Capacità respiratoria dei polmoni. Volume corrente e volume minuto della respirazione (MRV), equivalente respiratorio

Processo di respirazione esternaè causato da cambiamenti nel volume dell'aria nei polmoni durante le fasi di inspirazione ed espirazione del ciclo respiratorio. Durante la respirazione tranquilla, il rapporto tra la durata dell'inspirazione e quella dell'espirazione nel ciclo respiratorio è in media 1:1,3. La respirazione esterna di una persona è caratterizzata da frequenza e profondità movimenti respiratori. Frequenza respiratoria una persona viene misurata dal numero di cicli respiratori in 1 minuto e il suo valore a riposo in un adulto varia da 12 a 20 per 1 minuto. Questo indicatore della respirazione esterna aumenta con il lavoro fisico e l'aumento della temperatura. ambiente, e cambia anche con l'età. Ad esempio, nei neonati la frequenza respiratoria è 60-70 per 1 minuto e nelle persone di età compresa tra 25 e 30 anni - una media di 16 per 1 minuto. La profondità della respirazione è determinata dal volume di aria inspirata ed espirata durante un ciclo respiratorio. Il prodotto della frequenza dei movimenti respiratori e della loro profondità caratterizza il valore fondamentale della respirazione esterna - ventilazione. Una misura quantitativa della ventilazione polmonare è il volume minuto della respirazione: questo è il volume d'aria che una persona inspira ed espira in 1 minuto. Il volume minuto della respirazione di una persona a riposo varia tra 6-8 litri. Durante il lavoro fisico, il volume respiratorio minuto di una persona può aumentare di 7-10 volte.

Volumi d'aria polmonari. IN fisiologia respiratoriaè stata adottata una nomenclatura unificata volumi polmonari negli esseri umani, che riempiono i polmoni a riposo e respirazione profonda durante le fasi di inspirazione ed espirazione del ciclo respiratorio (Fig. 10.5). Viene chiamato il volume polmonare che viene inspirato o espirato da una persona durante la respirazione tranquilla volume corrente. Il suo valore durante la respirazione tranquilla è in media di 500 ml. Viene chiamata la quantità massima di aria che una persona può inalare al di sopra del volume corrente volume di riserva inspiratoria(mediamente 3000 ml). La quantità massima di aria che una persona può espirare dopo un'espirazione silenziosa è chiamata volume di riserva espiratoria (in media 1100 ml). Infine, la quantità di aria che rimane nei polmoni dopo la massima espirazione è chiamata volume residuo, il suo valore è di circa 1200 ml.

Viene chiamata la somma di due o più volumi polmonari capacità polmonare. Volume d'aria nei polmoni umani è caratterizzato dalla capacità inspiratoria dei polmoni, capacità vitale polmoni e capacità funzionale residua dei polmoni. La capacità inspiratoria (3500 ml) è la somma del volume corrente e del volume di riserva inspiratoria. Capacità vitale polmoni(4600 ml) include il volume corrente e i volumi di riserva inspiratoria ed espiratoria. Capacità polmonare funzionale residua(1600 ml) è la somma del volume di riserva espiratoria e del volume polmonare residuo. Somma capacità vitale dei polmoni E volume residuoè chiamata capacità polmonare totale, il cui valore medio nell'uomo è 5700 ml.

Durante l'inalazione, i polmoni umani a causa della contrazione del diaframma e dei muscoli intercostali esterni, iniziano ad aumentare il loro volume dal livello e il suo valore durante la respirazione tranquilla è volume corrente, e con la respirazione profonda - raggiunge valori diversi volume di riserva inalare. Durante l'espirazione, il volume dei polmoni ritorna al livello originale di funzione funzionale. capacità residua passivamente, a causa di trazione elastica polmoni. Se l'aria inizia a entrare nel volume dell'aria espirata capacità funzionale residua, che si verifica durante la respirazione profonda, così come quando si tossisce o si starnutisce, quindi l'espirazione viene effettuata a causa della contrazione muscolare parete addominale. In questo caso, il valore della pressione intrapleurica, di regola, diventa più alto pressione atmosferica, che determina velocità più alta flusso d'aria in ingresso vie respiratorie.

