- Оцінка функцій дихання при заняттях спортом Зміст статті «Оцінка функцій дихання при заняттях спортом»:...
- Параметри дихальної системи
- Оцінки і проби функцій дихання
- Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
- Система зовнішнього дихання
- Параметри дихальної системи
- Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
- Система зовнішнього дихання
- Параметри дихальної системи
- Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
- Система зовнішнього дихання
- Параметри дихальної системи
- Оцінки і проби функцій дихання
- Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
- Система зовнішнього дихання
- Параметри дихальної системи
- Оцінки і проби функцій дихання
Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
Зміст статті «Оцінка функцій дихання при заняттях спортом»:
Система зовнішнього дихання
Параметри дихальної системи
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Оцінки і проби функцій дихання
Дихання - це єдиний процес, здійснюваний цілісним організмом і складається з трьох нерозривних ланок: а) зовнішнього дихання, тобто газообміну між зовнішнім середовищем і кров'ю легеневих капілярів; б) перенесення газів, здійснюваного системами кровообігу; в) внутрішнього (тканинного) дихання, тобто газообміну між кров'ю і кліткою, в процесі якого клітини споживають кисень і виділяють вуглекислоту (рис. Функції органів дихання).
Функції органів дихання
Органи грудної порожнини (а). Периферична і центральна нервова система (б).
а: 1 - порожнина носа, 2 - гортань, 3 - трахея, 4 - бронхи, 5 - верхівка легені, 6 - ротова частина глотки, 7 - гілки нижньо-часткового бронха, 8 - діафрагма, 9 - альвеоли.
б: 1 - головний мозок, 2 - спинний мозок, 3 - сідничний нерв, 4 - зоровий нерв, 5 - лицевий нерв, 6 - блукаючий нерв, 7 - вузли симпатичного стовбура, 8 - сонячне сплетіння, 9 - міжреберні нерви, 10 - поперековому сплетіння, 11 - крижове сплетіння, 12 - стегновий нерв, 13 - запірательний нерв, 14 - ліктьовий нерв, 15 - серединний нерв, 16 - променевий нерв, 17 - плечове сплетіння.
Основу тканинного дихання складають складні окислювально-відновні реакції, що супроводжуються звільненням енергії, яка необхідна для життєдіяльності організму.
Працездатність людини (зокрема, спортсмена) визначається в основному тим, яка кількість кисню (O2) забрано з зовнішнього повітря в кров легеневих капілярів і доставлено в тканини і клітини. Зазначені вище три системи дихання тісно пов'язані між собою і мають взаємний компенсацією. Так, при серцевій недостатності настає задишка, при нестачі O2 в атмосферному повітрі (наприклад, в середньогір'ї) збільшується кількість еритроцитів - переносників кисню, при захворюваннях легенів настає тахікардія.
Система зовнішнього дихання
Система зовнішнього дихання складається з легких, верхніх дихальних шляхів і бронхів, грудної клітки і дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма і ін.).
Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем і звільнення її від надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регулюванням кислотно-лужної рівноваги.
У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процесу - вентиляцію, дифузію і перфузію (кровотік в капілярах легких).
Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним і атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.
Альвеолярна вентиляція дорівнює різниці між обсягом дихання в хвилину і об'ємом «мертвого» простору, помноженої на число подихів у хвилину. Обсяг вентиляції залежить передусім від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також від стану дихальних м'язів, прохідності бронхів і пр.
Не весь вдихаємо повітря досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг вдихуваного повітря дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) х 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярної вентиляцією. «Мертве» простір зростає при глибокому вдиху, його обсяг залежить також від маси тіла і пози обстежуваного.
Дифузія - це процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану в гемоглобін легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.
Перфузія (зрошення) легких кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за співвідношенням між вентиляцією і перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з добре перфузіруемих капілярами. При спокійному подиху в людини верхні відділи легкого розправляються повніше, ніж нижні. При вертикальному положенні нижні відділи перфузируются кров'ю краще, ніж верхні.
Легенева вентиляція підвищується паралельно збільшенню споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л / хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти і обсягу дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 подихів у хвилину, а дихальний обсяг - з 15 до 50% життєвої ємності легень (H. Monod, M. Pottier, 1973).
У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру в результаті високої концентрації вуглекислого газу і водневих іонів при високому рівні молочної кислоти в крові.
Гіпервентиляція, що викликається фізичними навантаженнями, завжди нижче максимальної вентиляції, і збільшення дифузійної здатності кисню в легенях під час роботи також не є граничним. Тому, якщо відсутня легенева патологія, дихання не обмежує м'язову роботу. Важливий показник - споживання кисню - відображає функціональний стан кардіореспіраторної системи. Існує зв'язок між факторами циркуляції і дихання, що впливають на обсяг споживаного кисню.
Під час фізичних навантажень споживання кисню значно збільшується. Це висуває підвищені вимоги до функції серцево-судинної і дихальної систем. Тому кардіореспіраторна система при м'язовій роботі схильна до змін, які залежать від інтенсивності фізичних навантажень.
Дослідження функції зовнішнього дихання у спорті дозволяє поряд з системами кровообігу і крові оцінити функціональний стан спортсмена в цілому і його резервні можливості.
Дослідження починають з збору анамнезу, потім переходять до огляду, перкусії та аускультації.
Огляд дозволяє визначити тип дихання, встановити наявність або відсутність задишки (особливо при тестуванні) і т.п. Визначають три типи дихання: грудної, черевної (діафрагмальний) і змішаний. При грудному типі дихання на вдиху помітно піднімаються ключиці і відбувається рух ребер. При цьому типі дихання об'єм легенів зростає головним чином за рахунок руху верхніх і нижніх ребер. При черевному типі дихання збільшення обсягу легких відбувається в основному за рахунок руху діафрагми - на вдиху вона опускається вниз, кілька зміщуючи органи черевної порожнини. Тому стінка живота на вдиху при черевному типі дихання злегка випинається. У спортсменів, як правило, змішаний тип дихання, де беруть участь обидва механізму збільшення обсягу грудної клітини.
Перкусія (лупцювання) дозволяє визначити зміну (якщо воно є) щільності легенів. Зміни в легенях є зазвичай наслідком деяких захворювань (запалення легенів, туберкульоз і ін.).
Аускультація (вислуховування) визначає стан повітроносних шляхів (бронхів, альвеол). При різних захворюваннях органів дихання прослуховуються досить характерні звуки - різні хрипи, посилення або ослаблення дихального шуму і т.д.
Дослідження зовнішнього дихання проводять за показниками, що характеризують вентиляцію, газообмін, зміст і парціальний тиск кисню і вуглекислого газу в артеріальній крові і за іншими параметрами. Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрії, спірографія і спеціальними апаратами відкритого і закритого типу. Найбільш зручно спірографічне дослідження, при якому на рухомій паперовій стрічці записується крива - спірограма (рис. Спирографических дослідження). З цієї кривої, знаючи масштаб шкали апарату і швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легенів (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легенів (МВЛ ), залишковий об'єм легенів (ГО), загальну ємність легенів (ОЕЛ). Kроме того, досліджується сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність і ін.
спірографічне дослідження
Спірограма: 1 - МОД; 2 - ЖЄЛ, 3 - дихальний обсяг (ДО); 4 - резервний об'єм вдиху; 5 - резервний об'єм видиху; 6 - проба Тиффно-Вотчала; 7 - МВЛ
Легенева вентиляція пов'язана з функцією дихальних м'язів (рис. Емфізема легких). Рухи легких відбуваються в результаті скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухами частин грудної стінки і діафрагми. Дихальні м'язи - це ті м'язи, скорочення яких змінює обсяг грудної клітини.
емфізема легенів
Споживання кисню дихальними м'язами в нормі і при патології (емфізема легенів)
Вдих створюється розширенням грудної клітини (порожнини) і завжди є активним процесом. Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагма. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів.
Видих в спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, що створюють умови для вдиху. Розслаблення пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітці положення пасивного видиху. При посиленому видиху на додаток до інших м'язових груп діють внутрішні міжреберні м'язи, а також черевні м'язи.
Обсяг легких при вдиху не завжди однаковий. Обсяг повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).
Параметри дихальної системи
Остаточний повітря (ОВ) - об'єм повітря, що залишився в неповернень в початкове положення легких.
Частота дихання (ЧД) - кількість подихів в 1 хв. Визначення ЧД виробляють по спірограмі або за рухом грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб - 16-18 в хвилину, у спортсменів - 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 в 1 хв.
Глибина дихання (ДО) - об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від росту, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.
Хвилинний обсяг дихання (МОД) характеризує функцію зовнішнього дихання.
У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в неперфузіруемих альвеолах в газообміні не беруть участь, тому що не приходить в зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване «мертве» простір.
Частина дихального обсягу, яка бере участь в газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним обсягом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найсуттєвіша частина зовнішнього дихання, так як вона є тим обсягом вдихуваного за 1 хв повітря, який обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.
МОД вимірюється твором ЧД на ДО. У здорових осіб ЧД - 16-18 за хвилину, а ДО коливається в межах 350-750 мл, у спортсменів ЧД - 8-12 мл, а ДО - 900-1300 мл. Збільшення МОД (гіпервентиляція) спостерігається внаслідок порушення дихального центру, труднощі дифузії кисню та ін.
У спокої МОД становить 5-6 л, при напруженому фізичному навантаженні може зростати в 20-25 разів і досягати 120-150 л в 1 хв і більше. Збільшення МОД знаходиться в прямій залежності від потужності виконуваної роботи, але тільки до певного моменту, після якого зростання навантаження вже не супроводжується збільшенням МОД.
Навіть при найважчій навантаженні МОД ніколи не перевищує 70-80% рівня максимальної вентиляції. Розрахунок належної величини МОД заснований на тому, що у здорових осіб з кожного літра провентилювати повітря поглинається приблизно 40 мл кисню (це так званий коефіцієнт використання кисню - kи).
Його можна розрахувати за формулою:
Належний МОД = належне споживання кисню / 40
а належну величину поглинання кисню розраховують за формулою:
належний основний обмін (в ккал) / 7,07
де належний основний визначають за таблицями Гарріс-Бенедикта; 7,07 - число, отримане при множенні калорійної цінності 1 л кисню (4,91 ккал) на число хвилин в добі (1440 хв) і поділений на 1000.
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Таблиці Гарріс-Бенедикта для визначення основного обміну людини:
Фактор ваги "А"
Фактор віку і зростання "Б"
Вентиляційним еквівалентом (ВЕ) називаються співвідношення між МОД і величиною споживання кисню. У стані спокою 1 л кисню в легенях поглинається з 20-25 л повітря. При важкому фізичному навантаженні вентиляційний еквівалент збільшується і досягає 30-35 л. Під впливом тренування на витривалість вентиляційний еквівалент при стандартній навантаженні зменшується. Це свідчить про більш економне диханні у тренованих осіб.
Життєва ємність легенів (ЖЕЛ) складається з дихального обсягу легень, резервного обсягу вдиху і резервного обсягу видиху. ЖЕЛ залежить від статі, віку, розміру тіла і тренованості. ЖЕЛ становить в середньому у жінок 2,5-4 л, а у чоловіків - 3,5-5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, у добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л.
Абсолютні значення ЖЄЛ мало показові через індивідуальних коливань. При оцінці стану обстежуваного рекомендується розраховувати «належні» величини.
Для розрахунку ЖЕЛ зазвичай використовують формулу Anthony і Vernath (1961), в основу якої покладена величина основного обміну (ккал / 24 год). Її знаходять за таблицями Гарріс-Бенедикта відповідно статтю, віком і масі тіла.
