Понятие эластической тяги легких и поверхностного натяжения альвеол . Роль в биомеханике вдоха и выдоха. Значение сурфактанта.

Эластическая тяга легких обусловлена тремя факторами:

поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол- это сила, действующая в поперечном направлении на границу жидкости. Величина поверх натяжения определяется отношением этой силы к длине границы жидкости. Молекулы поверхностного слоя воды с большой силой притягиваются друг к другу. Сила поверх натяжения тонкого слоя воды на поверхности альвеол всегда направлена на сжатие и спадение альвеол. Причем сила поверх натяжения очень значительная и может вызвать их полное спадение, что исключило бы всякую возможность вентиляции легких.

1.

2. упругостью ткани стенок альвеол вследствие наличия в них эластических волокон

3. тонусом бронхиальных мышц. Устранение сил поверхностного натяжения снижает эластическую тягу легких на 2/3.

Внутренняя поверхность альвеол выстлана веществом, имеющим низкое поверхнострое натяжение – сурфактанотом. Выстилка имеет толщину 20-100 нм. Она состоит из липидов и белков. Сурфактант образуется спец клетками альвеол – пневмоцитами 2 типа. Пленка сурфактанта обладает свойством – уменьшение размеров альвеол сопровождается снижением поверхностного натяжения. это важно для стабилизации состояния альвеол. Функции в легких: увеличивает растяжимость легких, обеспечивает стабтльность легочных альвеол, перпятствуя их спадению и появлению ателектаза, перпятствует транссудации (выходу) жидкости на поверхность альвеол из плазмы капилляров лекого. Образование сурфактнта усиливается парасимпатическими влияниями. После перерезки блуждающих нервов оно замедляется.

10. Принципы пневмотахометрии, клиническое значение метода. Показа-тели нормы, физиологическое обоснование причин отклонений объёмной скорости вдоха-выдоха от нормы.

Пневмотахометрия – метод измерения максимальной скорости потока воздуха, которая достигается при форсированном вдохе и выдохе. В практической медицине большее значение имеет оценка параметров форсированного выдоха, они являются высокоинформативными для дифференциальной диагностики различных видов обструкции бронхов.
Методика выполнения

Пациент сидит прямо в кресле, руки расположены на подлокотниках. Исследование выполняется с помощью спирометра, который предназначен как для выполнения спирографии, так и пневмотахометрии. На спирометр надевают одноразовый мундштук для каждого пациента, а на нос пациента - носовой зажим. После нескольких спокойных дыхательных циклов (вдох-выдох) пациент выполняет форсированный вдох и сразу же, не задерживая дыхание, форсированный выдох. При возникновении кашля исследование приостанавливают и продолжают через несколько минут. Появление кровохарканья или боли в грудной клетке требует прекращения пневмотахометрии. Процедуру повторяют несколько раз для получения нескольких результатов. Затем врач оценивает графическое изображение, полученные показатели и формулирует заключение.

Интерпретация результатов

При пневмотахометрии оцениваются следующие параметры. Форсированная жизненная ёмкость лёгких (ФЖЕЛ): 70 – 80%. Объём форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1): не менее 70 % ФЖЕЛ. Индекс Тиффно: не менее 70—75 %. Максимальная объемная скорость воздуха на уровне выдоха 25% ФЖЕЛ (МОС25): не менее 60%. Максимальная объемная скорость воздуха на уровне выдоха 50% ФЖЕЛ (МОС50): не менее 60%. Максимальная объемная скорость воздуха на уровне выдоха 75% ФЖЕЛ (МОС75): не менее 60%. Средняя объемная скорость форсированного выдоха, вычисленная в интервале измерения от 25 до 75 % ФЖЕЛ (СОС25-75). ПОСвыд – пиковая объёмная скорость форсированного выдоха: 0,5 – 1.5 л/с. При возникновении и прогрессировании хронической обструктивной болезни лёгких происходит постепенное снижение объёмно-скоростных показателей. Сначала поражаются мелкие бронхи (дистальные), что проявляется снижением МОС50, МОС75 и СОС25-75. Снижение показателя МОС25 указывает на прогрессирование обструкции и поражение проксимальных отделов дыхательных путей. Прогрессирующая обструкция бронхов проявляется снижением ОФВ1 и ФЖЕЛ. При выраженной бронхиальной обструкции снижается и ЖЕЛ.
Величина бронхиального сопротивления (R) зависит от длины, поперечного сечения и формы дыхательных путей, физических свойств (плотности и вязкости) движущегося по ним газа, характера и скорости воздушного потока. Неровности, перегибы, сужения бронхов, особенно при больших скоростях движения воздуха, переводят ламинарный (линейный) поток в турбулентный (вихревой), при котором сужение бронхов сказывается на увеличении бронхиального сопротивления еще в большей.

