Влияние функционального состояния органов системы дыхания на жизненную емкость легких »
 

Д.м.н., проф. Б.Д.Юдин, А.Болотов

Плавание – вид спорта, в котором правильное дыхание играет определяющую роль.

При любом виде и стиле плавания, кроме частоты и глубины дыхания, имеет значение еще и длительность задержки дыхания. Отчего может зависить длительность задержки дыхания, и какое значение она может иметь в плавание? Вопросам изучения взаимосвязи длительности задержки дыхания с уровнем физического развития организма и функционального состояния органов дыхательной системы и посвящена настоящая работа.

Как показывают данные литературы, основное внимание при этом уделяется частоте и глубине дыхания, а также технике дыхания. Вопросам длительности задержки дыхания при занятии плаванием уделяется недостаточное внимание.

Показатели функциональной активности дыхательной системы, зависят от физического развития организма в целом, генетической предрасположенности развития заболеваний, наличия остаточных явлений после перенесенных острых или хронических заболеваний органов дыхательной системы и т.д. купить Анашу Лысково  В повседневной жизни при оценке функционального состояния дыхания чаще используются два понятия: частота и глубина дыхания.  Однако эти понятия имеют разные физиологические характеристики.  Так, частоту дыхания можно представить как количественный показатель дыхания, который поваренная книга анархиста торрент измеряется количеством дыхательных циклов в течение 1 мин. В спокойных условиях у взрослых частота дыхания (ЧД) составляет 12 – 20 дыханий http://kazara.net/prioriti/218.html  в минуту. Глубина дыхания - это качественный показатель дыхания и определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в течение одного дыхательного цикла.

Дыхание представляет собой сложный и непрерывный биологический процесс, в результате которого организм из внешней среды потребляет кислород, необходимый для окислительно-восстановительных реакций, а в атмосферу выделяет углекислый газ и воду, образующиеся в результате жизнедеятельности.

Дыхательная система состоит из двух отделов. Первый отдел (воздухоносный), который условно можно назвать «транспортным», так как он  обеспечивает доставку атмосферного воздуха непосредственно в легкие. К этому отделу относятся: полость носа, гортань, трахея и крупные бронхи. Пройдя по воздухоносным путям очищенный, согретый и увлажненный воздух попадает во вторую часть дыхательной системы – респираторную. Эту часть дыхательной системы представляют легкие, структурно-функциональной единицей, которых являются альвеолы. Стенки альвеол представлены одним слоем однослойного эпителия, покрытого густой сетью капилляров. Благодаря такому строению в альвеолах и происходит газообмен: из атмосферного воздуха в кровь поступает кислород, а из крови в альвеолы – углекислый газ. Процесс газообмена в легких называется внешним дыханием.

Процесс дыхания осуществляется благодаря работе  межреберных мышц и диафрагмы. В результате вдоха в грудной клетке создается отрицательное давление, и атмосферный воздух проникает в легкие, а при выдохе он поступает в окружающую среду.

Физиологию дыхания можно рассматривать, как хорошо сбалансированную энергосберегающую систему, интенсивность работы которой зависит от функциональной активности всего организма или отдельных его систем и органов. Так, в покое частота и глубина дыхания минимальны, что объясняется минимальным энергетическим запросом на функционирование жизнеобеспечивающих органов в минимальном режиме работы, т. е в режиме, требующем минимального потребления энергии. Однако при воздействии на организм различных факторов функциональная активность его повышается, что требует повышенного энергообеспечения, а, следовательно, и увеличения количества кислорода. Последний, как известно, поступает в организм из атмосферного воздуха через дыхательную систему.

Важную роль в физиологии дыхания принадлежит дыхательному source url объему, который характеризует функциональные возможности легких, как в состоянии покоя, так и при физической нагрузке.

Дыхательный объем - количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Его объем составляет 300-700 мл. Дыхательный объем обеспечивает поддержание определенного уровня парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе, способствуя, тем самым, нормальному напряжению газов в артериальной крови.

Резервный объем вдоха - количество воздуха, которое может быть введено в легкие, если вслед за спокойным вдохом произвести максимальный вдох. Резервный объем вдоха равняется 1500-2000 мл. Резервный объем вдоха определяет способность легких к добавочному расширению, необходимость в котором имеется при увеличении потребности организма в газообмене.

Резервный объем выдоха - тот объем воздуха, который удаляется из легких, если вслед за спокойным вдохом и выдохом произвести максимальный выдох. Он составляет 1500-2000 мл. Резервный объем выдоха определяет степень постоянного растяжения легких.

Остаточный объем - это объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха. Остаточный объем равняется 1000-1500 мл воздуха.

Дыхательный объем, резервные объемы вдоха и выдоха составляют так называемую жизненную емкость легких (ЖЕЛ).

Жизненную емкость легких (показатель внешнего дыхания) - самое глубокое дыхание, на которое способен данный человек. Она определяется тем количеством воздуха, которое может быть удалено из легких, если после максимального вдоха сделать максимальный выдох.

