Легенева вентиляція - фізіологія дихання

Величина легеневої вентиляції визначається глибиною дихання і частотою дихальних рухів.

Кількісною характеристикою легеневої вентиляції служить хвилинний обсяг дихання (МОД) - об'єм повітря, що проходить через легені за 1 хвилину. У спокої частота дихальних рухів людини становить приблизно 16 в 1 хвилину, а обсяг повітря, що видихається - близько 500 мл. Помноживши частоту дихання в 1 хвилину на величину дихального об'єму, отримаємо МОД, який у людини в спокої становить в середньому 8 л / хв.

Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) - об'єм повітря, який проходить через легені за 1 хвилину під час максимальних по частоті і глибині дихальних рухів, максимальна вентиляція виникає під час інтенсивної роботи, при нестачі вмісту 02 (гіпоксія) і надлишку СО2 (гіперкапнія) вдихає повітрі. У цих умовах МОД може досягати 150 - 200 л в 1 хвилину.

Обсяг повітря в легенях і дихальних шляхах залежить від конституційно-антропологічних і вікових характеристик людини, властивостей легеневої тканини, поверхневого натягу альвеол, а також сили, що розвивається дихальними м'язами.

Для оцінки вентиляційної функції легень, стану дихальних шляхів, вивчення паттерна (малюнка) дихання застосовуються різні методи дослідження: пневмографа, спірометрія, спірографія, пневмоскрін. За допомогою спірометру можна визначити і записати величини легеневих обсягів повітря, що проходять через повітроносні шляхи людини (рис. 2).

Рис.2. Легеневі обсяги і ємності (пояснення в тексті)

При спокійному вдиху і видиху через легені проходить порівняно невеликий об'єм повітря. Це дихальний обсяг (ДО), який у дорослої людини становить приблизно 500 мл. При цьому акт вдиху проходить трохи швидше, ніж акт видиху. Зазвичай за 1 хвилину відбувається 12 - 16 дихальних циклів. Такий тип дихання зазвичай називається "ейпное" або "гарне дихання".

Пріфорсірованном (глибокому) вдохечеловек може додатково вдихнути ще певний обсяг повітря. Цей резервний об'єм вдиху (РОвд) - максимальний обсяг повітря, який здатний вдихнути людина після спокійного вдиху. Величина резервного обсягу вдиху становить у дорослої людини приблизно 1,8 - 2,0 л.

Після спокійного видиху людина може при форсованому видиху додатково видихнути ще певний обсяг повітря. Це резервний обсяг видиху (РОвид), величина якого становить в середньому 1,2 - 1,4 л.

Розрізняють такі ємності легень:

- загальна ємність легенів (ОЕЛ) - об'єм повітря, що знаходиться в легенях після максимального вдиху - всі чотири обсягу;

- життєва ємність легенів (ЖЕЛ) включає в себе дихальний обсяг, резервний обсяг вдиху, резервний обсяг видиху. ЖЕЛ - це об'єм повітря, видихнути з легких після максимального вдиху при максимальному видиху. ЖЕЛ = ОЕЛ - залишковий об'єм легенів. ЖЕЛ становить у чоловіків 3,5 - 5,0 л, у жінок - 3,0-4,0л;

- ємність вдиху (Од.) дорівнює сумі дихального обсягу і резервного обсягу вдиху, становить в середньому 2,0 - 2,5 л;

- функціональна залишкова ємність (ФОЕ) - об'єм повітря в легенях після спокійного видиху. У легких при спокійному вдиху і видиху постійно міститься приблизно 2500 мл повітря, що заповнює альвеоли і нижні дихальні шляхи. Завдяки цьому газовий склад альвеолярного повітря зберігається на постійному рівні.

Дослідження легеневих обсягів і ємностей як найважливіших показників функціонального стану легень має велике медико-фізіологічне значення не тільки для діагностики захворювань (ателектаз, рубцеві зміни легень, ураження плеври), але і для екологічного моніторингу місцевості і оцінки стану функції дихання популяції в екологічно неблагополучних зонах,

Для порівнянності результатів вимірювань газових обсягів і ємностей матеріали досліджень повинні бути приведені до стандартного стану BTPS, тобто співвідноситися з умовами в легких, де температура альвеолярного повітря відповідає температурі тіла, крім того, повітря знаходиться при певному тиску і насичене водяними парами.

Повітря, що знаходиться в повітроносних шляхах (порожнину рота, носа, глотки, трахеї, бронхів і бронхіол), не бере участі в газообміні, і тому простір повітроносних шляхів називають шкідливим або мертвим дихальним простором. Під час спокійного вдиху об'ємом 500 мл в альвеоли надходить тільки 350 мл вдихуваного атмосферного повітря. Решта 150 мл затримуються в анатомічному мертвому просторі. Складаючи в середньому третину дихального обсягу, мертвий простір знижує на цю величину ефективність альвеолярної вентиляції при спокійному диханні. У тих випадках, коли при виконанні фізичної роботи дихальний обсяг збільшується в кілька разів, обсяг анатомічного мертвого простору практично не впливає на ефективність альвеолярної вентиляції.

При деяких патологічних станах - при анемії, легеневої емболії або емфіземи можуть виникати осередки - зони альвеолярного мертвого простору. У подібних зонах легень не відбувається газообміну.