Исследование и оценка функционального состояния системы органов дыхания. Функциональные пробы системы внешнего дыхания Функциональное состояние системы внешнего дыхания спортсменов

СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
Рубрика (тематическая категория)	Спорт

В условиях спортивной деятельности к аппарату внешнего дыхания предъявляются чрезвычайно высокие требования, реализация которых обеспечивает эффективное функционирование всей кардио-респираторной системы. Несмотря на то что внешнее дыхание не является главным лимитирующим звеном в комплексе систем, транспортирующих Ог, оно является ведущим в формировании крайне важно го кислородного режима организма.

Функциональное состояние системы внешнего дыхания оценивается как по данным общеклинического обследования, так и путем использования инструментальных медицинских методик. Обычное клиническое исследование спортсмена (данные анамнеза, пальпации, перкуссии и аускультации) позволяет врачу в подавляющем большинстве случаев решить вопрос об отсутствии или наличии патологического процесса в легких. Естественно, что только вполне здоровые легкие подвергаются углубленному функциональному исследованию, целью которого является диагностика функциональной готовности спортсмена.

При анализе системы внешнего дыхания целесообразно рассматривать несколько аспектов: работу аппарата͵ обеспечивающего дыхательные движения, легочную вентиляцию и ее эффективность, а также газообмен.

Под влиянием систематической спортивной деятельности увели чивается сила мускулатуры, осуществляющей дыхательные движения (диафрагмы, межреберных мышц), благодаря чему происходит крайне важно е для занятий спортом усиление дыхательных движений и, как следствие, увеличение вентиляции легких.

Сила дыхательной мускулатуры измеряется с помощью пнев-мотонометрии, пневмотахометрии и других косвенных методов. Пневмотонометр измеряет то давление, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ развивается в легких при натуживании или при напряженном вдохе. ʼʼСилаʼʼ выдоха (80-200 мм рт. ст.) намного превосходит ʼʼсилуʼʼ вдоха (50- 70 мм рт. ст.).

Пневмотахометр измеряет объёмную скорость потока воздуха в воздухоносных путях при форсированном вдохе и выдохе, выражаемую в л/мин. По данным пневмотахометрии судят о мощности вдоха и выдоха. У здоровых нетренированных людей отношение мощности вдоха к мощности выдоха близко к единице. У больных людей это соотношение всегда меньше единицы. У спортсменов же, напротив - мощность вдоха превышает (иногда существенно) мощность выдоха; соотношение мощность вдоха: мощность выдоха достигает 1,2-1,4. Относительное увеличение мощности вдоха у спортсменов чрезвычайно важно, так как углубление дыхания идет в основном за счёт использования резервного объёма вдоха. Это особенно ярко проявляется в плавании: как известно, вдох у пловца чрезвычайно кратковременен, в то время как выдох, выполняющийся в воду, значительно продолжительнее.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это та часть общей емкости легких, о которой судят по максимальному объёму воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ подразделяется на 3 фракции: резервный объём выдоха, дыхательный объём, резервный объём вдоха. Она определяется с помощью водяного или сухого спирометра. При определении ЖЕЛ крайне важно учитывать позу испытуемого: при вертикальном положении тела величина этого показателя наибольшая.

ЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания (вот почему ее не следует рассматривать в разделе физического развития). Ее величины зависят как от размеров легких, так и от силы дыхательной мускулатуры. Индивидуальные значения ЖЕЛ оцениваются путем составления полученных при исследовании величин с должными. Предложен ряд формул, с помощью которых можно рассчитывать должные величины ЖЕЛ. Οʜᴎ в какой-либо степени базируются на антропометрических данных и на возрасте испытуемых.

В спортивной медицине для определения должной величины ЖЕЛ целесообразно пользоваться формулами Болдуина, Курнана и Ричардса. Эти формулы связывают должную величину ЖЕЛ с ростом человека, его возрастом и полом. Формулы имеют следующий вид:

ЖЕЛ муж. = (27,63 -0,122 X В) X L

ЖЕЛ жен. = (21,78 - 0,101 X В) X L, где В - возраст в годах; L - длина тела в см.

