Лабораторная работа 4

СПИРОМЕТРИЯ

Сущность процесса дыхания заключается в обеспечении организма кислородом, необходимым для окислительных процессов, и выделении из организма диоксида углерода, образующегося в результате обмена веществ.

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду.

Различают внешнее и внутреннее звенья системы дыхания. Внешнее звено системы дыхания — это совокупность легких с воздухоносными путями и грудной клетки с мышцами, приводящими ее в движение. Внутреннее звено системы дыхания включает кровь, сердечно-сосудистую систему и органеллы клеток, обеспечивающие потребление кислорода (внутреннее дыхание).

Дыхание состоит из следующих этапов:

1. газообмен между альвеолярной смесью газов и атмосферным воздухом;

2. газообмен между альвеолярной смесью газов и притекающей к легким венозной кровью;

3. транспорт кислорода и углекислого газа кровью;

4. газообмен между артериальной кровью и тканями;

5. тканевое дыхание.

О состоянии функции дыхания в целостном организме можно судить на основании следующих её показателей:

Частота дыхания (ЧД) – число дыхательных движений в минуту. Определяется по спирограмме спокойного дыхания (по отрезкам длительностью не менее 2 минут). Идет подсчет числа выдохов (вдохов) с последующим делением на число минут. ЧД подвержена возрастным колебаниям и легко меняется под влиянием различных причин (состояние здоровья, температура тела и окружающей среды, эмоциональные факторы и др.). У взрослого человека в покое ЧД составляет от 16 до 20 в минуту (у новорожденного – 40-45; в 2-3 года – 25-30; в 5-6 лет – около 25). Во сне дыхание урежается до 12-15 в минуту, а при физической нагрузке, эмоциональном возбуждении, после обильного приёма пищи учащается (это особенно характерно для детей). До 8 лет у мальчиков дыхание чаще, чем у девочек, но в препубертатном периоде девочки по ЧД обгоняют мальчиков и уже во все оставшиеся годы их дыхание остаётся более частым.

Подсчёт числа дыханий (ЧД) производится по движению грудной или брюшной стенки и, притом, незаметно для исследуемого; сначала подсчитывают пульс и затем, не прерывая процесса, число дыханий в минуту (подсчёт дыханий облегчает положенная на грудь или живот ребёнка рука исследователя).

Дыхательный объем (ДО) – объем воздуха, вдыхаемого при каждом дыхательном цикле. Вычисляется по спирограмме спокойного дыхания путем определения амплитуды вдоха. Должный ДО вычислите исходя из должного МОДа (минутного объема дыхания) делением последнего на средневозрастную норму ЧД.

Минутный объем дыхания (MOД) – количество воздуха, вентилируемого в одну минуту. Рассчитывается как произведение ДО и ЧД. В покое MOД составляет 6–8 л/мин, при физической нагрузке может достигать 80–120 л/мин.

Резервный объем вдоха (РОвд), резервный объем выдоха (РОвыд) – максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть (РОвд) или выдохнуть (РОвыд) после спокойного выдоха или вдоха. РОвд и РОвыд очень изменчивы даже в физиологических условиях и зависят от пола, возраста, физической тренированности, положения тела и т.п. Данные объемы в известной мере определяют способность к увеличению количества вентилируемого воздуха и уменьшаются при патологических состояниях.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Состоит из суммы РОвд ДО, РОвыд. После нескольких спокойных дыхательных движений сделайте максимально глубокий вдох, а затем плавно, до отказа, выдохните весь воздух. Исследования повторите 2–3 раза с небольшими интервалами и зафиксируйте максимальное значение ЖЕЛ.

Спирометрия – метод определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и составляющих ее объемов воздуха. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно непосредственно измерить с помощью спирометра. При исследованиях используют также суховоздушный спирометр (рисунок)

.

Рис. Суховоздушный спирометр

Измерение ЖЕЛ производится с помощью водяного или суховоздушного спирометра (рисунок). Однако исследование ЖЕЛ у детей возможно лишь с 5-6-летнего возраста, когда достаточного развития достигает волевая регуляция дыхания. Методика измерения: установить стрелку спирометра на «0». Протереть спиртом мундштук прибора, затем максимально глубоко вдохнуть воздух и, зажав нос пальцами (или специальным носовым зажимом), сделать, не торопясь, максимально глубокий выдох через мундштук прибора.

В среднем, величина ЖЕЛ у детей в 5-6 лет колеблется около 1150 мл, в 9-10 лет – около 1600 мл, в 14-16 лет – 3200 мл. У здоровых нетренированных мужчин молодого возраста ЖЕЛ обычно в пределах 3-4,5 л, у женщин – 2,5-3 л. С возрастом ЖЕЛ снижается, у спортсменов – увеличивается.

Существует более современный способ оценки работы системы органов дыхания – спирография. Спирограф позволяет пациенту дышать, не вынимая мундштук изо рта. После дезинфекции загубника и включения прибора испытуемый может начать дышать из спирографа и в спирограф. Спирография позволяет регистрировать основные лёгочные объемы и ёмкости, частоту дыхания, максимальную вентиляцию лёгких.

Регистрация спирограммы включает следующие этапы:

1) спокойное дыхание (30–60 с); определяются ДО, ЧД, минутный объем дыхания (МОД);

2) глубокий вдох и выдох; определяются РОвд, РОвыд и ЖЕЛ;

3) форсированный (быстрый и глубокий) выдох после глубокого вдоха; определяется форсированная жизненная ёмкость лёгких (ФЖЕЛ);

4) в течение 20 с дышите как можно глубже и чаще (50-60 дыханий в минуту). Определив глубину и частоту такого дыхания, по их произведению найдите максимальную вентиляцию лёгких (МВЛ).

Ориентировочным критерием достаточности легочной вентиляции является жизненный индекс (ЖИ):

ЖИ = ЖЕЛ (мл) : Вес (кг)

У мужчин он должен быть не менее 65-70 мл/кг, у женщин – не менее 55-60 мл/кг

Функциональными пробами, характеризующими устойчивость организма к гипоксии, являются проба Штанге (время максимальной задержки дыхания на вдохе) и проба Генчи (время максимальной задержки дыхания на выдохе).

Данные функциональные пробы могут проводиться в состоянии покоя и после физической нагрузки. Относительность этих проб определяется их большой зависимостью от волевого усилия испытуемого, что у дошкольников воспроизводится весьма гипотетически. Обе пробы характеризуют устойчивость организма к гипоксии. Оценочные критерии проб Штанге и Генчи приведены в таблице.

Таблица

Оценка результатов функциональных проб Штанге и Генчи (в секундах)

Проба Штанге		Проба Генчи
Время задержки дыхания на вдохе	Устойчивость к гипоксии	Время задержки дыхания на выдохе	Устойчивость к гипоксии
Более 60	Отличная	Более 30	Отличная
60 – 40	Хорошая	30 – 20	Хорошая
40 – 30	Средняя	20 – 16	Средняя
Менее 30	Плохая	Менее 15	Плохая