Жизненная емкость легких у мужчин молодого возраста составляет 3,5-4,8 л, у женщин 3-3,5 л. Показатели жизненной емкости легких изменчивы. Они зависят от пола, возраста, роста, массы, положения тела, состояния дыхательных мышц, уровня возбудимости дыхательного центра и других факторов.

Жизненная емкость легких и остаточный объем воздуха определяет общую емкость легких.

Легочная вентиляция - количество воздуха, меняющегося в 1 мин. За счет легочной вентиляции обновляется альвеолярный воздух и в нем поддерживается парциальное давление кислорода и углекислого газа на таком уровне, который обеспечивает нормальный газообмен. Легочную вентиляцию определяют путем умножения дыхательного объема на число дыханий в 1 мин (минутный объем дыхания). У взрослого человека в состоянии относительного физиологического покоя легочная вентиляция составляет 6-8 л в 1 мин.

Легочные объемы могут быть определены с помощью специальных приборов - спирометра и спирографа.

Из всех перечисленных легочных объемов наибольшее значение имеет жизненная емкость легких, для определения которой в вертикальном положении необходимо сделать два глубоких вдоха и выдоха, а после третьего глубокого вдоха выдох делается резкий и короткий в мундштук спирометра. Таким способом определяется фактическая жизненная емкость легких – Ф-ЖЕЛ.

Однако жизненная емкость легких зависит от многих факторов: размера грудной клетки, роста и веса, пола, возраста, курения, наличия гиподинамии, сидячей работы,  перенесенных заболеваний органов дыхания и носоглотки, да и просто от желания человека правильно выполнить тест. Поэтому жизненная емкость легких отличается высокой индивидуализацией. Одно дело мы говорим, сколько выдохнул воздуха в спирометр человек, а другое дело, сколько он должен выдохнуть. Вот то, что он должен  выдохнуть называется должной жизненной емкостью легких – Д-ЖЕЛ.

Сравнение показателей должной и фактической жизненной емкости легких определяют дефицит  жизненной емкости – Деф-ЖЕЛ.

Именно показатель дефицита  жизненной емкости легких и является важным моментом, определяющим возможность человека выполнять ту или иную работу или показывать те или иные результаты в спорте.

Для расчета должной ЖЕЛ наиболее часто используют формулу Людвига:

            - мужчины: Д-ЖЕЛ (мл) = 40 х рост (см) + 30 х вес (кг) - 4400;

            - женщины: Д-ЖЕЛ (мл) = 40 х рост (см) + 10 х вес (кг) - 3800.

Рассчитав для каждого человека должное значение жизненной емкости легких, путем его сравнения с фактическим объемом - Ф-ЖЕЛ - определяем дефицит жизненной емкости легких.

Дефицит жизненной емкости легких в пределах 200 мл считается физиологическим.

Увеличение этих цифр свидетельствует о наличии функциональных нарушений органов дыхательной системы.

В своей работе мы условно выделили 4 уровня дефицита жизненной емкости легких:

            > 1 уровень - физиологический дефицит ЖЕЛ (от 0 до 0,2 л).

            > 2 уровень - умеренный дефицит ЖЕЛ (от 0,21 до 0,6 л).

            > 3 уровень - выраженный дефицит ЖЕЛ (от 0,61 до 1,0 л).

            > 4 уровень - резко выраженный дефицит ЖЕЛ (от 1,0 л).

Определение наличия и уровня дефицита жизненной емкости легких мы проводили  методом спирографии на группе студентов третье курса факультета физической культуры. В эксперименте участвовало 15 студентов (11 юношей и 4 девушки). Результаты исследований представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Количественные показатели уровней дефицита жизненной емкости легких.

Как видно из рисунка, уровни дефицита ЖЕЛ выявлялись примерно в равной степени: 1 и 4 уровни – по три случая, 2 уровень – пять случаев  и 3 уровень – четыре случая.

Оценку функционального состояния органов дыхательной системы проводили аппаратно-программным комплексом «АМСАТ», с помощью   которого  выделяют следующие уровни функционального состояния: высокий, средний, пограничный и низкий.

Уникальность данной диагностической системы состоит в том, что она позволяет проводить  оценку функционального состояния, как всего организма и физиологических систем, так и дифференцированную оценку отдельных органов. Так, с помощью системы «АМСАТ» мы может говорить о функциональном состоянии дыхательной системы в целом. Однако, при необходимости у нас есть возможность оценить состояние отдельных органов, входящих в нее (носоглотка, трахея, бронхи).

На рисунке 2 представлены показатели функционального состояния системы дыхания студентов обследованной группы.

Рисунок 2. Показатели функционального состояния системы дыхания студентов в обследованной группе.

Сопоставление данных Д-ЖЕЛ и «АМСАТ-а» проводили в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Корреляция  уровней Д-ЖЕЛ и оценки функционального состояния по системе «АМСАТ»

 

Уровень Д-ЖЕЛ

Уровень функционального состояния

физиологический

высокий

умеренный

средний

выраженный

пограничный

резко выраженный

низкий

 Результаты сопоставления уровней дефицита жизненной емкости легких и функционального состояния системы дыхания представлены в таблице 2.