Gli indicatori di ventilazione polmonare dipendono in gran parte dalla costituzione, allenamento fisico, altezza, peso corporeo, sesso ed età di una persona, quindi i dati ottenuti devono essere confrontati con i cosiddetti valori propri. I valori corretti vengono calcolati utilizzando nomogrammi e formule speciali, che si basano sulla determinazione del corretto metabolismo basale. Molti metodi funzionali la ricerca è stata ridotta nel tempo a un certo volume standard.

Misurazione del volume polmonare

Volume corrente

Il volume corrente (TV) è il volume di aria inspirata ed espirata durante respirazione normale, pari ad una media di 500 ml (con oscillazioni da 300 a 900 ml). Di questo, circa 150 ml sono il volume d'aria nello spazio morto funzionale (FSD) nella laringe, trachea e bronchi, che non prende parte allo scambio di gas. Ruolo funzionale HFMP significa che si mescola con l'aria inalata, idratandola e riscaldandola.

Volume di riserva espiratoria

Il volume di riserva espiratoria è il volume d'aria pari a 1500-2000 ml che una persona può espirare se, dopo un'espirazione normale, espira al massimo.

Volume di riserva inspiratoria

Il volume di riserva inspiratoria è il volume d'aria che una persona può inalare se, dopo un'inspirazione normale, fa un respiro massimo. Pari a 1500 - 2000 ml.

Capacità vitale dei polmoni

La capacità vitale dei polmoni (VC) è pari alla somma dei volumi di riserva di inspirazione ed espirazione e del volume corrente (in media 3700 ml) ed è il volume d'aria che una persona è in grado di espirare durante l'espirazione più profonda dopo un massimo inalazione.

Volume residuo

Il volume residuo (VR) è il volume d'aria che rimane nei polmoni dopo la massima espirazione. Pari a 1000 - 1500 ml.

Capacità polmonare totale

La capacità polmonare totale (massima) (TLC) è la somma dei volumi respiratorio, di riserva (inspirazione ed espirazione) e residua ed è pari a 5.000 - 6.000 ml.

Per valutare la compensazione è necessario il test del volume corrente insufficienza respiratoria aumentando la profondità della respirazione (inspirazione ed espirazione).

Spirografia dei polmoni

La spirografia polmonare consente di ottenere i dati più affidabili. Oltre alla misurazione dei volumi polmonari, utilizzando uno spirografo è possibile ottenere una serie di indicatori aggiuntivi (volumi respiratori correnti e minuti, ecc.). I dati vengono registrati sotto forma di spirogramma, dal quale si può giudicare la norma e la patologia.

Studio dell'intensità della ventilazione polmonare

Volume respiratorio minuto

Il volume minuto della respirazione viene determinato moltiplicando il volume corrente per la frequenza respiratoria, in media è 5000 ml. Determinato in modo più accurato utilizzando la spirografia.

Massima ventilazione

La ventilazione massima dei polmoni ("limite respiratorio") è la quantità di aria che può essere ventilata dai polmoni alla massima tensione del sistema respiratorio. Determinato mediante spirometria con respirazione massima profonda con una frequenza di circa 50 al minuto, normalmente 80 - 200 ml.

Riserva respiratoria

La riserva respiratoria riflette funzionalità sistema respiratorio umano. U persona sana pari all'85% della ventilazione massima e con insufficienza respiratoria diminuisce al 60 - 55% e inferiore.

Tutti questi test consentono di studiare lo stato della ventilazione polmonare, le sue riserve, la cui necessità può sorgere durante lo svolgimento di lavori fisici pesanti o in caso di malattie respiratorie.

Studio della meccanica dell'atto respiratorio

Questo metodo consente di determinare il rapporto tra inspirazione ed espirazione, sforzo respiratorio nelle diverse fasi della respirazione.

EFZHEL

La capacità vitale forzata espiratoria (EFVC) viene esaminata secondo Votchal - Tiffno. Viene misurato allo stesso modo di quando si determina la capacità vitale, ma con l'espirazione forzata più veloce. Negli individui sani risulta essere inferiore dell’8-11% alla capacità vitale, principalmente a causa di un aumento della resistenza al flusso d’aria in piccoli bronchi. In una serie di malattie accompagnate da un aumento della resistenza dei piccoli bronchi, ad esempio sindromi broncoostruttive, enfisema polmonare, alterazioni dell'EFVC.

