Pro freedivera jsou plíce hlavním „pracovním nástrojem“ (samozřejmě hned po mozku), proto je pro nás důležité porozumět stavbě plic a celému procesu dýchání. Obvykle, když mluvíme o dýchání, máme na mysli vnější dýchání nebo ventilaci plic - jediný proces, který si můžeme všimnout v dýchacím řetězci. A musíme začít uvažovat o dýchání s tím.

Stavba plic a hrudníku

Plíce jsou porézní orgán, podobný houbě, připomínající svou stavbou shluk jednotlivých bublinek nebo hrozen hroznů s velkým množstvím bobulí. Každá „bobule“ je plicní alveolus (plicní vezikula) - místo, kde dochází k hlavní funkci plic - výměně plynů. Mezi vzduchem alveolů a krví leží vzducho-krevní bariéra tvořená velmi tenkými stěnami alveol a krevní kapiláry. Přes tuto bariéru dochází k difúzi plynů: kyslík vstupuje do krve z alveolů a oxid uhličitý vstupuje do alveol z krve.

Vzduch se do plicních sklípků dostává přes dýchací cesty – trocheje, průdušky a menší průdušinky, které končí v alveolárních váčcích. Větvením průdušek a průdušinek se tvoří laloky (pravá plíce má 3 laloky, levá plíce má 2 laloky). V průměru je v obou plicích asi 500-700 milionů alveolů, jejichž dýchací plocha se pohybuje od 40 m2 při výdechu do 120 m2 při nádechu. V tomto případě se větší počet alveolů nachází v dolních částech plic.

Průdušky a průdušnice mají ve svých stěnách chrupavčitý základ a jsou proto značně tuhé. Bronchioly a alveoly mají měkké stěny, a proto se mohou zhroutit, to znamená slepit k sobě jako vyfouknutý balónek, pokud v nich není udržován určitý tlak vzduchu. Aby k tomu nedošlo, jsou plíce jako jediný orgán, pokrytý ze všech stran pleurou – silnou, hermeticky uzavřenou membránou.

Pleura má dvě vrstvy - dva listy. Jeden list těsně přiléhá k vnitřnímu povrchu tvrdého hrudníku, druhý obklopuje plíce. Mezi nimi je pleurální dutina, ve které je udržován podtlak. Díky tomu jsou plíce v narovnaném stavu. Negativní tlak v pleurální štěrbině je způsoben elastickým tahem plic, tedy neustálou touhou plic zmenšit svůj objem.

Elastická trakce plic je způsobena třemi faktory:
1) elasticita tkáně stěn alveolů v důsledku přítomnosti elastických vláken v nich
2) tonus bronchiálních svalů
3) povrchové napětí kapalného filmu pokrývajícího vnitřní povrch alveol.

Pevnou kostru hrudníku tvoří žebra, která jsou díky chrupavce a kloubům pružná, připojená k páteři a kloubům. Díky tomu hrudník zvětšuje a zmenšuje svůj objem při zachování tuhosti nutné k ochraně orgánů umístěných v hrudní dutině.

Abychom mohli vdechnout vzduch, potřebujeme vytvořit v plicích tlak nižší než atmosférický a abychom mohli vydechnout, je vyšší. Pro inhalaci je tedy nutné zvýšit objem hrudníku, pro výdech - snížení objemu. Ve skutečnosti je většina dechového úsilí vynaložena na nádech, za normálních podmínek se výdech provádí díky elastickým vlastnostem plic.

Hlavním dýchacím svalem je bránice – kupolovitá svalová přepážka mezi dutinou hrudní a dutinou břišní. Obvykle může být jeho hranice nakreslena podél spodního okraje žeber.

Při nádechu se bránice stahuje a aktivně se natahuje směrem k dolním vnitřním orgánům. V tomto případě jsou nestlačitelné orgány břišní dutiny tlačeny dolů a do stran, čímž se protahují stěny břišní dutiny. Během tichého nádechu klesá kupole bránice přibližně o 1,5 cm a podle toho se zvětšuje vertikální velikost dutiny hrudní. Současně se spodní žebra poněkud rozcházejí, čímž se zvětšuje obvod hrudníku, což je patrné zejména ve spodních částech. Při výdechu se bránice pasivně uvolní a je vytažena nahoru šlachami, které ji drží do klidného stavu.

Na zvětšení objemu hrudníku se kromě bránice podílejí i zevní šikmé mezižeberní a mezichondrální svaly. Následkem zvednutí žeber se hrudní kost posune dopředu a laterální části žeber se posunou do stran.

Při velmi hlubokém, intenzivním dýchání nebo při zvýšení nádechového odporu se do procesu zvětšování objemu hrudníku zapojuje řada pomocných dýchacích svalů, které mohou zvednout žebra: scalenes, velký a malý pectoralis a serratus anterior. Mezi pomocné svaly nádechu patří také svaly, které prodlužují hrudní páteř a fixují pletenec ramenní při opření paží vzad (lichoběžník, kosočtverec, levator scapula).

Jak bylo uvedeno výše, klidná inhalace nastává pasivně, téměř na pozadí relaxace inspiračních svalů. Při aktivním intenzivním výdechu se svaly břišní stěny „spojují“, v důsledku čehož se objem břišní dutiny zmenšuje a tlak v ní se zvyšuje. Tlak se přenáší na membránu a zvedá ji. Kvůli redukci Vnitřní šikmé mezižeberní svaly snižují žebra a přibližují jejich okraje k sobě.