В нормальных условиях ЖЕЛ не бывает менее 90% от должной ее величины; у спортсменов она чаще всего больше 100% (табл. 12).

У спортсменов величина ЖЕЛ колеблется в чрезвычайно широких пределах - от 3 до 8 л. Описаны случаи увеличения ЖЕЛ у мужчин до 8,7 л, у женщин - до 5,3 л (В. В. Михайлов).

Наибольшие величины ЖЕЛ наблюдаются у спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость и обладающих самой высокой кардио-респираторной производительностью. Из сказанного, естественно, не следует, что изменение ЖЕЛ должна быть использовано для предсказания транспортных возможностей всей кардио-респираторной системы. Дело в том, что развитие аппарата внешнего дыхания должна быть изолированным, при этом остальные звенья кардио-респираторной системы, и в частности сердечнососудистой системы, ограничивают транспорт кислорода.

Таблица 12. Некоторые показатели внешнего дыхания у спортсменов различных специализаций (средние данные по А. В. Чаговадзе)

Данные о величине ЖЕЛ могут иметь определенное практическое значение для тренера, так как максимальный дыхательный объём, который обычно достигается при предельных физических нагрузках, равен примерно 50% от ЖЕЛ (а у пловцов и гребцов до 60-80%, по В. В. Михайлову). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, зная величину ЖЕЛ, можно предсказать максимальную величину дыхательного объёма и таким образом судить о степени эффективности легочной вентиляции при максимальном режиме физической нагрузки.

Совершенно очевидно, что чем больше максимальная величина дыхательного объёма, тем экономичнее использование кислорода организмом. И наоборот, чем меньше дыхательный объём, тем выше частота дыханий (при прочих равных условиях) и, следовательно, большая часть потребленного организмом кислорода будет расходоваться на обеспечение работы самой дыхательной мускулатуры.

Б. Е. Вотчал впервые обратил внимание на то, что при определении ЖЕЛ важная роль принадлежит скорости выдоха. В случае если производить выдох с чрезвычайно большой скоростью, то такая форсированная ЖЕЛ. меньше определенной обычным способом. Впоследствии Тиффно использовал спирографическую технику и начал рассчитывать форсированную ЖЕЛ по тому максимальному объёму воздуха, который можно выдохнуть за 1 с (рис. 25).

Определение форсированной ЖЕЛ имеет чрезвычайно большое значение для спортивной практики. Это объясняется тем, что, несмотря на укорочение длительности дыхательного цикла при мышечной работе, дыхательный объём должен быть увеличен в 4-6 раз по сравнению с данными покоя. Соотношение форсированной ЖЕЛ и ЖЕЛ у спортсменов часто достигает высоких величин, (см. табл. 12).

Легочная вентиляция (VE) является важнейшим показателем функционального состояния системы внешнего дыхания. Она характеризует собой объём воздуха, выдыхаемого из легких в течение 1 мин. Как известно, при вдохе не весь воздух поступает в легкие. Часть его остается в дыхательных путях (трахее, бронхах) и не имеет контакта с кровью, а в связи с этим не принимает непосредственного участия в газообмене. Это воздух анатомического мертвого пространства, объём которого составляет 140-180 см3 Вместе с тем, не весь воздух, поступающий в альвеолы, участвует в газообмене с кровью, так как кровоснабжение некоторых альвеол, даже у вполне здоровых людей, должна быть ухудшенным или отсутствовать вообще. Этот воздух определяет объём так называемого альвеолярного мертвого пространства, величина которого в покое невелика. Суммарный объём анатомического и альвеолярного мертвого пространства составляет объём дыхательного или, как его еще называют, физиологического мертвого пространства. У спортсменов он составляет обычно 215-225 см3. Дыхательное мертвое пространство иногда неверно обозначают ʼʼвреднымʼʼ пространством. Дело в том, что оно крайне важно (совместно с верхними дыхательными путями) для полного увлажнения вдыхаемого воздуха и нагревания его до температуры тела.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, определенная часть вдыхаемого воздуха (в покое примерно 30%) не участвует в газообмене, и лишь 70% его достигает альвеол и принимает непосредственное участие в газообмене с кровью. При физической нагрузке эффективность легочной вентиляции закономерно повышается: объём эффективной альвеолярной вентиляции достигает 85% от общей легочной вентиляции.

