Egy szabadbúvár számára a tüdő a fő "munkaeszköz" (természetesen az agy után), ezért fontos, hogy megértsük a tüdő szerkezetét és a légzés teljes folyamatát. Amikor légzésről beszélünk, általában a külső légzésre vagy a tüdő szellőztetésére gondolunk – ez az egyetlen folyamat a légzési láncban, amelyet észreveszünk. És fontolja meg, hogy a légzést ezzel kell kezdeni.

A tüdő és a mellkas szerkezete

A tüdő egy szivacshoz hasonló porózus szerv, amely szerkezetében egyedi buborékok felhalmozódására vagy nagyszámú bogyós szőlőfürtre emlékeztet. Minden "bogyó" egy tüdő alveolus (tüdőhólyag) - egy hely, ahol a tüdő fő funkcióját végzik - a gázcserét. Az alveolusok levegője és a vér között lég-vér gát található, amelyet az alveolusok és a vérkapillárisok nagyon vékony falai alkotnak. Ezen a gáton keresztül történik a gázok diffúziója: az oxigén az alveolusokból a vérbe, a szén-dioxid pedig a vérből az alveolusba.

A levegő a légutakon keresztül jut be az alveolusokba - trochea, hörgők és kisebb hörgők, amelyek alveoláris tasakokban végződnek. A hörgők és a hörgők elágazása lebenyeket képez (a jobb tüdőben 3, a balban 2 lebeny található). Átlagosan mindkét tüdőben körülbelül 500-700 millió alveolus található, amelyek légzőfelülete kilégzéskor 40 m 2 -től belégzéskor 120 m 2 -ig terjed. Ebben az esetben nagyobb számú alveolus található a tüdő alsó szakaszaiban.

A hörgők és a légcső falai porcos alappal rendelkeznek, ezért meglehetősen merevek. A hörgők és az alveolusok puha falúak, ezért összeeshetnek, azaz leeresztett léggömbként tapadhatnak össze, ha nem tartanak fenn némi légnyomást bennük. Ennek elkerülése érdekében a tüdőt, mint egyetlen szervet, minden oldalról mellhártya borítja - egy erős hermetikus membrán.

A mellhártyának két rétege van - két levél. Az egyik levél szorosan rögzítve van a merev belső felületéhez mellkas, a másik - körülveszi a tüdőt. Közöttük van a pleurális üreg, amely fenntartja a negatív nyomást. Emiatt a tüdő kiegyenesedett állapotban van. A pleurális térben kialakuló negatív nyomás a tüdő rugalmas visszarúgása, vagyis a tüdő állandó vágya, hogy csökkentse térfogatát.

A tüdő rugalmas visszarúgása három tényezőnek köszönhető:
1) az alveolusok falának szövetének rugalmassága a bennük lévő rugalmas rostok miatt
2) hörgő izomtónus
3) az alveolusok belső felületét borító folyadékfilm felületi feszültsége.

A mellkas merev vázát bordák alkotják, amelyek a porcoknak és az ízületeknek köszönhetően rugalmasak a gerinchez és az ízületekhez tapadva. Ennek köszönhetően a mellkas térfogata növekszik és csökken, miközben megtartja a mellkasüregben található szervek védelméhez szükséges merevséget.

A levegő belélegzéséhez a légköri nyomásnál alacsonyabb nyomást kell létrehoznunk a tüdőben, és magasabbat kell kilélegeznünk. Így a belégzéshez növelni kell a mellkas térfogatát, kilégzéshez - a térfogat csökkenését. Valójában a légzési erőfeszítések nagy részét a belégzésre fordítják, normál körülmények között a kilégzés a tüdő rugalmas tulajdonságai miatt történik.

A fő légzőizom a rekeszizom - egy kupolás izmos válaszfal a mellüreg és a hasüreg között. Határát hagyományosan a bordák alsó széle mentén lehet meghúzni.

Belégzéskor a rekeszizom összehúzódik, aktív fellépéssel az alsó belső szervek felé nyúlik. Ugyanakkor összenyomhatatlan szervek hasi üreg lefelé és oldalra tolják, megfeszítve a hasüreg falait. Csendes lélegzetvétellel a rekeszizom kupolája körülbelül 1,5 cm-t ereszkedik le, és ennek megfelelően nő a mellkasi üreg függőleges mérete. Ugyanakkor az alsó bordák kissé eltérnek, növelve a mellkas kerületét, ami különösen észrevehető az alsó részeken. Kilégzéskor a rekeszizom passzívan ellazul, és az inak felhúzzák, hogy nyugodt állapotba kerüljön.

A mellkas térfogatának növekedésében a rekeszizom mellett a külső ferde bordaközi és porcos izmok is részt vesznek. A bordák emelkedése következtében megnövekszik a szegycsont előretolódása, valamint a bordák oldalsó részeinek oldalra való távozása.

Nagyon mély, intenzív légzés vagy a belégzési ellenállás növekedése esetén számos segédlégzési izom vesz részt a mellkas térfogatának növelésének folyamatában, amelyek megemelhetik a bordákat: scalariform, pectoralis major és minor, serratus anterior. A belégzés járulékos izmai közé tartoznak a feszítőizmok is. mellkasi régió a gerincoszlop és a vállöv rögzítése hátrahajtott karokra támaszkodva (trapéz, rombusz alakú, lapocka emelése).

Amint fentebb említettük, a nyugodt lélegzet passzívan halad, szinte az inspirációs izmok ellazulásának hátterében. Aktív intenzív kilégzéssel a hasfal izmai „összekapcsolódnak”, aminek következtében a hasüreg térfogata csökken, a nyomás pedig nő benne. A nyomás átkerül a membránra, és megemeli azt. A csökkentés miatt a belső ferde bordaközi izmok leengedik a bordákat és közelebb hozzák a széleiket.