Dýchací pohyby

V běžném životě po pozorování sebe a svých přátel můžete vidět jak dýchání zajišťované převážně bránicí, tak dýchání zajišťované především prací mezižeberních svalů. A to je v normálních mezích. Svaly ramenního pletence se častěji zapojují v případech vážného onemocnění nebo intenzivní práce, ale téměř nikdy u relativně zdravých lidí v normálním stavu.

Předpokládá se, že dýchání, zajišťované především pohyby bránice, je charakteristické spíše pro muže. Normálně je nádech doprovázen mírným vysunutím břišní stěny a výdech je doprovázen mírnou retrakcí. Jedná se o břišní typ dýchání.

U žen je nejčastějším typem dýchání hrudní typ, který zajišťuje především práce mezižeberních svalů. To může být způsobeno biologickou připraveností ženy na mateřství a v důsledku toho potížemi s břišním dýcháním během těhotenství. Při tomto typu dýchání jsou nejnápadnější pohyby hrudní kosti a žeber.

Dýchání, při kterém se aktivně pohybují ramena a klíční kosti, je zajištěno prací svalů pletence ramenního. Ventilace plic je neúčinná a postihuje pouze vrcholy plic. Proto se tento typ dýchání nazývá apikální. Za normálních podmínek se tento typ dýchání prakticky nevyskytuje a používá se buď při určité gymnastice, nebo se rozvíjí u vážných onemocnění.

Ve freedivingu věříme, že břišní dýchání nebo břišní dýchání je nejpřirozenější a nejproduktivnější. Totéž se říká při cvičení jógy a pránájámy.

Jednak proto, že v dolních lalocích plic je více alveolů. Za druhé, dýchací pohyby jsou spojeny s naším autonomním nervovým systémem. Břišní dýchání aktivuje parasympatický nervový systém – brzdový pedál těla. Hrudní dýchání aktivuje sympatický nervový systém – plynový pedál. Při aktivním a prodlouženém apikálním dýchání dochází k nadměrné stimulaci sympatického nervového systému. Funguje to oběma způsoby. Takhle lidé v panice vždy dýchají apikálním dýcháním. Naopak, pokud nějakou dobu dýcháte klidně břichem, nervový systém se zklidní a všechny procesy se zpomalí.

Objemy plic

Při klidném dýchání člověk vdechne a vydechne asi 500 ml (od 300 do 800 ml) vzduchu, tento objem vzduchu je tzv. dechový objem. Kromě normálního dechového objemu může člověk při co nejhlubším nádechu vdechnout přibližně 3000 ml vzduchu – tj. inspirační rezervní objem. Po normálním klidném výdechu dokáže běžný zdravý člověk napnutím výdechových svalů „vymáčknout“ z plic ještě asi 1300 ml vzduchu – to exspirační rezervní objem.

Součet těchto objemů je vitální kapacita plic (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

Jak vidíme, příroda si pro nás připravila téměř desetinásobnou rezervu schopnosti „pumpovat“ vzduch plícemi.

Dechový objem je kvantitativní vyjádření hloubky dýchání. Vitální kapacita plic určuje maximální objem vzduchu, který může být zaveden nebo odstraněn z plic během jednoho nádechu nebo výdechu. Průměrná vitální kapacita plic u mužů je 4000 - 5500 ml, u žen - 3000 - 4500 ml. Fyzický trénink a různé úseky hrudníku mohou zvýšit VC.

Po maximálně hlubokém výdechu zůstává v plicích asi 1200 ml vzduchu. Tento - zbytkový objem. Většinu z nich lze z plic odstranit pouze otevřeným pneumotoraxem.

Zbytkový objem je dán především elasticitou bránice a mezižeberních svalů. Zvýšení pohyblivosti hrudníku a snížení zbytkového objemu je důležitým úkolem při přípravě na potápění do velkých hloubek. Ponory pod zbytkový objem pro běžného netrénovaného člověka jsou ponory hlubší než 30-35 metrů. Jedním z oblíbených způsobů, jak zvýšit elasticitu bránice a snížit zbytkový objem plic, je pravidelné provádění uddiyana bandha.

Maximální množství vzduchu, které lze zadržet v plicích, se nazývá celkovou kapacitu plic, je rovna součtu zbytkového objemu a vitální kapacity plic (v použitém příkladu: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

Objem vzduchu v plicích na konci tichého výdechu (při uvolněných dýchacích svalech) se nazývá funkční reziduální kapacita plic. Je rovna součtu zbytkového objemu a exspiračního rezervního objemu (v použitém příkladu: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkční reziduální kapacita plic se blíží objemu alveolárního vzduchu před začátkem inspirace.

Ventilace je určena objemem vzduchu vdechovaného nebo vydechovaného za jednotku času. Obvykle se měří minutový objem dýchání. Ventilace plic závisí na hloubce a frekvenci dýchání, která se v klidu pohybuje od 12 do 18 dechů za minutu. Minutový objem dýchání se rovná součinu dechového objemu a dechové frekvence, tzn. cca 6-9l.

K posouzení plicních objemů se používá spirometrie - metoda pro studium funkce zevního dýchání, která zahrnuje měření objemových a rychlostních parametrů dýchání. Tuto studii doporučujeme každému, kdo se chce věnovat freedivingu vážně.

