Внешнего дыхания и газообмена

Общие сведения о применяемых методах исследования

Функциональное состояние дыхательного аппарата может ха­рактеризоваться как качественными (ритм), так и количествен­ными (частота, глубина дыхания, минутный объем дыхания, жиз­ненная емкость легких) показателями.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) определяется, в ча­стности, спирометром (сухим или водным). Более точные данные получают при графической регистрации ЖЕЛ спирографами.

Жизненная емкость легких не является показателем функцио­нальной способности аппарата внешнего дыхания. Величина ЖЕЛ человека зависит в основном от его пола, возраста и роста. Суще­ствует и возможность определения ЖЕЛ работников при сравнительной оценке рабочих поз. Так, если ЖЕЛ в свободном верти­кальном положении принять за 100 %, то при наклоне вперед она будет составлять 88,5 %, а при откидывании назад - 75 %.

На величину ЖЕЛ влияет тяжесть физической работы: незна­чительная увеличивает ЖЕЛ, большая снижает ее (из-за актив­ных выдохов, уменьшающих объем грудной клетки). Определение ЖЕЛ может использоваться также для оценки уровня физической работоспособности человека.

Выражают ЖЕЛ как в абсолютных единицах, так и в процен­тах к нормативам, разработанным с учетом пола, возраста и рос­та человека, это “должная ЖЕЛ” (ДЖЕЛ). Считается, что факти­ческая ЖЕЛ соответствует должной, если отклоняется от нее не более чем на ±15%.

Минутный объем дыхания (МОД) или легочная вен­тиляция в стационарных условиях определяется по измерениям газовым счетчиком или газовыми часами (влажными или сухи­ми) выдыхаемого воздуха за фиксируемое время. При невозмож­ности расположения газометра рядом с испытуемым используют специальные мешки Дугласа из прорезиненной ткани, которые фиксируют на спине человека.

Величина МОД в покое у мужчин 5 - 7 л, у женщин на 20 — 25 % меньше. При выполнении физической работы (за исключе­нием локальной) с преобладанием динамического компонента практически прямая зависимость между интенсивностью нагруз­ки и МОД позволяет в ряде случаев классифицировать тяжесть труда по величине МОД: при легкой работе МОД < 12 л/мин, средней тяжести - до 20 л/мин, тяжелой - до 36 л/мин, очень тяжелой - более 36 л/мин.

Частота дыхания (количество дыхательных движений за 1 мин) в стационарных условиях определяется с использованием спирографа или пневмографа, а также визуальным наблюдением за дыхательными движениями грудной клетки.

Задание 2.1. Исследовать функции внешнего дыхания. Изучить схему легочных объемов (рис. 2.1). Рассчитать основные показатели внешнего дыхания и сравнить их с нормативными (табл. 2.3). Представить результаты измерений и расчетов в виде таблицы (табл. 2.4). Сравнить результаты измерений показателей дыхания с должными величинами и сделать выводы.

Методические указания к выполнению задания 2.1

Функциональное состояние системы внеш­него дыхания оценивают в целях определения участия ее в энер­гетическом, тепловом, водном обменах организма, т.е. в физи­ческом и химическом компонентах терморегуляции для поддер­жания, главным образом, газового и теплового гомеостаза, ис­пользуя качественные (ритм) и количественные (частота, глу­бина, МОД и др.) показатели.

Различают четыре первичных легочных объема (рис. 2.1):

1) дыхательный объем (ДО) газа, вдыхаемого или выдыхаемого при каждом цикле в спокойном состоянии;

2) резервный объем вдоха (РО_ВД) - максимальный объем газа, ко­торый можно дополнительно вдохнуть после обычного вдоха;

3) резервный объем выдоха (РО_выд) - максимальный объем газа, который можно дополнительно выдохнуть после обычного вы­доха;

4) остаточный объем (ОО) - объем газа, оставшегося в легких после максимального выдоха.