Легочная вентиляция равна произведению дыхательного объёма (Vt) на частоту дыханий в 1 мин (/). Обе эти величины бывают рассчитаны по спирограмме (см. рис. 25). На этой кривой регистрируются изменения объёма каждого дыхательного движения. В случае если прибор оттарирован, то амплитуда каждой волны спирограммы, соответствующей дыхательному объёму, должна быть выражена в см3 или в мл. Зная скорость движения лентопротяжного механизма, по спирограмме можно легко подсчитать частоту дыханий.

Легочная вентиляция определяется и более простыми способами. Один из них, применяемый весьма широко в медицинской практике при исследовании спортсменов не только в покое, но и при физической нагрузке, состоит по сути в том, что испытуемый дышит через специальную маску или загубник в мешок Дугласа. Объем воздуха, наполнивший мешок, определяют, пропуская его через ʼʼгазовые часыʼʼ. Полученные данные делят на время, в течение которого выдыхаемый воздух собирался в мешок Дугласа.

Легочная вентиляция выражается в л/мин в системе BTPS. Это означает, что объём воздуха приводится к условиям температуры 37°, полному насыщению водяными парами и окружающему атмосферному давлению.

У спортсменов в условиях покоя легочная вентиляция либо соответствует нормальным стандартам (5-12 л/мин), либо несколько превосходит их (18 л/мин и более). Важно отметить, что легочная вентиляция увеличивается обычно за счёт углубления дыхания, а не за счёт его учащения. Благодаря этому не происходит избыточного расхода энергии на работу дыхательной мускулатуры. При максимальной мышечной работе легочная вентиляция может достигать значительных величин: описан случай, когда она равнялась 220 л/мин (Новакки). При этом чаще всего легочная вентиляция достигает в этих условиях 60-120 л/мин BTPS. Более высокая Ve резко увеличивает запрос на снабжение дыхательной мускулатуры кислородом (до 1-4 л/мин).

Дыхательный объём у спортсменов весьма часто оказывается увеличенным. Он может достигать 1000-1300 мл. Наряду с этим у спортсменов бывают и совершенно нормальные величины дыхательного объёма - 400-700 мл.

Механизмы увеличения дыхательного объёма у спортсменов не вполне ясны. Этот факт должна быть объяснен и повышением общей емкости легких, благодаря чему в легкие попадает большее количество воздуха. В тех случаях, когда у спортсменов регистрируется крайне низкая частота дыханий, увеличение дыхательного объёма носит компенсаторный характер.

При физической нагрузке дыхательный объём отчетливо растет лишь при относительно небольших ее мощностях. При околопредельных и предельных мощностях он практически стабилизируется, достигая 3-3,5 л/мин. Это легко обеспечивается у спортсменов с большой ЖЕЛ. В случае если ЖЕЛ невелика и составляет 3-4 л, то такой дыхательный объём должна быть достигнут только путем использования энергии так называемых дополнительных мышц. У спортсменов с фиксированной частотой дыханий (к примеру, у гребцов) дыхательный объём может достигать колоссальных величин - 4,5- 5,5 л. Естественно, что это возможно лишь при условии, что ЖЕЛ достигает 6,5-7 л.

Частота дыханий у спортсменов в условиях покоя (отличных от условий основного обмена) колеблется в довольно широких пределах (нормальный диапазон колебаний этого показателя 10-16 движений в минуту). При физической нагрузке частота дыханий увеличивается пропорционально ее мощности, достигая 50-70 дыханий в минуту. При предельных режимах мышечной работы частота дыханий должна быть еще больше.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, легочная вентиляция при относительно легкой мышечной работе увеличивается за счёт увеличения как дыхательного объёма, так и частоты дыханий, а при напряженной мышечной работе - за счёт увеличения частоты дыханий.