Vzduch se nachází nejen v alveolech, ale také v dýchacích cestách. Patří mezi ně nosní dutina (nebo ústa při ústním dýchání), nosohltan, hrtan, průdušnice a průdušky. Vzduch v dýchacích cestách (s výjimkou respiračních bronchiolů) se nepodílí na výměně plynů. Proto se nazývá lumen dýchacích cest anatomický mrtvý prostor. Při nádechu se poslední části atmosférického vzduchu dostávají do mrtvého prostoru a beze změny jeho složení jej při výdechu opouštějí.

Objem anatomického mrtvého prostoru je asi 150 ml nebo přibližně 1/3 dechového objemu při klidném dýchání. Tito. z 500 ml vdechovaného vzduchu se do alveol dostane jen asi 350 ml. Na konci klidného výdechu je v alveolech asi 2500 ml vzduchu, takže při každém tichém nádechu se obnoví pouze 1/7 alveolárního vzduchu.

• < Zpět

Kontrakce dýchacích svalů hrudníku a bránice při nádechu způsobí zvětšení objemu plic a při jejich relaxaci při výdechu se plíce zhroutí do původního objemu. Objem plic se při nádechu i výdechu pasivně mění, protože plíce díky své vysoké elasticitě a roztažnosti sledují změny objemu hrudní dutiny způsobené kontrakcemi dýchacích svalů.

Tuto polohu ilustruje následující model pasivního zvětšení objemu plic (obr. 10.3). V tomto modelu lze plíce považovat za elastický balónek umístěný uvnitř nádoby vyrobené z pevných stěn a pružné membrány. Prostor mezi elastickým balónkem a stěnami nádoby je utěsněn. Tento model umožňuje měnit tlak uvnitř nádoby pohybem pružné membrány dolů. Jak se objem nádoby zvětšuje, což je způsobeno pohybem pružné membrány směrem dolů, tlak uvnitř nádoby, tj. vně nádoby, je nižší než atmosférický tlak v souladu se zákonem o ideálním plynu. Balónek se nafoukne, protože tlak v něm (atmosférický) je vyšší než tlak v nádobě kolem balónku.
Při aplikaci na lidské plíce, které zcela vyplňují objem hrudní dutiny, je jejich povrch a vnitřní povrch hrudní dutiny pokryt pleurální membránou. Pleurální membrána na povrchu plic (viscerální pleura) není fyzicky v kontaktu s pleurální membránou pokrývající hrudní stěnu (parietální pleura), protože mezi těmito membránami je pleurální prostor (synonymum - intrapleurální prostor), vyplněný tenká vrstva tekutiny - pleurální tekutina. Tato tekutina zvlhčuje povrch plicních laloků a podporuje jejich vzájemné klouzání během nafukování plic a také usnadňuje tření mezi parietální a viscerální vrstvou pleury. Tekutina je nestlačitelná a její objem se s klesajícím tlakem v pleurální dutině nezvětšuje. Proto vysoce elastické

Rýže. 10.4. Tlak v alveolech a intrapleurální tlak během fáze nádechu a výdechu dýchacího cyklu.
Při absenci proudění vzduchu v dýchacích cestách se tlak v nich rovná atmosférickému tlaku (A) a elastický tah plic vytváří v alveolech tlak E. Za těchto podmínek je hodnota intrapleurálního tlaku rovna rozdíl A - E. Při nádechu kontrakce bránice zvyšuje velikost podtlaku v pleurálních prostorových dutinách až -10 cm aq. Art., která pomáhá překonat odpor proudění vzduchu v dýchacím traktu a vzduch se z vnějšího prostředí přesouvá do alveol. Velikost intrapleurálního tlaku je určena rozdílem tlaků A - R - E. Při výdechu se bránice uvolní a intrapleurální tlak se stane méně negativním vzhledem k atmosférickému tlaku (-5 cm vodního sloupce). Alveoly díky své elasticitě zmenšují svůj průměr, zvyšuje se v nich tlak E. Tlakový gradient mezi alveoly a zevním prostředím podporuje odvod vzduchu z alveol přes dýchací cesty do vnějšího prostředí. Hodnota intrapleurálního tlaku je určena součtem A + R mínus tlak uvnitř alveol, tj. A + R - E. A - atmosférický tlak, E - tlak v alveolech vznikající v důsledku elastické trakce plic, R - tlak k překonání odporu proudění vzduchu v dýchacím traktu, P - intrapleurální tlak.

plíce přesně opakují změnu objemu hrudní dutiny při nádechu. Průdušky, cévy, nervy a lymfatické cévy tvoří kořen plic, pomocí kterých jsou plíce fixovány v mediastinu. Mechanické vlastnosti těchto tkání určují hlavní stupeň síly, kterou musí dýchací svaly vyvinout během kontrakce, aby způsobily zvětšení objemu plic. Za normálních podmínek vytváří elastická trakce plic zanedbatelné množství podtlaku v tenké vrstvě tekutiny v intrapleurálním prostoru vzhledem k atmosférickému tlaku. Negativní intrapleurální tlak se pohybuje podle fází dýchacího cyklu od -5 (výdech) do -10 cm aq. Umění. (inhalace) pod atmosférickým tlakem (obr. 10.4). Negativní intrapleurální tlak může způsobit zmenšení (kolaps) objemu hrudní dutiny, proti čemuž působí hrudní tkáň svou extrémně tuhou strukturou. Bránice je ve srovnání s hrudníkem elastičtější a její kopule se zvedá pod vlivem tlakového gradientu existujícího mezi pleurální a břišní dutinou.
Ve stavu, kdy se plíce neroztahují ani nekolabují (pauza po nádechu, resp. výdechu), neproudí dýchacím ústrojím žádný vzduch a tlak v alveolech se rovná atmosférickému tlaku. V tomto případě gradient mezi atmosférickým a intrapleurálním tlakem přesně vyrovná tlak vyvíjený elastickou trakcí plic (viz obr. 10.4). Za těchto podmínek je hodnota intrapleurálního tlaku rovna