Кроме того, различают также четыре емкости, каждая из кото­рых включает по два (или более) первичных объема:

1) общая емкость легких (ОЕЛ) - объем газа в легких в конце мак­симального вдоха (в нормальных условиях состоит из РО_ВД (50 %) + ДО (11 %) + РО_ВЫД (15 %) + ОО (24 %);

2) жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольший объем газа, который можно выдохнуть после максимального вдоха, опреде­ляемый суммой: ДО + РО_ВД + РО_ВЫД;

3) емкость вдоха (ЕВ) - максимальный объем газа, который можно вдохнуть после спокойного выдоха: ДО + РО_ВД;

4) функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - объем газа, остающе­гося в легких после спокойного выдоха: РО_ВЫД + ОО.

В норме ЕВ» 75 % ЖЕЛ, а РО_ВЫД» 25 % ЖЕЛ. Следует учиты­вать, что РО_ВЫД - очень вариабельная величина, значительно ме­няющаяся даже у одного и того же человека.

Рис. 2.1. Схема легочных объемов

Один из основных показателей вентиляции легких МОД опре­деляется по формуле

МОД = ДО × ЧДД, (2.1)

где ЧДД - частота дыхательных движений; ДО - дыхательный объем, измеренный как указано на стр. 17 (п.2).

Коэффициент легочной вентиляции (КЛВ) рассчитывают по формуле:

КЛВ = ДО / (РО_ВЫД + ОО). (2.2)

Резерв дыхания - показатель, характеризующий возможность человека увеличить легочную вентиляцию, т.е. способность увели­чивать интенсивность дыхания от спокойного до максимального:

РД = ВЛ_mах - МОД, (2.3)

где ВЛ_mах - максимальная вентиляция, л.

При проведении измерений следует учитывать, что минималь­ные результаты у здоровых людей обычно получаются в положе­нии лежа, а максимальные - стоя.

Для оценки адекватности полученных данных их обычно срав­нивают с должными величинами. Для их определения предложен ряд таблиц, номограмм (рис. 2.1) и эмпирических уравнений. Приведем несколько формул для вычисления должных величин некоторых показателей внешнего дыхания.

Должная жизненная емкость легких (ДЖЕЛ), мл:

для женщин

ДЖЕЛ = 0,049 · Р - 0,019 · В - 3,76; (2.4)

для мужчин

ДЖЕЛ = 0,052 · Р - 0,028 · В - 3,2, (2.5)

где Р - рост, см; В - возраст, годы.

При возрасте от 15 до 22 лет величину ДЖЕЛ следует снизить на 200 мл.

Должная минутная вентиляция легких (ДМВЛ), мл:

для женщин

ДМВЛ = 26 · ДЖЕЛ; (2.6)

для мужчин

ДМВЛ = 25 · ДЖЕЛ. (2.7)

Должная общая емкость легких (ДОЕЛ), мл:

для лиц 15 - 34 лет

ДОЕЛ = ДЖЕЛ / 0,8; (2.8)

для лиц 35 - 49 лет

ДОЕЛ = ДЖЕЛ / 0,75; (2.9)

для лиц старше 50 лет

ДОЕЛ = ДЖЕЛ / 0,65. (2.10)

Рис. 2.1. Номограмма для определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ)

Рис. 2.2. Номограмма для расчета уровня основного обмена (по Риду)

Должный минутный объем дыхания (ДМОД) определяют по формуле А.Г. Дембо:

ДМОД = ДОО / (7,07 × 40), (2.11)

где ДОО - должный основной обмен, ккал/сут, определяемый по таблицам Гарриса-Бенедикта (табл. П1, П2 или рис. 2.1, 2.2) либо по формулам (2.12), (2.13).

Должный основной обмен (ДОО):

для женщин

ДОО = 65,59 + 19,56 · М + 1,85 · Р - 4,67 · В; (2.12)

для мужчин

ДОО = 66,47 + 13,7 · М+ 5,0 · Р - 6,75 · В, (2.13)

где М - масса тела, кг; Р - рост, см; В - возраст, годы.

Ход выполнения задания 2.1

1. Одномоментное определение ЖЕЛ.

Поставить шкалу прибора на «0». Сделать максимальный вдох, взять мундштук в рот, зажать нос и сделать максимальный выдох в спи­рометр. Записать показания ЖЕЛ и поставить шкалу прибора на «0».

