Газообмен в легких, жизненная емкость легких, показатели сердечной деятельности

Красноярское государственное базовое образовательное учреждение.

Среднего профессионального образования.

Красноярский базовый медицинский колледж им. В.М.Крутовского.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сообщение: Газообмен в легких, жизненная емкость легких, показатели сердечной деятельности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовила: студентка 103 группы 1 подгруппы

Антипенко Юлия Александровна

 

 

 

 

План:

1. Значение  дыхания. Состав вдыхаемого, выдыхаемого  и альвеолярного воздуха

2. Газообмен  в легких

3. Жизненная  ёмкость лёгких

4. Показатели сердечной деятельности

- минутный объем крови

-частота  сердечных сокращений

Значение дыхания

Дыхание - жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей его внешней средой. В процессе дыхания человек поглощает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ.

Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода. В клетках и тканях в результате обмена веществ образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Накопление значительного количества углекислого газа внутри организма опасно. Углекислый газ выносится кровью к органам дыхания и выдыхается. Кислород, поступающий в органы дыхания при вдохе, диффундирует в кровь и кровью доставляется к органам и тканям.

В организме человека и животных нет запасов кислорода, и поэтому непрерывное поступление его в организм является жизненной необходимостью. Если человек в необходимых случаях может прожить без пищи более месяца, без воды до 10 дней, то при отсутствии кислорода необратимые изменения наступают уже через 5-7 мин.

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3%, углекислого газа 4% (табл. 8).

Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).

Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически одинаково.

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

Газообмен в легких

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен зависит от величины поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и их поверхность достигает 100-105 м2. Так же велика и поверхность капилляров в легких. Есть, и достаточная, разница между парциальным давлением газов в альвеолярном воздухе и напряжением этих газов в венозной крови (табл. 9).

 Таблица 9. Парциальное давление кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и их напряжение в крови

Из таблицы 9 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода 110 - 40 = 70 мм рт. ст., а для углекислого газа 47 - 40 = 7 мм рт. ст.

Опытным путем удалось установить, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25-60 мл кислорода в 1 мин. Человеку в покое нужно примерно 25-30 мл кислорода в 1 мин. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт. ст, достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому при разности давлений в 7 мм рт. ст., углекислый газ успевает выделиться из крови.

Жизненная ёмкость лёгких

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — максимальное количество воздуха, которое может быть забрано в легкие после максимального выдоха. Взрослый здоровый человек при спокойном вдохе и выдохе вдыхает и выдыхает около 500 см3 воздуха. Это так называемый дыхательный воздух.

Однако после спокойного вдоха можно дополнительно вдохнуть некоторое количество воздуха, так называемого дополнительного, его объем около 1500 см3.

После спокойного выдоха можно дополнительно выдохнуть еще около 1500 см3 воздуха. Это так называемый резервный воздух.

Таким образом, жизненная ёмкость лёгких представляет собой сумму дополнительного, дыхательного и резервного объемов и равна около 3500 см3.Даже после самого глубокого выдоха в легких остается еще около 800— 1700 см3воздуха, так называемый остаточный   воздух.Остаточный и резервный воздух постоянно заполняют альвеолы легких при спокойном дыхании. Это так называемый альвеолярный воздух. Объем его равен 2500—3500 см3.

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 ОЕЛ.

Определяют ЖЕЛ с помощью:

1. спидометра.

2. Расчётных формул

-для мальчиков 8-12 лет

Д.Ж.Е.Л= Рост(см)x0.052-Возраст х 0.022-4.6

-для мальчиков 13-16 лет

Д.Ж.Е.Л= Рост(см) x0.052-Возраст х 0.022-4.2

-взрослые  мужчины

Д.Ж.Е.Л= Рост(см) x0.052-Возраст х 0.022-3.6

-девочки  от 8 до 16

Д.Ж.Е.Л= Рост(см) x0.041-Возраст х 0.018-3.7

-взрослые  женщины

Д.Ж.Е.Л= Рост(см) x0.041-Возраст х 0.018-2.68

3.Ж.Е.Л.=ДО+РОвд.+РОвыд.