IFZHEL

La capacità vitale forzata inspiratoria (IFVC) viene determinata con l'inspirazione forzata più rapida possibile. Non cambia con l'enfisema, ma diminuisce con l'ostruzione delle vie aeree.

Pneumotacometria

Pneumotacometria

La pneumotacometria valuta la variazione delle velocità del flusso d'aria di "picco" durante l'inspirazione e l'espirazione forzate. Permette di valutare lo stato di pervietà bronchiale. ###Pneumotacografia

La pneumotacografia viene eseguita utilizzando uno pneumotacografo, che registra il movimento di un flusso d'aria.

Test per rilevare insufficienza respiratoria evidente o nascosta

Basato sulla determinazione del consumo e della carenza di ossigeno mediante spirografia ed ergospirografia. Questo metodo può determinare il consumo e la carenza di ossigeno in un paziente quando esegue un determinato esercizio attività fisica e in pace.

Volumi e capacità polmonari

Durante la ventilazione polmonare viene continuamente aggiornato composizione del gas aria alveolare. La quantità di ventilazione polmonare è determinata dalla profondità della respirazione, o volume corrente, e dalla frequenza dei movimenti respiratori. Durante i movimenti respiratori, i polmoni di una persona si riempiono di aria inalata, il cui volume fa parte del volume totale dei polmoni. Per descrivere quantitativamente la ventilazione polmonare, la capacità polmonare totale è stata divisa in diversi componenti o volumi. In questo caso la capacità polmonare è la somma di due o più volumi.

I volumi polmonari si dividono in statici e dinamici. I volumi polmonari statici vengono misurati durante i movimenti respiratori completati senza limitarne la velocità. I volumi polmonari dinamici vengono misurati durante i movimenti respiratori con un limite di tempo per la loro attuazione.

Volumi polmonari. Il volume d'aria nei polmoni e nelle vie respiratorie dipende dai seguenti indicatori: 1) caratteristiche antropometriche individuali della persona e del sistema respiratorio; 2) proprietà tessuto polmonare; 3) tensione superficiale degli alveoli; 4) la forza sviluppata dai muscoli respiratori.

Volume corrente (TO)- il volume d'aria che una persona inspira ed espira durante la respirazione tranquilla. In un adulto, il DO è di circa 500 ml. Il valore di DO dipende dalle condizioni di misurazione (riposo, carico, posizione del corpo). Il DO viene calcolato come valore medio dopo aver misurato circa sei movimenti respiratori tranquilli.

Volume di riserva inspiratoria (IRV)- il volume massimo di aria che il soggetto è in grado di inalare dopo un respiro tranquillo. La dimensione del ROVD è 1,5-1,8 litri.

Volume di riserva espiratoria (ERV)- il volume massimo di aria che una persona può inoltre espirare dal livello di espirazione silenziosa. Il valore di POvyd è più basso in posizione orizzontale che in posizione verticale e diminuisce con l'obesità. È in media 1,0-1,4 litri.

Volume residuo (VR)- il volume d'aria che rimane nei polmoni dopo la massima espirazione. Il volume residuo è di 1,0-1,5 litri.

Lo studio dei volumi dinamici polmonari è di interesse scientifico e clinico e la loro descrizione va oltre l'ambito di un normale corso di fisiologia.

Capacità polmonare. La capacità vitale dei polmoni (VC) comprende il volume corrente, il volume di riserva inspiratoria e il volume di riserva espiratoria. Negli uomini di mezza età, la capacità vitale varia tra 3,5-5,0 litri e oltre. Per le donne sono tipici valori più bassi (3,0-4,0 l). A seconda della metodologia di misurazione della capacità vitale, si distingue tra capacità vitale di inspirazione, quando dopo un'espirazione completa viene effettuato un respiro profondo massimo, e capacità vitale di espirazione, quando dopo un'inspirazione completa viene effettuata un'espirazione massima.

La capacità inspiratoria (EIC) è uguale alla somma del volume corrente e del volume di riserva inspiratoria. Negli esseri umani, l'EUD è in media di 2,0-2,3 litri.