Légző mozgások

A hétköznapi életben önmagát és ismerőseit megfigyelve láthatja a légzést, amelyet elsősorban a rekeszizom biztosít, és a légzést, amelyet főként a bordaközi izmok munkája biztosít. És ez a normál tartományon belül van. izmok vállöv gyakrabban kapcsolódnak súlyos betegségekhez vagy intenzív munkához, de szinte soha - viszonylag egészséges embereknél, normál állapotban.

Úgy tartják, hogy a légzés, amelyet főként a rekeszizom mozgása biztosít, inkább a férfiakra jellemző. Normális esetben a belégzést a hasfal enyhe kitüremkedése, a kilégzést pedig annak enyhe visszahúzódása kíséri. Ez a hasi légzés.

A nőknél a mellkasi típusú légzés a leggyakoribb, amelyet főként a bordaközi izmok munkája biztosít. Ennek oka lehet a nő biológiai felkészültsége az anyaságra, és ennek eredményeként a terhesség alatti hasi légzési nehézségei. Ennél a légzéstípusnál a legszembetűnőbb mozgásokat a szegycsont és a bordák teszik.

A légzést, amelyben a vállak és a kulcscsontok aktívan mozognak, a vállöv izomzatának munkája biztosítja. A tüdő szellőztetése ebben az esetben nem hatékony, és csak a tüdő felső részét érinti. Ezért ezt a fajta légzést apikálisnak nevezik. Normál körülmények között ez a fajta légzés gyakorlatilag nem fordul elő, és vagy bizonyos torna során alkalmazzák, vagy súlyos betegségek esetén alakul ki.

A szabadbúvárkodásban hiszünk abban, hogy a hasi vagy hasi légzés a legtermészetesebb és legtermékenyebb légzéstípus. Ugyanezt mondják a jógában és a pránájámában.

Először is, mert több alveolus van a tüdő alsó lebenyeiben. Másodszor, a légzőmozgások az autonóm idegrendszerünkhöz kapcsolódnak. A hasi légzés aktiválja a paraszimpatikus idegrendszert - a fékpedált a test számára. A mellkasi légzés aktiválja a szimpatikus idegrendszert - a gázpedált. Aktív és hosszan tartó apikális légzéssel, a szimpatikus idegrendszer stimulálásával idegrendszer. Ez mindkét irányban működik. Tehát a pánikba esett emberek mindig apikálisan lélegeznek. És fordítva, ha egy ideig nyugodtan lélegzik a gyomorral, az idegrendszer megnyugszik, és minden folyamat lelassul.

tüdőtérfogatok

Csendes légzés során az ember körülbelül 500 ml (300-800 ml) levegőt be- és kilélegzik, ezt a levegőmennyiséget ún. dagály térfogata. A szokásos légzési térfogaton kívül a legmélyebb lélegzetvétellel további körülbelül 3000 ml levegőt tud belélegezni - ez belégzési tartalék térfogat. Normál nyugodt kilégzés után egy közönséges egészséges ember körülbelül 1300 ml levegőt képes „kipréselni” a tüdőből a kilégzési izmok feszültségével - ez kilégzési tartalék térfogata.

E kötetek összege az vitális kapacitás (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

Amint láthatja, a természet közel tízszeres mennyiséget készített elő számunkra a tüdőn keresztül történő levegő "pumpálására".

A dagály térfogata a légzés mélységének mennyiségi kifejeződése. A tüdő létfontosságú kapacitása az a maximális levegőmennyiség, amelyet egy be- vagy kilégzés során be- vagy ki lehet vinni a tüdőből. A tüdő átlagos létfontosságú kapacitása férfiaknál 4000-5500 ml, nőknél 3000-4500 ml. A fizikai edzés és a különböző mellkasi nyújtások növelhetik a VC-t.

Maximális mély kilégzés után körülbelül 1200 ml levegő marad a tüdőben. ez - maradék térfogat. Ennek nagy része csak nyitott pneumothoraxszal távolítható el a tüdőből.

A maradék térfogatot elsősorban a rekeszizom és a bordaközi izmok rugalmassága határozza meg. A mellkas mozgékonyságának növelése és a maradék térfogat csökkentése fontos feladat a nagy mélységbe történő merülésre való felkészülésben. A maradék térfogat alatti merülések egy átlagos képzetlen ember számára 30-35 méternél mélyebb merülések. A rekeszizom rugalmasságának növelésének és a tüdő maradék térfogatának csökkentésének egyik népszerű módja az uddiyana bandha rendszeres végrehajtása.

A maximális levegőmennyiséget, amely a tüdőben lehet, ún teljes tüdőkapacitás, megegyezik a maradék térfogat és a tüdő létfontosságú kapacitásának összegével (a használt példában: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

A csendes kilégzés végén (lazított légzőizmokkal) a tüdőben lévő levegő mennyiségét ún. funkcionális maradék tüdőkapacitás. Ez egyenlő a maradék térfogat és a kilégzési tartalék térfogat összegével (a használt példában: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). A funkcionális maradék tüdőkapacitás közel van a belégzés előtti alveoláris levegő térfogatához.

A tüdő szellőzését az egységnyi idő alatt belélegzett vagy kilélegzett levegő mennyisége határozza meg. Általában mérve percnyi légzési térfogat. A tüdő szellőztetése a légzés mélységétől és gyakoriságától függ, amely nyugalmi állapotban percenként 12-18 légzés. A légzés perctérfogata megegyezik a légzési térfogat és a légzésszám szorzatával, azaz. kb 6-9 liter.

A tüdő térfogatának felmérésére spirometriát használnak - a külső légzés funkciójának tanulmányozására szolgáló módszert, amely magában foglalja a légzés térfogati és sebességi mutatóinak mérését. Ezt a tanulmányt mindenkinek ajánljuk, aki komolyan szeretne szabadbúvárkodni.