ДО(Дыхательный объём)-объём воздуха при нормальном вдохе и выдохе.

РОвд.(Резервный объём вдоха)-объём воздуха при максимально глубоком выдохе.

РОвыд.(Резервный объём выдоха)-объём воздуха выдыхаемый при максимальном выдохе.

ООЛ(остаточный объём лёгких)-объём воздуха остающийся в лёгких после максимального выдоха.

Сумма: Ж.Е.Л.+ООЛ=ОЕЛ-общая ёмкость лёгких

4.Ориентировочно

Ж.Е.Л. мужчины: Рост х 25

Ж.Е.Л. женщины: Рост х 20

Жизненная емкость легких, их инспираторная и экспираторная мощность прежде всего зависят от физического развития, тренированности и телосложения. Они в значительной степени изменяются при заболевании легких и сердечно-сосудистой системы. При заболеваниях снижение ЖЕЛ возможно либо за счет возрастания в структуре ОЕЛ остаточного объема, что наблюдается при бронхиальной обструкции с острым вздутием легких (см. Бронхиальная астма) и развитием эмфиземы легких, либо вследствие снижения ОЕЛ. Снижение ЖЕЛ за счет уменьшения ОЕЛ обусловливает одышку рестриктивного типа (инспираторную), с коротким затрудненным вдохом и повышенной частотой дыхания (см. Одышка). Повторение измерения жизненной емкости легких в процессе лечения производят для оценки эффективности проводимой терапии. 

Специальная тренировка быстро приводит к увеличению ЖЕЛ. Таким образом, определение жизненной ёмкости лёгких является одним из наиболее важных методов диспансерного и клинического исследования людей.Жизненная емкость легких у детей — величина более лабильная, чем у взрослых. У детей раннего возраста она зависит от ряда факторов: возраста, пола, роста, окружности груди, подвижности диафрагмы и грудной клетки, состояния здоровья, степени тренированности и др.Снижение жизненной ёмкости лёгких у детей возникает при некоторых патологических состояниях легких (фиброзы любой этиологии, ателектазы, диффузный бронхит, бронхиолоспазм, состояние после резекции), плевры (спайки, плевральные наложения, гемо-, пио- и пневмоторакс), грудной клетки (выраженные деформации, состояние после торакотомии).Должная величина жизненной ёмкости лёгких равна должной величине основного обмена, умноженной на К (коэффициент корреляции, найденный эмпирическим путем). Должная величина основного обмена определяется показателями веса, роста, пола и возраста по таблицам: для детей 4 лет — 1,4; 5—6 лет — 1,5; 7—9 лет — 1,65; 10—13 лет — 1,75; 14—15 лет — 2,0. К для взрослых равен 2,3.

Показатели сердечной деятельности

Сердечный выброс (СВ) или минутный объем кровообращения (МОК) – количество крови выбрасываемое сердцем  за одну минуту. 

МОК=УОК-ЧСС

где:

УОК - систолический  ударный объём крови

ЧСС - частота сердечных сокращений.Ударный (систолический) объем сердца (УО) – это количество  крови, которое выбрасывается в аорту при каждом сердечном сокращении. 

УО=СВ /ЧП

где:

СВ – сердечный выброс

ЧП – частота пульса.

Сердечный индекс (СИ) – это показатель сердечного выброса в расчете на единицу поверхности тела человека.  

СИ=СВ/Т

где:

СВ –сердечный выброс

Т – площадь поверхности тела человека.

Ударный индекс (УИ) – это показатель ударного объема, в расчете на единицу поверхности тела. 

УИ=УО/Т

где:

УО –ударный объем сердца

Т –   площадь поверхности тела человека.