 

11 Характеристика жизненной ёмкости лёгких. Методы определения. Факторы, влияющие на её показатели.

Жи́зненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ)

максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является одним из основных показателей состояния аппарата внешнего дыхания, широко используемым в медицине.

Вместе с остаточным объемом, т.е. объемом воздуха, остающегося в легких после самого глубокого выдоха, ЖЕЛ образует общую емкость легких (ОЕЛ). В норме ЖЕЛ составляет около 3/4 общей емкости легких и характеризует максимальный объем, в пределах которого человек может изменять глубину своего дыхания. При спокойном дыхании здоровый взрослый человек использует небольшую часть ЖЕЛ: вдыхает и выдыхает 300—500 мл воздуха (так называемый дыхательный объем). При этом резервный объем вдоха, т.е. количество воздуха, которое человек способен дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха, и резервный объем выдоха, равный объему дополнительно выдыхаемого воздуха после спокойного выдоха, составляет в среднем примерно по 1500 млкаждый. Во время физической нагрузки дыхательный объем возрастает за счет использования резервов вдоха и выдоха.

Определяют ЖЕЛ с помощью спирографии (Спирография). Величина ЖЕЛ в норме зависит от пола и возраста человека, его телосложения, физического развития, а при различных заболеваниях она может существенно уменьшаться, что снижает возможности приспособляемости организма больного к выполнению физической нагрузки. Для оценки индивидуальной величины ЖЕЛ на практике принято сравнивать ее с так называемой должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ), которую вычисляют по различным эмпирическим формулам. Так, исходя из показателей роста обследуемого в метрах и его возраста в годах (В), ДЖЕЛ (в литрах) можно рассчитать по следующим формулам: для мужчин ДЖЕЛ = 5,2×рост — 0,029×В — 3,2; для женщин ДЖЕЛ = 4,9×рост — 0,019×В — 3,76; для девочек от 4 до 17 лет при росте от 1 до 1,75 м ДЖЕЛ = 3,75×рост — 3,15; для мальчиков того же возраста при росте до 1,65 м ДЖЕЛ = 4,53×рост — 3,9, а при росте свыше 1,65 м —ДЖЕЛ = 10×рост — 12,85.

Превышение должных значений ЖЕЛ любой степени не является отклонением от нормы, у физически развитых лиц, занимающихся физкультурой и спортом (особенно плаванием, боксом, легкой атлетикой), индивидуальные значения ЖЕЛ иногда превышают ДЖЕЛ на 30% и более. ЖЕЛ считается сниженной, если ее фактическая величина составляет менее 80% ДЖЕЛ.

Снижение жизненной емкости легких чаще всего наблюдается при болезнях органов дыхания и патологических изменениях объема грудной полости

Причинами снижения ЖЕЛ вследствие уменьшения ОЕЛ могут быть либо уменьшение емкости плевральной полости (торакодиафрагмальная патология), либо убыль функционирующей паренхимы легких и патологическая ригидность легочной ткани, что формулирует ограничительный, или рестриктивный, типдыхательной недостаточности. В основе ее развития лежит уменьшение площади диффузии газов в легких в связи со снижением числа функционирующих альвеол. Из торакодиафрагмальной патологии снижение ЖЕЛ и ОЕЛ чаще всего обусловливают высокое стояние диафрагмы, например при Асците, ожирении (см. Пиквикский синдром), массивный плевральный выпот (при Гидротораксе, Плеврите, мезотелиоме плевры (Плевра)) и обширные плевральные сращения,

12 Функциональная характеристика легочных объемов и емкостей. Спосо-бы их определения. Количественные показатели для человека в условиях покоя.

 

Выделяют 4 простых объема и 4 составных объема; последние представляют собой суммы двух или нескольких объемов и называются легочными емкостями, а простые объемы при этом называют просто легочными объемами.

· Легочные объемы:

¾ дыхательный объем: объем воздуха, вдыхаемый (или выдыхаемый) при одном вдохе (выдохе). В норме при спокойном дыхании — до 500 мл;

¾ резервный объем вдоха: объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха. В норме — 2000—3000 мл;

¾ резервный объем выдоха: объем воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. В норме — около 1000—1500 мл;

¾ остаточный объем легких: объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. В норме — около 1000—1500 мл.