2. Определение первичных легочных объемов РО_ВД.

Для определения ДО после спокойного вдоха следует спокойный, нор­мальный выдох в спирометр. Сняв показания, поставить шкалу прибора на «0».

Для определения РО_ВЫД после спокойного нормального выдоха в атмосферу сделать максимальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика и поставить шкалу прибора на «0».

Определить

РО_ВД = ЖЕЛ – (ДО + РО_ВЫД). (2.14)

3. Определение показателя внешнего дыхания (ПВД)

ПВД (табл. 2.3) характеризует потенциал внешнего дыхания по удалению СО₂ и насыщению крови кислородом. Он определяется делением ЖЕЛ, мл, на массу тела М, кг. При длительном отсутствии физической нагрузки мышцы, участвующие в дыхательных дви­жениях, несколько теряют работоспособность, что ведет к сни­жению эффективности газообмена, недостатку кислорода в орга­низме, вследствие чего появляется риск возникновения разных патологий.

Рассчитать основные показатели внешнего дыхания и сравнить с нормативными (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Оценка показателя внешнего дыхания (ПВД) людей

в возрасте до 40 лет, мл/кг

Таблица 2.4

Результаты исследований функций дыхания

Задание 2.2. Научиться выполнять функциональную пробу с задержкой дыхания (проба Штанге ). Вычислить про­центное отношение результатов после дозированной нагрузки к полученным в состоянии покоя и сравнить с нормативны­ми данными (табл. 2.5). Сравнить величину максимальной задержки дыхания на вдохе до и после дозированной нагрузки.

Методические указания к выполнению задания 2.2

Время, в течение которого человек может задерживать дыхание, преодолевая желание вдохнуть, зависит от состояния аппарата внешнего дыхания и систе­мы кровообращения. Поэтому длительность произвольной макси­мальной задержки дыхания может использоваться в качестве фун­кциональной пробы. Способность человека к длительной задерж­ке дыхания свидетельствует о наличии значительных резервов в организме.

У здоровых людей максимальная задержка дыхания после спо­койного вдоха 50 - 60 с, после спокойного выдоха она меньше - 30 - 40 с. Эти показатели меняются при форсированном дыхании.

Ход выполнения задания 2.2

Определить максимальную задерж­ку дыхания на вдохе и выдохе. Исследуемый 3 - 4 мин дышит спокойно, затем после обычного выдоха делает глубокий вдох или глубокий выдох и задерживает дыхание как можно доль­ше. По секундомеру определяют продолжительность задержки дыхания. Максимальную задержку дыхания определяют как сред­нее арифметическое результатов трех попыток.

Определение максимальной задержки дыхания после дозированной нагрузки. Исследуемому необходимо выполнить 20 приседаний за 30 с. После этого быстро сесть на стул, задержать дыхание и измерить максимальную задержку ды­хания. Отдохнув одну минуту, в состоянии покоя необходимо из­мерить максимальную задержку дыхания на вдохе. Вычислить про­центное отношение результатов после дозированной нагрузки к полученным в состоянии покоя. Сравнить данные с нормативны­ми (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Оценка функционального состояния внешнего дыхания

Сравните величину максимальной задержки дыхания на вдохе до и после дозированной нагрузки и объясните причину отличий.

Задание 2.3. Научиться определять основной обмен. Рассчитать основные показатели основного обмена по данным Гарриса-Бенедикта (табл. П1, П2), по рис. 2.2, по табл. 2.5, формулам (2.16 - 2.18). Представить результаты измерений и расчетов в виде табл. 2.6.

Методические указания к выполнению задания 2.3.

Расход энергии, необходимый для под­держания жизнедеятельности всех систем организма и посто­янной температуры тела в условиях физического, психического и теплового комфорта, называется основным обменом. Его оп­ределяют в состоянии возможно полного мышечного покоя при температуре комфорта. Величина основного обмена зависит от пола, возраста, массы и размеров тела и равна приблизительно 1 ккал на 1 кг массы тела в час.

Ход выполнения задания 2.3.

