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
Рис.8.1. Легочные объемы и емкости.ИВЛ! Если его понять — это равноценно появлению, как в фильмах, у супергероя (доктор) супер оружия (если доктор понимает тонкости ИВЛ) против смерти пациента.
Чтобы понять ИВЛ нужно базовые знания: физиология = патофизиология(обструкция или рестрикция) дыхания; основные части, строение аппарата ИВЛ; обеспечение газами(кислород, атмосферный воздух, сжатый газ) и дозирование газов; адсорберы; элиминация газов; дыхательные клапана; дыхательные шланги; дыхательный мешок; система увлажнения; дыхательный контур(полузакрытый, закрытый, полуоткрытый, открытый) и т.д.
Все аппараты ИВЛ проводят вентиляцию по объему или по давлению (как бы они не назывались; в зависимости какой режим установил доктор). В основном доктор устанавливает режим ИВЛ при обструктивных заболеваниях легких (или во время наркоза) по объему , при рестрикции по давлению .
Основные типы ИВЛ обозначаются так:
CMV (Continuous mandatory ventilation) — Управляемая (искусственная) вентиляция легких
VCV (Volume controlled ventilation) — ИВЛ, управляемая по объему
PCV (Pressure controlled ventilation) — ИВЛ, управляемая по давлению
IPPV (Intermittent positive pressure ventilation) — ИВЛ с перемежающимся положительным давлением на вдохе
ZEEP (Zero endexpiratory pressure) — ИВЛ с давлением в конце выдоха, равным атмосферному
PEEP (Positive endexpiratory pressure) — Положительное давление в конце выдоха (ПДКВ)
CPPV (Continuous positive pressure ventilation) — ИВЛ с ПДКВ
IRV (Inversed ratio ventilation) — ИВЛ с обратным (инверсированным) отношением вдох:выдох (от 2:1 до 4:1)
SIMV (Synchronized intermittent mandatory ventilation) — Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция легких = Сочетание спонтанного и аппаратного дыхания, когда при уменьшении частоты спонтанного дыхания до определенной величины, при сохраняющихся попытках вдоха, преодолевая уровень установленного триггера синхронно подключается аппаратное дыхание
Всегда нужно смотреть на буквы..P.. или..V.. Если Р (Рressure) значит по далению, если V (Volume) по объему.
- Vt – дыхательный объем,
- f – частоту дыхания, MV – минутную вентиляцию
- PEEP – ПДКВ=положительное давление в конце выдоха
- Tinsp – время вдоха;
- Pmax — давления вдоха или максимальное давление дыхательных путях.
- Газоток кислорода и воздуха.
- Дыхательный объем (Vt, ДО) устанавливаем от 5мл до 10 мл/кг (в зависимости от патологии, в норме 7-8 мл на кг ) = сколько пациент должен вдохнуть объема за раз. Но для этого надо узнать идеальную(должную, предсказанную) массу тела данного пациента по формуле (NB! запомнить):
Мужчины: ИМТ(кг)=50+0,91·(рост, см – 152,4)
Женщины: ИМТ (кг)=45,5+0,91·(рост, см – 152,4).
Пример: мужчина 150 кг весить. Это не значить что мы должны установить дыхательный объем 150кг·10мл=1500 мл. Сперва, рассчитываем ИМТ=50+0,91·(165см-152,4)=50+0,91·12,6=50+11,466=61,466 кг должен весить наш пациент. Представляете, ой аллай десейші! Для мужчины с весом 150 кг и ростом 165 см, мы должны установить дыхательный объем(ДО) от 5мл/кг (61,466·5=307,33 мл) до 10мл/кг (61,466·10=614,66 мл) в зависимости от патологии и растяжимости легких.
2. Второй параметр, который доктор должен установить, это частота дыхания (f). В норме частота дыхания от 12 до 18 в минуту в покое. И мы не знаем, какую частоту установить 12 или 15, 18 или 13? Для этого мы должны рассчитать должный МОД (MV). Синонимы минутного объема дыхания(МОД)=минутная вентиляция легких (МВЛ), может еще как то… Это значить, сколько нужно пациенту воздуха (мл, л) в минуту.