A levegő nemcsak az alveolusokban van, hanem a légutakban is. Ezek közé tartozik az orrüreg (vagy a száj orális légzéssel), a nasopharynx, a gége, a légcső, a hörgők. A légutak levegője (a légúti hörgők kivételével) nem vesz részt a gázcserében. Ezért a légutak lumenét ún anatómiai holttér. Belégzéskor a légköri levegő utolsó részei belépnek a holttérbe, és anélkül, hogy megváltoztatnák összetételüket, kilégzéskor elhagyják azt.

Az anatómiai holttér térfogata körülbelül 150 ml, vagyis csendes légzéskor a légzéstérfogat körülbelül 1/3-a. Azok. 500 ml belélegzett levegőből csak körülbelül 350 ml jut az alveolusokba. Az alveolusokban a nyugodt kilégzés végén körülbelül 2500 ml levegő található, ezért minden nyugodt lélegzetvétellel az alveoláris levegőnek csak 1/7-e újul meg.

• < Vissza

Ezért az artériás vér gázösszetételének állandósága nem egy-egy légzési ciklus jellemzőitől, hanem az oxigénellátás és a szén-dioxid-eltávolítás sebességétől függ hosszú időn keresztül. Bizonyos mértékig a légzés perctérfogata (MOD), vagyis a pulmonalis lélegeztetés tekinthető ennek a sebességnek a mértékének, pl. a tüdőn 1 perc alatt áthaladó levegő mennyisége. A légzés perctérfogata egyenletes automatikus (a tudat közreműködése nélkül) légzéssel megegyezik a légzési térfogat szorzatával az 1 perc alatti légzési ciklusok számával. Nyugalomban, férfiban átlagosan 8000 ml vagy 8 liter 1 percenként) "(500 ml x 16 légzés / perc). Úgy tartják, hogy a percnyi légzési térfogat információt ad a tüdő szellőztetéséről, de nem módja határozza meg a légzés hatékonyságát.500 ml-es légzéstérfogatnál a belégzés során először 150 ml levegő jut be a légutakban, azaz az anatómiai holttérben lévő léghólyagokba, és az előző kilégzés végén. Ez már használt levegő, amely az alveolusokból került az anatómiai holttérbe. Így 500 ml „friss" levegő atmoszférájából belélegezve 350 ml az alveolusokba kerül. Az utolsó 150 ml belélegzett „friss" levegő kitölti a anatómiai holttér és nem vesz részt a vérrel történő gázcserében. Ennek eredményeként 1 perc alatt) 500 ml légzési térfogattal és 16 légzéssel egy perc alatt nem 8 liter légköri levegő fog áthaladni az alveolusokon, hanem 5,6 liter (350 x 16 \u003d 5600), az úgynevezett alveoláris szellőztetés. A légzési térfogat 400 ml-re történő csökkentésével a légzési perctérfogat azonos értékének megőrzése érdekében a légzésszámot percenként 20 légzésre kell növelni (8000: 400). Ebben az esetben az alveoláris lélegeztetés 5600 ml helyett 5000 ml (250 x 20) lesz, ami az artériás vérgáz állandó összetételének fenntartásához szükséges. Az artériás vérgáz homeosztázisának fenntartásához a légzésszámot percenként 22-23 légzésre kell növelni (5600: 250-22,4). Ez magában foglalja a légzés perctérfogatának 8960 ml-re (400 x 22,4) történő növelését. 300 ml-es légzési térfogattal az alveoláris szellőztetés és ennek megfelelően a vérgáz homeosztázis fenntartása érdekében a légzésszámot percenként 37 légzésre kell növelni (5600: 150 = 37,3). Ebben az esetben a légzés perctérfogata 11100 ml (300 x 37 \u003d 11100), azaz. közel másfélszeresére fog növekedni. Így maga a légzés perctérfogata még nem határozza meg a légzés hatékonyságát.
Az ember kézbe veheti a légzését, és tetszés szerint lélegezhet gyomorral vagy mellkasával, megváltoztathatja a frekvenciákat) "és a légzés mélységét, a belégzés és a kilégzés időtartamát stb. Azonban bárhogyan is változtatja a légzését, fizikai nyugalmi állapot, a léghólyagokba 1 perc alatt beáramló légköri levegő mennyisége) megközelítőleg változatlannak kell maradnia, mégpedig 5600 ml-nek a normális vérgáz-összetétel biztosítása érdekében,
a sejtek és szövetek oxigénigénye és a felesleges szén-dioxid eltávolítása. Ettől az értéktől bármely irányban eltérve az artériás vér gázösszetétele megváltozik. Karbantartásának homeosztatikus mechanizmusai azonnal működnek. Összeütközésbe kerülnek az alveoláris lélegeztetés tudatosan kialakított túl- vagy alábecsült értékével. Ezzel egyidejűleg megszűnik a kényelmes légzés érzése, vagy levegőhiány, vagy izomfeszülés érzése jelentkezik. Így a vér normál gázösszetételének fenntartásához a légzés elmélyülésével, i.e. a légzési térfogat növekedésével ez csak a légzési ciklusok gyakoriságának csökkentésével lehetséges, és fordítva, a légzési sebesség növekedésével a gáz homeosztázisának megőrzése csak a légzési térfogat egyidejű csökkenésével lehetséges.
A percnyi légzési térfogaton kívül létezik a tüdő maximális szellőzésének (MVL) fogalma is - az a levegőmennyiség, amely maximális szellőztetés mellett 1 perc alatt áthalad a tüdőn. Egy edzetlen felnőtt férfinál a tüdő maximális szellőzése edzés közben ötszörösével haladhatja meg a nyugalmi légzés perctérfogatát. Képzett embereknél a tüdő maximális szellőzése elérheti a 120 litert, i.e. perc légzés térfogata 15-szörösére nőhet. A tüdő maximális szellőztetése mellett a légzéstérfogat és a légzésszám aránya is elengedhetetlen. A tüdő maximális szellőzésének azonos értékével az alveoláris lélegeztetés alacsonyabb légzésszámmal és ennek megfelelően nagyobb légzéstérfogat mellett is nagyobb lesz, ennek eredményeként több oxigén kerülhet egyszerre az artériás vérbe és több szén-dioxid hagyhatja.