ДЖЕЛ = величина основного обміну (ккал) х до,
де до - коефіцієнт: 2,3 у жінок, 2,6 - у чоловіків. Величину основного обміну (ккал) визначаємо за таблицями Гарріс-Бенедикта, де знаходять фактор росту (Б) і фактор ваги (А). Сума А + Б і є належна величина основного обміну. Належний основний обмін, як і ЖЄЛ, залежить від статі, віку, зросту і ваги, легко визначається за спеціальними таблицями і виражається в кілокалоріях. Для вираження ставлення у відсотках фактичної ЖЄЛ до належної користуються формулою:
(фактична ЖЕЛ / належна ЖЕЛ) х 100
ЖЕЛ вважається нормальною, якщо становить 100% належної величини. Для оцінки ДЖЕЛ можна користуватися номограми (рис. Оцінка життєвої ємності легень; Життєва ємність легенів). ЖЕЛ виражається у відсотках до ДЖЕЛ.
Оцінка життєвої ємності легень
Номограма для оцінки життєвої ємності легень (VС, мл). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «Вік» і «Відносна маса», на лінії А відзначають точку перетину. Від цієї точки проводять пряму лінію (2) на шкалу «Рост». Точка перетину зі шкалою VC і буде належної величиною життєвої ємності легень (ДЖЕЛ). Межі норми: х (2) = 1200 мл (Amrein et al., 1969)
Життєва ємність легенів
Номограма для визначення належної життєвої ємності легень в залежності від зростання і віку
Загальна ємність легенів (ОЕЛ) являє собою суму ЖЕЛ і залишкового обсягу легких, тобто того повітря, який залишається в легенях після максимального видиху і може бути визначений тільки побічно. У молодих здорових осіб - 75-80%. ОЕЛ займає ЖЕЛ, а решта припадає на залишковий обсяг. У спортсменів частка ЖЕЛ в структурі ОЕЛ збільшується, що сприятливо відбивається на ефективності вентиляції.
Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) - це гранично можливу кількість повітря, яке може бути провентилювати через легені в одиницю часу. Зазвичай форсоване дихання проводиться протягом 15 с і множиться на 4. Це і буде величина МВЛ. Великі коливання МВЛ знижують діагностичну цінність визначення абсолютного значення цих величин. Тому отриману величину МВЛ призводять до належної. Для визначення належної МВЛ користуються формулою:
належна МВЛ = 1 / 2ЖЕЛ х 35,
або з використанням основного обміну по таблиці А. Телічінаса (19б8); або по номограмі (рис. Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень).
Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень
Номограма для оцінки максимальної хвилинної вентиляції легень (MMV). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «маса» і «зростання», знаходять точку перетину зі шкалою «Поверхня тіла». Потім цю точку з'єднують прямою (2) з відповідним пунктом на шкалі «Вік» і на місці перетину цієї лінії зі шкалою MMV знаходять належну величину максимальної вентиляції (Amrein et al., 1969)
Зниженя МВЛ відбувається внаслідок Зменшення ОБСЯГИ вентільованого легеневої тканини и зниженя бронхіальної прохідності, гіподінамії. У чоловіків у віці 20-30 років МВЛ колівається від 100 до 180 (в Середньому 140 л / хв), у жінок - від 70 до 120 л / хв. У високорослих спортсменів з добре розвиненою дихальної мускулатурою МВЛ іноді досягає 350 л / хв, у спортсменок - 250 л / хв (W. Hollmann, 1972).
Таким чином МВЛ найбільш точно і повно характеризує функцію зовнішнього дихання в порівнянні з іншими спирографических показниками.
Оцінки і проби функцій дихання
Для оцінки бронхіальної прохідності використовують тест ФЖЕЛ (форсована життєва ємкість легень). Обстежуваному пропонують максимально глибоко вдихнути і швидко видихнути. ФЖЕЛ у здорових осіб нижче ЖЕЛ на 200-300 мл. Тиффно запропонував вимірювати ФЖЕЛ за першу секунду. У нормі ФЖЕЛ за секунду становить не менше 70% ЖЕЛ.
Пневмотахометрия проводиться пневмотахометрія Б.Є. Вотчала. Методом пневмотахометрии визначають швидкість повітряного струменя при максимально швидкому вдиху і видиху. У здорових осіб цей показник коливається у чоловіків від 5 до 8 л / с, у жінок - від 4 до 6 л / с. Відзначено залежність пневмотахометріческого показника від ЖЄЛ і віку. Виявлено, що чим більше ЖЕЛ, тим вище максимальна швидкість видиху. Пневмотахометріческій показник залежить від бронхіальної прохідності, сили дихальної мускулатури спортсмена, його віку, статі та функціонального стану.
Величину максимальної швидкості видиху порівнюють з належними величинами, розрахованими за формулою:
належна величина видиху = ЖЕЛ х 1,2
Різниця фактичної і належної величин у здорових людей не повинна бути більше 15% від належного рівня. У здорових осіб показник видиху більше вдиху. З підвищенням тренованості відзначається перевага максимальної швидкості вдиху над видихом. Збільшення швидкості вдиху у спортсменів пояснюється підвищенням резервних можливостей легенів.
Обсяг повітря, що залишається в легенях після максимального видиху (ГО) найбільш повно і точно характеризує газообмін у легенях.
Одним з основних показників зовнішнього дихання є газообмін (аналіз респіраторних газів - вуглекислоти і кисню в альвеолярному повітрі), тобто поглинання кисню і виведення вуглекислоти. Газообмін характеризує зовнішнє дихання на етапі «альвеолярний повітря - кров легеневих капілярів». Він досліджується методом газової хроматографії.
Функціональна проба Розенталя дозволяє судити про функціональні можливості дихальної мускулатури. Проба проводиться на спірометрі, де у обстежуваного 4-5 разів поспіль з інтервалом в 10-15 с визначають ЖЕЛ. У нормі отримують однакові показники. Зниження ЖЕЛ протягом дослідження вказує на стомлюваність дихальних м'язів.
Пневмотонометріческій показник (ПТП, мм рт. Ст.) Дає можливість оцінити силу дихальної мускулатури, яка є основою процесу вентиляції. ПТП знижується при гіподинамії, при тривалих перервах в тренуваннях, при перевтомі і ін. Дослідження проводиться пневмотонометрія В.І. Дубровського і І.І. Дерябіна (1972). Досліджуваний виробляє видих (або вдих) в мундштук апарату. У нормі у здорових осіб ПТП в середньому становить у чоловіків на видиху 328 ± 17,4 мм рт. ст., на вдиху - 227 ± 4,1 мм рт. ст., у жінок, відповідно, - 246 ± 1,8 і 200 ± 7,0 мм рт. ст. При захворюваннях легенів, гіподинамії, перевтомі ці показники знижуються.
При фізичних навантаженнях, особливо в циклічних видах спорту (лижні гонки, марафонський біг, веслування академічне і ін.), Дихальна мускулатура є лімітуючим фактором.
На рис. Частота дихання показана функція легенів в стані спокою і м'язового навантаження. Загальна ємність легенів під час навантаження може дещо зменшуватися через збільшення внутріторакального обсягу крові. У стані спокою дихальний обсяг (ДО) становить 10-15% ЖЕЛ (450-600 мл), при фізичному навантаженні може досягати 50% ЖЕЛ. Таким чином, у людей з великою ЖЕЛ дихальний обсяг в умовах інтенсивної фізичної роботи може становити 3-4 л. Kак видно на рис. Частота дихання, ДО збільшується головним чином за рахунок резервного обсягу вдиху. Резервний обсяг видиху навіть при важкому фізичному навантаженні змінюється незначно. Оскільки під час фізичної роботи залишковий обсяг збільшується, а функціональна залишкова ємність практично не змінюється, ЖЕЛ дещо зменшується.
частота дихання
Функція легень в стані спокою (А) і при максимальній фізичному навантаженні (Б).
Частота дихання (fR) 10-15 і 40-50 хв-1 відповідно 1 - дихальний об'єм; 2 - резервний об'єм видиху; 3 - резервний об'єм вдиху; 4 - залишковий об'єм; 5 - внутріторакальний обсяг крові.
МГВд - максимально глибокий вдих; НВД - нормальний вдих; НВи - нормальний видих; МГВи - максимально глибокий видих; а - життєва ємкість легень; б - функціональний залишковий об'єм, в - загальний об'єм легенів [R. Margaria, P. Cerretelli, 1968]
Проби Штанге і Генчі дають певне уявлення про здатність організму протистояти нестачі кисню.
Проба Штанге. Вимірюється максимальний час затримки дихання після глибокого вдиху. При цьому рот повинен бути закритий і ніс затиснутий пальцями. Здорові люди затримують дихання в середньому на 40-50 с; спортсмени високої кваліфікації - до 5 хв, а спортсменки - від 1,5 до 2,5 хв.
З поліпшенням фізичної підготовленості в результаті адаптації до рухової гіпоксії час затримки наростає. Отже, збільшення цього показника при повторному обстеженні розцінюється (з урахуванням інших показників), як поліпшення підготовленості (тренованості) спортсмена.
Проба Генчі. Після неглибокого вдиху зробити видих і затримати дихання. У здорових людей час затримки дихання становить 25-30 с. Спортсмени здатні затримати дихання на 60-90 с. При хронічному стомленні час затримки дихання різко зменшується.
Значення проб Штанге і Генчі збільшується, якщо вести спостереження постійно, в динаміці.
англійська
дихання - breath
грудна порожнина - thoracic cavity
система зовнішнього дихання - respiratory system
параметри дихальної системи - parameters of the respiratory system
таблиці Гарріс-Бенедикта - Table Harris-Benedict
оцінки та проби функцій дихання - evaluation and tests of respiratory function
<< Назад: Фізкультура і спорт, вибрані статті
Если Вам сподобався наш проект, Ви можете помочь сделать его ще краще!
Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
Зміст статті «Оцінка функцій дихання при заняттях спортом»:
Система зовнішнього дихання
Параметри дихальної системи
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Оцінки і проби функцій дихання
Дихання - це єдиний процес, здійснюваний цілісним організмом і складається з трьох нерозривних ланок: а) зовнішнього дихання, тобто газообміну між зовнішнім середовищем і кров'ю легеневих капілярів; б) перенесення газів, здійснюваного системами кровообігу; в) внутрішнього (тканинного) дихання, тобто газообміну між кров'ю і кліткою, в процесі якого клітини споживають кисень і виділяють вуглекислоту (рис. Функції органів дихання).
Функції органів дихання
Органи грудної порожнини (а). Периферична і центральна нервова система (б).
а: 1 - порожнина носа, 2 - гортань, 3 - трахея, 4 - бронхи, 5 - верхівка легені, 6 - ротова частина глотки, 7 - гілки нижньо-часткового бронха, 8 - діафрагма, 9 - альвеоли.
б: 1 - головний мозок, 2 - спинний мозок, 3 - сідничний нерв, 4 - зоровий нерв, 5 - лицевий нерв, 6 - блукаючий нерв, 7 - вузли симпатичного стовбура, 8 - сонячне сплетіння, 9 - міжреберні нерви, 10 - поперековому сплетіння, 11 - крижове сплетіння, 12 - стегновий нерв, 13 - запірательний нерв, 14 - ліктьовий нерв, 15 - серединний нерв, 16 - променевий нерв, 17 - плечове сплетіння.
Основу тканинного дихання складають складні окислювально-відновні реакції, що супроводжуються звільненням енергії, яка необхідна для життєдіяльності організму.