Наряду с исследованием перечисленных показателей о функциональном состоянии системы внешнего дыхания можно судить на основании некоторых простых функциональных проб. В практике широко применяется проба, с помощью которой определяется максимальная вентиляция легких (МВЛ). Эта проба состоит в произвольном максимальном усилении дыхания в течение 15-20 с (см. рис. 25). Объем такой произвольной гипервентиляции в последующем приводится к 1 мин и выражается в л/мин. Величина МВЛ достигает 200-250 л/мин. Кратковременность этой пробы связана с быстрой утомляемостью дыхательных мышц и развитием гипокапнии. И все же эта проба дает определенное представление о возможности произвольно увеличить легочную вентиляцию (см. табл. 12). Сегодня о максимальной вентиляционной возможности легких судят по реальной величине легочной вентиляции, зарегистрированной при предельной работе (в условиях определения МПК).

Сложность анатомического строения легких обусловливает тот факт, что даже в совершенно нормальных условиях не все альвеолы вентилируются одинаково. По этой причине некоторая неравномерность вентиляции определяется и у вполне здоровых людей. Увеличение объёма легких у спортсменов, происходящее под влиянием спортивной тренировки, повышает вероятность возникновения неравномерности вентиляции. Для установления степени этой неравномерности применяется ряд сложных методов. Во врачебно-спортивной практике об этом феномене позволяет судить анализ капнограммы (рис. 26), которая регистрирует изменение концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Незначительная степень неравномерности легочной вентиляции характеризуется горизонтальным направлением альвеолярного плато (а-в на рис. 26). В случае если же плато нет, а кривая постепенно повышается по мере выдоха, то можно говорить о значительной неравномерности вентиляции легких. Рост напряжения CO2 во время выдоха указывает на то, что выдыхаемый воздух неодинаков по концентрации углекислоты, так как в его общий поток постепенно поступает воздух из плохо вентилируемых альвеол, где концентрация СО2 увеличена.

Обмен О2 и СО2 между легкими и кровью осуществляется через альвеоло-капиллярную мембрану. Она состоит из альвеолярной мембраны, межклеточной жидкости, содержащейся между альвеолой и капилляром, капиллярной мембраны, плазмы крови и стенки эритроцита. Эффективность переноса кислорода через такую аль-веоло-капиллярную мембрану характеризует состояние диффузионной способности легких, которая является количественной мерой переноса газа за единицу времени при данной разности его парциального давления по обе стороны мембраны.

Диффузионная способность легких определяется рядом факторов. Среди них важную роль играет поверхность диффузии. Речь идет о той поверхности, в которой происходит активный обмен газа между альвеолой и капилляром. Поверхность диффузии может уменьшаться как за счёт запустевания альвеол, так и за счёт числа действующих капилляров. Необходимо учитывать, что определенный объём крови из легочной артерии попадает в легочные вены по шунтам, минуя капиллярную сеть. Чем больше диффузионная поверхность, тем эффективнее осуществляется газообмен между легкими и кровью. При физической нагрузке, когда резко возрастает число активно функционирующих капилляров малого круга кровообращения, поверхность диффузии увеличивается, благодаря чему становится больше поток кислорода через альвеоло-капиллярную мембрану.

Другим фактором, определяющим легочную диффузию, является толщина альвеоло-капиллярной мембраны. Чем толще эта мембрана, тем ниже диффузионная способность легких, и наоборот. Недавно было показано, что под влиянием систематических физических нагрузок толщина альвеоло-капиллярной мембраны уменьшается, увеличивая тем самым диффузионную способность легких (Масорра).

В нормальных условиях диффузионная способность легких несколько превышает 15 мл О2 мин/мм рт. ст. При физической нагрузке она увеличивается более чем в 4 раза, достигая 65 мл О2 мин/мм рт. ст.

Интегральным показателем газообмена в легких, а равным образом и всей системы транспорта кислорода является максимальная аэробная мощность. Это понятие характеризует собой то предельное количество кислорода, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ должна быть использовано организмом в единицу времени. Важно заметить, что для суждения о величине максимальной аэробной мощности производят пробу с определением МПК (см. гл. V).