La capacità funzionale residua (FRC) è il volume d'aria nei polmoni dopo un'espirazione tranquilla. Il FRC è la somma del volume di riserva espiratorio e del volume residuo. La FRC viene misurata mediante diluizione del gas, o diluizione del gas, e pletismografia. Il valore FRC è significativamente influenzato dal livello attività fisica posizione della persona e del corpo: la FRC è più piccola nella posizione orizzontale del corpo rispetto alla posizione seduta o in piedi. La FRC diminuisce nell'obesità a causa di una diminuzione della distensibilità complessiva Petto.

La capacità polmonare totale (TLC) è il volume d'aria nei polmoni al termine di un'inspirazione completa. TEL si calcola in due modi: TEL - OO + VC oppure TEL - FRC + Evd. La TLC può essere misurata utilizzando la pletismografia o la diluizione del gas.

La misurazione dei volumi e delle capacità polmonari ha significato clinico quando si studia la funzione polmonare in individui sani e quando si diagnostica la malattia polmonare umana. La misurazione dei volumi e delle capacità polmonari viene solitamente effettuata utilizzando la spirometria, la pneumotacometria con l'integrazione di indicatori e la pletismografia corporea. I volumi polmonari statici possono diminuire con condizioni patologiche portando ad una limitata espansione dei polmoni. Questi includono malattie neuromuscolari, malattie del torace, dell'addome, lesioni pleuriche che aumentano la rigidità del tessuto polmonare e malattie che causano una diminuzione del numero di alveoli funzionanti (atelettasia, resezione, alterazioni della cicatrice nei polmoni).

Per la comparabilità dei risultati delle misurazioni dei volumi e delle capacità del gas, i dati ottenuti devono essere correlati alle condizioni nei polmoni, dove la temperatura dell'aria alveolare corrisponde alla temperatura corporea, l'aria ha una certa pressione ed è satura di acqua vapore. Questo stato è chiamato standard ed è indicato dalle lettere BTPS (temperatura corporea, pressione, saturazione).

Frequenza respiratoria - il numero di inspirazioni ed espirazioni per unità di tempo. Un adulto effettua in media 15-17 movimenti respiratori al minuto. Grande importanza ha una formazione. Nelle persone allenate i movimenti respiratori sono più lenti e ammontano a 6-8 respiri al minuto. Pertanto, nei neonati, l’RR dipende da una serie di fattori. Quando si sta in piedi, il RR è maggiore rispetto a quando si è seduti o sdraiati. Durante il sonno la respirazione è meno frequente (di circa 1/5).

Durante il lavoro muscolare la respirazione aumenta di 2-3 volte, raggiungendo i 40-45 cicli al minuto o più in alcuni tipi di esercizi sportivi. La frequenza respiratoria è influenzata dalla temperatura ambientale, dalle emozioni e dal lavoro mentale.

Profondità respiratoria o volume corrente - la quantità di aria che una persona inspira ed espira durante la respirazione tranquilla. Durante ogni movimento respiratorio vengono scambiati 300-800 ml di aria nei polmoni. Il volume corrente (TV) diminuisce con l'aumentare della frequenza respiratoria.

Volume respiratorio minuto- la quantità di aria che passa attraverso i polmoni al minuto. È determinato dal prodotto della quantità di aria inalata e del numero di movimenti respiratori in 1 minuto: MOD = DO x RR.

In un adulto la MOD è di 5-6 litri. Cambiamenti legati all'età gli indicatori della respirazione esterna sono presentati nella tabella. 27.

Tavolo 27. Indicatori di respirazione esterna (secondo: Khripkova, 1990)

La respirazione del neonato è rapida e superficiale e soggetta a fluttuazioni significative. Con l’età si osserva una diminuzione della frequenza respiratoria, un aumento del volume corrente e della ventilazione polmonare. A causa della frequenza respiratoria più elevata, i bambini hanno un volume respiratorio minuto (calcolato per 1 kg di peso) significativamente più elevato rispetto agli adulti.

La ventilazione può variare a seconda del comportamento del bambino. Nei primi mesi di vita, ansia, pianto e urla aumentano la ventilazione di 2-3 volte, principalmente a causa dell'aumento della profondità della respirazione.