Працездатність людини (зокрема, спортсмена) визначається в основному тим, яка кількість кисню (O2) забрано з зовнішнього повітря в кров легеневих капілярів і доставлено в тканини і клітини. Зазначені вище три системи дихання тісно пов'язані між собою і мають взаємний компенсацією. Так, при серцевій недостатності настає задишка, при нестачі O2 в атмосферному повітрі (наприклад, в середньогір'ї) збільшується кількість еритроцитів - переносників кисню, при захворюваннях легенів настає тахікардія.
Система зовнішнього дихання
Система зовнішнього дихання складається з легких, верхніх дихальних шляхів і бронхів, грудної клітки і дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма і ін.).
Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем і звільнення її від надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регулюванням кислотно-лужної рівноваги.
У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процесу - вентиляцію, дифузію і перфузію (кровотік в капілярах легких).
Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним і атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.
Альвеолярна вентиляція дорівнює різниці між обсягом дихання в хвилину і об'ємом «мертвого» простору, помноженої на число подихів у хвилину. Обсяг вентиляції залежить передусім від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також від стану дихальних м'язів, прохідності бронхів і пр.
Не весь вдихаємо повітря досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг вдихуваного повітря дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) х 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярної вентиляцією. «Мертве» простір зростає при глибокому вдиху, його обсяг залежить також від маси тіла і пози обстежуваного.
Дифузія - це процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану в гемоглобін легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.
Перфузія (зрошення) легких кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за співвідношенням між вентиляцією і перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з добре перфузіруемих капілярами. При спокійному подиху в людини верхні відділи легкого розправляються повніше, ніж нижні. При вертикальному положенні нижні відділи перфузируются кров'ю краще, ніж верхні.
Легенева вентиляція підвищується паралельно збільшенню споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л / хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти і обсягу дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 подихів у хвилину, а дихальний обсяг - з 15 до 50% життєвої ємності легень (H. Monod, M. Pottier, 1973).
У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру в результаті високої концентрації вуглекислого газу і водневих іонів при високому рівні молочної кислоти в крові.
Гіпервентиляція, що викликається фізичними навантаженнями, завжди нижче максимальної вентиляції, і збільшення дифузійної здатності кисню в легенях під час роботи також не є граничним. Тому, якщо відсутня легенева патологія, дихання не обмежує м'язову роботу. Важливий показник - споживання кисню - відображає функціональний стан кардіореспіраторної системи. Існує зв'язок між факторами циркуляції і дихання, що впливають на обсяг споживаного кисню.
Під час фізичних навантажень споживання кисню значно збільшується. Це висуває підвищені вимоги до функції серцево-судинної і дихальної систем. Тому кардіореспіраторна система при м'язовій роботі схильна до змін, які залежать від інтенсивності фізичних навантажень.
Дослідження функції зовнішнього дихання у спорті дозволяє поряд з системами кровообігу і крові оцінити функціональний стан спортсмена в цілому і його резервні можливості.
Дослідження починають з збору анамнезу, потім переходять до огляду, перкусії та аускультації.
Огляд дозволяє визначити тип дихання, встановити наявність або відсутність задишки (особливо при тестуванні) і т.п. Визначають три типи дихання: грудної, черевної (діафрагмальний) і змішаний. При грудному типі дихання на вдиху помітно піднімаються ключиці і відбувається рух ребер. При цьому типі дихання об'єм легенів зростає головним чином за рахунок руху верхніх і нижніх ребер. При черевному типі дихання збільшення обсягу легких відбувається в основному за рахунок руху діафрагми - на вдиху вона опускається вниз, кілька зміщуючи органи черевної порожнини. Тому стінка живота на вдиху при черевному типі дихання злегка випинається. У спортсменів, як правило, змішаний тип дихання, де беруть участь обидва механізму збільшення обсягу грудної клітини.
Перкусія (лупцювання) дозволяє визначити зміну (якщо воно є) щільності легенів. Зміни в легенях є зазвичай наслідком деяких захворювань (запалення легенів, туберкульоз і ін.).
Аускультація (вислуховування) визначає стан повітроносних шляхів (бронхів, альвеол). При різних захворюваннях органів дихання прослуховуються досить характерні звуки - різні хрипи, посилення або ослаблення дихального шуму і т.д.
Дослідження зовнішнього дихання проводять за показниками, що характеризують вентиляцію, газообмін, зміст і парціальний тиск кисню і вуглекислого газу в артеріальній крові і за іншими параметрами. Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрії, спірографія і спеціальними апаратами відкритого і закритого типу. Найбільш зручно спірографічне дослідження, при якому на рухомій паперовій стрічці записується крива - спірограма (рис. Спирографических дослідження). З цієї кривої, знаючи масштаб шкали апарату і швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легенів (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легенів (МВЛ ), залишковий об'єм легенів (ГО), загальну ємність легенів (ОЕЛ). Kроме того, досліджується сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність і ін.
спірографічне дослідження
Спірограма: 1 - МОД; 2 - ЖЄЛ, 3 - дихальний обсяг (ДО); 4 - резервний об'єм вдиху; 5 - резервний об'єм видиху; 6 - проба Тиффно-Вотчала; 7 - МВЛ
Легенева вентиляція пов'язана з функцією дихальних м'язів (рис. Емфізема легких). Рухи легких відбуваються в результаті скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухами частин грудної стінки і діафрагми. Дихальні м'язи - це ті м'язи, скорочення яких змінює обсяг грудної клітини.
емфізема легенів
Споживання кисню дихальними м'язами в нормі і при патології (емфізема легенів)
Вдих створюється розширенням грудної клітини (порожнини) і завжди є активним процесом. Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагма. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів.
Видих в спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, що створюють умови для вдиху. Розслаблення пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітці положення пасивного видиху. При посиленому видиху на додаток до інших м'язових груп діють внутрішні міжреберні м'язи, а також черевні м'язи.
Обсяг легких при вдиху не завжди однаковий. Обсяг повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).
Параметри дихальної системи
Остаточний повітря (ОВ) - об'єм повітря, що залишився в неповернень в початкове положення легких.
Частота дихання (ЧД) - кількість подихів в 1 хв. Визначення ЧД виробляють по спірограмі або за рухом грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб - 16-18 в хвилину, у спортсменів - 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 в 1 хв.
Глибина дихання (ДО) - об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від росту, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.
Хвилинний обсяг дихання (МОД) характеризує функцію зовнішнього дихання.
У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в неперфузіруемих альвеолах в газообміні не беруть участь, тому що не приходить в зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване «мертве» простір.
Частина дихального обсягу, яка бере участь в газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним обсягом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найсуттєвіша частина зовнішнього дихання, так як вона є тим обсягом вдихуваного за 1 хв повітря, який обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.
МОД вимірюється твором ЧД на ДО. У здорових осіб ЧД - 16-18 за хвилину, а ДО коливається в межах 350-750 мл, у спортсменів ЧД - 8-12 мл, а ДО - 900-1300 мл. Збільшення МОД (гіпервентиляція) спостерігається внаслідок порушення дихального центру, труднощі дифузії кисню та ін.
У спокої МОД становить 5-6 л, при напруженому фізичному навантаженні може зростати в 20-25 разів і досягати 120-150 л в 1 хв і більше. Збільшення МОД знаходиться в прямій залежності від потужності виконуваної роботи, але тільки до певного моменту, після якого зростання навантаження вже не супроводжується збільшенням МОД.
Навіть при найважчій навантаженні МОД ніколи не перевищує 70-80% рівня максимальної вентиляції. Розрахунок належної величини МОД заснований на тому, що у здорових осіб з кожного літра провентилювати повітря поглинається приблизно 40 мл кисню (це так званий коефіцієнт використання кисню - kи).
Його можна розрахувати за формулою:
Належний МОД = належне споживання кисню / 40
а належну величину поглинання кисню розраховують за формулою:
належний основний обмін (в ккал) / 7,07
де належний основний визначають за таблицями Гарріс-Бенедикта; 7,07 - число, отримане при множенні калорійної цінності 1 л кисню (4,91 ккал) на число хвилин в добі (1440 хв) і поділений на 1000.
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Таблиці Гарріс-Бенедикта для визначення основного обміну людини:
Фактор ваги "А"
Фактор віку і зростання "Б"
Вентиляційним еквівалентом (ВЕ) називаються співвідношення між МОД і величиною споживання кисню. У стані спокою 1 л кисню в легенях поглинається з 20-25 л повітря. При важкому фізичному навантаженні вентиляційний еквівалент збільшується і досягає 30-35 л. Під впливом тренування на витривалість вентиляційний еквівалент при стандартній навантаженні зменшується. Це свідчить про більш економне диханні у тренованих осіб.
Життєва ємність легенів (ЖЕЛ) складається з дихального обсягу легень, резервного обсягу вдиху і резервного обсягу видиху. ЖЕЛ залежить від статі, віку, розміру тіла і тренованості. ЖЕЛ становить в середньому у жінок 2,5-4 л, а у чоловіків - 3,5-5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, у добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л.
Абсолютні значення ЖЄЛ мало показові через індивідуальних коливань. При оцінці стану обстежуваного рекомендується розраховувати «належні» величини.
Для розрахунку ЖЕЛ зазвичай використовують формулу Anthony і Vernath (1961), в основу якої покладена величина основного обміну (ккал / 24 год). Її знаходять за таблицями Гарріс-Бенедикта відповідно статтю, віком і масі тіла.
ДЖЕЛ = величина основного обміну (ккал) х до,
де до - коефіцієнт: 2,3 у жінок, 2,6 - у чоловіків. Величину основного обміну (ккал) визначаємо за таблицями Гарріс-Бенедикта, де знаходять фактор росту (Б) і фактор ваги (А). Сума А + Б і є належна величина основного обміну. Належний основний обмін, як і ЖЄЛ, залежить від статі, віку, зросту і ваги, легко визначається за спеціальними таблицями і виражається в кілокалоріях. Для вираження ставлення у відсотках фактичної ЖЄЛ до належної користуються формулою:
(фактична ЖЕЛ / належна ЖЕЛ) х 100
ЖЕЛ вважається нормальною, якщо становить 100% належної величини. Для оцінки ДЖЕЛ можна користуватися номограми (рис. Оцінка життєвої ємності легень; Життєва ємність легенів). ЖЕЛ виражається у відсотках до ДЖЕЛ.
Оцінка життєвої ємності легень
Номограма для оцінки життєвої ємності легень (VС, мл). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «Вік» і «Відносна маса», на лінії А відзначають точку перетину. Від цієї точки проводять пряму лінію (2) на шкалу «Рост». Точка перетину зі шкалою VC і буде належної величиною життєвої ємності легень (ДЖЕЛ). Межі норми: х (2) = 1200 мл (Amrein et al., 1969)
Життєва ємність легенів
Номограма для визначення належної життєвої ємності легень в залежності від зростання і віку
Загальна ємність легенів (ОЕЛ) являє собою суму ЖЕЛ і залишкового обсягу легких, тобто того повітря, який залишається в легенях після максимального видиху і може бути визначений тільки побічно. У молодих здорових осіб - 75-80%. ОЕЛ займає ЖЕЛ, а решта припадає на залишковий обсяг. У спортсменів частка ЖЕЛ в структурі ОЕЛ збільшується, що сприятливо відбивається на ефективності вентиляції.
Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) - це гранично можливу кількість повітря, яке може бути провентилювати через легені в одиницю часу. Зазвичай форсоване дихання проводиться протягом 15 с і множиться на 4. Це і буде величина МВЛ. Великі коливання МВЛ знижують діагностичну цінність визначення абсолютного значення цих величин. Тому отриману величину МВЛ призводять до належної. Для визначення належної МВЛ користуються формулою:
належна МВЛ = 1 / 2ЖЕЛ х 35,
або з використанням основного обміну по таблиці А. Телічінаса (19б8); або по номограмі (рис. Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень).
Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень
Номограма для оцінки максимальної хвилинної вентиляції легень (MMV). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «маса» і «зростання», знаходять точку перетину зі шкалою «Поверхня тіла». Потім цю точку з'єднують прямою (2) з відповідним пунктом на шкалі «Вік» і на місці перетину цієї лінії зі шкалою MMV знаходять належну величину максимальної вентиляції (Amrein et al., 1969)
Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
Зміст статті «Оцінка функцій дихання при заняттях спортом»:
Система зовнішнього дихання
Параметри дихальної системи
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Оцінки і проби функцій дихання
Дихання - це єдиний процес, здійснюваний цілісним організмом і складається з трьох нерозривних ланок: а) зовнішнього дихання, тобто газообміну між зовнішнім середовищем і кров'ю легеневих капілярів; б) перенесення газів, здійснюваного системами кровообігу; в) внутрішнього (тканинного) дихання, тобто газообміну між кров'ю і кліткою, в процесі якого клітини споживають кисень і виділяють вуглекислоту (рис. Функції органів дихання).
Функції органів дихання
Органи грудної порожнини (а). Периферична і центральна нервова система (б).
а: 1 - порожнина носа, 2 - гортань, 3 - трахея, 4 - бронхи, 5 - верхівка легені, 6 - ротова частина глотки, 7 - гілки нижньо-часткового бронха, 8 - діафрагма, 9 - альвеоли.
б: 1 - головний мозок, 2 - спинний мозок, 3 - сідничний нерв, 4 - зоровий нерв, 5 - лицевий нерв, 6 - блукаючий нерв, 7 - вузли симпатичного стовбура, 8 - сонячне сплетіння, 9 - міжреберні нерви, 10 - поперековому сплетіння, 11 - крижове сплетіння, 12 - стегновий нерв, 13 - запірательний нерв, 14 - ліктьовий нерв, 15 - серединний нерв, 16 - променевий нерв, 17 - плечове сплетіння.
Основу тканинного дихання складають складні окислювально-відновні реакції, що супроводжуються звільненням енергії, яка необхідна для життєдіяльності організму.
Працездатність людини (зокрема, спортсмена) визначається в основному тим, яка кількість кисню (O2) забрано з зовнішнього повітря в кров легеневих капілярів і доставлено в тканини і клітини. Зазначені вище три системи дихання тісно пов'язані між собою і мають взаємний компенсацією. Так, при серцевій недостатності настає задишка, при нестачі O2 в атмосферному повітрі (наприклад, в середньогір'ї) збільшується кількість еритроцитів - переносників кисню, при захворюваннях легенів настає тахікардія.
Система зовнішнього дихання
Система зовнішнього дихання складається з легких, верхніх дихальних шляхів і бронхів, грудної клітки і дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма і ін.).
Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем і звільнення її від надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регулюванням кислотно-лужної рівноваги.
У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процесу - вентиляцію, дифузію і перфузію (кровотік в капілярах легких).
Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним і атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.
Альвеолярна вентиляція дорівнює різниці між обсягом дихання в хвилину і об'ємом «мертвого» простору, помноженої на число подихів у хвилину. Обсяг вентиляції залежить передусім від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також від стану дихальних м'язів, прохідності бронхів і пр.
Не весь вдихаємо повітря досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг вдихуваного повітря дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) х 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярної вентиляцією. «Мертве» простір зростає при глибокому вдиху, його обсяг залежить також від маси тіла і пози обстежуваного.
Дифузія - це процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану в гемоглобін легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.
Перфузія (зрошення) легких кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за співвідношенням між вентиляцією і перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з добре перфузіруемих капілярами. При спокійному подиху в людини верхні відділи легкого розправляються повніше, ніж нижні. При вертикальному положенні нижні відділи перфузируются кров'ю краще, ніж верхні.
Легенева вентиляція підвищується паралельно збільшенню споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л / хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти і обсягу дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 подихів у хвилину, а дихальний обсяг - з 15 до 50% життєвої ємності легень (H. Monod, M. Pottier, 1973).
У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру в результаті високої концентрації вуглекислого газу і водневих іонів при високому рівні молочної кислоти в крові.
Гіпервентиляція, що викликається фізичними навантаженнями, завжди нижче максимальної вентиляції, і збільшення дифузійної здатності кисню в легенях під час роботи також не є граничним. Тому, якщо відсутня легенева патологія, дихання не обмежує м'язову роботу. Важливий показник - споживання кисню - відображає функціональний стан кардіореспіраторної системи. Існує зв'язок між факторами циркуляції і дихання, що впливають на обсяг споживаного кисню.
Під час фізичних навантажень споживання кисню значно збільшується. Це висуває підвищені вимоги до функції серцево-судинної і дихальної систем. Тому кардіореспіраторна система при м'язовій роботі схильна до змін, які залежать від інтенсивності фізичних навантажень.
Дослідження функції зовнішнього дихання у спорті дозволяє поряд з системами кровообігу і крові оцінити функціональний стан спортсмена в цілому і його резервні можливості.
Дослідження починають з збору анамнезу, потім переходять до огляду, перкусії та аускультації.
Огляд дозволяє визначити тип дихання, встановити наявність або відсутність задишки (особливо при тестуванні) і т.п. Визначають три типи дихання: грудної, черевної (діафрагмальний) і змішаний. При грудному типі дихання на вдиху помітно піднімаються ключиці і відбувається рух ребер. При цьому типі дихання об'єм легенів зростає головним чином за рахунок руху верхніх і нижніх ребер. При черевному типі дихання збільшення обсягу легких відбувається в основному за рахунок руху діафрагми - на вдиху вона опускається вниз, кілька зміщуючи органи черевної порожнини. Тому стінка живота на вдиху при черевному типі дихання злегка випинається. У спортсменів, як правило, змішаний тип дихання, де беруть участь обидва механізму збільшення обсягу грудної клітини.
Перкусія (лупцювання) дозволяє визначити зміну (якщо воно є) щільності легенів. Зміни в легенях є зазвичай наслідком деяких захворювань (запалення легенів, туберкульоз і ін.).
Аускультація (вислуховування) визначає стан повітроносних шляхів (бронхів, альвеол). При різних захворюваннях органів дихання прослуховуються досить характерні звуки - різні хрипи, посилення або ослаблення дихального шуму і т.д.
Дослідження зовнішнього дихання проводять за показниками, що характеризують вентиляцію, газообмін, зміст і парціальний тиск кисню і вуглекислого газу в артеріальній крові і за іншими параметрами. Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрії, спірографія і спеціальними апаратами відкритого і закритого типу. Найбільш зручно спірографічне дослідження, при якому на рухомій паперовій стрічці записується крива - спірограма (рис. Спирографических дослідження). З цієї кривої, знаючи масштаб шкали апарату і швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легенів (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легенів (МВЛ ), залишковий об'єм легенів (ГО), загальну ємність легенів (ОЕЛ). Kроме того, досліджується сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність і ін.
спірографічне дослідження
Спірограма: 1 - МОД; 2 - ЖЄЛ, 3 - дихальний обсяг (ДО); 4 - резервний об'єм вдиху; 5 - резервний об'єм видиху; 6 - проба Тиффно-Вотчала; 7 - МВЛ
Легенева вентиляція пов'язана з функцією дихальних м'язів (рис. Емфізема легких). Рухи легких відбуваються в результаті скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухами частин грудної стінки і діафрагми. Дихальні м'язи - це ті м'язи, скорочення яких змінює обсяг грудної клітини.
емфізема легенів
Споживання кисню дихальними м'язами в нормі і при патології (емфізема легенів)
Вдих створюється розширенням грудної клітини (порожнини) і завжди є активним процесом. Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагма. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів.
Видих в спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, що створюють умови для вдиху. Розслаблення пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітці положення пасивного видиху. При посиленому видиху на додаток до інших м'язових груп діють внутрішні міжреберні м'язи, а також черевні м'язи.
Обсяг легких при вдиху не завжди однаковий. Обсяг повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).
Параметри дихальної системи
Остаточний повітря (ОВ) - об'єм повітря, що залишився в неповернень в початкове положення легких.
Частота дихання (ЧД) - кількість подихів в 1 хв. Визначення ЧД виробляють по спірограмі або за рухом грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб - 16-18 в хвилину, у спортсменів - 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 в 1 хв.
Глибина дихання (ДО) - об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від росту, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.
Хвилинний обсяг дихання (МОД) характеризує функцію зовнішнього дихання.
У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в неперфузіруемих альвеолах в газообміні не беруть участь, тому що не приходить в зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване «мертве» простір.
Частина дихального обсягу, яка бере участь в газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним обсягом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найсуттєвіша частина зовнішнього дихання, так як вона є тим обсягом вдихуваного за 1 хв повітря, який обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.
МОД вимірюється твором ЧД на ДО. У здорових осіб ЧД - 16-18 за хвилину, а ДО коливається в межах 350-750 мл, у спортсменів ЧД - 8-12 мл, а ДО - 900-1300 мл. Збільшення МОД (гіпервентиляція) спостерігається внаслідок порушення дихального центру, труднощі дифузії кисню та ін.
У спокої МОД становить 5-6 л, при напруженому фізичному навантаженні може зростати в 20-25 разів і досягати 120-150 л в 1 хв і більше. Збільшення МОД знаходиться в прямій залежності від потужності виконуваної роботи, але тільки до певного моменту, після якого зростання навантаження вже не супроводжується збільшенням МОД.
Навіть при найважчій навантаженні МОД ніколи не перевищує 70-80% рівня максимальної вентиляції. Розрахунок належної величини МОД заснований на тому, що у здорових осіб з кожного літра провентилювати повітря поглинається приблизно 40 мл кисню (це так званий коефіцієнт використання кисню - kи).
Його можна розрахувати за формулою:
Належний МОД = належне споживання кисню / 40
а належну величину поглинання кисню розраховують за формулою:
належний основний обмін (в ккал) / 7,07
де належний основний визначають за таблицями Гарріс-Бенедикта; 7,07 - число, отримане при множенні калорійної цінності 1 л кисню (4,91 ккал) на число хвилин в добі (1440 хв) і поділений на 1000.
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Таблиці Гарріс-Бенедикта для визначення основного обміну людини:
Фактор ваги "А"
Фактор віку і зростання "Б"
Вентиляційним еквівалентом (ВЕ) називаються співвідношення між МОД і величиною споживання кисню. У стані спокою 1 л кисню в легенях поглинається з 20-25 л повітря. При важкому фізичному навантаженні вентиляційний еквівалент збільшується і досягає 30-35 л. Під впливом тренування на витривалість вентиляційний еквівалент при стандартній навантаженні зменшується. Це свідчить про більш економне диханні у тренованих осіб.
Життєва ємність легенів (ЖЕЛ) складається з дихального обсягу легень, резервного обсягу вдиху і резервного обсягу видиху. ЖЕЛ залежить від статі, віку, розміру тіла і тренованості. ЖЕЛ становить в середньому у жінок 2,5-4 л, а у чоловіків - 3,5-5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, у добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л.
Абсолютні значення ЖЄЛ мало показові через індивідуальних коливань. При оцінці стану обстежуваного рекомендується розраховувати «належні» величини.
Для розрахунку ЖЕЛ зазвичай використовують формулу Anthony і Vernath (1961), в основу якої покладена величина основного обміну (ккал / 24 год). Її знаходять за таблицями Гарріс-Бенедикта відповідно статтю, віком і масі тіла.