На рис. 27 показаны факторы, определяющие величину максимальной аэробной мощности. Непосредственными детерминантами МПК являются минутный объём кровотока и артериовенозная разница. Надо заметить, что оба эти детерминанта в соответствии с уравнением Фика находятся в реципрокных взаимоотношениях:

Vo2max = Q * AVD , где (по международной символике) Vo2max - МПК; Q - минутный объём кровотока; AVD - артериовенозная разница.

Иными словами, увеличение Q при данном Vo2max всегда сопровождается уменьшением AVD. В свою очередь, величина Q зависит от произведения ЧСС на ударный объём, а величина AVD - от разности содержания О2 в артериальной и венозной крови.

В таблице 13 показано, какие колоссальные изменения претерпевают кардио-респираторные показатели покоя, когда система транспорта О2 работает в предельном режиме.

Таблица 13. Показатели системы транспорта О2 в покое и при максимальной нагрузке (средние данные) у тренирующихся на выносливость

Максимальная аэробная мощность у спортсменов любых специализаций выше, чем у здоровых нетренированных людей (табл. 14). Это связано как со способностью кардио-респираторной системы к большему переносу кислорода, так и с большей потребностью в нем со стороны работающих мышц.

Таблица 14. Максимальная аэробная мощность у спортсменов и нетренированных (средние данные по Вилмору, 1984)

Вид спорта		Лужчины		Женщины
мпк	Возраст, лет	мпк	Возраст, лет
л/мин	мл/мин/кг		л/мнн	мл/мин/кг
Зег по пересеченной местности	5,10			3,64
Ориентирование	5,07			3,10
Бег на длинные дистанции	4,67			3,10
Велосипедный (шоссе)	5,13			3,13
Конькобежный	5,01			3,10
Гребля академическая	5,84			4,10
Горнолыжный	4,62			3,10
Гребля на байдарках и каноэ	4,67			3,52
Плавание	4,52			1,54
Борьба	4,49			2,54
Гандбол	4,78			-	-	-
Фигурное катание на коньках	3,49			2,38
Футбол	4,41			-	-	-
Хоккей с шайбой	4,63			-	-	-
Волейбол	4,78			-	-	-
Гимнастика	3,84			2,92
Баскетбол	4,44			2,92
Тяжелая атлетика	3,84			-	-	-
Л/а (ядро, диск)	4,84			-	-	-
Нетренированные	3,14			2,18

У здоровых нетренированных мужчин максимальная аэробная мощность равна примерно 3 л/мин, а у женщин - 2,0-2,2 л/мин. При пересчете на 1 кг веса у мужчин величина максимальной аэробной мощности составляет 40-45 мл/мин/кг, а у женщин - 35-40 мл/мин/кᴦ. У спортсменов максимальная аэробная мощность должна быть в 2 раза больше. В отдельных наблюдениях МПК у мужчин превышало 7,0 л/мин STPD (Новакки, Н. И. Волков).

Максимальная аэробная мощность весьма тесно связана с характером спортивной деятельности. Наиболее высокие величины максимальной аэробной мощности отмечаются у спортсменов, тренирующихся на выносливость (лыжников, бегунов на средние и длинные дистанции, велосипедистов и др.), - от 4,5 до 6,5 л/мин (при пересчете на 1 кг веса выше 65-75 мл/мин/кг). Наименьшие величины максимальной аэробной мощности отмечаются у представителей скоростно-силовых видов спорта (тяжелоатлетов, гимнастов, прыгунов в воду) - обычно меньше 4,0 л/мин (при пересчете на 1 кг веса менее 60 мл/мин/кг). Промежуточное положение занимают специализирующиеся в спортивных играх, борьбе, боксе, беге на короткие дистанции и др.

Максимальная аэробная мощность у женщин-спортсменок ниже, чем у мужчин (см. табл. 14). При этом закономерность, заключающаяся в том, что максимальная аэробная мощность особенно высока у тренирующихся на выносливость, сохраняется и у женщин.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, наиболее важной функциональной характеристикой кардио-респираторной системы у спортсменов является увеличение максимальной аэробной мощности.