МОД=ИМТ кг:10+1
по формуле Дарбиняна (устаревшая формула, приводит часто к гипервентиляции).
Или современный расчет: МОД=ИМТкг·100.
(100%, или 120%-150% в зависимости от температуры тела пациента.., от основного обмена короче).
Пример: Пациент женщина, весит 82 кг, рост при этом 176 см. ИМТ=45,5+0,91·(рост, см – 152,4)=45,5+0,91·(176 см-152,4)=45,5+0,91·23,6=45,5+21,476=66,976 кг должна весит. МОД=67(сразу округлил)·100=6700 мл или 6,7 литров в минуту. Теперь только после этих расчетов можем узнать частоту дыхания. f =МОД:ДО=6700 мл: 536 мл=12,5 раз в минуту, значит 12 или 13 раз.
3. Устанавливаем РЕЕР . В норме (раньше) 3-5 mbar. Сейчас можно 8-10 mbar у пациентов с нормальными легкими.
4. Время вдоха в секундах устанавливаем по соотношению вдоха к выдоху: I : E =1:1,5-2 . В этом параметре пригодятся знания про дыхательный цикл, вентиляционно-перфузионное соотношение и т.д.
5. Pmax, Рinsp пиковое давление устанавливаем чтобы не нанести баротравму или не разорвать легкие. В норме думаю 16-25 mbar, в зависимости от эластичности легких, веса пациента, от растяжимости грудной клетки и т.д. По-моему знанию легкие могут разорватся при Рinsp более 35-45 mbar.
6. Фракция вдыхаемого кислорода(FiO 2) должна быть не более 55% во вдыхаемой дыхательной смеси.
Все расчеты и знания нужны для того, чтобы у пациента были такие показатели: РаО 2 =80-100 мм рт.ст.; РаСО 2 =35-40 мм рт.ст. Всего лишь, ой аллай десейші!
Одной из основных характеристик внешнего дыхания является минутный объем дыхания (МОД). Вентиляция легких определяется объемом воздуха вдыхаемого или выдыхаемого в единицу времени. МОД – это произведение дыхательного объема на частоту дыхательных циклов . В норме, в покое ДО равен 500 мл, частота дыхательных циклов – 12 – 16 в минуту, отсюда МОД равен 6 - 7 л/мин. Максимальная вентиляция легких – это объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту во время максимальных по частоте и глубине дыхательных движений.
Альвеолярная вентиляция
Итак, внешнее дыхание, или вентиляция легких обеспечивает поступление в легкие примерно 500 мл воздуха во время каждого вдоха (ДО). Насыщение крови кислородом и удаление углекислого газа происходит при контакте крови легочных капилляров с воздухом, содержащимся в альвеолах. Альвеолярный воздух – это внутренняя газовая среда организма млекопитающих и человека. Ее параметры – содержание кислорода и углекислого газа – постоянны. Количество альвеолярного воздуха примерно соответствует функциональной остаточной емкости легких – количеству воздуха, которое остается в легких после спокойного выдоха, и в норме равно 2500 мл. Именно этот альвеолярный воздух обновляется поступающим по дыхательным путям атмосферным воздухом. Следует иметь в виду, что в легочном газообмене участвует не весь вдыхаемый воздух, а лишь та его часть, которая достигает альвеол. Поэтому для оценки эффективности легочного газообмена важна не столько легочная, сколько альвеолярная вентиляция.
Как известно, часть дыхательного объема не участвует в газообмене, заполняя анатомически мертвое пространство дыхательных путей – примерно 140 – 150 мл.
Кроме того, есть альвеолы, которые в данный момент вентилируются, но не снабжаются кровью. Эта часть альвеол является альвеолярным мертвым пространством. Сумма анатомического и альвеолярного мертвых пространств называется функциональным, или физиологическим мертвым пространством. Примерно 1/3 дыхательного объема приходится на вентиляцию мертвого пространства, заполненного воздухом, который непосредственно не участвует в газообмене и лишь перемещается в просвете воздухоносных путей при вдохе и выдохе. Следовательно, вентиляция альвеолярных пространств – альвеолярная вентиляция – представляет собой легочную вентиляцию за вычетом вентиляции мертвого пространства. В норме альвеолярная вентиляция составляет 70 - 75 % величины МОД.