rozdíl mezi tlakem v dýchacích cestách a tlakem vyvinutým elastickým tahem plic. Čím více jsou tedy plíce nataženy, tím silnější bude elastická trakce plic a tím negativnější bude hodnota intrapleurálního tlaku vůči atmosférickému tlaku. K tomu dochází při nádechu, kdy se bránice pohybuje dolů a elastická trakce plic působí proti nafouknutí plic a intrapleurální tlak se stává zápornějším. Během inhalace tento podtlak tlačí vzduch dýchacími cestami směrem k alveolům, čímž překonává odpor dýchacích cest. Díky tomu se do alveol dostává vzduch z vnějšího prostředí.
Při výdechu se bránice uvolní a intrapleurální tlak bude méně negativní. Za těchto podmínek se alveoly díky vysoké elasticitě svých stěn začnou zmenšovat a vytlačovat vzduch z plic přes dýchací cesty. Odpor dýchacích cest vůči proudění vzduchu udržuje přetlak v alveolech a zabraňuje jejich rychlému kolapsu. V klidném stavu při výdechu je tedy proudění vzduchu v dýchacím traktu dáno pouze elastickým tahem plic.
Pneumotorax. Pokud vzduch vstoupí do intrapleurálního prostoru, například otvorem rány, plíce se zhroutí, hrudník se mírně zvětší a bránice se posune dolů, jakmile se intrapleurální tlak vyrovná atmosférickému tlaku. Tento stav se nazývá pneumotorax, kdy plíce ztrácejí schopnost sledovat změny objemu hrudní dutiny při dýchacích pohybech. Navíc při nádechu vzduch vstupuje do hrudní dutiny otvorem rány a vystupuje při výdechu, aniž by se při dýchacích pohybech měnil objem plic, což znemožňuje výměnu plynů mezi vnějším prostředím a tělem. Objemy vzduchu v plicích během fází dýchacího cyklu
Proces zevního dýchání je způsoben změnami objemu vzduchu v plicích během nádechové a výdechové fáze dýchacího cyklu. Při klidném dýchání je poměr trvání nádechu k výdechu v dechovém cyklu v průměru 1:1,3. Vnější dýchání člověka je charakterizováno frekvencí a hloubkou dýchacích pohybů. Lidská dechová frekvence se měří počtem dechových cyklů během 1 minuty a její hodnota v klidu u dospělého se pohybuje od 12 do 20 za 1 minutu. Tento ukazatel vnějšího dýchání se zvyšuje s fyzickou prací, zvyšující se teplotou okolí a také se mění s věkem. Například u novorozenců je dechová frekvence 60-70 za 1 minutu a u lidí ve věku 25-30 let - v průměru 16 za 1 minutu. Hloubka dýchání je určena objemem vzduchu vdechovaného a vydechovaného během jednoho dýchacího cyklu. Součin frekvence dýchacích pohybů a jejich hloubky charakterizuje hlavní hodnotu zevního dýchání – ventilaci plic. Kvantitativním měřítkem plicní ventilace je minutový objem dýchání – to je objem vzduchu, který člověk vdechne a vydechne za 1 minutu. Minutový objem dýchání člověka v klidu se pohybuje mezi 6-8 litry. Při fyzické práci se může minutový dechový objem člověka zvýšit 7-10krát.
Objemy vzduchu v plicích. V respirační fyziologii byla přijata jednotná nomenklatura plicních objemů u lidí, které plíce plní během
klidné a hluboké dýchání během nádechových a výdechových fází dechového cyklu (obr. 10.5). Plicní objem, který člověk vdechne nebo vydechne během tichého dýchání, se nazývá dechový objem. Jeho hodnota při klidném dýchání je v průměru 500 ml. Maximální množství vzduchu, které může člověk vdechnout nad dechový objem, se nazývá inspirační rezervní objem (průměrně 3000 ml). Maximální množství vzduchu, které může člověk po klidném výdechu vydechnout, se nazývá exspirační rezervní objem (v průměru 1100 ml). Nakonec množství vzduchu, které zůstane v plicích po maximálním výdechu, se nazývá zbytkový objem, jeho hodnota je přibližně 1200 ml.
Součet dvou nebo více plicních objemů se nazývá plicní kapacita. Objem vzduchu v plicích člověka je charakterizován inspirační plicní kapacitou, vitální plicní kapacitou a funkční zbytkovou plicní kapacitou. Inspirační kapacita (3500 ml) je součtem dechového objemu a inspiračního rezervního objemu. Vitální kapacita plic (4600 ml) zahrnuje dechový objem a rezervní objemy nádechu a výdechu. Funkční reziduální kapacita (1600 ml) je součtem exspiračního rezervního objemu a reziduálního plicního objemu. Součet vitální kapacity plic a zbytkového objemu se nazývá celková kapacita plic, jejíž průměrná hodnota u člověka je 5700 ml.
Při nádechu začnou plíce člověka v důsledku stahu bránice a zevních mezižeberních svalů zvětšovat svůj objem od úrovně funkční zbytkové kapacity a jejich hodnota při klidném dýchání je dechový objem a při hlubokém dýchání dosahuje různých hodnot. inspiračního rezervního objemu. Při výdechu se objem plic vrací na původní úroveň funkční reziduální kapacity pasivně, vlivem elastického tahu plic. Pokud objem vydechovaného vzduchu začíná zahrnovat vzduch z funkční zbytkové kapacity, ke kterému dochází při hlubokém dýchání, stejně jako při kašli nebo kýchání, pak se výdech provádí v důsledku kontrakce svalů břišní stěny. V tomto případě je hodnota intrapleurálního tlaku zpravidla vyšší než atmosférický tlak, který určuje nejvyšší rychlost proudění vzduchu v dýchacím traktu.

