать, что человек болен.

Нужно учитывать многие особенности, такие как окружность его грудной клетки, особенности образа жизни, перенесенные болезни и прочие характеристики.

Основные показатели и цели измерения

Понятие общей легочной емкости характеризуется тем количеством воздуха, которое может вместиться в легкие человека. Эта величина является самым большим показателем, который описывает работу грудной клетки и органов дыхания. Но не весь воздух участвует в обменных процессах. Для этого хватает незначительной его части, остальной оказывается резервным.

Величина общей емкости легких представлена суммой двух других показателей (жизненной емкости легких и остаточного воздуха). Жизненной емкостью называют величину, которая отражает то количество воздуха, что человек выдыхает при максимально глубоком дыхании.

То есть, пациент должен сделать очень глубокий вдох, а затем сильно выдохнуть, чтобы установить этот критерий. Под остаточным воздухом понимают то количество воздуха, которое продолжает сохраняться в легких после активного выдоха.

Иными словами, чтобы узнать общий объем легких, необходимо выяснить две величины – ЖЕЛ и ОВ. Но и они не являются конечными. Величину жизненной емкости составляют еще три показателя. Это:

• дыхательный объем (именно тот воздух, который используется для дыхания);
• резервный объем вдоха (его человек вдыхает при активном вдохе помимо основного дыхательного объема);
• резервный объем выдоха (его выдыхают во время максимального выдоха после того, как удален основной дыхательный объем).

Если человек дышит спокойно и неглубоко, то резервное количество воздуха сохраняется у него в легких. Его, а также остаточный воздух включают в показатель, называемый функциональной остаточной емкостью. Лишь учитывая все эти величины, можно сделать выводы о состоянии грудной клетки и ее органов.

Данные показатели необходимо знать для постановки правильного диагноза. Чрезмерное увеличение или уменьшение легочной емкости ведет к опасным последствиям, поэтому данный показатель нужно контролировать. Особенно, если имеются подозрения на развитие сердечно-сосудистых заболеваний.

Недостаточный объем или неправильное функционирование дыхательной системы приводит к кислородному голоданию, что негативно сказывается на всем организме. Если вовремя не обнаружить данное отклонение, могут произойти необратимые изменения, что сильно осложнит жизнь больного.

Эти показатели позволяют узнать, насколько эффективен выбранный способ лечения. Если медицинское воздействие является правильным, данные характеристики станут улучшаться.

Поэтому выполнение измерений такого рода является очень важным в процессе лечения. Тем не менее, не следует думать о патологических явлениях лишь по отклонениям в этих величинах. Они могут сильно отличаться в зависимости от многих обстоятельств, которые надо учитывать, чтобы сделать правильные выводы.

Особенности измерений и показатели

Основным методом для выявления объема легких является спирография. Выполняется эта процедура с помощью специального приспособления, которое позволяет выяснить основные характеристики дыхания. На их основе специалист может сделать выводы о состоянии пациента.

Никакой сложной подготовки для проведения спирографии не требуется. Желательно выполнять ее утром, перед едой. Необходимо, чтобы пациент не принимал лекарственных средств, воздействующих на процесс дыхания, чтобы измерения были точными.

При наличии дыхательных заболеваний, таких как бронхиальная астма, измерения нужно проводить дважды – сначала без лекарств, а потом после их принятия. Это позволит установить особенности влияния препаратов и эффективность лечения.

Поскольку в процессе измерений пациенту придется делать активные вдохи и выдохи, у него могут возникнуть побочные явления, такие как головная боль, слабость. Также может начать ныть грудь. Это не должно пугать, поскольку не представляет опасности и быстро проходит.

Очень важно знать, что объем легких у взрослого человека может быть различным, и это не означает наличия у него болезни. Это может быть обусловлено его возрастом, особенностями жизни, увлечениями и пр.

Кроме этого, даже при одинаковых обстоятельствах у разных людей может быть разный объем легких. Поэтому в медицине предусматривается средний показатель каждой изучаемой величины, который может варьироваться в зависимости от обстоятельств.