ДЖЕЛ = величина основного обміну (ккал) х до,
де до - коефіцієнт: 2,3 у жінок, 2,6 - у чоловіків. Величину основного обміну (ккал) визначаємо за таблицями Гарріс-Бенедикта, де знаходять фактор росту (Б) і фактор ваги (А). Сума А + Б і є належна величина основного обміну. Належний основний обмін, як і ЖЄЛ, залежить від статі, віку, зросту і ваги, легко визначається за спеціальними таблицями і виражається в кілокалоріях. Для вираження ставлення у відсотках фактичної ЖЄЛ до належної користуються формулою:
(фактична ЖЕЛ / належна ЖЕЛ) х 100
ЖЕЛ вважається нормальною, якщо становить 100% належної величини. Для оцінки ДЖЕЛ можна користуватися номограми (рис. Оцінка життєвої ємності легень; Життєва ємність легенів). ЖЕЛ виражається у відсотках до ДЖЕЛ.
Оцінка життєвої ємності легень
Номограма для оцінки життєвої ємності легень (VС, мл). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «Вік» і «Відносна маса», на лінії А відзначають точку перетину. Від цієї точки проводять пряму лінію (2) на шкалу «Рост». Точка перетину зі шкалою VC і буде належної величиною життєвої ємності легень (ДЖЕЛ). Межі норми: х (2) = 1200 мл (Amrein et al., 1969)
Життєва ємність легенів
Номограма для визначення належної життєвої ємності легень в залежності від зростання і віку
Загальна ємність легенів (ОЕЛ) являє собою суму ЖЕЛ і залишкового обсягу легких, тобто того повітря, який залишається в легенях після максимального видиху і може бути визначений тільки побічно. У молодих здорових осіб - 75-80%. ОЕЛ займає ЖЕЛ, а решта припадає на залишковий обсяг. У спортсменів частка ЖЕЛ в структурі ОЕЛ збільшується, що сприятливо відбивається на ефективності вентиляції.
Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) - це гранично можливу кількість повітря, яке може бути провентилювати через легені в одиницю часу. Зазвичай форсоване дихання проводиться протягом 15 с і множиться на 4. Це і буде величина МВЛ. Великі коливання МВЛ знижують діагностичну цінність визначення абсолютного значення цих величин. Тому отриману величину МВЛ призводять до належної. Для визначення належної МВЛ користуються формулою:
належна МВЛ = 1 / 2ЖЕЛ х 35,
або з використанням основного обміну по таблиці А. Телічінаса (19б8); або по номограмі (рис. Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень).
Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень
Номограма для оцінки максимальної хвилинної вентиляції легень (MMV). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «маса» і «зростання», знаходять точку перетину зі шкалою «Поверхня тіла». Потім цю точку з'єднують прямою (2) з відповідним пунктом на шкалі «Вік» і на місці перетину цієї лінії зі шкалою MMV знаходять належну величину максимальної вентиляції (Amrein et al., 1969)
Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
Зміст статті «Оцінка функцій дихання при заняттях спортом»:
Система зовнішнього дихання
Параметри дихальної системи
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Оцінки і проби функцій дихання
Дихання - це єдиний процес, здійснюваний цілісним організмом і складається з трьох нерозривних ланок: а) зовнішнього дихання, тобто газообміну між зовнішнім середовищем і кров'ю легеневих капілярів; б) перенесення газів, здійснюваного системами кровообігу; в) внутрішнього (тканинного) дихання, тобто газообміну між кров'ю і кліткою, в процесі якого клітини споживають кисень і виділяють вуглекислоту (рис. Функції органів дихання).
Функції органів дихання
Органи грудної порожнини (а). Периферична і центральна нервова система (б).
а: 1 - порожнина носа, 2 - гортань, 3 - трахея, 4 - бронхи, 5 - верхівка легені, 6 - ротова частина глотки, 7 - гілки нижньо-часткового бронха, 8 - діафрагма, 9 - альвеоли.
б: 1 - головний мозок, 2 - спинний мозок, 3 - сідничний нерв, 4 - зоровий нерв, 5 - лицевий нерв, 6 - блукаючий нерв, 7 - вузли симпатичного стовбура, 8 - сонячне сплетіння, 9 - міжреберні нерви, 10 - поперековому сплетіння, 11 - крижове сплетіння, 12 - стегновий нерв, 13 - запірательний нерв, 14 - ліктьовий нерв, 15 - серединний нерв, 16 - променевий нерв, 17 - плечове сплетіння.
Основу тканинного дихання складають складні окислювально-відновні реакції, що супроводжуються звільненням енергії, яка необхідна для життєдіяльності організму.
Працездатність людини (зокрема, спортсмена) визначається в основному тим, яка кількість кисню (O2) забрано з зовнішнього повітря в кров легеневих капілярів і доставлено в тканини і клітини. Зазначені вище три системи дихання тісно пов'язані між собою і мають взаємний компенсацією. Так, при серцевій недостатності настає задишка, при нестачі O2 в атмосферному повітрі (наприклад, в середньогір'ї) збільшується кількість еритроцитів - переносників кисню, при захворюваннях легенів настає тахікардія.
Система зовнішнього дихання
Система зовнішнього дихання складається з легких, верхніх дихальних шляхів і бронхів, грудної клітки і дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма і ін.).
Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем і звільнення її від надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регулюванням кислотно-лужної рівноваги.
У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процесу - вентиляцію, дифузію і перфузію (кровотік в капілярах легких).
Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним і атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.
Альвеолярна вентиляція дорівнює різниці між обсягом дихання в хвилину і об'ємом «мертвого» простору, помноженої на число подихів у хвилину. Обсяг вентиляції залежить передусім від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також від стану дихальних м'язів, прохідності бронхів і пр.
Не весь вдихаємо повітря досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг вдихуваного повітря дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) х 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярної вентиляцією. «Мертве» простір зростає при глибокому вдиху, його обсяг залежить також від маси тіла і пози обстежуваного.
Дифузія - це процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану в гемоглобін легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.
Перфузія (зрошення) легких кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за співвідношенням між вентиляцією і перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з добре перфузіруемих капілярами. При спокійному подиху в людини верхні відділи легкого розправляються повніше, ніж нижні. При вертикальному положенні нижні відділи перфузируются кров'ю краще, ніж верхні.
Легенева вентиляція підвищується паралельно збільшенню споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л / хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти і обсягу дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 подихів у хвилину, а дихальний обсяг - з 15 до 50% життєвої ємності легень (H. Monod, M. Pottier, 1973).
У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру в результаті високої концентрації вуглекислого газу і водневих іонів при високому рівні молочної кислоти в крові.
Гіпервентиляція, що викликається фізичними навантаженнями, завжди нижче максимальної вентиляції, і збільшення дифузійної здатності кисню в легенях під час роботи також не є граничним. Тому, якщо відсутня легенева патологія, дихання не обмежує м'язову роботу. Важливий показник - споживання кисню - відображає функціональний стан кардіореспіраторної системи. Існує зв'язок між факторами циркуляції і дихання, що впливають на обсяг споживаного кисню.
Під час фізичних навантажень споживання кисню значно збільшується. Це висуває підвищені вимоги до функції серцево-судинної і дихальної систем. Тому кардіореспіраторна система при м'язовій роботі схильна до змін, які залежать від інтенсивності фізичних навантажень.
Дослідження функції зовнішнього дихання у спорті дозволяє поряд з системами кровообігу і крові оцінити функціональний стан спортсмена в цілому і його резервні можливості.
Дослідження починають з збору анамнезу, потім переходять до огляду, перкусії та аускультації.
Огляд дозволяє визначити тип дихання, встановити наявність або відсутність задишки (особливо при тестуванні) і т.п. Визначають три типи дихання: грудної, черевної (діафрагмальний) і змішаний. При грудному типі дихання на вдиху помітно піднімаються ключиці і відбувається рух ребер. При цьому типі дихання об'єм легенів зростає головним чином за рахунок руху верхніх і нижніх ребер. При черевному типі дихання збільшення обсягу легких відбувається в основному за рахунок руху діафрагми - на вдиху вона опускається вниз, кілька зміщуючи органи черевної порожнини. Тому стінка живота на вдиху при черевному типі дихання злегка випинається. У спортсменів, як правило, змішаний тип дихання, де беруть участь обидва механізму збільшення обсягу грудної клітини.
Перкусія (лупцювання) дозволяє визначити зміну (якщо воно є) щільності легенів. Зміни в легенях є зазвичай наслідком деяких захворювань (запалення легенів, туберкульоз і ін.).
Аускультація (вислуховування) визначає стан повітроносних шляхів (бронхів, альвеол). При різних захворюваннях органів дихання прослуховуються досить характерні звуки - різні хрипи, посилення або ослаблення дихального шуму і т.д.
Дослідження зовнішнього дихання проводять за показниками, що характеризують вентиляцію, газообмін, зміст і парціальний тиск кисню і вуглекислого газу в артеріальній крові і за іншими параметрами. Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрії, спірографія і спеціальними апаратами відкритого і закритого типу. Найбільш зручно спірографічне дослідження, при якому на рухомій паперовій стрічці записується крива - спірограма (рис. Спирографических дослідження). З цієї кривої, знаючи масштаб шкали апарату і швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легенів (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легенів (МВЛ ), залишковий об'єм легенів (ГО), загальну ємність легенів (ОЕЛ). Kроме того, досліджується сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність і ін.
спірографічне дослідження
Спірограма: 1 - МОД; 2 - ЖЄЛ, 3 - дихальний обсяг (ДО); 4 - резервний об'єм вдиху; 5 - резервний об'єм видиху; 6 - проба Тиффно-Вотчала; 7 - МВЛ
Легенева вентиляція пов'язана з функцією дихальних м'язів (рис. Емфізема легких). Рухи легких відбуваються в результаті скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухами частин грудної стінки і діафрагми. Дихальні м'язи - це ті м'язи, скорочення яких змінює обсяг грудної клітини.
емфізема легенів
Споживання кисню дихальними м'язами в нормі і при патології (емфізема легенів)
Вдих створюється розширенням грудної клітини (порожнини) і завжди є активним процесом. Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагма. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів.
Видих в спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, що створюють умови для вдиху. Розслаблення пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітці положення пасивного видиху. При посиленому видиху на додаток до інших м'язових груп діють внутрішні міжреберні м'язи, а також черевні м'язи.
Обсяг легких при вдиху не завжди однаковий. Обсяг повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).
Параметри дихальної системи
Остаточний повітря (ОВ) - об'єм повітря, що залишився в неповернень в початкове положення легких.
Частота дихання (ЧД) - кількість подихів в 1 хв. Визначення ЧД виробляють по спірограмі або за рухом грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб - 16-18 в хвилину, у спортсменів - 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 в 1 хв.
Глибина дихання (ДО) - об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від росту, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.
Хвилинний обсяг дихання (МОД) характеризує функцію зовнішнього дихання.
У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в неперфузіруемих альвеолах в газообміні не беруть участь, тому що не приходить в зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване «мертве» простір.
Частина дихального обсягу, яка бере участь в газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним обсягом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найсуттєвіша частина зовнішнього дихання, так як вона є тим обсягом вдихуваного за 1 хв повітря, який обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.
МОД вимірюється твором ЧД на ДО. У здорових осіб ЧД - 16-18 за хвилину, а ДО коливається в межах 350-750 мл, у спортсменів ЧД - 8-12 мл, а ДО - 900-1300 мл. Збільшення МОД (гіпервентиляція) спостерігається внаслідок порушення дихального центру, труднощі дифузії кисню та ін.
У спокої МОД становить 5-6 л, при напруженому фізичному навантаженні може зростати в 20-25 разів і досягати 120-150 л в 1 хв і більше. Збільшення МОД знаходиться в прямій залежності від потужності виконуваної роботи, але тільки до певного моменту, після якого зростання навантаження вже не супроводжується збільшенням МОД.