· Легочные емкости:

¾ жизненная емкость легких: объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха; сумма дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. В норме — 3000—4500 мл;

¾ общая емкость легких: объем воздуха, содержащийся в легких на высоте максимального вдоха; сумма жизненной емкости легких и остаточного объема легких. В норме — 4000—6000 мл;

¾ функциональная остаточная емкость: объем воздуха, содержащийся в легких после спокойного выдоха; сумма резервного объема выдоха и остаточного объема легких. В норме — 2000—3000 мл;

¾ емкость вдоха: объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного выдоха; сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха. В норме — 2500—3500 мл.

Приведенные количественные значения сильно колеблются, зависят от пола, возраста, роста и других факторов и являются ориентировочными.

Кратко охарактеризуем некоторые наиболее важные из легочных объемов и емкостей.

· Жизненная емкость легких. Этот показатель зависит от эластичности легких и грудной клетки, состояния дыхательных мышц и их иннервации, изменяется в зависимости от уровня тренированности и является одним из самых распространенных показателей функции внешнего дыхания.

· Остаточный объем легких. Этот объем нельзя измерить (а следовательно, нельзя измерить или рассчитать функциональную остаточную емкость и общую емкость легких) при спирометрии. Он определяется другими методами. Остаточный объем легких — важный клинический показатель; в частности, он снижается при многих состояниях, характеризующихся затрудненным выдохом.

· Функциональная остаточная емкость. Этот показатель равен объему воздуха в легких перед началом вдоха. Этот объем достаточно велик, что предупреждает резкие колебания состава альвеолярного воздуха в процессе дыхания: при каждом вдохе альвеолярный воздух обновляется лишь на небольшую часть. Кроме того, за счет большой функциональной остаточной емкости в альвеолах создается резерв воздуха на случай длительной задержки дыхания.

Мертвое пространство

В легких можно выделить два отдела:

¾ альвеолярное пространство — все отделы легких, в которых идет газообмен (альвеолы и альвеолярные ходы);

¾ мертвое пространство — все дыхательные пути, в которых не идет газообмен (верхние дыхательные пути, трахея, бронхи и бронхиолы вплоть до терминальных бронхиол).

Объем мертвого пространства составляет около 150 мл. Таким образом, при каждом вдохе 150 мл поступающего воздуха не участвуют в газообмене.

· Физиологическое значение мертвого пространства. Соотношение между объемом мертвого пространства и дыхательным объемом — это один из факторов, определяющих эффективность дыхания. Так, если объем мертвого пространства = 150 мл, а дыхательный объем = 450 мл, то до альвеол доходит (и участвует в газообмене) две трети дыхательного объема; если же дыхательный объем = 300 мл, то до альвеол дойдет всего половина.

· Диагностическое значение мертвого пространства. При определенных ситуациях некоторые альвеолы вентилируются, но газообмен в них не идет (например, если они не снабжаются кровью); объем мертвого пространства возрастает. В связи с этим выделяют анатомическое мертвое пространство (дыхательные пути) ифункциональное мертвое пространство (анатомическое мертвое пространство + альвеолы, в которых идет вентиляция, но не газообмен). В норме они практически равны; если функциональное мертвое пространство существенно больше, то это, как правило, признак патологии.

Динамические показатели внешнего дыхания: минутный объём, минутная альвеолярная вентиляция. Определение понятий. Методы оценки. Х арактери-стика показателей в покое и при физической нагрузке. Значение в определении эффективности внешнего дыхания.

Минутный объем дыхания (МОД) характеризует функцию внешнего дыхания.

В спокойном состоянии воздух в трахее, бронхах, бронхиолах и в неперфузируемых альвеолах в газообмене не участвуют, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кровотоком — это так называемое «мертвое» пространство.

Часть дыхательного объема, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом. С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция — наиболее существенная часть наружного дыхания, так как она является тем объемом вдыхаемого за 1 мин воздуха, который обменивается газами с кровью легочных капилляров.

МОД измеряется произведением ЧД на ДО. У здоровых лиц ЧД — 16—18 в минуту, а ДО колеблется в пределах 350—750 мл, у спортсменов ЧД — 8—12, а ДО — 900—1300 мл. Увеличение МОД (гипервентиляция) наблюдается вследствие возбуждения дыхательного центра, затруднения диффузии кислорода и др.