Il lavoro muscolare aumenta il volume minuto della respirazione in proporzione all'entità del carico. Più i bambini sono grandi, più intenso è il lavoro muscolare che riescono a svolgere e più aumenta la loro ventilazione. Tuttavia, sotto l'influenza dell'allenamento, lo stesso lavoro può essere eseguito con un aumento minore della ventilazione. Allo stesso tempo, i bambini addestrati sono in grado di aumentare il volume respiratorio minuto durante il lavoro fino a oltre alto livello rispetto ai loro coetanei che non sono coinvolti esercizio fisico(citato da: Markosyan, 1969). Con l'età, l'effetto dell'allenamento è più pronunciato e negli adolescenti di età compresa tra 14 e 15 anni l'allenamento provoca gli stessi cambiamenti significativi nella ventilazione polmonare degli adulti.

Capacità vitale dei polmoni- la massima quantità di aria che può essere espirata dopo un'inspirazione massima. La capacità vitale (VC) è importante caratteristica funzionale respirazione ed è costituito dal volume corrente, dal volume di riserva inspiratoria e dal volume di riserva espiratoria.

A riposo, il volume corrente è piccolo rispetto al volume totale di aria nei polmoni. Pertanto, una persona può sia inspirare che espirare un grande volume aggiuntivo. Volume di riserva inspiratoria(RO ind) - la quantità di aria che una persona può inalare ulteriormente dopo un'inalazione normale ed è 1500-2000 ml. Volume di riserva espiratoria(Espirazione RO) - la quantità di aria che una persona può espirare ulteriormente dopo un'espirazione silenziosa; la sua dimensione è di 1000-1500 ml.

Anche dopo l'espirazione più profonda, negli alveoli e nelle vie aeree dei polmoni rimane una certa quantità di aria: questo volume residuo(OO). Tuttavia, durante la respirazione tranquilla, nei polmoni rimane molta più aria rispetto al volume residuo. Viene chiamata la quantità di aria rimanente nei polmoni dopo un'espirazione silenziosa capacità funzionale residua(NEMICO). È costituito dal volume polmonare residuo e dal volume di riserva espiratoria.

Quantità più grande La quantità di aria che riempie completamente i polmoni è chiamata capacità polmonare totale (TLC). Comprende il volume d'aria residuo e la capacità vitale dei polmoni. La relazione tra volumi e capacità polmonari è presentata in Fig. 8 (Atl., p. 169). La capacità vitale cambia con l'età (Tabella 28). Poiché la misurazione della capacità vitale dei polmoni richiede la partecipazione attiva e cosciente del bambino stesso, viene misurata nei bambini dai 4-5 anni di età.

All'età di 16-17 anni, la capacità vitale dei polmoni raggiunge i valori caratteristici di un adulto. La capacità vitale dei polmoni è indicatore importante sviluppo fisico.

Tavolo 28. valore medio capacità vitale dei polmoni, ml (secondo: Khripkova, 1990)

CON infanzia e fino ai 18-19 anni la capacità vitale dei polmoni aumenta dai 18 ai 35 anni rimane a un livello costante, e dopo i 40 diminuisce; Ciò è dovuto ad una diminuzione dell'elasticità dei polmoni e della mobilità del torace.

La capacità vitale dei polmoni dipende da una serie di fattori, in particolare dalla lunghezza del corpo, dal peso e dal sesso. Per valutare la capacità vitale, il valore corretto viene calcolato utilizzando formule speciali:

per uomo:

VC dovrebbe = [(altezza, cm∙ 0,052)] - [(età, anni ∙ 0,022)] - 3,60;

per donne:

VC dovrebbe = [(altezza, cm∙ 0,041)] - [(età, anni ∙ 0,018)] - 2,68;

per ragazzi 8-10 anni:

VC dovrebbe = [(altezza, cm∙ 0,052)] - [(età, anni ∙ 0,022)] - 4,6;

per ragazzi 13-16 anni:

VC dovrebbe = [(altezza, cm∙ 0,052)] - [(età, anni ∙ 0,022)] - 4,2

per ragazze 8-16 anni:

VC dovrebbe = [(altezza, cm∙ 0,041)] - [(età, anni ∙ 0,018)] - 3,7

Le donne hanno una capacità vitale inferiore del 25% rispetto agli uomini; nelle persone addestrate è maggiore che nelle persone non addestrate. È particolarmente elevato quando si praticano sport come nuoto, corsa, sci, canottaggio, ecc. Quindi, ad esempio, per i canottieri è 5.500 ml, per i nuotatori - 4.900 ml, i ginnasti - 4.300 ml, i giocatori di calcio - 4 200 ml, i sollevatori di pesi - circa 4.000 ml. Per determinare la capacità vitale dei polmoni, viene utilizzato un dispositivo spirometrico (metodo spirometrico). È costituito da un recipiente con acqua e da un altro recipiente della capacità di almeno 6 litri, posto al suo interno capovolto, contenente aria. Un sistema di tubi è collegato al fondo di questo secondo recipiente. Il soggetto respira attraverso questi tubi, in modo che l'aria nei suoi polmoni e nel vaso formi un unico sistema.

Lo scambio di gas

Contenuto di gas negli alveoli. Durante l'atto di inspirazione ed espirazione, una persona ventila costantemente i polmoni, mantenendo la composizione del gas negli alveoli. Una persona inala l'aria atmosferica da alto contenuto ossigeno (20,9%) e basso contenuto diossido di carbonio(0,03%). L'aria espirata contiene il 16,3% di ossigeno e il 4% di anidride carbonica. Quando si inala da 450 ml di inalato aria atmosferica Solo circa 300 ml entrano nei polmoni e circa 150 ml rimangono nelle vie aeree e non partecipano allo scambio di gas. Durante l'espirazione, che segue l'inspirazione, quest'aria viene espulsa invariata, cioè non differisce nella composizione dall'aria atmosferica. Ecco perché si chiama aria morto O dannoso, spazio. L'aria che arriva ai polmoni qui si mescola con 3000 ml di aria già presente negli alveoli. Viene chiamata la miscela di gas negli alveoli coinvolti nello scambio di gas aria alveolare. La porzione d'aria in entrata è piccola rispetto al volume a cui viene aggiunta, quindi il rinnovo completo di tutta l'aria nei polmoni è un processo lento e intermittente. Lo scambio tra aria atmosferica ed aria alveolare ha poco effetto sull'aria alveolare, e la sua composizione rimane praticamente costante, come si vede dalla Tabella. 29.

Tavolo 29. Composizione dell'aria inalata, alveolare ed espirata, in%

Confrontando la composizione dell'aria alveolare con la composizione dell'aria inspirata ed espirata, è chiaro che il corpo trattiene un quinto dell'ossigeno in entrata per i suoi bisogni, mentre la quantità di CO 2 nell'aria espirata è 100 volte maggiore della quantità che entra nel corpo durante l'inalazione. Rispetto all'aria inalata, contiene meno ossigeno, ma più CO2. L'aria alveolare entra in stretto contatto con il sangue e la composizione del gas dipende dalla sua composizione sangue arterioso.

I bambini hanno una diversa composizione sia dell'aria espirata che di quella alveolare: più piccoli sono i bambini, minore è la loro percentuale di anidride carbonica e maggiore è la percentuale di ossigeno rispettivamente nell'aria espirata e alveolare, minore è la percentuale di ossigeno utilizzato (Tabella 30) . Di conseguenza, i bambini hanno una bassa efficienza di ventilazione polmonare. Pertanto, a parità di volume di ossigeno consumato e di anidride carbonica rilasciata, un bambino ha bisogno di ventilare i polmoni più degli adulti.

Tavolo 30. Composizione dell'aria espirata e alveolare
(dati medi per: Shalkov, 1957; comp. Di: Markosyan, 1969)

Poiché i bambini piccoli respirano frequentemente e superficialmente, gran parte del volume corrente è il volume dello spazio “morto”. Di conseguenza, l'aria espirata è costituita maggiormente da aria atmosferica e ha una percentuale inferiore di anidride carbonica e una percentuale inferiore di ossigeno utilizzato da un dato volume di respirazione. Di conseguenza, l’efficienza della ventilazione nei bambini è bassa. Nonostante la maggiore percentuale di ossigeno nell'aria alveolare rispetto agli adulti nei bambini, essa non è significativa, poiché il 14-15% di ossigeno negli alveoli è sufficiente per saturare completamente l'emoglobina nel sangue. Una quantità di ossigeno maggiore di quella trattenuta dall'emoglobina non può passare nel sangue arterioso. Basso livello Il contenuto di anidride carbonica nell'aria alveolare nei bambini indica il suo contenuto inferiore nel sangue arterioso rispetto agli adulti.