Объемная скорость выброса (ОСВ) - количество крови, которое выбрасывается левым желудочком в начальный отрезок аорты, величина конкретизирующая представление о силе сердечных сокращений

ОСВ=УО/Ви

где: 

УО — ударный объем сердца

Ви- время выбрасывания крови 

Частота сердечных сокращений

Частота сердечных сокращений (ЧСС) зависит от многих факторов, включая возраст, пол, положение тела, условия окружающей среды. Она выше в вертикальном положении по сравнению с горизонтальном, уменьшается с возрастом. ЧСС покоя лежа-60 ударов в минуту; стоя-65. По сравнению с положением лежа в положении сидя ЧСС увеличивается на 10%, стоя на 20-30%. В среднем ЧСС составляет около 65 в минуту, однако наблюдается ее значительны колебания. У женщин этот показатель на 7-8 выше.

ЧСС подвержена суточным колебаниям. Во время сна она снижена на 2-7, в течение 3 часов после приема пищи - возрастает, особенно, если пища богата белками, что связано с поступлением крови к органам брюшной полости. Температура окружающей среды оказывает влияние на ЧСС, которая увеличивается в линейной зависимости от эффективной температуры.

У тренированных лиц ЧСС в покое ниже, чем у нетренированных и составляет около 50-55 ударов в минуту.

Физические нагрузки приводят к увеличению ЧСС, необходимого для обеспечения возрастания минутного объема сердца, причем существует ряд закономерностей позволяющих использовать этот показатель как один из важнейших при проведении нагрузочных тестов.

Отмечается линейная зависимость между ЧСС и интенсивностью работы в пределах 80-90% максимальной предельности нагрузок.

При легкой физической нагрузке первоначально ЧСС значительно увеличивается, однако постепенно снижается до уровня, который сохраняется в течение всего периода стабильной нагрузки. При более интенсивных нагрузках имеется тенденция к увеличению ЧСС, причем при максимальной работе она нарастает до предельно достижимой. Эта величина зависит от тренированности, возраста, пола и других факторов. У тренированных людей частота сердечных сокращений достигает 180 уд/мин. При работе переменной мощности можно говорить о диапазоне частоты сокращений 130-180 уд/мин, в зависимости от изменения мощности.

Оптимальная частота 180 уд/мин при различной нагрузке. Следует отметить, что работа сердца при очень большой частоте сокращений (200 и более) становится менее эффективнее, так как значительно сокращается время наполнения желудочков и уменьшается ударный объем сердца, что может привести к патологии (В.Л. Карпман, 1964; Е.Б. Сологуб, 2000).

Тесты с возрастанием нагрузок до достижения максимальной ЧСС используется лишь в спортивной медицине, и нагрузка считается допустимой, если ЧСС достигает 170 в минуту. Этот предел обычно используется при определении переносимости физической нагрузки и функционального состояния сердечнососудистой и дыхательной систем (Крестовников, В.Л. Карпман).

Возраст, годы	Количество сердечных сокращений в 1 мин
Новорожденные До 5 5-10 10-15 15-60	120-140 130 88 78 68-72
Минутный объем крови  Минутный объем крови (МО)Это количество крови, перекачиваемое сердцем за минуту. По минутному объему судят о механической функции миокарда, которая отражает состояние системы кровообращения. Величина МО зависит отвозраста, пола, массы тела, температуры окружающего воздуха, интенсивности физической нагрузки.Норма МО для состояния покоя имеет довольно широкий диапазон и существенно зависит от методики определения:Наиболее простой способ определения МО, позволяющий ориентировочно определить его величину, — определение МО по формуле Старра:СО = 90,97 + 0,54 х ПД – 0,57 х ДД – 0,61В;МО = СО-ЧСС,где СО - систолический объем крови, Мл; ПД - пульсовое давление, мм рт. ст; ДД - минимальное давление, мм рт. ст.; В - возраст, в годах.