В покое МОД составляет 5—6 л, при напряженной физической нагрузке может возрастать в 20—25 раз и достигать 120—150 л в 1 мин и более. Увеличение МОД находится в прямой зависимости от мощности выполняемой работы, но только до определенного момента, после которого рост нагрузки уже не сопровождается увеличением МОД.

Даже при самой тяжелой нагрузке МОД никогда не превышает 70—80% уровня максимальной вентиляции. Расчет должной величины МОД основан на том, что у здоровых лиц из каждого литра провентилированного воздуха поглощается примерно 40 мл кислорода (это так называемый коэффициент использования кислорода — KИ).

Его можно рассчитать по формуле:

Должный МОД = должное потребление кислорода / 40

а должную величину поглощения кислорода рассчитывают по формуле:

должный основной обмен (в ккал) / 7,07

где должный основной определяют по таблицам Гаррис-Бенедикта; 7,07 — число, полученное при умножении калорийной ценности 1 л кислорода (4,91 ккал) на число минут в сутках (1440 мин) и деленное на 1000.

Альвеолярную вентиляцию за один дыхательный цикл можно рассчитать по формуле:

VA=f*(VT-Vd),

где f — частота дыхания; Vt — дыхательный объем.

Объем альвеолярной вентиляции за одну минуту определяется по формуле:

VA=VE-(f•Vd).

В конечном счете величина альвеолярной вентиляции тем ниже, чем выше частота дыхания и меньше дыхательный объем.

Величина физиологического мертвого пространства зависит от характера дыхания: оно увеличивается при углублении дыхания, так как изменяется объем бронхиального дерева, и при учащении дыхания, поскольку сокращается время, за которое должно произойти полное смешение воздуха, поступающего в респираторную зону легких.

Таким образом, МОД разделяется на две неравноценные части: объем альвеолярной вентиляции (АВ) и объем вентиляции мертвого пространства. Поэтому для нормального газообмена важен не столько МОД, сколько минутный объем альвеолярной вентиляции. В покое он равен 3,0—4,0 л/мин.

Отношение альвеолярной вентиляции легких к общей (АВ/МОД) характеризует эффективность вентиляции, и у здоровых в покое оно составляет 60—75%. При физической нагрузке отношение АВ/МОД несколько увеличивается.

 

14 .Спирометрия. Принцип и значение метода.

 

Спирометрия является методом определения легочных объемов. Аппарат представляет собой воздушнуютурбинку, вращаемую струей выдыхаемого воздуха. Вращение турбинки передается стрелке прибора. Шкала градуирована в литрах.

Методика. Для выполнения этой работы используется сухой спирометр. Мундштук предварительно обрабатывают дезинфицирующим раствором (например, спиртом). Перед каждым измерением перевести показания на нуль поворотом шкалы. Выдох производится в мундштук через рот. Нос при этом зажат. Исследование проводят в положении стоя.

Измерение дыхательного объема (ДО). После спокойного вдоха делают спокойный выдох. Измерения повторяют несколько раз (не менее трех), вычисляют среднее значение. Величина ДОу взрослого человека в покое составляет 300-800 мл.

Измерение жизненной емкости легких (ЖЕЛ). Делают максимально глубокий вдох и максимально глубокий выдох в спирометр без рывков, медленно напрягая все дыхательные мышцы, включая брюшной пресс. Повторяют 3-4 раза и берут наибольший показатель. У взрослого человека ЖЕЛ равна 3-5 литров. У мужчин на 10-15% больше, чем у женщин.

Измерение резервного объема выдоха (РО выдоха). После спокойного вдоха, делают спокойный выдох в окружающее пространство и максимально глубокий выдох в спирометр. Измерение повторяют три раза, вычисляют среднее. У взрослого человека среднего роста РО выдоха равен 1000-1500 мл.

Расчет величины резервного объема вдоха (РО вдоха). Пользуясь полученными данными, находят резервный объем вдоха как разность между ЖЕЛ и суммой ДО и РО выдоха. РО вдоха = ЖЕЛ – (ДО+РО выдоха).

Расчет должной жизненной емкости легких (дЖЕЛ). Для оценки результатов определения ЖЕЛ необходимо определить соотношение ЖЕЛ к должной ЖЕЛ. Должная жизненная емкость рассчитывается по формуле:

Для мужчин: дЖЕЛ = (27,63 – (0,112 х возраст)) х рост

Для женщин: дЖЕЛ = (21,78 – (0,101 х возраст