Средним показателем легочной емкости взрослых является величина в 4100-6000 мл. Величина ЖЕЛ в среднем составляет от 3000 до 4800 мл. Остаточный воздух может занимать объем 1100-1200 мл. Для других измеряемых величин тоже предусматриваются определенные рамки. Однако выход за их пределы не означает развитие болезни, хотя врач и может назначить дополнительные анализы.

Что касается этих особенностей у мужчин и женщин, то некоторые различия тоже наблюдаются. Величины данных особенностей у представительниц женского пола обычно несколько ниже, хотя это случается не всегда. При активных занятиях спортом объем легких может увеличиться, в результате измерения женщина может продемонстрировать нехарактерные для женщин данные.

Изредка в больницах применяют довольно старый метод, служащий для выяснения функциональных способностей легких. Использование этого метода не может определять точную степень нарушений системы дыхания, но дать ориентир врачу в отношении того или иного отклонения от нормы или подтвердить его предположение об определенном диагнозе - это, безусловно, в пределах ее компетенции. Речь идет о спирографии легких (от греч, spiro - дышать, grapho - писать). Не станем вникать в технические характеристики этого исследования. Скажем лишь, что обследуемый делает вдохи или выдохи через трубку, соединенную со специальным прибором, регистрирующим с помощью современной электроники объемы соответственно воздуха, который мы вдыхаем или выдыхаем и записывающим создающиеся при этом колебания на бумажную ленту (спирограмма).

Измененные показатели спирографии можно получить при таких заболеваниях, как бронхит, бронхиальная астма, эмфизема, при нарушении проходимости бронхов или трахеи. Но всё же для начала поставим следующую задачу: рассмотреть и по возможности запомнить нормальные показатели дыхательных функций по спирографическому исследованию. Для этого возьмем спирограмму здорового мужчины лет тридцати, некурящего, по профессии, например, врача или юриста (она представлена на картинке).

С каждым вдохом человек, находясь в покое, получает около 500 мл воздуха, ну и, стало быть, столько же выдыхает. Эта величина была названа дыхательным объемом (ДО) . Если попросить его после простого вдоха сделать глубокий вдох, он без труда выполнит вашу просьбу. По старым авторам, объем дополнительного максимального вдоха составляет 1500, ну, от силы, 2000 мл. По современным данным резервный объем вдоха (РОВД) может достигать величины в 3000 мл. После обычного выдоха человек способен с усилием выжать из легких еще 1500-2000 мл воздуха - это будет резервный объем выдоха (РОВЫД) . Если сложить все величины резервных объемов вдоха и выдоха и дыхательного объема, получим характеристику жизненной емкости легких (ЖЕЛ) , которая в среднем составляет 4000-4500 мл.

Как бы человек ни старался, но весь воздух из легких он все равно не выдохнет. Даже после максимального выдоха в дыхательной системе будет находиться определенный остаточный объем (ОО) воздуха, равный 1200-1500 мл. При сложении жизненной емкости легких с остаточным объемом получается величина, названная общей емкостью легких (ОЕЛ) , она равняется приблизительно 6 литрам.

Увы, но не весь воздух дыхательного объема (ДО) может быть использован по назначению, то есть не весь воздух принимает участие в газообмене и транспорте газов . Частично он остается в трахее, а также в системе бронхиальных разветвлений. Поэтому говорят, что часть воздуха (приблизительно 150 мл) из дыхательного объема (ДО) применяется для заполнения анатомического мертвого пространства. Стоит отметить, что не каждая альвеола контактирует с капиллярами, из этого исходит, что некоторые из них функционально неэффективны для газообмена, хотя они и вентилируются также, как альвеолы контактирующие с сетью сосудов. Так образуется физиологическое мертвое пространство, оно представлено совокупностью неэффективных альвеол и анатомическим мертвым пространством.

И ещё одна характеристика, имеющая важное значение среди характеристик легочных объемов - это минутный объем дыхания (МОД) . Его вычисляют умножая дыхательный объем (ДО) на частоту вдохов. То есть если дыхательный объем (ДО) составляет 550 мл, а вдохов сделано 19 за одну минуту, величина МОД будет равна 10450 мл.