Шмидт, Тевс (ред.) - Физиология человека - т.2 (947489), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Внизу-полное и равномерное раапредепение гелия между легкими (функциональная остаточная емкость) и спирометром после окончания исследования; концентрация гелия равна б аб5() На рис. 2(.П проиллиэстрирован метод разведеяяя гелия. Спирометр эакрьпаго типа эапалнюат газовой смесью. Пусть общий объем смеси ранен 3 л, а объемы Оэ и Не-2,7 и 0,3 л соответственно. При этом исходное содержание (фракция) гелия Гн. составит О,! мл на 1 л 1 смеси. После спокайнога выдоха испытуемый начинает дышать из спирометра, и в результате молекулы гелия равномерно распределяютая между объемом легких, равном ФОЕ, и объемом спирометра У .
Гелий очень медленно диффундирует через ткани, и переходом его иэ альвеол в кровь можно пренебречь. Через несколько минут, когда содержание гелия в легких и спирамегре выравниваетса, измерюат эта содержание (Еш ) при помощи специальных приборов. Предположим, чта в нашем случае оно составляет 0,05 мл Не на 1 мл смеси. При вычислении ФОЕ исходят иэ закона сохранения вещества: общее количество гелия„равное произведению объема У н концентрации Г, должно быть одинаковым в исходном состоянии и после перемешивания: Ум Рн ) У +ФОЕ Ен э. Подставляя в эта уравнение приведенные выше данные, можно рысчитать ФОЕ: У,„(рн — Гн ) 3 (О ! 0*05) ФОŠ— ' — — ) ))) Рн.э 0,05 При использовании метода вымывания азота испытуемый паоле спокойного вьщаха в течение нескольких минут дышит чистым кислородом.
Выдыхаемый воздух поступает в спирометр. н вместе с ним в спирометр переходят молекулы азота, содержашепюя в легких. Зная объем выдыхаемого воздуха, начальное содержание (Чэ в легких и каисчнае содержание (Чэ в спирометре, можно вычислить ФОЕ. используя уравнение, аналогичное (3). При практическом применении этих методов необходимо вносить некоторые поправки (2, 34). Кроме того, недостатком обоих методов валятся то, что у больных с неравномерной вентиляцией некоторых участков дегких лля полного разведения или вымывания газов требуется очень бохыцай период времени. В связи с этим в последнее время получило широкое распространение измерение ФОЕ при помощи нитеграяыииа нлетизмаграфа (см.
с. 581). Анатомическое и функциональное мертвое про- странство Анатомическое мертвое прастрвпство. Анатомическим мертвым простраиствол! называют объем воздухоносных путей, потому что в них не происходит газообмеиа. Это прострапстно включает носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Объем мертвого пространства зависит от роста и положения тела. Приближенно можно считать, что у сидящего человека объем мертвого пригтрангтва (в миллилитрах) равен сдвоенной массе тели (в килограммах). Таким образом, у взрослых он равен около 150 мл.
Прн глубоком дыхании он возрасгаст, так как при расправлеиии грудной клетки расширяются и бронхи а бронхноламн. Измерение объема мертвого пространства. Экснирагнорныи (дыхан)ельиый) ибьем (Ч,) состоит из двух компонентов — объема воздуха. поступающего из мертвого пргктршюн)ва (Ч„„), и объема воздуха из альвеалнрного нрагтрангл)еа (Ч„)": Ч, = Ч„„+ Ч,. (4) Для изучения функции легких важно измерить оба этих компонента отдельно. Как и для определения функциональной остаточной емкости, здесь используют непрял!ые методы. Они основаны па там.
что содержание дыхательных газов (О, и СОэ) в воздухе из мертвого и нз альвеолнрного пространства различно. Содержание газов в воздухе мертвого пространства аналогично таковому в воздухе, поступившем при вдохе (ннспирации) (Г„). Содср- " Показатели, атнасжциеся к альвеолярному воздуху, обозначают также с помощью прописной буквы (А) в нижнем индексе, чтобы отличить нх от аналогичных показателей артериальной крови (см. Дж. Уэст «Физиология дыхания. Оснавыж Мл Мир, 1988). Прим.
нерее. ГЛАВА 21. ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ жанне же газов в воздухе из альвеолярного пространства такое же, как и в самой альвеолярной газовой смеси (Г,). Если выразить парциальный объем газа в виде произведения общего объема газовой смеси Ч и концентрации этого газа Г, то для любого дыхательного газа будет справедливо ра- венство Обьвм газа в воздухе из альвеалярнога иространства Обьвм газа в выдыхавмом воздухе Обьем газа в воздухе из мертвого иространгтва Ч„„Г„+ Ч,.
Г.. (5) Подставляя выражение для Ч, из уравнения (4) и сделав преобразования. получаем Ч„„Г, — Г, (6) Ч, Ä— Г, Это равенство, называемое уравнением Бора, справедливо лля любого дыхательного газа. Однако для СО его можно упростить„так как содержание этого газа во вдыхаемом воздухе (Г„) близко к нулю "со, Г, — Г, (7) Г, Отношение объема мертвого пространства к экспи- раторному объему можно вычислить с помона,ю уравнений (6) и (7). Значения содержания газов для фракций, представленных в правой части уравнения, можно определить путем газона~о анализа (при определении газов в альвеолярном воздухе возни- кают некоторые трудности; см.