 

Таблица 2. Сопоставление показателей Д-ЖЕЛ и показателей, полученных системой «АМСАТ»

Методы опредения

Показатели уровней каждого студента

Д-ЖЕЛ

3

1

3

4

4

3

1

2

2

2

2

4

3

1

3

«АМСАТ»

3

1

1

2

2

2

4

3

3

3

1

2

1

2

4

Как видно из представленной таблицы, только в двух случаях уровни Д-ЖЕЛ и системы «АМСАТ» были сопоставимы, причем в одном это был высокий уровень, а во втором пограничный. У остальных 13 студентов сопоставления выявлено не было. Причем, в одних случаях более физиологичными был уровень Д-ЖЕЛ, в других - системы «АМСАТ».

Выявленные уровни функционального состояния системы дыхания и дефицита жизненной емкости легких имеют различное значение. Функциональное состояние характеризует физиологические процессы, происходящие в организме, и является объективным показателем, полученным с помощью системы «АМСАТ». Дефицит жизненной емкости легких, в основе которого лежат данные ЖЕЛ в определенной степени являются субъективными.

  При сопоставлении полученных уровней Д-ЖЕЛ и функционального состояния системы дыхания были выделены варианты сочетания:

1 вариант - соответствие показателей «АМСАТ» и Д-ЖЕЛ.

2 вариант – показатели «АМСАТ» выше показателей Д-ЖЕЛ.

3 вариант – показатели «АМСАТ» ниже показателей Д-ЖЕЛ.

На рисунке 3 представлены варианты сочетания уровней Д-ЖЕЛ и функционального состояния системы дыхания.

Рисунок 3. Показатели сочетания уровней Д-ЖЕЛ и функционального состояния системы дыхания («АМСАТ»).

Как видно из рисунка, чаще встречался третий вариант сочетания, когда показатели уровня функционального состояния системы дыхания ниже Д-ЖЕЛ. Можно предположить, что данный вариант обусловлен наличием в различных органах системы дыхания функциональных, а возможно и органических изменений, которые и снижают жизненную емкость легких.

Второй вариант встречается достаточно часто, однако причина более высоких показателей функционального состояния объясняется, скорее всего, не изменениями в органах системы дыхания, а в погрешностях выполнения спирографии. 

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Жизненная емкость легких является важным показателем работоспособности организма. Однако для определения потенциальной работоспособности важным моментом является определение дефицита жизненной емкости легких, которая рассчитывается по специальной формуле.

2. Для выявления взаимосвязи уровня дефицита жизненной емкости легких и функционального состояния органов системы дыхания может быть использован аппаратно-программный комплекс «АМСАТ».

3. На основании анализа сопоставления типов функционального состояния по данным «АМСАТ» и по Д-ЖЕЛ можно выделить три возможных варианта сочетания типов:

1 вариант - соответствие показателей «АМСАТ» и Д-ЖЕЛ.

2 вариант – показатели «АМСАТ» выше показателей Д-ЖЕЛ.

3 вариант – показатели «АМСАТ» ниже показателей Д-ЖЕЛ.

4. При втором варианте сочетания, высокие показатели  «АМСАТ» при  низких показателях дефицита ЖЕЛ можно объяснить погрешностью выполнения пробы.

5. Третий вариант сочетания (данные «АМСАТ» ниже, чем показатели Д-ЖЕЛ), возможно, связан с различным функциональным состоянием органов воздухоносного и респираторного отделов. Поэтому в данной группе необходим дифференцированный анализ функционального состояния каждого органа входящего в дыхательную систему.

Литература.

  1. Дыхание – газообмен и энергообмен [WWW document] http://www.tiensmed.ru/articles/force6.html
  2. Макарова Г. А. Практическое руководство по спортивной медицине. Издательство БАРО-ПРЕСС, 2002, с. 796. 
  3. Макарова Г. А. Спортивная медицина. Учебник. М.: «Советский спорт». 2003, с. 478.
  4. Ткаченко Б.И. Основы физиологии человека. СПб, 1994,
  5. Шмидт Р, Тевса Г. Физиология человека, в трех томах, Москва «МИР», 1996 г.
  6. Юдин  Б.Д. «Оценка функционального состояния организма – критерий здоровья человека». Сборник доклада. VIII Международная конференция «Современные технологии восстановительной медицины». Москва.2005.

 

Публикация: Международная научная конференция «Теория и методика физической культуры и спорта: наследие основоположников и перспективы развития»: материалы конференций. – М.: Физическая культура. – 2010. – Т. 2. – 320 с.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            



Комментарии


 
Приветствуем нового врача
Золотарев Сергей Владимирович, врач-лечебник
Кандидат наук

Подробнее
Диагностика заболеваний
Особенностью современной диагностики является установление диагноза в соответствии с современной номенклатурой болезней, что позволяет достаточно точно определить круг лечебных мероприятий в рамках утвержденных стандартов.
Ваш позвоночник
Боль в спине знакома значительной части населения Земли и наиболее частой причиной боли в спине являются заболевания позвоночника: дор