Основні положення. Спірометрія – метод визначення життєвої емкості легенів і об’ємів повітря, що її складають

Спірометрія – метод визначення життєвої емкості легенів і об’ємів повітря, що її складають. Ці показники залежать від віку, зросту, статі, фізичного розвитку людини та інших факторів.

Дихальний об’єм (ДО) – об’єм повітря, що його людина вдихає і видихає у спокійному стані.

Резервний об’єм вдиху (РОВД. – максимальний об’єм повітря, яке можна вдихнути додатково після спокійного вдиху.

Резервний об’єм видиху (РОВиД. – максимальний об’єм повітря, яке можна видихнути додатково після спокійного видиху.

Життєва ємність легенів (ЖЄЛ) — максимальний об'єм повітря, яке можна видихнути після максимального вдиху.

ЖЄЛ=ДО+РОВд+РОВид.

Залишковий об'єм (ЗО) — об'єм повітря в легенях, після максимального видиху. Залишковим об'ємом вважають 1000 мл.

Функціональна залишкова ємність (ФЗЄ) — об'єм повітря в легенях, що залишається після спокійного видиху. Вона дорівнює сумі залишкового і резервного об'ємів.

ФЗЄ = ЗО+РОВид.

Загальна ємність легенів (ЗЄЛ) — об'єм повітря в легенях після максимального вдиху. Визначається сумою величин ЖЄЛ і ЗО. ЗЄЛ=ЖЄЛ+ЗО.

Хвилинний об'єм дихання (ХОД. — об'єм повітря, яке проходить через легені за 1 хв. Його розраховують, підсумовуючи дихальні об'єми (ДО) за 1 хв спокійного дихання, або спрощено:

ХОДмл/хв = ЧД∙ДО,

де ЧД — число дихальних рухів за 1 хв (частота дихання), ДО — дихальний об'єм, мл.

Величина ХОД залежить від ряду факторів: фізичного навантаження, вмісту СО₂, недостачі О₂ у повітрі, що вдихується. Збільшення легеневої вентиляції спостерігається при підвищеній потребі організму в кисні і може відбуватися шляхом поглиблення дихання та збільшення його частоти.

Максимальна вентиляція легенів (МВЛ)—об'єм повітря, яке може пройти через дихальну систему протягом 1 хв при максимально інтенсивному диханні. Досліджуваний повинен дихати якомога глибше і частіше. МВЛ визначають, підсумовуючи об'єми всіх дихальних рухів при форсуванні дихання за 15 хв і потім перераховуючи на 1 хв.

Величина МВЛ показник від індивідуальних властивостей досліджуваного.

Людина може довільно регулювати частоту і глибину дихання, здійснювати затримку дихання. Однак затримка дихання не може бути занадто довгою. тому що в крові людини, що затримала дихання, накопичується вуглекислий газ, а коли його концентрація досягає надпорогового рівня, збуджується дихальний центр і дихання поновлюється незалежно від волі людини. Так як збудливість дихального центру у різних людей різна, то і тривалість довільної затримки дихання виявляється у них різною.

Час затримки дихання можна збільшити, якщо провести гіпервентиляцію легень (декілька частих та глибоких вдихів та видихів протягом 20-30 с). Під час гіпервентиляції вуглекислий газ “вимивається” із крові та час його накопичення до рівня, що збуджує дихальний центр, збільшується. Це і дозволяє після гіпервентиляції легень здійснювати затримку дихання на значно більший час.

При наявності газоаналізатора, що служить для визначення вмісту кисню та вуглекислого газу в повітрі, що вдихується, можна переконатися в тому, що при гіпервентиляції та затримці дихання в повітрі, що вдихується, значно змінюється вміст вуглекислого газу і майже не змінюється вміст кисню. Отже, гуморальним фактором, що збуджує дихальний центр та впливає на тривалість затримки дихання, є вуглекислий газ.

Матеріали та обладнання: спірометр, секундомір, спирт, вата.

Рисунок. Схематичне зображення об’ємів легень і ємності легень.

РОвд – резервний об’єм вдиху; ДО – дихальний об’єм; РОвид – резервний об’єм видиху; ОО - залишковий об’єм; Євд – ємність вдиху; ФОЄ – функціональна залишкова ємність; ЖЄЛ – життєва ємність легень; ОЄЛ – загальна ємність легень.

ХІД РОБОТИ

Дослід № 1. Визначення основних показників функціонування дихальної системи.

Для визначення показників дихальної системи використовують спірометр, мундштук якого протирають змоченою спиртом ватою. Для визначення дихального об’єму (ДО) досліджуваний в стані спокою вдихує і видихує повітря в спірометр. Точність буде вище, якщо вимірювання зробити кілька разів і обчислити середню величину. При багаторазових вимірюваннях необхідно щоразу встановлювати вимірювальну шкалу спірометра у вихідне положення, для чого її повертають на нульову позначку і сполучають із стрілкою.

Життєву ємність легень визначають так: досліджуваний після максимального вдиху робить максимальний видих у спірометр. По шкалі спірометра визначають ЖЄЛ. ЖЄЛ визначають у сидячому положенні досліджуваного, а також після фізичного навантаження. Зазначають різницю в результатах.

Для визначення резервного об'єму видиху досліджуваний після чергового спокійного видиху робить максимальний видих у спірометр. По шкалі визначають резервний об'єм видиху. Повторюють кілька разів і обчислюють середню величину.

Резервний об'єм вдиху можна обчислити або виміряти спірометром. При обчисленні необхідно від величини ЖЄЛ відняти суму дихального об'єму і резервного об'єму видиху. При вимірюванні резервного об'єму вдиху спірометром у нього набирають певний об'єм повітря, і досліджуваний після спокійного вдиху робить максимальний вдих із спірометра. Різниця між первинним об'ємом повітря у спірометрі і тим, який лишився після глибокого вдиху, відповідає резервному об'єму вдиху.

Для визначення залишкового об'єму повітря поки що не існує прямих методів, тому використовують непрямі. Вони ґрунтуються на різних принципах. Використовують, наприклад, плетизмографію, оксигемометрію і вимірювання концентрації індикаторних газів (гелій, азот). Вважають, що в нормі залишковий об'єм становить 25 % від величини ЖЄЛ (1000 мл).

Для визначення ХОД необхідно порахувати число дихальних рухів за хвилину.

Дослід № 2. Вплив гіпо- та гіпервентиляції на затримку дихання.

В експерименті приймає участь вся група. За командою експериментатора зробіть вдих (не дуже глибокий) та затримайте дихання. Експериментатор за секундною стрілкою годинника відраховує час кожні 10 с та голосно його повідомляє аудиторії. За цим часом кожен студент повинен визначити свій особистий час затримки дихання. Зафіксуйте його.

Після того як у всіх відтворилось дихання, зробіть гіпервентиляцію легень, для чого зробіть 20 глибоких та швидких вдихів та видихів. Кількість вдихів та видихів дозується особисто. Треба мати на увазі, що при гіпервентиляції, коли із легень видаляється значна кількість вуглекислого газу, може настати слабке запаморочення, а іноді - і втрата свідомості. Тому в залежності від самовідчуття гіпервентиляцію можна припинити раніше.

Після гіпервентиляції легень знову визначте час затримки дихання. Він збільшиться. Отримані дані запишіть в таблицю.