Bővebben a témáról a PERC LÉGZÉSI VOLUME.:

1. A TÜDŐNEK NINCS SAJÁT KONTRAKCIÓS ELEMEK. Térfogatuk VÁLTOZÁSA A MELLkasÜREG TÉRFOGATÁNAK VÁLTOZÁSÁNAK EREDMÉNYE.
2. A LÉGZÉS JELLEMZÉSE FONTOS TÉNYEZŐ A BELSŐ SZERVEK MORFO-FUNKCIÓS JELLEMZŐI KIALAKULÁSÁBAN ZII.

UDC 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainova, N.V. Turbasova. A légzés és a keringés élettana. Oktatási segédlet az „Ember- és állatélettan” tárgyhoz: a Biológia Kar ODO 3. évfolyamos és OZO V. évfolyamos hallgatói számára. Tyumen: A Tyumen Állami Egyetem Kiadója, 2007. - 76 p.

Az oktatási segédlet az „Ember- és állatélettan” kurzus programja szerint összeállított laboratóriumi munkákat tartalmaz, amelyek közül sok a klasszikus élettan tudományos alapelveit szemlélteti. A művek egy része alkalmazott jellegű, és az egészség és a fizikai állapot önellenőrzésének módszereit, a fizikai teljesítmény felmérésének módszereit képviseli.

FELELŐS SZERKESZTŐ: V.S. Szolovjov , MD, professzor

© Tyumen Állami Egyetem, 2007

© Tyumen Állami Egyetemi Kiadó, 2007

© A.B. Zagainova, N.V. Turbasova, 2007

Magyarázó jegyzet

A "légzés" és a "vérkeringés" szekciókban a kutatás tárgya az élő szervezetek és azok működési struktúrái, amelyek ezeket a létfontosságú funkciókat biztosítják, ami meghatározza a fiziológiai kutatás módszereinek megválasztását.

A tantárgy célja: elképzelések kialakítása a légző- és keringési szervek működési mechanizmusairól, a szív- és érrendszeri és légzőrendszerek működésének szabályozásáról, szerepükről a szervezet és a külső környezet kölcsönhatásának biztosításában.

A laboratóriumi műhely céljai: megismertetni a hallgatókkal az ember és állat élettani funkcióinak vizsgálati módszereit; szemléltesse az alapvető tudományos álláspontokat; bemutatni a fizikai állapot önkontroll módszereit, a fizikai teljesítőképesség felmérését változó intenzitású fizikai terhelés során.

52 óra az ODO és 20 óra az OZO számára az „Ember- és állatélettan” tantárgy laboratóriumi lebonyolítására. Az „Ember- és állatélettan” kurzus zárójelentési formája egy vizsga.

Vizsgakövetelmények: ismerni kell a szervezet életének alapjait, beleértve a szervrendszerek, a sejtek és az egyes sejtszerkezetek működési mechanizmusait, a fiziológiai rendszerek működésének szabályozását, valamint a szervezet kölcsönhatási mintázatait. testet a külső környezettel.

Az oktatási segédlet az „Ember- és állatélettan” általános kurzus programjának részeként került kidolgozásra a Biológia Kar hallgatói számára.

A LÉGZÉS ÉLETTANA

A légzési folyamat lényege az oxigén szállítása a szervezet szöveteibe, amely biztosítja az áramlást oxidatív reakciók, ami energia felszabadulásához és szén-dioxid felszabadulásához vezet a szervezetből, ami az anyagcsere következtében képződik.

A tüdőben lezajló folyamat, amely a vér és a környezet közötti gázcseréből áll (az alveolusokba belépő levegőt ún. külső, pulmonális légzés, vagy tüdő szellőzés.

A tüdőben zajló gázcsere következtében a vér oxigénnel telítődik, szén-dioxidot veszít, i.e. ismét képes lesz oxigént szállítani a szövetekbe.

A szervezet belső környezetének gázösszetételének megújulása a vérkeringésnek köszönhető. A szállítási funkciót a vér végzi a benne lévő CO 2 és O 2 fizikai oldódása és a vérkomponensekhez való kötődése miatt. Tehát a hemoglobin képes reverzibilis reakcióba lépni az oxigénnel, és a CO 2 megkötése a vérplazmában reverzibilis bikarbonát vegyületek képződésének eredményeként következik be.

A folyamatok lényege a sejtek oxigénfogyasztása és a szén-dioxid képződésével járó oxidatív reakciók megvalósítása. belső, vagy szöveti légzés.

Így csak a légzés mindhárom kapcsolatának következetes tanulmányozása adhat képet az egyik legösszetettebb élettani folyamatról.

A külső légzés (tüdőszellőztetés), a tüdőben és a szövetekben zajló gázcsere, valamint a vérben a gázok szállításának tanulmányozására különféle módszerekkel vizsgálják a légzésfunkciókat nyugalomban, edzés közben és különféle szervezetre gyakorolt ​​hatásokat.

1. LAB

PNEUMOGRAFIA

A pneumográfia a légzési mozgások rögzítése. Lehetővé teszi a légzés gyakoriságának és mélységének, valamint a belégzés és a kilégzés időtartamának arányának meghatározását. Felnőtteknél a légzőmozgások száma 12-18 percenként, gyermekeknél gyakoribb a légzés. Fizikai munka során megduplázódik vagy több. Az izommunka során a légzés gyakorisága és mélysége egyaránt változik. A légzés ritmusában és mélységében bekövetkező változások figyelhetők meg nyeléskor, beszédkor, lélegzetvisszatartás után stb.

A légzés két fázisa között nincs szünet: a belégzés közvetlenül a kilégzésbe, a kilégzés pedig a belégzésbe kerül.

Általános szabály, hogy a belégzés valamivel rövidebb, mint a kilégzés. A belégzés ideje 11:12-ként vagy akár 10:14-ként kapcsolódik a kilégzés idejéhez.