Навіть при найважчій навантаженні МОД ніколи не перевищує 70-80% рівня максимальної вентиляції. Розрахунок належної величини МОД заснований на тому, що у здорових осіб з кожного літра провентилювати повітря поглинається приблизно 40 мл кисню (це так званий коефіцієнт використання кисню - kи).
Його можна розрахувати за формулою:
Належний МОД = належне споживання кисню / 40
а належну величину поглинання кисню розраховують за формулою:
належний основний обмін (в ккал) / 7,07
де належний основний визначають за таблицями Гарріс-Бенедикта; 7,07 - число, отримане при множенні калорійної цінності 1 л кисню (4,91 ккал) на число хвилин в добі (1440 хв) і поділений на 1000.
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Таблиці Гарріс-Бенедикта для визначення основного обміну людини:
Фактор ваги "А"
Фактор віку і зростання "Б"
Вентиляційним еквівалентом (ВЕ) називаються співвідношення між МОД і величиною споживання кисню. У стані спокою 1 л кисню в легенях поглинається з 20-25 л повітря. При важкому фізичному навантаженні вентиляційний еквівалент збільшується і досягає 30-35 л. Під впливом тренування на витривалість вентиляційний еквівалент при стандартній навантаженні зменшується. Це свідчить про більш економне диханні у тренованих осіб.
Життєва ємність легенів (ЖЕЛ) складається з дихального обсягу легень, резервного обсягу вдиху і резервного обсягу видиху. ЖЕЛ залежить від статі, віку, розміру тіла і тренованості. ЖЕЛ становить в середньому у жінок 2,5-4 л, а у чоловіків - 3,5-5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, у добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л.
Абсолютні значення ЖЄЛ мало показові через індивідуальних коливань. При оцінці стану обстежуваного рекомендується розраховувати «належні» величини.
Для розрахунку ЖЕЛ зазвичай використовують формулу Anthony і Vernath (1961), в основу якої покладена величина основного обміну (ккал / 24 год). Її знаходять за таблицями Гарріс-Бенедикта відповідно статтю, віком і масі тіла.
ДЖЕЛ = величина основного обміну (ккал) х до,
де до - коефіцієнт: 2,3 у жінок, 2,6 - у чоловіків. Величину основного обміну (ккал) визначаємо за таблицями Гарріс-Бенедикта, де знаходять фактор росту (Б) і фактор ваги (А). Сума А + Б і є належна величина основного обміну. Належний основний обмін, як і ЖЄЛ, залежить від статі, віку, зросту і ваги, легко визначається за спеціальними таблицями і виражається в кілокалоріях. Для вираження ставлення у відсотках фактичної ЖЄЛ до належної користуються формулою:
(фактична ЖЕЛ / належна ЖЕЛ) х 100
ЖЕЛ вважається нормальною, якщо становить 100% належної величини. Для оцінки ДЖЕЛ можна користуватися номограми (рис. Оцінка життєвої ємності легень; Життєва ємність легенів). ЖЕЛ виражається у відсотках до ДЖЕЛ.
Оцінка життєвої ємності легень
Номограма для оцінки життєвої ємності легень (VС, мл). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «Вік» і «Відносна маса», на лінії А відзначають точку перетину. Від цієї точки проводять пряму лінію (2) на шкалу «Рост». Точка перетину зі шкалою VC і буде належної величиною життєвої ємності легень (ДЖЕЛ). Межі норми: х (2) = 1200 мл (Amrein et al., 1969)
Життєва ємність легенів
Номограма для визначення належної життєвої ємності легень в залежності від зростання і віку
Загальна ємність легенів (ОЕЛ) являє собою суму ЖЕЛ і залишкового обсягу легких, тобто того повітря, який залишається в легенях після максимального видиху і може бути визначений тільки побічно. У молодих здорових осіб - 75-80%. ОЕЛ займає ЖЕЛ, а решта припадає на залишковий обсяг. У спортсменів частка ЖЕЛ в структурі ОЕЛ збільшується, що сприятливо відбивається на ефективності вентиляції.
Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) - це гранично можливу кількість повітря, яке може бути провентилювати через легені в одиницю часу. Зазвичай форсоване дихання проводиться протягом 15 с і множиться на 4. Це і буде величина МВЛ. Великі коливання МВЛ знижують діагностичну цінність визначення абсолютного значення цих величин. Тому отриману величину МВЛ призводять до належної. Для визначення належної МВЛ користуються формулою:
належна МВЛ = 1 / 2ЖЕЛ х 35,
або з використанням основного обміну по таблиці А. Телічінаса (19б8); або по номограмі (рис. Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень).
Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень
Номограма для оцінки максимальної хвилинної вентиляції легень (MMV). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «маса» і «зростання», знаходять точку перетину зі шкалою «Поверхня тіла». Потім цю точку з'єднують прямою (2) з відповідним пунктом на шкалі «Вік» і на місці перетину цієї лінії зі шкалою MMV знаходять належну величину максимальної вентиляції (Amrein et al., 1969)
Зниженя МВЛ відбувається внаслідок Зменшення ОБСЯГИ вентільованого легеневої тканини и зниженя бронхіальної прохідності, гіподінамії. У чоловіків у віці 20-30 років МВЛ колівається від 100 до 180 (в Середньому 140 л / хв), у жінок - від 70 до 120 л / хв. У високорослих спортсменів з добре розвиненою дихальної мускулатурою МВЛ іноді досягає 350 л / хв, у спортсменок - 250 л / хв (W. Hollmann, 1972).
Таким чином МВЛ найбільш точно і повно характеризує функцію зовнішнього дихання в порівнянні з іншими спирографических показниками.
Оцінки і проби функцій дихання
Для оцінки бронхіальної прохідності використовують тест ФЖЕЛ (форсована життєва ємкість легень). Обстежуваному пропонують максимально глибоко вдихнути і швидко видихнути. ФЖЕЛ у здорових осіб нижче ЖЕЛ на 200-300 мл. Тиффно запропонував вимірювати ФЖЕЛ за першу секунду. У нормі ФЖЕЛ за секунду становить не менше 70% ЖЕЛ.
Пневмотахометрия проводиться пневмотахометрія Б.Є. Вотчала. Методом пневмотахометрии визначають швидкість повітряного струменя при максимально швидкому вдиху і видиху. У здорових осіб цей показник коливається у чоловіків від 5 до 8 л / с, у жінок - від 4 до 6 л / с. Відзначено залежність пневмотахометріческого показника від ЖЄЛ і віку. Виявлено, що чим більше ЖЕЛ, тим вище максимальна швидкість видиху. Пневмотахометріческій показник залежить від бронхіальної прохідності, сили дихальної мускулатури спортсмена, його віку, статі та функціонального стану.
Величину максимальної швидкості видиху порівнюють з належними величинами, розрахованими за формулою:
належна величина видиху = ЖЕЛ х 1,2
Різниця фактичної і належної величин у здорових людей не повинна бути більше 15% від належного рівня. У здорових осіб показник видиху більше вдиху. З підвищенням тренованості відзначається перевага максимальної швидкості вдиху над видихом. Збільшення швидкості вдиху у спортсменів пояснюється підвищенням резервних можливостей легенів.
Обсяг повітря, що залишається в легенях після максимального видиху (ГО) найбільш повно і точно характеризує газообмін у легенях.
Одним з основних показників зовнішнього дихання є газообмін (аналіз респіраторних газів - вуглекислоти і кисню в альвеолярному повітрі), тобто поглинання кисню і виведення вуглекислоти. Газообмін характеризує зовнішнє дихання на етапі «альвеолярний повітря - кров легеневих капілярів». Він досліджується методом газової хроматографії.
Функціональна проба Розенталя дозволяє судити про функціональні можливості дихальної мускулатури. Проба проводиться на спірометрі, де у обстежуваного 4-5 разів поспіль з інтервалом в 10-15 с визначають ЖЕЛ. У нормі отримують однакові показники. Зниження ЖЕЛ протягом дослідження вказує на стомлюваність дихальних м'язів.
Пневмотонометріческій показник (ПТП, мм рт. Ст.) Дає можливість оцінити силу дихальної мускулатури, яка є основою процесу вентиляції. ПТП знижується при гіподинамії, при тривалих перервах в тренуваннях, при перевтомі і ін. Дослідження проводиться пневмотонометрія В.І. Дубровського і І.І. Дерябіна (1972). Досліджуваний виробляє видих (або вдих) в мундштук апарату. У нормі у здорових осіб ПТП в середньому становить у чоловіків на видиху 328 ± 17,4 мм рт. ст., на вдиху - 227 ± 4,1 мм рт. ст., у жінок, відповідно, - 246 ± 1,8 і 200 ± 7,0 мм рт. ст. При захворюваннях легенів, гіподинамії, перевтомі ці показники знижуються.
При фізичних навантаженнях, особливо в циклічних видах спорту (лижні гонки, марафонський біг, веслування академічне і ін.), Дихальна мускулатура є лімітуючим фактором.
На рис. Частота дихання показана функція легенів в стані спокою і м'язового навантаження. Загальна ємність легенів під час навантаження може дещо зменшуватися через збільшення внутріторакального обсягу крові. У стані спокою дихальний обсяг (ДО) становить 10-15% ЖЕЛ (450-600 мл), при фізичному навантаженні може досягати 50% ЖЕЛ. Таким чином, у людей з великою ЖЕЛ дихальний обсяг в умовах інтенсивної фізичної роботи може становити 3-4 л. Kак видно на рис. Частота дихання, ДО збільшується головним чином за рахунок резервного обсягу вдиху. Резервний обсяг видиху навіть при важкому фізичному навантаженні змінюється незначно. Оскільки під час фізичної роботи залишковий обсяг збільшується, а функціональна залишкова ємність практично не змінюється, ЖЕЛ дещо зменшується.
частота дихання
Функція легень в стані спокою (А) і при максимальній фізичному навантаженні (Б).
Частота дихання (fR) 10-15 і 40-50 хв-1 відповідно 1 - дихальний об'єм; 2 - резервний об'єм видиху; 3 - резервний об'єм вдиху; 4 - залишковий об'єм; 5 - внутріторакальний обсяг крові.
МГВд - максимально глибокий вдих; НВД - нормальний вдих; НВи - нормальний видих; МГВи - максимально глибокий видих; а - життєва ємкість легень; б - функціональний залишковий об'єм, в - загальний об'єм легенів [R. Margaria, P. Cerretelli, 1968]
Проби Штанге і Генчі дають певне уявлення про здатність організму протистояти нестачі кисню.
Проба Штанге. Вимірюється максимальний час затримки дихання після глибокого вдиху. При цьому рот повинен бути закритий і ніс затиснутий пальцями. Здорові люди затримують дихання в середньому на 40-50 с; спортсмени високої кваліфікації - до 5 хв, а спортсменки - від 1,5 до 2,5 хв.
З поліпшенням фізичної підготовленості в результаті адаптації до рухової гіпоксії час затримки наростає. Отже, збільшення цього показника при повторному обстеженні розцінюється (з урахуванням інших показників), як поліпшення підготовленості (тренованості) спортсмена.
Проба Генчі. Після неглибокого вдиху зробити видих і затримати дихання. У здорових людей час затримки дихання становить 25-30 с. Спортсмени здатні затримати дихання на 60-90 с. При хронічному стомленні час затримки дихання різко зменшується.
Значення проб Штанге і Генчі збільшується, якщо вести спостереження постійно, в динаміці.