Расчет альвеолярной вентиляции проводится по формуле: МАВ = (ДО - МП) ЧД, где МАВ - минутная альвеолярная вентиляция, ДО - дыхательный объем, МП - объем мертвого пространства, ЧД - частота дыхания.
Рисунок 6. Соотношение МОД и альвеолярной вентиляции
Используем эти данные для расчета еще одной величины, характеризующей альвеолярную вентиляцию - коэффициент вентиляции альвеол. Этот коэффициент показывает, какая часть альвеолярного воздуха обновляется при каждом вдохе. В альвеолах к концу спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха (ФОЕ), во время вдоха в альвеолы поступает 350 мл воздуха, следовательно, обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха (2500/350 = 7/1).
Оценка функционального состояния системы внешнего дыхания проводится с целью 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. Различают качественные (ритм) и количественные (частота, глубина, минутный объем дыхания и др.) показатели дыхания.
Выделяют четыре первичных легочных объема :
ДО – дыхательный объем газа, вдыхаемого или выдыхаемого при каждом цикле в спокойном состоянии, (400–500 мл);
РОвд – резервный объем вдоха. Максимальное количество воздуха, ко-
торое можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха, (1 900 – 3 000 мл);
РОвыд – резервный объем выдоха. Максимальное количество воздуха,
которое можно выдохнуть после обычного выдоха, (700–1 000 мл);
ОО – остаточный объем. Количество газа, оставшегося в легких после
максимального выдоха. Объем остаточного воздуха составляет 1 100–2 000 мл.
Кроме того, различают также четыре емкости легких, каждая из которых включает два или более первичных объема:
ОЕЛ – общая емкость легких. Количество газа в легких в конце макси-
мального вдоха. В нормальных условиях состоит из 50% РОвд + 11% ДО + 15%
РОвыд + 24% ОО. Данная величина у взрослых составляет 4 200–6 000 мл;
ЖЕЛ – жизненная емкость легких. Наибольший объем газа, который
можно выдохнуть после максимального вдоха. Представляет собой сумму:
ДО+РОвд+РОвыд. У взрослых ЖЕЛ составляет 3 300–4 800 мл;
ЕВ – емкость вдоха. Максимум воздуха, который можно вдохнуть после
спокойного выдоха; состоит из ДО + РОвд. В норме ЕВ составляет около 75%
ЖЕЛ, а РОвыд – 25% ЖЕЛ;
ФОЕ – функциональная остаточная емкость. Количество газа, остающегося в легких после спокойного выдоха, равен сумме РОвыд + ОО.
Следует учитывать, что РОвыд – очень вариабельная величина, значительно меняющаяся даже у одного и того же лица.
Одним из основных показателей вентиляции легких является – минутный объем дыхания (МОД), который представляет собой объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за 1 мин. МОД = ДО*ЧДД (частота дыхательных движений).
ДЖЕЛ – должная жизненная емкость легких.
Коэффициент легочной вентиляции (КЛВ) рассчитывают по формуле:
КЛВ = ДО/РОвыд+ ОО.
Резерв дыхания (РД) – показатель, характеризующий возможность чело-
века увеличить легочную вентиляцию, т. е. способность увеличивать интенсив-
ность дыхания от спокойного до максимального:
РД=Max ВЛ – МОД, где Max ВЛ – максимальная вентиляция, л.
Методы исследования внешнего дыхания
Для оценки вентиляционной функции легких, состояния дыхательных путей применяются различные методы.
Пневмография – регистрация движений грудной клетки при дыхательных движениях. Она проводится путем трансформации изменения линейных перемещений грудной клетки в механический или электрический сигнал. Пневмограмма позволяет оценить число дыхательных движений за единицу времени,
однако, метод не позволяет оценить объемы и емкости легких.
Спирометрия – регистрация первичных объемов легких – ДО, РОд, РОВ и жизненной емкости легких. Используются различные конструкции спирометров – водяные, воздушные (А, Б. В).