A tüdő szellőzését biztosító ritmikus légzési mozgások mellett időben speciális légzési mozgások is megfigyelhetők. Egy részük reflexszerűen keletkezik (védőlégzési mozgások: köhögés, tüsszögés), mások önként, a fonáció kapcsán (beszéd, ének, recitáció stb.).

A mellkas légzőmozgásának regisztrálását speciális eszközzel - pneumográffal végezzük. Az így kapott rekord - pneumogram - lehetővé teszi a következők értékelését: a légzés fázisainak időtartama - belégzés és kilégzés, légzésszám, relatív mélység, a légzés gyakoriságának és mélységének függősége a test fiziológiai állapotától - pihenés, munka, stb.

A pneumográfia azon az elven alapul, hogy a mellkas légzőmozgását az írókarhoz továbbítja.

A jelenleg leggyakrabban használt pneumográf egy szövettokba helyezett, hosszúkás gumikamra, amely gumicsővel hermetikusan kapcsolódik a Marais-kapszulához. Minden lélegzetvétellel a mellkas kitágul, és összenyomja a pneumográf levegőjét. Ez a nyomás átkerül a Marais-kapszula üregébe, rugalmas gumisapkája felemelkedik, a rajta nyugvó kar pedig pneumogramot ír.

A használt érzékelőktől függően a pneumográfia többféleképpen is elvégezhető. A légúti mozgások rögzítésére a legegyszerűbb és leginkább elérhető egy Marais kapszulával ellátott pneumosensor. Pneumográfiához reosztatikus, nyúlásmérő és kapacitív érzékelők használhatók, de ebben az esetben elektronikus erősítő és rögzítő eszközök szükségesek.

A munkához szüksége van: kimográf, vérnyomásmérő mandzsetta, Marais kapszula, állvány, póló, gumicsövek, időzítő, ammóniaoldat. A kutatás tárgya egy személy.

Munkavégzés. Szerelje össze a berendezést a légzési mozgások rögzítéséhez, az ábra szerint. 1, A. A vérnyomásmérőből származó mandzsetta a vizsgált személy mellkasának legmozgóbb részére van rögzítve (hasi légzés esetén ez a mellkas alsó harmada, mellkas esetén a mellkas középső harmada) és össze van kötve egy pólót és gumicsöveket a Marais-kapszulához. A pólón keresztül, kinyitva a bilincset, ne lépjen be a rögzítő rendszerbe nagyszámú levegőt, ügyelve arra is magas nyomású nem törte el a kapszula gumimembránját. Miután megbizonyosodtunk a pneumográf helyes rögzítéséről és a mellkas mozgásának átviteléről a Marais-kapszula karjára, megszámoljuk a percenkénti légzőmozgások számát, majd az írót érintőlegesen a kimográfra állítjuk. Kapcsolja be a kimográfot és az időjelzőt, és kezdje el rögzíteni a pneumogramot (az alany ne nézzen rá a pneumogramra).

Rizs. 1. Pneumográfia.

A - a légzés grafikus regisztrálása a Marais kapszulával; B - pneumogramok, amelyeket különböző tényezők hatására rögzítettek, amelyek megváltoztatják a légzést: 1 - széles mandzsetta; 2 - gumicső; 3 - póló; 4 - Marais kapszula; 5 - kimográf; 6 - időzítő; 7 - univerzális állvány; a - nyugodt légzés; b - ammóniagőzök belélegzésekor; c - beszélgetés közben; d - hiperventiláció után; e - önkényes lélegzetvisszatartás után; e - fizikai aktivitás során; b"-e" - az alkalmazott hatás jelei.

A következő típusú légzést rögzíti a kimográf:

1) nyugodt légzés;

2) mély légzés (az alany önkényesen vesz több mély levegőt és kilégzést - a tüdő létfontosságú kapacitása);

3) légzés edzés után. Ehhez az alanynak a pneumográf eltávolítása nélkül 10-12 guggolást kell végeznie. Ugyanakkor, hogy az éles légütések következtében a Marey kapszula abroncsa ne repedjen ki, a pneumográfot a kapszulával összekötő gumicsövet Pean bilinccsel rögzítjük. Közvetlenül a guggolás befejezése után a bilincset eltávolítják, és a légzési mozgásokat rögzítik);

4) légzés recitálás közben, köznyelvi beszéd, nevetés (ügyeljen arra, hogyan változik a belégzés és a kilégzés időtartama);

5) légzés köhögéskor. Ehhez az alany több önkényes kilégzési köhögési mozdulatot végez;

6) légszomj – légzésvisszatartás okozta nehézlégzés. A kísérletet a következő sorrendben hajtjuk végre. Miután rögzítettük a normál légzést (eipneát) ülő helyzetben, megkérjük az alanynak, hogy tartsa vissza a lélegzetét kilégzés közben. Általában 20-30 másodperc elteltével a légzés önkéntelen helyreáll, és a légzési mozgások gyakorisága és mélysége sokkal nagyobb lesz, légszomj figyelhető meg;

7) a légzés megváltozása az alveoláris levegőben és a vérben lévő szén-dioxid csökkenésével, amelyet a tüdő hiperventilációja ér el. Az alany mély és gyakori légzőmozgásokat végez enyhe szédülésig, ami után természetes légzésvisszatartás (apnoe) lép fel;

8) lenyeléskor;

9) ammóniagőzök belégzésekor (ammóniaoldattal átitatott vattadarabot viszünk az alany orrához).

Néhány pneumogram az ábrán látható. 1,B.

Illessze be a kapott pneumogramokat egy jegyzetfüzetbe. Számítsa ki a levegővételek számát 1 perc alatt különböző feltételek pneumogram regisztráció. Határozza meg, hogy a légzés melyik fázisában történik a nyelés és a beszéd. Hasonlítsa össze a légzés változásának természetét különböző befolyásoló tényezők hatására!

2. LAB

SPIROMETRIA

A spirometria a tüdő létfontosságú kapacitásának és légtérfogatainak meghatározására szolgáló módszer. A vitálkapacitás (VC) az a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy maximális lélegzetvétel után ki tud lélegezni. ábrán. A 2. ábra a tüdő funkcionális állapotát jellemző tüdőtérfogatokat és -kapacitásokat mutatja be, valamint egy pneumogramot, amely elmagyarázza a tüdőtérfogatok és -kapacitások, valamint a légzési mozgások közötti kapcsolatot. A tüdő funkcionális állapota életkortól, magasságtól, nemtől, fizikai fejlettségtől és számos egyéb tényezőtől függ. Egy adott személy légzésfunkciójának felméréséhez a nála mért tüdőtérfogatokat össze kell hasonlítani a megfelelő értékekkel. A megfelelő értékeket képletekkel számítják ki, vagy nomogramokkal határozzák meg (3. ábra), a ± 15%-os eltéréseket jelentéktelennek tekintjük. Száraz spirométert használnak a VC és az alkotórészek térfogatának mérésére (4. ábra).

Rizs. 2. Spirogram. Tüdőtérfogatok és -kapacitások:

Rvd - belégzési tartalék térfogat; DO - dagály térfogata; ROvyd - kilégzési tartalék térfogata; OO - maradék térfogat; Evd - belégzési kapacitás; FRC - funkcionális maradék kapacitás; VC - a tüdő létfontosságú kapacitása; TLC – teljes tüdőkapacitás.

Tüdőtérfogat:

Belégzési tartalék térfogat(RVD) - a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes lélegzetvétel után be tud lélegezni.

kilégzési tartalék térfogata(RO) az a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy normál kilégzés után ki tud lélegezni.

Maradék térfogat(OO) - a gáz térfogata a tüdőben a maximális kilégzés után.

Belégzési kapacitás(Evd) - a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes kilégzés után be tud lélegezni.

Funkcionális maradék kapacitás(FOE) a csendes lélegzetvétel után a tüdőben visszamaradó gáz térfogata.

A tüdő létfontosságú kapacitása(VC) a maximális levegőmennyiség, amelyet maximális belégzés után ki lehet lélegezni.

Teljes tüdőkapacitás(Oel) - a gázok térfogata a tüdőben a maximális belégzés után.

A munkához szüksége van: száraz spirométer, orrcsipesz, szájrész, alkohol, vatta. A kutatás tárgya egy személy.

A száraz spirométer előnye, hogy hordozható és könnyen használható. A száraz spirométer egy légturbina, amelyet a kilélegzett levegő sugár forgat. A járókerék forgása a kinematikus láncon keresztül a készülék nyílára kerül. A nyíl megállításához a kilégzés végén a spirométer fékezővel van felszerelve. A mért levegőmennyiség értékét a készülék skálája határozza meg. A skála forgatható, így a mutató minden mérés előtt nullára állítható. A levegő kilégzése a tüdőből a szájrészen keresztül történik.

Munkavégzés. A spirométer szájrészét alkohollal átitatott vattával töröljük le. Az alany egy maximális lélegzetvétel után a lehető legmélyebben kilélegzi a spirométerbe. A VC-t spirométeres skálán határozzuk meg. Az eredmények pontossága nő, ha a VC mérését többször elvégzik és az átlagértéket számítják. Ismételt méréseknél minden alkalommal be kell állítani a spirométer skála kezdeti helyzetét. Ehhez fordítsa el a mérőskálát a száraz spirométeren, és igazítsa a skála nulla osztását a nyílhoz.

A VC-t az alany álló, ülő és fekvő helyzetében, valamint fizikai aktivitás után (20 guggolás 30 másodperc alatt) határozzák meg. Vegye figyelembe a mérési eredmények különbségét.

Ezután az alany több csendes kilégzést végez a spirométerbe. Ebben az esetben a légzési mozgások számát számolják. Határozza meg a spirométer leolvasását a spirométerben végzett kilégzések számával dagály térfogata levegő.

Rizs. 3. Nomogram a VC megfelelő értékének meghatározásához.

Rizs. 4. Szárazlevegős spirométer.

Meghatározására kilégzési tartalék térfogata az alany a következő csendes kilégzés után a maximális kilégzést végzi a spirométerbe. A spirométer a kilégzési tartalék térfogatot méri. Ismételje meg a mérést többször, és számítsa ki az átlagértéket.

Belégzési tartalék térfogat kétféleképpen határozható meg: számoljon és mérjen spirométerrel. Kiszámításához ki kell vonni a légzési és tartalék (kilégzési) levegőmennyiségek összegét a VC értékből. A belégzési tartalék térfogatának spirométerrel történő mérésekor bizonyos mennyiségű levegőt szívunk be, és az alany csendes lélegzetvétel után maximális levegőt vesz a spirométerből. A spirométerben lévő kezdeti légtérfogat és a mély lélegzet után visszamaradó térfogat közötti különbség a belégzési tartalék térfogatnak felel meg.

Meghatározására maradék térfogat levegő, nincsenek direkt módszerek, ezért indirekt módszereket alkalmaznak. Különféle elveken alapulhatnak. Erre a célra például pletizmográfiát, oximetriát és az indikátorgázok (hélium, nitrogén) koncentrációjának mérését alkalmazzák. Úgy gondolják, hogy normális esetben a maradék térfogat a VC érték 25-30%-a.

A spirométer lehetővé teszi a légzési aktivitás számos egyéb jellemzőjének megállapítását. Az egyik az a pulmonalis lélegeztetés mértéke. Ennek meghatározásához a percenkénti légzési mozgások ciklusainak számát megszorozzuk a légzési térfogattal. Tehát egy perc alatt körülbelül 6000 ml levegő cserélődik a test és a környezet között.

Alveoláris szellőzés\u003d légzésszám x (dagálytérfogat - a „holt” tér térfogata).

A légzés paramétereinek beállításával az oxigénfogyasztás meghatározásával felmérhető a szervezetben zajló anyagcsere intenzitása.