англійська
дихання - breath
грудна порожнина - thoracic cavity
система зовнішнього дихання - respiratory system
параметри дихальної системи - parameters of the respiratory system
таблиці Гарріс-Бенедикта - Table Harris-Benedict
оцінки та проби функцій дихання - evaluation and tests of respiratory function
<< Назад: Фізкультура і спорт, вибрані статті
Если Вам сподобався наш проект, Ви можете помочь сделать его ще краще!
Оцінка функцій дихання при заняттях спортом
Зміст статті «Оцінка функцій дихання при заняттях спортом»:
Система зовнішнього дихання
Параметри дихальної системи
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Оцінки і проби функцій дихання
Дихання - це єдиний процес, здійснюваний цілісним організмом і складається з трьох нерозривних ланок: а) зовнішнього дихання, тобто газообміну між зовнішнім середовищем і кров'ю легеневих капілярів; б) перенесення газів, здійснюваного системами кровообігу; в) внутрішнього (тканинного) дихання, тобто газообміну між кров'ю і кліткою, в процесі якого клітини споживають кисень і виділяють вуглекислоту (рис. Функції органів дихання).
Функції органів дихання
Органи грудної порожнини (а). Периферична і центральна нервова система (б).
а: 1 - порожнина носа, 2 - гортань, 3 - трахея, 4 - бронхи, 5 - верхівка легені, 6 - ротова частина глотки, 7 - гілки нижньо-часткового бронха, 8 - діафрагма, 9 - альвеоли.
б: 1 - головний мозок, 2 - спинний мозок, 3 - сідничний нерв, 4 - зоровий нерв, 5 - лицевий нерв, 6 - блукаючий нерв, 7 - вузли симпатичного стовбура, 8 - сонячне сплетіння, 9 - міжреберні нерви, 10 - поперековому сплетіння, 11 - крижове сплетіння, 12 - стегновий нерв, 13 - запірательний нерв, 14 - ліктьовий нерв, 15 - серединний нерв, 16 - променевий нерв, 17 - плечове сплетіння.
Основу тканинного дихання складають складні окислювально-відновні реакції, що супроводжуються звільненням енергії, яка необхідна для життєдіяльності організму.
Працездатність людини (зокрема, спортсмена) визначається в основному тим, яка кількість кисню (O2) забрано з зовнішнього повітря в кров легеневих капілярів і доставлено в тканини і клітини. Зазначені вище три системи дихання тісно пов'язані між собою і мають взаємний компенсацією. Так, при серцевій недостатності настає задишка, при нестачі O2 в атмосферному повітрі (наприклад, в середньогір'ї) збільшується кількість еритроцитів - переносників кисню, при захворюваннях легенів настає тахікардія.
Система зовнішнього дихання
Система зовнішнього дихання складається з легких, верхніх дихальних шляхів і бронхів, грудної клітки і дихальних м'язів (міжреберні, діафрагма і ін.).
Зовнішнє дихання забезпечує обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю легеневих капілярів, тобто насичення венозної крові киснем і звільнення її від надлишку вуглекислоти, що свідчить про взаємозв'язок функції зовнішнього дихання з регулюванням кислотно-лужної рівноваги.
У фізіології дихання функцію зовнішнього дихання поділяють на три основні процесу - вентиляцію, дифузію і перфузію (кровотік в капілярах легких).
Під вентиляцією слід розуміти обмін газу між альвеолярним і атмосферним повітрям. Від рівня альвеолярної вентиляції залежить сталість газового складу альвеолярного повітря.
Альвеолярна вентиляція дорівнює різниці між обсягом дихання в хвилину і об'ємом «мертвого» простору, помноженої на число подихів у хвилину. Обсяг вентиляції залежить передусім від потреби організму в кисні при виведенні певної кількості вуглекислого газу, а також від стану дихальних м'язів, прохідності бронхів і пр.
Не весь вдихаємо повітря досягає альвеолярного простору, де відбувається газообмін. Якщо обсяг вдихуваного повітря дорівнює 500 мл, то 150 мл залишається в «мертвому» просторі, і за хвилину через дихальну зону легень в середньому проходить (500 мл - 150 мл) х 15 (частота дихання) = 5250 мл атмосферного повітря. Ця величина називається альвеолярної вентиляцією. «Мертве» простір зростає при глибокому вдиху, його обсяг залежить також від маси тіла і пози обстежуваного.
Дифузія - це процес пасивного переходу кисню з легенів через альвеоло-капілярну мембрану в гемоглобін легеневих капілярів, з якими кисень вступає в хімічну реакцію.
Перфузія (зрошення) легких кров'ю по судинах малого кола. Про ефективність роботи легенів судять за співвідношенням між вентиляцією і перфузією. Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з добре перфузіруемих капілярами. При спокійному подиху в людини верхні відділи легкого розправляються повніше, ніж нижні. При вертикальному положенні нижні відділи перфузируются кров'ю краще, ніж верхні.
Легенева вентиляція підвищується паралельно збільшенню споживання кисню, причому при максимальних навантаженнях у тренованих осіб вона може зростати в 20-25 разів у порівнянні зі станом спокою і досягати 150 л / хв і більше. Таке збільшення вентиляції забезпечується зростанням частоти і обсягу дихання, причому частота може збільшитися до 60-70 подихів у хвилину, а дихальний обсяг - з 15 до 50% життєвої ємності легень (H. Monod, M. Pottier, 1973).
У виникненні гіпервентиляції при фізичних навантаженнях важливу роль відіграє подразнення дихального центру в результаті високої концентрації вуглекислого газу і водневих іонів при високому рівні молочної кислоти в крові.
Гіпервентиляція, що викликається фізичними навантаженнями, завжди нижче максимальної вентиляції, і збільшення дифузійної здатності кисню в легенях під час роботи також не є граничним. Тому, якщо відсутня легенева патологія, дихання не обмежує м'язову роботу. Важливий показник - споживання кисню - відображає функціональний стан кардіореспіраторної системи. Існує зв'язок між факторами циркуляції і дихання, що впливають на обсяг споживаного кисню.
Під час фізичних навантажень споживання кисню значно збільшується. Це висуває підвищені вимоги до функції серцево-судинної і дихальної систем. Тому кардіореспіраторна система при м'язовій роботі схильна до змін, які залежать від інтенсивності фізичних навантажень.
Дослідження функції зовнішнього дихання у спорті дозволяє поряд з системами кровообігу і крові оцінити функціональний стан спортсмена в цілому і його резервні можливості.
Дослідження починають з збору анамнезу, потім переходять до огляду, перкусії та аускультації.
Огляд дозволяє визначити тип дихання, встановити наявність або відсутність задишки (особливо при тестуванні) і т.п. Визначають три типи дихання: грудної, черевної (діафрагмальний) і змішаний. При грудному типі дихання на вдиху помітно піднімаються ключиці і відбувається рух ребер. При цьому типі дихання об'єм легенів зростає головним чином за рахунок руху верхніх і нижніх ребер. При черевному типі дихання збільшення обсягу легких відбувається в основному за рахунок руху діафрагми - на вдиху вона опускається вниз, кілька зміщуючи органи черевної порожнини. Тому стінка живота на вдиху при черевному типі дихання злегка випинається. У спортсменів, як правило, змішаний тип дихання, де беруть участь обидва механізму збільшення обсягу грудної клітини.
Перкусія (лупцювання) дозволяє визначити зміну (якщо воно є) щільності легенів. Зміни в легенях є зазвичай наслідком деяких захворювань (запалення легенів, туберкульоз і ін.).
Аускультація (вислуховування) визначає стан повітроносних шляхів (бронхів, альвеол). При різних захворюваннях органів дихання прослуховуються досить характерні звуки - різні хрипи, посилення або ослаблення дихального шуму і т.д.
Дослідження зовнішнього дихання проводять за показниками, що характеризують вентиляцію, газообмін, зміст і парціальний тиск кисню і вуглекислого газу в артеріальній крові і за іншими параметрами. Для дослідження функції зовнішнього дихання користуються спірометрії, спірографія і спеціальними апаратами відкритого і закритого типу. Найбільш зручно спірографічне дослідження, при якому на рухомій паперовій стрічці записується крива - спірограма (рис. Спирографических дослідження). З цієї кривої, знаючи масштаб шкали апарату і швидкість руху паперу, визначають наступні показники легеневої вентиляції: частоту дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (МОД), життєву ємність легенів (ЖЕЛ), максимальну вентиляцію легенів (МВЛ ), залишковий об'єм легенів (ГО), загальну ємність легенів (ОЕЛ). Kроме того, досліджується сила дихальної мускулатури, бронхіальна прохідність і ін.
спірографічне дослідження
Спірограма: 1 - МОД; 2 - ЖЄЛ, 3 - дихальний обсяг (ДО); 4 - резервний об'єм вдиху; 5 - резервний об'єм видиху; 6 - проба Тиффно-Вотчала; 7 - МВЛ
Легенева вентиляція пов'язана з функцією дихальних м'язів (рис. Емфізема легких). Рухи легких відбуваються в результаті скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухами частин грудної стінки і діафрагми. Дихальні м'язи - це ті м'язи, скорочення яких змінює обсяг грудної клітини.
емфізема легенів
Споживання кисню дихальними м'язами в нормі і при патології (емфізема легенів)
Вдих створюється розширенням грудної клітини (порожнини) і завжди є активним процесом. Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагма. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів.
Видих в спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, що створюють умови для вдиху. Розслаблення пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітці положення пасивного видиху. При посиленому видиху на додаток до інших м'язових груп діють внутрішні міжреберні м'язи, а також черевні м'язи.
Обсяг легких при вдиху не завжди однаковий. Обсяг повітря, що вдихається при звичайному вдиху і видихається при звичайному видиху, називається дихальним повітрям (ДВ).
Параметри дихальної системи
Остаточний повітря (ОВ) - об'єм повітря, що залишився в неповернень в початкове положення легких.
Частота дихання (ЧД) - кількість подихів в 1 хв. Визначення ЧД виробляють по спірограмі або за рухом грудної клітки. Середня частота дихання у здорових осіб - 16-18 в хвилину, у спортсменів - 8-12. В умовах максимального навантаження ЧД зростає до 40-60 в 1 хв.
Глибина дихання (ДО) - об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від росту, ваги, статі та функціонального стану спортсмена. У здорових осіб ДО становить 300-800 мл.
Хвилинний обсяг дихання (МОД) характеризує функцію зовнішнього дихання.
У спокійному стані повітря в трахеї, бронхах, бронхіолах і в неперфузіруемих альвеолах в газообміні не беруть участь, тому що не приходить в зіткнення з активним легеневим кровотоком - це так зване «мертве» простір.
Частина дихального обсягу, яка бере участь в газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним обсягом. З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція - найсуттєвіша частина зовнішнього дихання, так як вона є тим обсягом вдихуваного за 1 хв повітря, який обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.
МОД вимірюється твором ЧД на ДО. У здорових осіб ЧД - 16-18 за хвилину, а ДО коливається в межах 350-750 мл, у спортсменів ЧД - 8-12 мл, а ДО - 900-1300 мл. Збільшення МОД (гіпервентиляція) спостерігається внаслідок порушення дихального центру, труднощі дифузії кисню та ін.
У спокої МОД становить 5-6 л, при напруженому фізичному навантаженні може зростати в 20-25 разів і досягати 120-150 л в 1 хв і більше. Збільшення МОД знаходиться в прямій залежності від потужності виконуваної роботи, але тільки до певного моменту, після якого зростання навантаження вже не супроводжується збільшенням МОД.
Навіть при найважчій навантаженні МОД ніколи не перевищує 70-80% рівня максимальної вентиляції. Розрахунок належної величини МОД заснований на тому, що у здорових осіб з кожного літра провентилювати повітря поглинається приблизно 40 мл кисню (це так званий коефіцієнт використання кисню - kи).