Спирография. Существуют различные спирографы (Метатест-1), которые позволяют графически отразить объем воздуха, проходящий через легкие – при спокойном дыхании (ДО), максимальном выдохе (РОВ), а также при произвольной гипервентиляции. Спирография позволяет оценить минутный объем дыхания, дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха, жизненную емкость легких.
Жизненная емкость легких - это важный параметр, который отражает состояние дыхательной системы человека.
Чем больше объем легких взрослого человека, тем быстрее и лучше насыщаются кислородом ткани организма.
Увеличить объем легких помогут специальные упражнения, направленные на правильное дыхание и здоровый образ жизни.
Сколько кислорода вмещают легкие
Знание показателей стандартного объема легких очень важно, поскольку постоянная нехватка кислорода может привести к различным осложнениям дыхательной системы и возникновению тяжелых последствий.
Так, при прохождении клинического и диспансерного обследования в случае подозрения на заболевания сердечно-сосудистой системы, врач назначит измерение жизненной емкости легких.
Объем легких важный показатель, указывающий, насколько организм человека насыщается кислородом. Дыхательным объемом легких называют количество воздуха, которое при вдохе поступает в организм, а при выдохе из него выходит.
Количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха для взрослого человека в среднем составляет около 1 литра за десять секунд – это примерно 16-20 вдохов в минуту .
Специалисты-пульмонологи выделяют несколько факторов, которые положительно влияют на объем легких в сторону увеличения:
- Высокий рост.
- Отсутствие привычки табакокурения.
- Проживание в регионах, которые расположенны высоко над уровнем моря (преобладание высокого давления, «разряженного» воздуха).
Невысокий рост и курение несколько уменьшают объем легких.
Существует ЖЕЛ (жизненная емкость легких), указывающая на объем воздуха, который человек максимально выдыхает после самого большого вдоха.
Сколько мл составляет жел у здорового человека?
Этот показатель измеряется в литрах и зависит от некоторых факторов, включая возраст, рост и вес.
Средняя норма такова: у здоровых нормальных мужчин размер – от 3000 до 4000 мл, а у женщин – от 2500 до 3000 мл.
Размеры ЖЕЛ могут быть значительно увеличены у спортсменов, в частности у пловцов (у профессиональных пловцов ЖЕЛ составляет 6200 мл), у людей, регулярно выполняющих большие физические нагрузки, а также тех, кто занимается пением и играет на духовых инструментах.
Как измерить ЖЕЛ
Объем жизненной емкости легких – очень важный медицинский показатель, который устанавливается прибором для измерения объема легких. Называется данный аппарат – спирометр. Как правило, его применяют для того, чтобы узнать ЖЕЛ в медицинских учреждениях: больницах, поликлиниках, диспансерах, а также спортивных центрах.
Проверка ЖЕЛ методом спирометрии достаточно проста и эффективна, именно поэтому аппарат широко используется для диагностики заболеваний легких и сердца на начальной стадии. Измерить ЖЕЛ в домашних условиях можно надувным круглым шариком.
Величина жизненной емкости у женщин, мужчин и детей рассчитывается по специальным эмпирическим формулам, которые зависят от возраста человека, его пола и роста. Существуют специальные таблицы, с уже просчитанными значениями по формуле физика Людвига.
Так, средний показатель ЖЕЛ у взрослого человека должен быть 3500 мл. Если отклонение от данных таблицы превышает более чем на 15%, это означает, что дыхательная система находится хорошем состоянии.
Когда ЖЕЛ существенно меньше, необходимо обратиться за консультацией и последующим обследованием к специалисту.
ЖЕЛ у детей
Прежде чем проверить какая жизненная емкость у легких ребенка, стоит учитывать, что их размер более лабилен, чем у взрослых. У маленьких детей она зависит от ряда факторов, которые включают: пол ребенка, окружность и подвижность грудной клетки, рост, состояние легких на момент проверки (наличие заболеваний).
Объем легких увеличивается в объеме у ребенка в результате тренировки мышц (зарядка, подвижные игры на воздухе), которые проводят родители.
Причины отклонения ЖЕЛ от стандартных показателей
В случае, когда ЖЕЛ снижается настолько, что начинает негативно влиять на работу легких, могут наблюдаться различные патологии.
- Диффузный бронхит.
- Фиброзы любого вида.
- Эмфизема легких.
- Бронхоспазм или бронхиальную астму.
- Ателектазы.
- Различные деформации грудной клетки.
Основные причины нарушения ЖЕЛ
К основным нарушениям стабильных показателей ЖЕЛ клиницисты относят три основных отклонения:
- Убыль функционирующей паренхимы легких.
- Значительное уменьшение емкости плевральной полости.
- Ригидность легочной ткани.
Отказ от своевременного лечения может повлиять на формирование рестриктивного или ограниченного типа дыхательной недостаточности.
Наиболее распространенные заболевания, которые влияют на работу легких:
- Пневмоторакс.
- Асцит.
- Плеврит.
- Гидроторакс.
- Ярко выраженный кифосколиоз.
- Ожирение.
При этом, круг легочных болезней, которые влияют на нормальное функционирование альвеол в процессе переработке воздуха и формировании дыхательной достаточно велик.
Сюда относят такие тяжелые формы патологий как:
- Пневмосклероз.
- Саркоидоз.
- Диффузные заболевания соединительной ткани.
- Синдром Хаммена-Рича.
- Бериллиоз.
Вне зависимости от заболевания, которое спровоцировало нарушение работы организма, которую обеспечивает ЖЕЛ человека, больным необходимо в профилактических целях через определенные промежутки времени обязательно проводить диагностику.
Как увеличить ЖЕЛ
Увеличить жизненную емкость легких можно при выполнении дыхательных упражнений, занятий спортом с выполнением специально разработанных спортивными инструкторами несложных упражнений.
Для этой цели идеально подойдут аэробные виды спорта: плавание, гребля, спортивная ходьба, катание на коньках, горных лыжах, велосипеде и альпинизм.
Увеличить объем вдыхаемого воздуха можно и без изнуряющих и длительных физических упражнений. Для этого нужно в повседневной жизни следить за правильным дыханием.
- Делать полные и ровные выдохи.
- Дышать диафрагмой . Грудное дыхание существенно ограничивает количество кислорода, который поступает в легкие.
- Устраивать «минутки отдыха» . В этот короткий период нужно занять комфортное положение и расслабиться. Вдыхать / выдыхать медленно и глубоко с короткими задержками на счет, в удобном ритме.
- При умывании лица на несколько секунд задерживать дыхание , поскольку именно при умывании возникает рефлекс «ныряния».
- Воздерживаться от посещения сильно задымленных мест . Пассивное курение также негативно сказывается на всей дыхательной системе, как и активное.
- Дыхательные упражнения позволяют значительно улучшить кровообращение, что также способствует лучшему газообмену в легких.
- Регулярно проветривать помещение , проводить влажную уборку помещений, поскольку наличие пыли плохо влияет на функционирование легких.
- Занятия йогой - достаточно эффективный способ, способствующий быстрому увеличению объема дыхания, который предусматривает целый раздел, посвященный упражнениям и дыханию, направленным на развитие, - пранаяма.
Предостережение: если во время физических нагрузок и дыхательных упражнений возникло головокружение нужно незамедлительно их прекратить и вернуться в состояние покоя для восстановления нормального ритма дыхания.
Профилактика заболеваний легких
Одним из значимых факторов, который способствует хорошей работоспособности и поддержанию здоровья человека является достаточная жизненная емкость легких.
Правильно развитая грудная клетка обеспечивает человеку нормальное дыхание, поэтому утренняя гимнастика и другие подвижные виды спорта с умеренной нагрузкой так важны для ее развития и значительно повышают емкость легких.
На организм человека положительное воздействие оказывает свежий воздух, и ЖЕЛ напрямую зависит от его чистоты. Воздух в закрытых душных помещениях, насыщенный углекислым газом и водяными парами, что оказывает негативное влияние на дыхательную систему.
Это можно сказать о вдыхании пыли, загрязненных частицах и о курении.
К оздоровительным мероприятиям, которые направлены на очищение воздуха относятся: озеленение жилых районов, поливка и асфальтирование улиц, вентиляционные поглощающие приспособления в квартирах и домах, устройство дымоуловителей на трубах предприятий.