с. 586). Пусть газо- вый анализ дал следующие величины: Г, 'со, =0,056 мл СОг и Г, =0,04мл СОг на 1 мл смеси. Тогда Ч„„/Ч„= 0,3, т. е. объем мертвого пространства составляет 30% экспираторного объема. Функциональное мертвое пространство. Под ф)нкцианалыалм (физиологическим) мвртвьии пространством понимают все те участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена. К функциональному мертвому пространству в отличие от анатомического относятся не только воздухоносные пути, но также и те альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. В таких альвеолах газообмен невозможен.
хотя их вентиляция и происходит. В здоровых легких количество подобных альвеол невелико, поэтому в норме объемы анатомического и функционального мертвого пространства практически одинаковы. Однако при некоторых нарушениях функции легких, когда легкие вентнлируются н снабжаются кровью неравномерно, объем второго может оказаться значительно больше объема первого. Измерение вентиляции Минутный объем дыхания. Минутный объем дыхания, т, е. объем воздуха, вдыхаемого (или выдыхаемого) за 1 мин, равен по определению произведению дыхательного объема и частоты дыхательных движений.
Экспираторный объем обычно льеньше ннспнраторного, так как поглощение О, превышает величину вьщеления СОз (дыхательный коэффициент меньше 1; ср. с. 659). Для большей точности следует различать инснираторный и экспираторный минутные объемы дыхания. При расчетах вентиляции принято исходить из экспираторных объемов, помечаемых «э».
Экспнраторный минутный объем дыхания Ч, составляет Ч, = Ч„( (8) (точка над символом Ч, означает, что речь идет об «объеме за единицу времени», но не о производной; Ч, -экспираторный дыхательный объем; (-частота дыхат ельных движений). Частота дыхательных движений у взрослага человека в иаков в среднем ривна 14,'мин. Она может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за 1 мин).
Частота дыхательных движений выше у детей (20 — 30~мин); у грудных детей она составляет 30- 40,'мнн. а у новорожденных — 40 — 50/мин !"4, 83. Из уравнения (8) следует, что у взрослого человека при дыхательном объеме 0,5 л и частоте дыханий 14/мин минутный объем дыхания равен 7 л/мин. Прн физической нагрузке в соответствии с увеличением потребности в кислороде повышается и минутный объем дыхания, достигая в условиях максимальной нагрузки 120 л/мин.
Хотя минутный объем дыхания дает некоторую информацию о вентиляции легких. он ни в коей мере не определяет эффективность дыхания. Определяющим фактором служит . та часть минутного обьема дыхания, которая поступает в альвеолы и участвует в газообмене. Альвеолярная вентиляция и вентиляция мертвого пространства. Часть минутного объема дыхания Ч,. достигающая альвеол, называется альвеолярюй вентиляцией Ч„остальная его часть составляет ввнтиляцма мертвого пространства Ч Ч,=Ч,+Ч„.. (9) Вентиляция любого отдела равна произведению объема воздуха, проходящего через этот отдел при каждом дыхательном цикле„и частоты дыхательных движений (Ч = Ч. (). Приведем значения параметров, определяющих общую вентиляцию легких у здорового взрослого человека в покое.
Дыхательный объем Ч., состоит на 70% из альвеолярного объема Ч, и на 30% из объема мертвого пространства Ч„„. Следовательно, если Ч, = 500 мл, то ЧАСТЪ УЕ ДЪ|ХАНИЕ 576 Искусственное дыхание У, = 350 мл, а У„, = 150 мл. Если частота дыхательных движений равна 14/мин, то общая вентиля«ия легких составит 7 л/мин, альвеолярная вентиляиия — 5 л/мин, а веитияяиия мертвого яростраяства — 2 л/м. Альвеол«рная вентиляция служит показателем эффективности дыхания в целом. Имение от этой величины зависят газовый сссгвв, водверживвемый в вяьвеслвраом пространстве. Что в«сеется мивугиого обьемв, то ов лишь в незначительной сшвени отражает эффективность вентиляции легких.
Тах, если ъшаутвый объем дыхания нормальный (7 я/мии), ио дыхание частое в поверхностное (У, = 0,2 л, |= 35/мин), то веитивироввтьсв будет главным образом мертвое пространство, в которое воздух поступает раньше, чем в вяьмояяряое; в этом случае вдыхаемый воздух почти не будет досгвгвть альвеол. Такое дыхание иногда наблюдается цри циркуляториом шоке и представляет собой крайне опасное состояние.
Поскольку объем мертвого пространства по«тахаев, вльвеояврвав вентиляция тем больше, чем глубже дыхваве. Остановка дыхания. Остановка дыхания независимо от вызвавшей ее причины смертельно опасна. С момента остановки дыхания и кровообращения человек находится в состояниы клявв.- чеекой смерти. Как правило, уже через 5 — |0 мин недостаток Оэ н накопление СОэ приводят к необратимым повреждениям клеток жизненно важных органов, в результате чего наступает биологическая смерть.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