Ventilace je nepřetržitý, řízený proces aktualizace složení plynu ve vzduchu obsaženém v plicích. Větrání plic je zajištěno přiváděním atmosférického vzduchu bohatého na kyslík do plic a odvodem plynu obsahujícího přebytečný oxid uhličitý při výdechu.

Plicní ventilace je charakterizována minutovým objemem dýchání. V klidu dospělý vdechne a vydechne 500 ml vzduchu frekvencí 16-20x za minutu (minuta 8-10l), novorozenec dýchá častěji - 60x, 5leté dítě - 25x za minutu minuta. Objem dýchacích cest (kde nedochází k výměně plynů) je 140 ml, tzv. škodlivý vzduch; tak se do alveol dostane 360 ​​ml. Nečasté a hluboké dýchání snižuje objem škodlivého prostoru a je mnohem účinnější.

Statické objemy zahrnují veličiny, které se měří po dokončení dechového manévru bez omezení rychlosti (času) jeho provedení.

Statické indikátory zahrnují čtyři primární plicní objemy: - dechový objem (VT - VT);

Inspirační rezervní objem (IRV);

Expirační rezervní objem (ERV);

Zbytkový objem (RO - RV).

A také kontejnery:

Vitální kapacita plic (VC - VC);

Inspirační kapacita (Evd - IC);

Funkční zbytková kapacita (FRC - FRC);

Celková kapacita plic (TLC).

Dynamické veličiny charakterizují objemovou rychlost proudění vzduchu. Jsou stanoveny s ohledem na čas strávený prováděním dechového manévru. Mezi dynamické indikátory patří:

Objem usilovného výdechu v první sekundě (FEV 1 – FEV 1);

Vynucená vitální kapacita (FVC - FVC);

Špičkový objemový (PEV) výdechový průtok (PEV) atd.

Objem a kapacita plic zdravého člověka je dána řadou faktorů:

1) výška, tělesná hmotnost, věk, rasa, konstituční charakteristiky osoby;

2) elastické vlastnosti plicní tkáně a dýchacího traktu;

3) kontraktilní charakteristiky nádechových a výdechových svalů.

Ke stanovení plicních objemů a kapacit se používají metody spirometrie, spirografie, pneumotachometrie a bodypletysmografie.

Pro srovnatelnost výsledků měření plicních objemů a kapacit je třeba získané údaje korelovat se standardními podmínkami: tělesná teplota 37 o C, atmosférický tlak 101 kPa (760 mmHg), relativní vlhkost 100 %.

Dechový objem

Dechový objem (TV) je objem vzduchu vdechovaného a vydechovaného při normálním dýchání, který se rovná v průměru 500 ml (s kolísáním od 300 do 900 ml).

Z toho asi 150 ml je objem vzduchu ve funkčním mrtvém prostoru (FSD) v hrtanu, průdušnici a průduškách, který se neúčastní výměny plynů. Funkční úlohou HFMP je, že se mísí s vdechovaným vzduchem, zvlhčuje jej a ohřívá.

Exspirační rezervní objem

Výdechový rezervní objem je objem vzduchu rovný 1500-2000 ml, který může člověk vydechnout, pokud po normálním výdechu maximálně vydechne.

Inspirační rezervní objem

Inspirační rezervní objem je objem vzduchu, který může člověk vdechnout, pokud se po normálním nádechu maximálně nadechne. Rovná se 1500 - 2000 ml.

Vitální kapacita plic

Vitální kapacita plic (VC) je maximální množství vzduchu vydechnutého po nejhlubším nádechu. Vitální vitální kapacita je jedním z hlavních ukazatelů stavu zevního dýchacího aparátu, široce využívaného v medicíně. Spolu se zbytkovým objemem, tzn. objem vzduchu zbývajícího v plicích po nejhlubším výdechu, vitální kapacita tvoří celkovou kapacitu plic (TLC).

Normálně je vitální kapacita asi 3/4 celkové kapacity plic a charakterizuje maximální objem, v rámci kterého může člověk změnit hloubku svého dýchání. Při klidném dýchání zdravý dospělý člověk využívá malou část vitální kapacity: vdechne a vydechne 300-500 ml vzduchu (tzv. dechový objem). V tomto případě je inspirační rezervní objem, tzn. množství vzduchu, které je člověk schopen dodatečně vdechnout po klidném nádechu, a rezervní objem výdechu, který se rovná objemu dodatečně vydechovaného vzduchu po klidném výdechu, je v průměru každý přibližně 1500 ml. Při fyzické aktivitě se dechový objem zvyšuje díky využití nádechových a výdechových rezerv.

Vitální kapacita je ukazatelem pohyblivosti plic a hrudníku. Navzdory názvu neodráží parametry dýchání v reálných („životních“) podmínkách, neboť ani při nejvyšších nárocích těla na dýchací ústrojí nedosahuje hloubka dýchání nikdy maximální možné hodnoty.

Z praktického hlediska je nevhodné stanovit „jediný“ standard pro vitální kapacitu plic, protože tato hodnota závisí na řadě faktorů, zejména na věku, pohlaví, tělesné velikosti a poloze a stupni fitness.

S věkem se vitální kapacita plic snižuje (zejména po 40 letech). To je způsobeno snížením elasticity plic a pohyblivosti hrudníku. Ženy mají v průměru o 25 % méně než muži.

Vztah k výšce lze vypočítat pomocí následující rovnice:

VC=2,5*výška (m)

Vitální kapacita závisí na poloze těla: ve svislé poloze je o něco větší než ve vodorovné.

To se vysvětluje tím, že ve vzpřímené poloze plíce obsahují méně krve. U trénovaných lidí (zejména plavců a veslařů) to může být až 8 litrů, protože sportovci mají vysoce vyvinuté pomocné dýchací svaly (pectoralis major a minor).

Zbytkový objem

Zbytkový objem (VR) je objem vzduchu, který zůstává v plicích po maximálním výdechu. Rovná se 1000 - 1500 ml.

Celková kapacita plic

Celková (maximální) kapacita plic (TLC) je součtem respiračních, rezervních (nádechových a výdechových) a reziduálních objemů a je 5000 - 6000 ml.

Studie dechových objemů je nezbytná pro posouzení kompenzace respiračního selhání zvýšením hloubky dýchání (nádech a výdech).

Vitální kapacita plic. Systematická tělesná výchova a sport přispívají k rozvoji dýchacích svalů a rozšíření hrudníku. Již 6-7 měsíců po začátku plavání nebo běhu se vitální kapacita plic mladých sportovců může zvýšit o 500 ccm. a více. Jeho pokles je známkou přepracování.

Vitální kapacita plic se měří speciálním přístrojem – spirometrem. K tomu nejprve uzavřete otvor ve vnitřním válci spirometru zátkou a jeho náústek vydezinfikujte alkoholem. Po hlubokém nádechu zhluboka vydechněte přes náustek. V tomto případě by vzduch neměl procházet přes náustek nebo nosem.

Měření se dvakrát opakuje a nejvyšší výsledek se zaznamená do deníku.

Vitální kapacita plic se u člověka pohybuje od 2,5 do 5 litrů, u některých sportovců dosahuje 5,5 litru i více. Vitální kapacita plic závisí na věku, pohlaví, fyzickém vývoji a dalších faktorech. Pokles o více než 300 ccm může znamenat přepracování.

Je velmi důležité naučit se plně a zhluboka dýchat a vyhýbat se jejich zadržování. Pokud je v klidu dechová frekvence obvykle 16-18 za minutu, pak při fyzické aktivitě, kdy tělo potřebuje více kyslíku, může tato frekvence dosáhnout 40 nebo vyšší. Pokud pociťujete časté mělké dýchání nebo dušnost, musíte přestat cvičit, poznamenejte si to do svého sebesledovacího deníku a poraďte se s lékařem.

Jedním z nejdůležitějších ukazatelů, na základě kterých lze rozpoznat tu či onu poruchu dýchacího systému, je objem plic neboli tzv. „pulmonální kapacita“. Plicní kapacita člověka se měří jako množství vzduchu, které může projít jeho plícemi během nádechu poté, co vydechl co nejhlouběji. U dospělých mužů obvykle dosahuje kolem 3-4 litrů, i když často může dosáhnout až 6 litrů.

Průměrná inhalace spotřebuje velmi malou část tohoto celkového množství vzduchu, pouze asi 500 ml. Množství vzduchu procházející dýchacím traktem při normálním dýchání se nazývá „dechový objem“ plic a nikdy se nerovná plné kapacitě plic.

Objem plic u různých lidí

Největší a nejmenší kapacity plic lidé s následujícími přirozenými nebo získanými vlastnostmi mají (největší - v levém sloupci, nejmenší - v pravém):

Kapacita lidských plic: tabulka

Čím vyšší je nadmořská výška, tím nižší je atmosférický tlak a tím obtížnější je pronikání kyslíku do lidské krve. V důsledku toho ve velké vzdálenosti od hladiny moře mohou plíce nést mnohem méně kyslíku než v malé vzdálenosti. Tkáně se tak přizpůsobují novým podmínkám a zvyšují svou vodivost kyslíku.

Jak vypočítat objem plic

Objem plic člověka lze vypočítat následujícími způsoby:

• spirometrie - měření různých ukazatelů kvality dýchání;
• spirografie - grafický záznam změn objemu plic;
• pneumografie - grafický záznam dýchání na základě změn obvodu hrudníku;
• pneumotachometrie - měření maximální rychlosti vzduchu;
• bronchografie - rentgenová diagnostika dýchacích cest pomocí kontrastu;
• bronchoskopie - speciální vyšetření průdušnice a průdušek pomocí bronchoskopu;
• radiografie - projekce vnitřního stavu dýchacího traktu na rentgenový film;
• ultrazvukové vyšetření - vyšetření stavu vnitřních orgánů pomocí ultrazvuku;
• Rentgenová počítačová tomografie;
• Magnetická rezonance;
• radionuklidové metody;
• metoda ředění plynu.

V jakých množstvích se měří objem plic?

Vitální kapacita plic

Abyste získali jeho hodnotu, musíte se co nejhlubší nadechnout a poté co nejhlubší vydechnout. Množství vzduchu, které vychází při výdechu, je životně důležitá kapacita. To znamená, že vitální kapacita je maximální množství vzduchu, které může projít dýchacím traktem člověka. Jak již bylo zmíněno dříve, vitální kapacita dýchacích cest je obvykle od 3 do 6 litrů. Pomocí pneumotachometrie, která se v medicíně aktivně využívá od nedávné doby, je možné stanovit FVC - nucenou vitální kapacitu plic.

Při stanovení vlastní hodnoty FVC se člověk nejprve stejně zhluboka nadechne a poté nasbíraný vzduch vydechne maximální možnou rychlostí vydechovaného proudu. Bude se jednat o takzvaný „nucený výdech“. Poté počítač sám analyzuje a vypočítá požadovanou hodnotu.

Dechový objem

Vzduch, který dokáže vstoupit i vystoupit z plic během normálního dýchání a v jednom dýchacím cyklu, se nazývá „dechový objem“ nebo jinak „hloubka dýchání“. V průměru je to 500 ml pro každého dospělého (obecné rozmezí je od 300 do 800 ml), pro dítě ve věku jednoho měsíce - 30 ml, jeden rok - 70 ml, deset let - 230 ml.

Normální hloubka (a frekvence) dýchání se nazývá eupnoe. Stává se, že hloubka dýchání člověka výrazně překračuje normu. Toto nadměrně hluboké dýchání se nazývá „hyperpnoe“. Stává se, že naopak nedosahuje normy. Tento typ dýchání se nazývá „oligopnea“. Od 8 do 20 nádechů/výdechů za minutu - to je normální dechová frekvence dospělého, 50 stejných cyklů - eupnoe měsíčního dítěte, 35 cyklů - eupnoe ročního dítěte , 20 - desetiletého dítěte.

Kromě toho je zde také:

• fyziologický mrtvý prostor - množství vzduchu v dýchacím traktu, které se nepodílí na výměně plynů (od 20 do 35% celkového objemu, překročení hodnoty s největší pravděpodobností naznačuje nějaký druh patologie);
• anatomický mrtvý prostor - objem vzduchu, který nepřesahuje úroveň respiračních bronchiolů (od 140 do 260 ml);
• inspirační rezervní objem - objem, který může člověk vdechnout s nejhlubší možnou inspirací (přibližně 2-3 litry);
• exspirační rezervní objem - objem, který může člověk vydechnout co nejhlubším výdechem (od 1 do 1,5 litru, ve stáří roste na 2,2 litru);
• funkční zbytková kapacita - vzduch, který se usazuje v dýchacích cestách po normálním výdechu člověka (výdech OOL + RO).

Video

Z tohoto videa se dozvíte, jaký je objem plic člověka.

Obsah tématu "Dýchání. Dýchací systém.":
1. Dýchání. Dýchací systém. Funkce dýchacího systému.
2. Vnější dýchání. Biomechanika dýchání. Proces dýchání. Biomechanika inspirace. Jak lidé dýchají?
3. Vydechněte. Biomechanismus výdechu. Proces výdechu. Jak dochází k výdechu?

5. Fáze dýchání. Objem plic (plíce). Dechová frekvence. Hloubka dýchání. Objemy vzduchu v plicích. Dechový objem. Rezerva, zbytkový objem. Kapacita plic.
6. Faktory ovlivňující objem plic během inspirační fáze. Roztažitelnost plic (plicní tkáň). Hystereze.
7. Alveoly. Povrchově aktivní látka. Povrchové napětí vrstvy tekutiny v alveolech. Laplaceův zákon.
8. Odpor dýchacích cest. Odpor plic. Proud vzduchu. Laminární proudění. Turbulentní proudění.
9. Vztah průtok-objem v plicích. Tlak v dýchacích cestách při výdechu.
10. Práce dýchacích svalů během dechového cyklu. Práce dýchacích svalů při hlubokém dýchání.

Kontrakce dýchacích svalů hrudníku a bránice při nádechu způsobuje zvýšení kapacity plic a když se při výdechu uvolní, plíce se zhroutí do původního objemu. Objem plic se při nádechu i výdechu pasivně mění, protože plíce díky své vysoké elasticitě a roztažnosti sledují změny objemu hrudní dutiny způsobené kontrakcemi dýchacích svalů. Tuto pozici ilustruje následující model pasivu zvýšení objemu plic(obr. 10.3). V tomto modelu lze plíce považovat za elastický balónek umístěný uvnitř nádoby vyrobené z pevných stěn a pružné membrány. Prostor mezi elastickým balónkem a stěnami nádoby je utěsněn. Tento model umožňuje měnit tlak uvnitř nádoby pohybem pružné membrány dolů. Jak se objem nádoby zvětšuje, což je způsobeno pohybem pružné membrány směrem dolů, tlak uvnitř nádoby, tj. vně nádoby, je nižší než atmosférický tlak v souladu se zákonem o ideálním plynu. Balónek se nafoukne, protože tlak v něm (atmosférický) je vyšší než tlak v nádobě kolem balónku.

Rýže. 10.3. Schéma modelu demonstrující pasivní nafukování plic při sestupu bránice. Když se membrána sníží, tlak vzduchu uvnitř nádoby klesne pod atmosférický tlak, což způsobí nafouknutí elastického balónku. P - atmosférický tlak.

