Функциональные показатели внешнего дыхания.

Изменение давления в альвеолах в динамике дыхательного цикла.

В конце выдоха при открытых воздухоносных путях давление в альвеолах равно атмосферному.

Во время вдоха в результате растяжения лёгких объём альвеол увеличивается, а давление в них снижается, что обеспечивает движение атмосферного воздуха в легких. Во время выдоха давление в альвеолах, наоборот, становится выше атмосферного.

 

Эти показатели исследуются в клинике с помощью метода спирографии. Кривая, записанная в условиях этого метода, называется спирограммой.

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает равные объёмы воздуха – ДО (дыхательный объём) – 500 мл воздуха. Сверх него при глубоком вдохе человек дополнительно может вдохнуть ещё около 2,5-3 л воздуха – резервный объём вдоха (Р_ВД). После спокойного выдоха человек может ещё дополнительно выдохнуть 1300 мл воздуха – резервный объём выдоха (Р_ВЫД). Сумма этих статических объёмов называется жизненной ёмкостью лёгких – ЖЕЛ:

ЖЕЛ = Р_ВД + Р_ВЫД + ДО = 500+3000+1300 = 4,8 л

ДО характеризует глубину дыхания, а ЖЕЛ – максимальный объём воздуха, который можно ввести или вывести из лёгких в течение одного глубокого вдоха или выдоха. Таким образом, этот показатель характеризует потенциальные способности дыхательной системы. ЖЕЛ имеет половые и возрастные различия. Этот показатель больше в положении стоя, чем в положении сидя или лёжа. Тренировочные режимы увеличивают ЖЕЛ.

К статическим показателям внешнего дыхания также относится объем воздуха, который остаётся в лёгких после глубокого выдоха – остаточный объём (ОО) – 1200 мл и общая ёмкость лёгких (ОЕЛ), равная сумме жизненной ёмкости лёгких и остаточного объема лёгких:

ОЕЛ = ЖЕЛ + ОО = 4,8 + 1,2 = 6,0 л

Общая ёмкость легких ОЕЛ является показателем максимального количества воздуха, которое может находиться в лёгких.

Ещё одним показателем, характеризующим эффективность внешнего дыхания, является функциональная остаточная ёмкость – ФОЕ. Это объём воздуха, находящийся в лёгких в конце спокойного выдоха (при расслабленной дыхательной мускулатуре). Она равна сумме остаточного и резервного объёма выдоха ФОЕ = ОО + Р_ВЫД = 1200+1300=2500 мл.

Из этого объёма только 350 мл (ДО - О_{МЁРТ. ПР.}=800-150) обновляется в результате одного вдоха и выдоха, т.е. 1/7. Именно это обстоятельство создаёт постоянство газового состава альвеолярного воздуха, как газообразной внутренней среды организма. Именно эта среда будет обеспечивать оксигенацию крови малого круга кровообращения через газообмен в лёгких.

Динамические показатели внешнего дыхания характеризуют вентиляцию лёгких. К ним относится минутный объём дыхания (МОД) – то количество воздуха, которое вдыхается или выдыхается в единицу времени:

МОД = ЧД × ДО

При частоте дыхания 16 /мин и ДО = 500 мл МОД = 8 л; вариации от 6 л (12/мин×500 мл) до 9 л (18/мин×500 мл).

При одной и том же показателе МОД эффективность внешнего дыхания зависит не от общего объема вдыхаемого воздуха, а от объёма того воздуха, который через легочную мембрану (стенку альвеолы) обменивается с кровью альвеолярных капилляров малого круга кровообращения. Этот объём называется минутной альвеолярной вентиляцией (МАВ). Его рассчитывают, учитывая то обстоятельство, что из дыхательного объема (ДО) объем воздуха, заполняющий воздухоносные пути (анатомически мёртвое пространство), не участвует в газообмене в лёгких. Величина анатомически мёртвого пространства составляет около 150 мл. Тогда

МАВ = ЧД×(ДО − О_{МЁРТ. ПР.}) =16 × 0,35 л = 5,6 л

Таким образом, можно утверждать, что МАВ меньше МОД на величину вентиляции мертвого пространства. Поэтому, чем глубже дыхание при одной и той же ЧД, тем меньше вентиляция мертвого пространства и больше МАВ.

При поверхностном и частом дыхании вентиляция мертвого пространства увеличивается, а МАВ уменьшается. Так, при МОД=8000 мл и ЧД=16/мин вентиляция мёртвого пространства осуществляется объёмом воздуха 150×16=2400 мл, МАВ=8000−2400=5600 мл. При увеличении ЧД в 2 раза (32/мин) вентиляция мёртвого пространства 32×150 мл = 4800 мл, а МАВ=8000−4800=3200мл, что почти в 2 раза меньше, чем в первом случае. Это означает, что глубокое, но редкое дыхание является наиболее эффективным.