Определение должного основного обмена, который соответ­ствует полу, возрасту, росту и массе тела испытуемого, предлага­емыми способами:

- по данным Гарриса-Бенедикта (табл. П1, П2);

- по формулам (табл. 2.5).

Таблица 2.6

Формулы для расчета основного обмена (ОО), ккал/сут

Примечание. М - масса тела, кг; Р - рост, м.

Существуют закономерности, позволяющие определить вели­чину отклонения основного обмена от нормы. Например, форму­ла Рида, где величина отклонения основного обмена от нормы (ПО) рассчитывается по гемодинамическим показателям. Данную вели­чину можно определить и по номограмме (рис. 2.2):

ПО = 0,75 · (ЧСС + 0,74 · ПД) - 72, (2.15)

где ПО - предельное отклонение основного обмена от нор- мы, %; ЧСС - частота сердечных сокращений (пульса) в минуту; ПД - пульсовое давление, мм рт. ст.

Коэффициент физической активности (КФА) является объек­тивным критерием, характеризующим адекватное количество энер­гии, расходуемой организмом конкретных профессиональных групп:

КФА = Э_о6щ / ОО, (2.16)

где Э_общ - общие энергозатраты организма, ккал/сут; ОО - значение основного обмена, ккал/сут.

Для ориентировочного расчета энергозатрат, кДж, можно ис­пользовать следующие формулы:

Э_общ = 4,18 · (- 0,52 + 0,17 × МОД) - региональная работа, (2.17)

Э_общ = 4,18 · (1,27 + 0,04 × МОД) - локальная работа, (2.18)

где 4,18 - коэффициент, перевода килокалорий в килоДжоули, МОД рассчитывается по формуле (2.1).

Результаты расчетов основного обмена представьте в виде таблицы (табл. 2.7).

Таблица 2.7

Результаты исследований показателей основного обмена

Содержание отчета по выполнению заданий по теме 2

Отчет должен содержать:

– схему легочных объемов;

– результаты одномоментных измерений в задании 2.1, представленные в виде таблицы (табл. 2.4);

– результаты расчета основных показателей внешнего дыхания и выводы, сделанные при сравнении показателей в таблице (табл. 2.3);

– результаты выполнения пробы Штанге в задании 2.2 и сравнение их с нормой в таблице (табл. 2.5);

– результаты расчета основного обмена, представленные в виде таблицы (табл. 2.6);

– выводы по результатам расчетов и оценок показателей, выполненных в заданиях 2.1 – 1.3.

Контрольные вопросы по теме 2

1. Назовите качественные и количественные показатели функционального состояния дыхательного аппарата.

2. Какие приборы применяются для исследования внешнего дыхания и газообмена?

3. От каких параметров зависит величина ЖЕЛ и МОД?

4. В чем отличие показателей ДЖЕЛ и фактической ЖЕЛ?

5. Назовите четыре вида первичных легочных объемов и емкостей и укажите в чем отличие и как они связаны друг с другом.

6. Как зависят показатели ОЕЛ, ЖЕЛ, ЕВ, ФОЕ от первичных легочных объемов?

7. По какой формуле можно рассчитать МОД?

8. Как рассчитывают значения коэффициента легочной вентиляции (КЛВ) и резерва дыхания (РД)?

9. Как определить должные величины показателей внешнего дыхания ДЖЕЛ, ДМВЛ, ДОЕЛ, ДМОД, ДОО?

10. Как при выполнении задания 2.1 поизводились замеры первичных легочных объемов?

11. Опишите последовательность проведения пробы Штанге.

12. Как связано наличие резервов организма и способности задержки дыхания?

13. Какие данные требуются для выполнения расчета показателей основного обмена?

14. Дайте определение понятию “основной обмен”, от каких параметров зависит его величина.

15. Как выполняется расчет отклонения основного обмена от нормы по формуле Рида?

16. Дайте определение понятию “коэффициент физической активности” (КФА).

17. Как рассчитать общие энергозатраты организма, от каких параметров они зависят?

18. Объясните, как рассчитать величину основного обмена для мужчины, имеющего возраст 21 год, рост 178 см, вес 85 кг.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: