Хвилинний обсяг дихання

Хвилинний обсяг дихання. альвеолярна вентиляція

Загальна кількість свіжого повітря. що входить до дихальні шляхи за кожну хвилину, називають хвилинним об'ємом дихання. Він дорівнює добутку дихального обсягу на частоту дихання в хвилину. У спокої дихальний обсяг становить близько 500 мл і частота дихання - близько 12 разів на хвилину, отже, хвилинний обсяг дихання становить в середньому близько 6 л / хв. Людина протягом короткого періоду часу може жити при хвилинному обсязі дихання близько 1,5 л / хв і частоту дихання 2-4 рази на хвилину.

Іноді частота дихання може вирости до 40-50 разів на хвилину, а дихальний обсяг у молодого дорослого чоловіка може досягати приблизно 4600 мл. Хвилинний обсяг при цьому може виявитися більше 200 л / хв, тобто в 30 разів і більше, ніж в спокої. Більшість людей не здатні підтримувати ці показники навіть на рівні 1 / 2-2 / 3 наведених значень протягом більше 1 хв.

Головним завданням легеневої вентиляції є постійне оновлення повітря в газообменних зонах легких, де повітря знаходиться недалеко від легеневих капілярів, наповнених кров'ю. До таких зон відносяться альвеоли, альвеолярні мішечки, альвеолярні протоки і бронхіоли. Кількість свіжого повітря, що досягає цих зон за хвилину, називають альвеолярної вентиляцією.

Деяка кількість вдихуваного людиною повітря не доходить до газообменних зон, а просто наповнює дихальні шляхи - ніс, носоглотку і трахею, де газообміну немає. Цей обсяг повітря називають повітрям мертвого простору, тому що він не бере участі в газообміні.

При видиху повітря, що наповнює мертвий простір. видихається першим - до того, як в атмосферу повертається повітря з альвеол, тому мертвий простір є додатковим елементом при видаленні повітря, що видихається з легких.

Вимірювання обсягу мертвого простору. На малюнку показаний простий спосіб вимірювання об'єму мертвого простору. Випробуваний робить різкий глибокий вдих чистим киснем, наповнюючи їм все мертве простір. Кисень змішується з альвеолярним повітрям, але не замінює його повністю. Після цього випробуваний робить видих через нітрометр з швидкою записом (отримана при цьому запис приведена на малюнку).

Перша порція повітря, що видихається складається з повітря, який знаходився в мертвому просторі дихальних шляхів, де він був повністю замінений киснем, тому в першій частині записи присутній тільки кисень і концентрація азоту дорівнює нулю. Коли до нітрометра починає доходити альвеолярний повітря, концентрація азоту різко зростає, тому що містить велику кількість азоту альвеолярний повітря починає змішуватися з повітрям з мертвого простору.

З виходом все більшої кількості повітря, що видихається з дихальних шляхів вимивається все повітря, що знаходився в мертвому просторі, і залишається тільки альвеолярний повітря, тому концентрація азоту на правій частині записи вимальовується як плато на рівні змісту його в альвеолярному повітрі. Сіра область на малюнку є повітря, який не містить азоту і є мірою об'єму повітря мертвого простору. Для точного вимірювання використовують таке рівняння: Vd = Сіра область х Ve / Рожева область + Сіра область, де Vd - повітря мертвого простору; Ve - загальний обсяг повітря, що видихається.

Для прикладу: нехай площа сірої області на графіку становить 30 см. Рожевої області - 70 см. А загальний обсяг видиху - 500 мл. Мертве простір в цьому випадку дорівнює 30. (30 + 70) х 500 = 150 мл.

Нормальний об'єм мертвого простору. Нормальний об'єм повітря в мертвому просторі у молодого дорослого чоловіка становить близько 150 мл. З віком ця цифра трохи збільшується.

Анатомічне мертве простір і фізіологічне мертвий простір. Наведений раніше спосіб вимірювання мертвого простору дозволяє виміряти весь обсяг системи дихання, крім обсягу альвеол і розташованих біля них зон газообміну, який називають анатомічним мертвим простором. Але іноді деякі з альвеол не функціонують або функціонують частково через відсутність або зменшення кровотоку в прилеглих капілярах. З функціональної точки зору ці альвеоли також представляють собою мертвий простір.

При включенні альвеолярного мертвого простору в загальне мертве простір Останнім називають не анатомічним, а фізіологічним мертвим простором. У здорової людини анатомічне та фізіологічне простору майже рівні, але якщо у людини в деяких ділянках легких частина альвеол не функціонує або функціонує тільки частково, обсяг фізіологічного мертвого простору може виявитися в 10 разів більше анатомічного, тобто 1-2 л. Ці проблеми будуть розглядатися далі в зв'язку з газообменом в легких і деякими хворобами легень.