Aplikováno na lidské plíce, které se zcela naplní objem hrudní dutiny, jejich povrch a vnitřní povrch hrudní dutiny jsou pokryty pleurální membránou. Pleurální membrána na povrchu plic (viscerální pleura) se fyzicky nedotýká pleurální membrány pokrývající hrudní stěnu (parietální pleura), protože existuje pleurální prostor(synonymum - intrapleurální prostor), naplněné tenkou vrstvou tekutiny – pleurální tekutinou. Tato tekutina zvlhčuje povrch plicních laloků a podporuje jejich vzájemné klouzání během nafukování plic a také usnadňuje tření mezi parietální a viscerální vrstvou pleury. Kapalina je nestlačitelná a její objem se s klesajícím tlakem nezvyšuje pleurální dutina. Vysoce elastické plíce tedy přesně opakují změnu objemu hrudní dutiny při nádechu. Průdušky, cévy, nervy a lymfatické cévy tvoří kořen plic, pomocí kterých jsou plíce fixovány v mediastinu. Mechanické vlastnosti těchto tkání určují hlavní stupeň síly, kterou musí dýchací svaly vyvinout při kontrakci, aby mohly způsobit zvýšení kapacity plic. Za normálních podmínek vytváří elastická trakce plic zanedbatelné množství podtlaku v tenké vrstvě tekutiny v intrapleurálním prostoru vzhledem k atmosférickému tlaku. Negativní intrapleurální tlak se pohybuje podle fází dýchacího cyklu od -5 (výdech) do -10 cm aq. Umění. (inhalace) pod atmosférickým tlakem (obr. 10.4). Negativní intrapleurální tlak může způsobit zmenšení (kolaps) objemu hrudní dutiny, proti čemuž působí hrudní tkáň svou extrémně tuhou strukturou. Bránice je ve srovnání s hrudníkem elastičtější a její kopule se zvedá pod vlivem tlakového gradientu existujícího mezi pleurální a břišní dutinou.

Ve stavu, kdy se plíce neroztahují ani nekolabují (pauza po nádechu, resp. výdechu), neproudí dýchacím ústrojím žádný vzduch a tlak v alveolech se rovná atmosférickému tlaku. V tomto případě gradient mezi atmosférickým a intrapleurálním tlakem přesně vyrovná tlak vyvíjený elastickou trakcí plic (viz obr. 10.4). Za těchto podmínek je hodnota intrapleurálního tlaku rovna rozdílu mezi tlakem v dýchacím traktu a tlakem vyvinutým elastickým tahem plic. Čím více jsou tedy plíce nataženy, tím silnější bude elastická trakce plic a tím negativnější bude hodnota intrapleurálního tlaku vůči atmosférickému tlaku. K tomu dochází při nádechu, kdy se bránice pohybuje dolů a elastická trakce plic působí proti nafouknutí plic a intrapleurální tlak se stává zápornějším. Během inhalace tento podtlak tlačí vzduch dýchacími cestami směrem k alveolům, čímž překonává odpor dýchacích cest. Díky tomu se do alveol dostává vzduch z vnějšího prostředí.

Rýže. 10.4. Tlak v alveolech a intrapleurální tlak během inspirační a exspirační fáze respiračního cyklu. Při absenci proudění vzduchu v dýchacích cestách se tlak v nich rovná atmosférickému tlaku (A) a elastický tah plic vytváří v alveolech tlak E. Za těchto podmínek je hodnota intrapleurálního tlaku rovna rozdíl A - E. Při nádechu kontrakce bránice zvyšuje velikost podtlaku v pleurálních prostorových dutinách až -10 cm aq. Art., která pomáhá překonat odpor proudění vzduchu v dýchacím traktu a vzduch se z vnějšího prostředí přesouvá do alveol. Velikost intrapleurálního tlaku je určena rozdílem tlaků A - R - E. Při výdechu se bránice uvolní a intrapleurální tlak se stane méně negativním vzhledem k atmosférickému tlaku (-5 cm vodního sloupce). Alveoly díky své elasticitě zmenšují svůj průměr, zvyšuje se v nich tlak E. Tlakový gradient mezi alveoly a zevním prostředím podporuje odvod vzduchu z alveol přes dýchací cesty do vnějšího prostředí. Hodnota intrapleurálního tlaku je určena součtem A + R mínus tlak uvnitř alveol, tj. A + R - E. A - atmosférický tlak, E - tlak v alveolech vznikající v důsledku elastické trakce plic, R - tlak zajišťující překonání odporu proudění vzduchu v dýchacích cestách, P - intrapleurální tlak.

Při výdechu se bránice uvolní a intrapleurální tlak bude méně negativní. Za těchto podmínek se alveoly díky vysoké elasticitě svých stěn začnou zmenšovat a vytlačovat vzduch z plic přes dýchací cesty. Odpor dýchacích cest vůči proudění vzduchu udržuje přetlak v alveolech a zabraňuje jejich rychlému kolapsu. V klidném stavu při výdechu je tedy proudění vzduchu v dýchacím traktu dáno pouze elastickým tahem plic.

Pneumotorax. Pokud vzduch vstoupí do intrapleurálního prostoru, například otvorem rány, plíce se zhroutí, hrudník se mírně zvětší a bránice se posune dolů, jakmile se intrapleurální tlak vyrovná atmosférickému tlaku. Tento stav se nazývá pneumotorax, při kterém plíce ztrácejí schopnost sledovat změny objem hrudní dutiny při dýchacích pohybech. Navíc při nádechu vzduch vstupuje do hrudní dutiny otvorem rány a vystupuje při výdechu, aniž by se při dýchacích pohybech měnil objem plic, což znemožňuje výměnu plynů mezi vnějším prostředím a tělem.