A munka során fontos kideríteni, hogy az adott személyre kapott értékek a normál tartományon belül vannak-e. Erre a célra speciális nomogramokat és képleteket fejlesztettek ki, amelyek figyelembe veszik a külső légzés funkciójának egyéni jellemzőinek és olyan tényezőknek a korrelációját, mint: nem, magasság, életkor stb.

A tüdő létfontosságú kapacitásának megfelelő értékét a következő képletekkel számítják ki (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

férfiaknak -

VC \u003d ((magasság (cm) x 0,052) - (életkor (év) x 0,022)) - 3,60;

nőknek -

VC \u003d ((magasság (cm) x 0,041) - (életkor (év) x 0,018)) - 2,68.

8-12 éves fiúknak -

VC \u003d ((magasság (cm) x 0,052) - (életkor (év) x 0,022)) - 4,6;

13-16 éves fiúknak -

VC \u003d ((magasság (cm) x 0,052) - (életkor (év) x 0,022)) - 4,2;

8-16 éves lányoknak -

VC \u003d ((magasság (cm) x 0,041) - (életkor (év) x 0,018)) - 3,7.

16-17 éves korukra a tüdő létfontosságú kapacitása eléri a felnőttre jellemző értékeket.

A munka eredményei és azok kialakítása. 1. Írja be az 1. táblázatba a mérési eredményeket, számítsa ki a VC átlagértékét.

Asztal 1

2. Hasonlítsa össze a VC (pihenés) álló és ülő helyzet mérési eredményeit! 3. Hasonlítsa össze a VC állás (pihenés) során mért eredményeit az edzés után kapott eredményekkel. 4. Számítsa ki a megfelelő érték %-át az állás (pihenés) mérésénél kapott VC mutató és az esedékes VC (a képlettel számolva) ismeretében:

ZHELfact. x 100 (%).

5. Hasonlítsa össze a spirométerrel mért VC-értéket a nomogramon talált megfelelő VC-vel. Számítsa ki a maradék térfogatot, valamint a tüdőkapacitásokat: teljes tüdőkapacitás, belégzési kapacitás és funkcionális maradékkapacitás. 6. vonjon le következtetéseket.

LAB #3

A PERC LÉGGAZAT VOLUME (MOD) ÉS A TÜDŐ TÉRFOGAT MEGHATÁROZÁSA

(LÉGZŐ, ISP TARTALÉK TÉRFOGAT

ÉS TARTALÉKKÖTET)

A tüdő szellőzését az egységnyi idő alatt belélegzett vagy kilélegzett levegő mennyisége határozza meg. Általában a légzés perctérfogatát (MOD) mérik. Értéke nyugodt légzés mellett 6-9 liter. A tüdő szellőztetése a légzés mélységétől és gyakoriságától függ, amely nyugalmi állapotban 16 percenként (12-18). A légzés perctérfogata egyenlő:

MOD \u003d TO x BH,

ahol DO a dagálytérfogat; BH - légzésszám.

A munkához szüksége van: száraz spirométer, orrcsipesz, alkohol, vatta. A kutatás tárgya egy személy.

Munkavégzés. A légzési levegő mennyiségének meghatározásához az alanynak nyugodt lélegzetvétel után nyugodt kilégzést kell végeznie a spirométerbe, és meg kell határoznia a légzési térfogatot (TO). A kilégzési tartaléktérfogat (ERV) meghatározásához egy nyugodt normál kilégzést követően végezzen mély kilégzést a spirométerbe. A belégzési tartaléktérfogat (IRV) meghatározásához állítsa a spirométer belső hengerét valamilyen szintre (3000-5000), majd a légkörből nyugodt lélegzetet véve, az orrát visszatartva végezze el a maximális lélegzetet a spirométerrel. Ismételje meg az összes mérést háromszor. A belégzési tartalék térfogata a különbséggel határozható meg:

Rovd \u003d ZhEL - (DO - ROvyd)

Számítási módszer a tüdő vitális kapacitását (VC) alkotó DO, ROvd és ROvyd mennyiségének meghatározására.

A munka eredményei és azok kialakítása. 1. A kapott adatokat rendezze táblázatba 2.

2. Számítsa ki a légzés perctérfogatát!

2. táblázat

4. LAB

A tüdőfunkció minőségének felmérése érdekében megvizsgálja a légzési térfogatokat (speciális eszközökkel - spirométerekkel).

Tidal volume (TO) az a levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes légzés közben egy ciklusban be- és kilélegzik. Normál = 400-500 ml.

Perc légzési térfogat (MOD) – a tüdőn 1 perc alatt áthaladó levegő térfogata (MOD = TO x NPV). Normál = 8-9 liter percenként; körülbelül 500 liter óránként; 12000-13000 liter naponta. A fizikai aktivitás növekedésével a MOD növekszik.

Nem minden belélegzett levegő vesz részt az alveolusok szellőzésében (gázcserében), mert. egy része nem éri el az acinit, és a légutakban marad, ahol nincs lehetőség a diffúzióra. Az ilyen légutak térfogatát "légzési holttérnek" nevezik. Normál egy felnőttnél = 140-150 ml, azaz. 1/3 TO.

Belégzési tartaléktérfogat (IRV) az a levegőmennyiség, amelyet egy személy a csendes lélegzetvétel utáni legerősebb maximális légzés során tud belélegezni, pl. át. Normál = 1500-3000 ml.

A kilégzési tartaléktérfogat (ERV) az a levegőmennyiség, amelyet egy személy a normál kilégzés után még ki tud lélegezni. Normál = 700-1000 ml.

A tüdő életkapacitása (VC) - az a levegőmennyiség, amelyet az ember a lehető legnagyobb mértékben ki tud lélegezni a legmélyebb lélegzetvétel után (VC=DO+ROVd+ROVd = 3500-4500 ml).

A maradék tüdőtérfogat (RLV) a maximális kilégzés után a tüdőben maradó levegő mennyisége. Normál = 100-1500 ml.