Scambio di gas nei polmoni. Lo scambio di gas nei polmoni avviene a seguito della diffusione dell'ossigeno dall'aria alveolare nel sangue e dell'anidride carbonica dal sangue nell'aria alveolare. La diffusione avviene a causa della differenza tra la pressione parziale di questi gas nell'aria alveolare e la loro saturazione nel sangue.

Pressione parziale- questa è una parte pressione totale, che rappresenta la quota di un dato gas nella miscela di gas. La pressione parziale dell'ossigeno negli alveoli (100 mm Hg) è significativamente superiore alla tensione dell'O2 sangue venoso, entrando nei capillari dei polmoni (40 mm Hg). I parametri di pressione parziale per la CO 2 hanno il valore opposto: 46 mm Hg. Arte. all'inizio dei capillari polmonari e 40 mm Hg. Arte. negli alveoli. La pressione parziale e la tensione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica nei polmoni sono riportate nella tabella. 31.

Tavolo 31. Pressione parziale e tensione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica nei polmoni, mm Hg. Arte.

Questi gradienti di pressione (differenze) sono forza motrice diffusione di O 2 e CO 2, cioè scambio di gas nei polmoni.

La capacità di diffusione dell'ossigeno dei polmoni è molto elevata. Ciò è dovuto al gran numero di alveoli (centinaia di milioni), alla loro ampia superficie di scambio gassoso (circa 100 m2), nonché al piccolo spessore (circa 1 micron) della membrana alveolare. La capacità di diffusione dell'ossigeno nei polmoni nell'uomo è di circa 25 ml/min per 1 mmHg. Arte. Per l'anidride carbonica, grazie alla sua elevata solubilità nella membrana polmonare, la capacità di diffusione è 24 volte superiore.

La diffusione dell'ossigeno è assicurata da una differenza di pressione parziale di circa 60 mmHg. Art. e anidride carbonica - solo circa 6 mm Hg. Arte. Il tempo necessario affinché il sangue scorra attraverso i capillari del piccolo cerchio (circa 0,8 s) è sufficiente per equalizzare completamente la pressione parziale e la tensione dei gas: l'ossigeno si dissolve nel sangue e l'anidride carbonica passa nell'aria alveolare. Il passaggio dell'anidride carbonica nell'aria alveolare con una differenza di pressione relativamente piccola è spiegato dall'elevata capacità di diffusione di questo gas (Atl., Fig. 7, p. 168).

Pertanto, si verifica nei capillari polmonari scambio costante: ossigeno e anidride carbonica. Come risultato di questo scambio, il sangue è saturo di ossigeno e liberato dall'anidride carbonica.

Il volume corrente (TV) è il volume di aria inspirata ed espirata durante la respirazione normale, pari in media a 500 ml (con oscillazioni da 300 a 900 ml).

Di questo, circa 150 ml sono il volume d'aria nello spazio morto funzionale (FSD) nella laringe, trachea e bronchi, che non prende parte allo scambio di gas. Il ruolo funzionale dell'HFMP è quello di mescolarsi con l'aria inalata, idratandola e riscaldandola.

Volume di riserva espiratoria

Il volume di riserva espiratoria è il volume d'aria pari a 1500-2000 ml che una persona può espirare se, dopo un'espirazione normale, espira al massimo.

Volume di riserva inspiratoria

Il volume di riserva inspiratoria è il volume d'aria che una persona può inalare se, dopo un'inspirazione normale, fa un respiro massimo. Pari a 1500 - 2000 ml.