Його можна розрахувати за формулою:
Належний МОД = належне споживання кисню / 40
а належну величину поглинання кисню розраховують за формулою:
належний основний обмін (в ккал) / 7,07
де належний основний визначають за таблицями Гарріс-Бенедикта; 7,07 - число, отримане при множенні калорійної цінності 1 л кисню (4,91 ккал) на число хвилин в добі (1440 хв) і поділений на 1000.
Таблиці Гарріс-Бенедикта
Таблиці Гарріс-Бенедикта для визначення основного обміну людини:
Фактор ваги "А"
Фактор віку і зростання "Б"
Вентиляційним еквівалентом (ВЕ) називаються співвідношення між МОД і величиною споживання кисню. У стані спокою 1 л кисню в легенях поглинається з 20-25 л повітря. При важкому фізичному навантаженні вентиляційний еквівалент збільшується і досягає 30-35 л. Під впливом тренування на витривалість вентиляційний еквівалент при стандартній навантаженні зменшується. Це свідчить про більш економне диханні у тренованих осіб.
Життєва ємність легенів (ЖЕЛ) складається з дихального обсягу легень, резервного обсягу вдиху і резервного обсягу видиху. ЖЕЛ залежить від статі, віку, розміру тіла і тренованості. ЖЕЛ становить в середньому у жінок 2,5-4 л, а у чоловіків - 3,5-5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, у добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л.
Абсолютні значення ЖЄЛ мало показові через індивідуальних коливань. При оцінці стану обстежуваного рекомендується розраховувати «належні» величини.
Для розрахунку ЖЕЛ зазвичай використовують формулу Anthony і Vernath (1961), в основу якої покладена величина основного обміну (ккал / 24 год). Її знаходять за таблицями Гарріс-Бенедикта відповідно статтю, віком і масі тіла.
ДЖЕЛ = величина основного обміну (ккал) х до,
де до - коефіцієнт: 2,3 у жінок, 2,6 - у чоловіків. Величину основного обміну (ккал) визначаємо за таблицями Гарріс-Бенедикта, де знаходять фактор росту (Б) і фактор ваги (А). Сума А + Б і є належна величина основного обміну. Належний основний обмін, як і ЖЄЛ, залежить від статі, віку, зросту і ваги, легко визначається за спеціальними таблицями і виражається в кілокалоріях. Для вираження ставлення у відсотках фактичної ЖЄЛ до належної користуються формулою:
(фактична ЖЕЛ / належна ЖЕЛ) х 100
ЖЕЛ вважається нормальною, якщо становить 100% належної величини. Для оцінки ДЖЕЛ можна користуватися номограми (рис. Оцінка життєвої ємності легень; Життєва ємність легенів). ЖЕЛ виражається у відсотках до ДЖЕЛ.
Оцінка життєвої ємності легень
Номограма для оцінки життєвої ємності легень (VС, мл). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «Вік» і «Відносна маса», на лінії А відзначають точку перетину. Від цієї точки проводять пряму лінію (2) на шкалу «Рост». Точка перетину зі шкалою VC і буде належної величиною життєвої ємності легень (ДЖЕЛ). Межі норми: х (2) = 1200 мл (Amrein et al., 1969)
Життєва ємність легенів
Номограма для визначення належної життєвої ємності легень в залежності від зростання і віку
Загальна ємність легенів (ОЕЛ) являє собою суму ЖЕЛ і залишкового обсягу легких, тобто того повітря, який залишається в легенях після максимального видиху і може бути визначений тільки побічно. У молодих здорових осіб - 75-80%. ОЕЛ займає ЖЕЛ, а решта припадає на залишковий обсяг. У спортсменів частка ЖЕЛ в структурі ОЕЛ збільшується, що сприятливо відбивається на ефективності вентиляції.
Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) - це гранично можливу кількість повітря, яке може бути провентилювати через легені в одиницю часу. Зазвичай форсоване дихання проводиться протягом 15 с і множиться на 4. Це і буде величина МВЛ. Великі коливання МВЛ знижують діагностичну цінність визначення абсолютного значення цих величин. Тому отриману величину МВЛ призводять до належної. Для визначення належної МВЛ користуються формулою:
належна МВЛ = 1 / 2ЖЕЛ х 35,
або з використанням основного обміну по таблиці А. Телічінаса (19б8); або по номограмі (рис. Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень).
Оцінка максимальної хвилинної вентиляції легень
Номограма для оцінки максимальної хвилинної вентиляції легень (MMV). Поєднуючи прямою лінією (1) відповідні пункти на шкалах «маса» і «зростання», знаходять точку перетину зі шкалою «Поверхня тіла». Потім цю точку з'єднують прямою (2) з відповідним пунктом на шкалі «Вік» і на місці перетину цієї лінії зі шкалою MMV знаходять належну величину максимальної вентиляції (Amrein et al., 1969)
Зниження МВЛ відбувається внаслідок зменшення обсягу вентильованого легеневої тканини і зниження бронхіальної прохідності, гіподинамії. У чоловіків у віці 20-30 років МВЛ коливається від 100 до 180 (в середньому 140 л / хв), у жінок - від 70 до 120 л / хв. У високорослих спортсменів з добре розвиненою дихальної мускулатурою МВЛ іноді досягає 350 л / хв, у спортсменок - 250 л / хв (W. Hollmann, 1972).
Таким чином МВЛ найбільш точно і повно характеризує функцію зовнішнього дихання в порівнянні з іншими спирографических показниками.
Оцінки і проби функцій дихання
Для оцінки бронхіальної прохідності використовують тест ФЖЕЛ (форсована життєва ємкість легень). Обстежуваному пропонують максимально глибоко вдихнути і швидко видихнути. ФЖЕЛ у здорових осіб нижче ЖЕЛ на 200-300 мл. Тиффно запропонував вимірювати ФЖЕЛ за першу секунду. У нормі ФЖЕЛ за секунду становить не менше 70% ЖЕЛ.
Пневмотахометрия проводиться пневмотахометрія Б.Є. Вотчала. Методом пневмотахометрии визначають швидкість повітряного струменя при максимально швидкому вдиху і видиху. У здорових осіб цей показник коливається у чоловіків від 5 до 8 л / с, у жінок - від 4 до 6 л / с. Відзначено залежність пневмотахометріческого показника від ЖЄЛ і віку. Виявлено, що чим більше ЖЕЛ, тим вище максимальна швидкість видиху. Пневмотахометріческій показник залежить від бронхіальної прохідності, сили дихальної мускулатури спортсмена, його віку, статі та функціонального стану.
Величину максимальної швидкості видиху порівнюють з належними величинами, розрахованими за формулою:
належна величина видиху = ЖЕЛ х 1,2
Різниця фактичної і належної величин у здорових людей не повинна бути більше 15% від належного рівня. У здорових осіб показник видиху більше вдиху. З підвищенням тренованості відзначається перевага максимальної швидкості вдиху над видихом. Збільшення швидкості вдиху у спортсменів пояснюється підвищенням резервних можливостей легенів.
Обсяг повітря, що залишається в легенях після максимального видиху (ГО) найбільш повно і точно характеризує газообмін у легенях.
Одним з основних показників зовнішнього дихання є газообмін (аналіз респіраторних газів - вуглекислоти і кисню в альвеолярному повітрі), тобто поглинання кисню і виведення вуглекислоти. Газообмін характеризує зовнішнє дихання на етапі «альвеолярний повітря - кров легеневих капілярів». Він досліджується методом газової хроматографії.
Функціональна проба Розенталя дозволяє судити про функціональні можливості дихальної мускулатури. Проба проводиться на спірометрі, де у обстежуваного 4-5 разів поспіль з інтервалом в 10-15 с визначають ЖЕЛ. У нормі отримують однакові показники. Зниження ЖЕЛ протягом дослідження вказує на стомлюваність дихальних м'язів.
Пневмотонометріческій показник (ПТП, мм рт. Ст.) Дає можливість оцінити силу дихальної мускулатури, яка є основою процесу вентиляції. ПТП знижується при гіподинамії, при тривалих перервах в тренуваннях, при перевтомі і ін. Дослідження проводиться пневмотонометрія В.І. Дубровського і І.І. Дерябіна (1972). Досліджуваний виробляє видих (або вдих) в мундштук апарату. У нормі у здорових осіб ПТП в середньому становить у чоловіків на видиху 328 ± 17,4 мм рт. ст., на вдиху - 227 ± 4,1 мм рт. ст., у жінок, відповідно, - 246 ± 1,8 і 200 ± 7,0 мм рт. ст. При захворюваннях легенів, гіподинамії, перевтомі ці показники знижуються.
При фізичних навантаженнях, особливо в циклічних видах спорту (лижні гонки, марафонський біг, веслування академічне і ін.), Дихальна мускулатура є лімітуючим фактором.
На рис. Частота дихання показана функція легенів в стані спокою і м'язового навантаження. Загальна ємність легенів під час навантаження може дещо зменшуватися через збільшення внутріторакального обсягу крові. У стані спокою дихальний обсяг (ДО) становить 10-15% ЖЕЛ (450-600 мл), при фізичному навантаженні може досягати 50% ЖЕЛ. Таким чином, у людей з великою ЖЕЛ дихальний обсяг в умовах інтенсивної фізичної роботи може становити 3-4 л. Kак видно на рис. Частота дихання, ДО збільшується головним чином за рахунок резервного обсягу вдиху. Резервний обсяг видиху навіть при важкому фізичному навантаженні змінюється незначно. Оскільки під час фізичної роботи залишковий обсяг збільшується, а функціональна залишкова ємність практично не змінюється, ЖЕЛ дещо зменшується.
частота дихання
Функція легень в стані спокою (А) і при максимальній фізичному навантаженні (Б).
Частота дихання (fR) 10-15 і 40-50 хв-1 відповідно 1 - дихальний об'єм; 2 - резервний об'єм видиху; 3 - резервний об'єм вдиху; 4 - залишковий об'єм; 5 - внутріторакальний обсяг крові.
МГВд - максимально глибокий вдих; НВД - нормальний вдих; НВи - нормальний видих; МГВи - максимально глибокий видих; а - життєва ємкість легень; б - функціональний залишковий об'єм, в - загальний об'єм легенів [R. Margaria, P. Cerretelli, 1968]
Проби Штанге і Генчі дають певне уявлення про здатність організму протистояти нестачі кисню.
Проба Штанге. Вимірюється максимальний час затримки дихання після глибокого вдиху. При цьому рот повинен бути закритий і ніс затиснутий пальцями. Здорові люди затримують дихання в середньому на 40-50 с; спортсмени високої кваліфікації - до 5 хв, а спортсменки - від 1,5 до 2,5 хв.
З поліпшенням фізичної підготовленості в результаті адаптації до рухової гіпоксії час затримки наростає. Отже, збільшення цього показника при повторному обстеженні розцінюється (з урахуванням інших показників), як поліпшення підготовленості (тренованості) спортсмена.
Проба Генчі. Після неглибокого вдиху зробити видих і затримати дихання. У здорових людей час затримки дихання становить 25-30 с. Спортсмени здатні затримати дихання на 60-90 с. При хронічному стомленні час затримки дихання різко зменшується.
Значення проб Штанге і Генчі збільшується, якщо вести спостереження постійно, в динаміці.
англійська
дихання - breath
грудна порожнина - thoracic cavity
система зовнішнього дихання - respiratory system
параметри дихальної системи - parameters of the respiratory system
таблиці Гарріс-Бенедикта - Table Harris-Benedict
оцінки та проби функцій дихання - evaluation and tests of respiratory function
<< Назад: Фізкультура і спорт, вибрані статті
Якщо Вам сподобався наш проект, Ви можете допомогти зробити його ще краще!