A teljes tüdőkapacitás (TLC) az a maximális levegőmennyiség, amely a tüdőben lehet. TEL = VC + TOL = 4500-6000 ml.

GÁZDIFFÚZIÓ

A belélegzett levegő összetétele: oxigén - 21%, szén-dioxid - 0,03%.

A kilélegzett levegő összetétele: oxigén - 17%, szén-dioxid - 4%.

Az alveolusokban lévő levegő összetétele: oxigén-14%, szén-dioxid -5,6% o.

Kilégzéskor az alveoláris levegő keveredik a légutakban lévő levegővel (a "holttérben"), ami a jelzett levegőösszetétel-különbséget okozza.

A gázok levegő-vér gáton való átmenete a membrán mindkét oldalán lévő koncentrációkülönbségnek köszönhető.

A parciális nyomás a nyomás azon része, amely egy adott gázra esik. 760 Hgmm légköri nyomáson az oxigén parciális nyomása 160 Hgmm. (azaz a 760 21%-a) az alveoláris levegőben az oxigén parciális nyomása 100 Hgmm, a szén-dioxidé 40 Hgmm.

A gáznyomás a folyadék parciális nyomása. Oxigénfeszültség a vénás vérben - 40 Hgmm. Az alveoláris levegő és a vér közötti nyomásgradiens miatt - 60 Hgmm. (100 Hgmm és 40 Hgmm) oxigén a vérbe diffundál, ahol a hemoglobinhoz kötődik, oxihemoglobinná alakítva azt. A nagy mennyiségű oxihemoglobint tartalmazó vért artériásnak nevezik. 100 ml artériás vér 20 ml oxigént, 100 ml vénás vér 13-15 ml oxigént tartalmaz. Ezenkívül a nyomásgradiens mentén a szén-dioxid belép a vérbe (mivel nagy mennyiségben van jelen a szövetekben), és karbhemoglobin képződik. Ezenkívül a szén-dioxid reakcióba lép a vízzel, szénsavat képezve (a reakciókatalizátor az eritrocitákban található karbonanhidráz enzim), amely hidrogén protonra és bikarbonát ionra bomlik. CO 2 feszültség a vénás vérben - 46 Hgmm; az alveoláris levegőben - 40 Hgmm. (nyomásgradiens = 6 Hgmm). A CO 2 diffúziója a vérből a külső környezetbe történik.

A külső légzés egyik fő jellemzője a légzés perctérfogata (MOD). A tüdő szellőzését az egységnyi idő alatt belélegzett vagy kilélegzett levegő mennyisége határozza meg. A MOD a légzési térfogat és a légzésszám szorzata.. Normál esetben nyugalmi állapotban a DO 500 ml, a légzési ciklusok gyakorisága 12-16 percenként, tehát a MOD 6-7 l/perc. A tüdő maximális szellőztetése az a levegőmennyiség, amely 1 perc alatt áthalad a tüdőn a légzési mozgások maximális gyakorisága és mélysége során.

Alveoláris szellőzés

Tehát a külső légzés vagy a tüdő szellőztetése biztosítja, hogy körülbelül 500 ml levegő kerüljön a tüdőbe minden egyes légzés (DO) során. A vér oxigénnel való telítettsége és a szén-dioxid eltávolítása akkor következik be a tüdőkapillárisok vérének érintkezése az alveolusokban lévő levegővel. Az alveoláris levegő az emlősök és az emberek testének belső gázkörnyezete. Paraméterei - oxigén- és szén-dioxid-tartalom - állandóak. Az alveoláris levegő mennyisége megközelítőleg megfelel a tüdő funkcionális maradékkapacitásának – a csendes kilégzés után a tüdőben maradó levegő mennyiségének, és általában 2500 ml. Ez az alveoláris levegő újul meg a légutakon keresztül beáramló légköri levegő által. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a belélegzett levegő nem minden része vesz részt a tüdő gázcseréjében, hanem csak az a része, amely eléri az alveolusokat. Ezért a pulmonalis gázcsere hatékonyságának felméréséhez nem annyira a pulmonalis lélegeztetés, mint inkább az alveoláris lélegeztetés fontos.

Mint tudják, az árapálytérfogat egy része nem vesz részt a gázcserében, kitöltve az anatómiailag holt teret légutak- körülbelül 140-150 ml.

Ezenkívül vannak olyan léghólyagok, amelyek jelenleg szellőztetettek, de nem látják el vérrel. Az alveolusoknak ez a része az alveoláris holttér. Az anatómiai és az alveoláris holtterek összegét funkcionális vagy fiziológiai holttérnek nevezzük. A légzéstérfogat hozzávetőlegesen 1/3-a esik a levegővel feltöltött holttér szellőzésére, amely közvetlenül nem vesz részt a gázcserében, és csak be- és kilégzéskor mozog a légutak lumenében. Ezért az alveoláris terek szellőztetése - alveoláris lélegeztetés - pulmonális lélegeztetés mínusz holttérszellőztetés. Normális esetben az alveoláris lélegeztetés a MOD érték 70-75%-a.

Az alveoláris lélegeztetés kiszámítása a következő képlet szerint történik: MAV = (DO - MP)  BH, ahol MAV a perc alveoláris lélegeztetés, DO a légzés térfogata, MP a holttér térfogata, BH a légzésszám.

6. ábra A MOD és az alveoláris lélegeztetés kapcsolata

Ezen adatok alapján számítunk ki egy másik, az alveoláris lélegeztetést jellemző értéket - alveoláris szellőzési együttható . Ez az együttható megmutatja, hogy az alveoláris levegő mekkora része újul meg minden egyes lélegzettel. Az alveolusokban a csendes kilégzés végén körülbelül 2500 ml levegő (FFU) van, belégzéskor 350 ml levegő jut az alveolusokba, ezért az alveoláris levegőnek csak 1/7-e újul meg (2500/350 = 7/ 1).