Capacità vitale dei polmoni

Capacità vitale dei polmoni (VC) - la quantità massima di aria espirata dopo l'espirazione Fai un respiro profondo. La capacità vitale vitale è uno dei principali indicatori dello stato dell'apparato respiratorio esterno, ampiamente utilizzato in medicina. Insieme al volume residuo, cioè il volume d'aria rimanente nei polmoni dopo l'espirazione più profonda, la capacità vitale costituisce la capacità polmonare totale (TLC).

Normalmente la capacità vitale è circa 3/4 della capacità polmonare totale e caratterizza il volume massimo entro il quale una persona può modificare la profondità della propria respirazione. Durante la respirazione tranquilla, un adulto sano utilizza una piccola parte della capacità vitale: inspira ed espira 300-500 ml di aria (il cosiddetto volume corrente). In questo caso, il volume di riserva inspiratoria, cioè la quantità di aria che una persona è in grado di inalare ulteriormente dopo un'espirazione silenziosa e il volume di riserva dell'espirazione, pari al volume di aria espirata aggiuntiva dopo un'espirazione silenziosa, sono in media di circa 1500 ml ciascuno. Durante l'attività fisica, il volume corrente aumenta a causa dell'utilizzo delle riserve di inspirazione ed espirazione.

La capacità vitale è un indicatore della mobilità dei polmoni e del torace. Nonostante il nome, non riflette i parametri respiratori nelle condizioni reali (“di vita”), poiché anche con le massime esigenze il corpo pone sistema respiratorio, la profondità della respirazione non raggiunge mai il valore massimo possibile.

Da un punto di vista pratico, non è opportuno stabilire uno standard “unico” per la capacità vitale dei polmoni, poiché questo valore dipende da una serie di fattori, in particolare dall’età, dal sesso, dalla dimensione e dalla posizione corporea, nonché dal grado di forma fisica.

Con l’età, la capacità vitale dei polmoni diminuisce (soprattutto dopo i 40 anni). Ciò è dovuto ad una diminuzione dell'elasticità dei polmoni e della mobilità del torace. Le donne hanno in media il 25% in meno rispetto agli uomini.

La relazione con l'altezza può essere calcolata utilizzando la seguente equazione:

VC=2,5*altezza (m)

La capacità vitale dipende dalla posizione del corpo: in posizione verticale è leggermente maggiore che in posizione orizzontale.

Ciò è spiegato dal fatto che in posizione verticale i polmoni contengono meno sangue. Nelle persone allenate (soprattutto nuotatori e vogatori), può arrivare fino a 8 litri, poiché gli atleti hanno muscoli respiratori ausiliari molto sviluppati (pettorale maggiore e minore).

Volume residuo

Il volume residuo (VR) è il volume d'aria che rimane nei polmoni dopo la massima espirazione. Pari a 1000 - 1500 ml.

Capacità polmonare totale

La capacità polmonare totale (massima) (TLC) è la somma dei volumi respiratorio, di riserva (inspirazione ed espirazione) e residua ed è pari a 5.000 - 6.000 ml.

È necessario uno studio dei volumi correnti per valutare la compensazione dell'insufficienza respiratoria aumentando la profondità della respirazione (inspirazione ed espirazione).

Capacità vitale dei polmoni. L'educazione fisica sistematica e le attività sportive contribuiscono allo sviluppo muscoli respiratori ed espansione del torace. Già 6-7 mesi dopo aver iniziato a nuotare o correre, la capacità vitale dei polmoni dei giovani atleti può aumentare di 500 cc. e altro ancora. Una sua diminuzione è un segno di superlavoro.

Viene misurata la capacità vitale dei polmoni dispositivo speciale- spirometro. Per fare ciò, chiudere prima il foro nel cilindro interno dello spirometro con un tappo e disinfettare il boccaglio con alcool. Dopo aver fatto un respiro profondo, espira profondamente attraverso il boccaglio. In questo caso l'aria non deve passare oltre il boccaglio o attraverso il naso.

La misurazione viene ripetuta due volte e il risultato più alto viene registrato nel diario.

La capacità vitale dei polmoni negli esseri umani varia da 2,5 a 5 litri e in alcuni atleti raggiunge i 5,5 litri o più. La capacità vitale dei polmoni dipende dall’età, dal sesso, dallo sviluppo fisico e da altri fattori. Una diminuzione superiore a 300 cc può indicare un sovraccarico.