Исследование индивидуальных параметров внешнего дыхания человека. Пробы Штанге и Генчи

Дыхательная система — совокупность органов, обеспечивающих функции внешнего дыхания, в первую очередь функцию доставки кислорода к легким и вывода из них углекислого газа.

Функцию дыхания у человека реализуют:

- внешнее (легочное) дыхание, осуществляющее газообмен между наружной и внутренней средой организма (между воздухом и кровью);

- кровообращение, обеспечивающее транспорт газов к тканям и от них;

- кровь как специфическая газотранспортная среда;

- внутреннее (тканевое) дыхание, осуществляющее непосредственный процесс клеточного окисления;

- средства нейрогуморальной регуляции дыхания.

Как видно из этого определения, сердечно-сосудистая и дыхательная системы объединены на уровне функции обеспечения газообмена. Последнее позволяет рассматривать обе системы, как единую систему кислородообеспечения.

Схема легочных объемов

Рис. 23.

Обозначения: ДПО — дополнительный объем вдоха;

ОО — остаточный объем легких;

ДО — дыхательный объем;

ЖЕЛ — жизненная емкость легких;

РО — резервный объем выдоха

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ равна сумме дыхательного объема, дополнительного и резервного объемов дыхания. ЖЕЛ является показателем «растяжимости» легких и увеличения объема грудной клетки. Величина ЖЕЛ в норме близка к 4000–5000 мл у мужчин и 2500–3300 мл у женщин. С целью обеспечения выполнения организмом определенной нагрузки ЖЕЛ может увеличиваться за счет различных механизмов, в частности за счет повышения тонуса мышц, участвую­щих в акте дыхания (Рис. 23).

Дыхательный объем (ДО) — объем воздуха, вдыхаемый при обычном, спокойном (не усиленном) вдохе и выдыхаемый при обыч­ном, спокойном (не усиленном) выдохе. Дыхательный объем составляет в среднем 300–500 мл у взрослых мужчин и 300–400 мл у женщин. При нагрузке ДО у мужчин и женщин может увеличиваться до 1500 — 2000 мл и 1300–1500 мл соответственно, за счет уменьшения дополнительного объема вдоха и резервного объема выдоха.

Дополнительный объем вдоха (ДПО) — объем воздуха, который можно вдохнуть дополнительно при максимальном усилии после спокойного вдоха. Величина ДПО — 1800–2500 мл у мужчин и 1300–1600 мл у женщин. В динамике функционального состояния ДПО может изменяться в зависимости от изменений ДО.

Резервный объем выдоха (РО) — максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть дополнительно после спокойного выдоха. Величина — 1300–1800 мл у мужчин и 900–1300 мл у женщин.

Остаточный объем (ОО) легких — объем газа, остающегося в легких после максимального выдоха. ОО составляет 1100–1200 мл. Остаточный объем может быть определен несколькими косвенными методами, в частности, по результатам измерения концентрации в выдыхаемом воздухе азота, после смены дыхательной газовой смеси на смесь, его не содержащую.

Функциональная остаточная емкость легких — разница между жизненной емкостью легких в положении тела человека стоя и лежа; изменяется за счет изменения остаточного объема легких.

Частота дыхания (ЧДД) — число дыхательных циклов — «вдох-выдох» за одну минуту. У здорового нетренированного человека в покое — 14–18, у спортсменов — 10–11.

Гиперкапния — состояние организма, вызванное повышением парциального давления углекислого газа в артериальной крови вследствие физических нагрузок (функциональная гиперкапния) или в результате вдыхания воздушных смесей с повышенной концентрацией СО₂. Состояние характеризуется увеличением минутного объема легких и минутного объема крови, расширением сосудов миокарда и головного мозга, повышением общей активности организма. Длительная, не компенсируемая гиперкапния (нахождение в атмосфере с высоким содержанием СО₂) может привести к росту кислотности крови, вторичному спазму кровеносных сосудов, замедлению сердечных сокращений.

Гипоксия — состояние «кислородного голодания», независимо от его происхождения. Существует несколько форм гипоксии. В пределах нормального функционирования организма чаще всего встречается гипоксическая гипоксия — недостаточное содержание кислорода в артериальной крови вследствие функциональной нагрузки или дыхания с пониженным содержанием кислорода.

Функциональные пробы на задержку дыхания — функциональная нагрузка с задержкой дыхания после вдоха (проба Штанге) или после выдоха (проба Генчи), измеряется время задержки в секундах. Используются для оценки устойчивости организма человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, отражающей общее состояние кислородообеспечивающих систем; для суждения о кислородном обеспечении организма и оценки общего уровня тренированности человека.