Определенную роль в оптимизации внешнего дыхания играют верхние дыхательные пути. При умеренных нагрузках дыхание может осуществляться через носовую полость, имеющую ряд недыхательных функций. Так, носовая полость является мощным рецепторным полем, воздействующим на многие вегетативные функции, и в частности на сосудистую систему. Специфические структуры слизистой носовой полости осуществляют интенсивную очистку вдыхаемого воздуха от пылевых и других частиц и даже от газовых компонентов воздуха.

При выполнении большинства спортивных упражнений дыхание осуществляется через рот. При этом проходимость верхних дыхательных путей увеличивается, легочная вентиляция становится более эффективной.

Верхние дыхательные пути сравнительно часто становятся местом развития воспалительных заболеваний. Одной из причин этого является охлаждение, дыхание холодным воздухом. У спортсменов такие заболевания встречаются редко благодаря закалке, высокой резистентности физически развитого организма.

Острыми респираторными заболеваниями (ОРЗ), имеющими вирусную природу, спортсмены болеют почти в два раза реже, чем нетренированные люди. Несмотря на кажущуюся безобидность этих заболеваний, лечение их должно проводиться до полного выздоровления, так как у спортсменов отмечено частое возникновение осложнений. У спортсменов наблюдаются также воспалительные заболевания трахеи (трахеит) и бронхов (бронхит). Их развитие также связано с вдыханием холодного воздуха. Определенная роль принадлежит пылевой загрязненности воздуха из-за нарушений гигиенических требований к местам проведения тренировок и соревнований. При трахеите и бронхите ведущим симптомом является сухой, раздражающий кашель. Температура тела повышается. Эти заболевания часто сопутствуют ОРЗ.

Наиболее тяжелым заболеванием внешнего дыхания у спортсменов является воспаление легких (пневмония), при котором воспалительный процесс поражает альвеолы. Различают крупозную и очаговую пневмонии. Первая из них характеризуется слабостью, головной болью, повышением температуры до 40°С и выше, ознобом. Кашель вначале сухой, а затем он сопровождается отделением мокроты, которая приобретает ʼʼржавуюʼʼ окраску. Отмечается боль в грудной клетке. Заболевание лечат в условиях клинического стационара. При крупозной пневмонии поражена целая доля легкого. При очаговой пневмонии отмечается воспаление отдельных долек или групп долек легких. Клиническая картина очаговой пневмонии полиморфна. Лечение ее лучше вести в стационарных условиях. После полного выздоровления спортсмены должны долгое время находиться под наблюдением врача, так как течение пневмонии у них может проходить на фоне снижения иммуно-рези-стентности организма.

СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ" 2017, 2018.

Процесс газообмена, происходящий на участке легкие- кровь (так называемое внешнее дыхание), обеспечивается рядом физиологических механизмов: легочной вентиляцией, диффузией через альвеолярно- капиллярные мембраны, легочным кровотоком, нервной регуляцией и т.д. Эти процессы взаимосвязаны и взаимозависимы.

В норме адаптационные возможности аппарата внешнего дыхания очень велики: при физической нагрузке легочная вентиляция может увеличиваться более чем в 10 раз за счет увеличения глубины и частоты дахания, включения в газообмен дополнительных объемов. Этим обеспечивается поддержание нормального газового состава артериальной крови при физической нагрузке.

Различные нарушения внешнего дыхания приводят к возникновению газовых нарушений крови- артериальной гипоксемии и гперкапнии, возникающих вначале при физических нагрузках, а при прогрессировании заболевания- и в покое. Однако, благодаря включению компенсаторных механизмов у многих больных с выраженными диффузными поражениями легких, со значительной одышкой, далеко не всегда даже при физической нагрузке выявляются гипоксемия и гиперкапния. Поэтому, нарушение газового состава артериальной крови- явный, но не обязательный признак дыхательной недостаточности.

Дыхательной недостаточностью считается такое состояние, при котором нормальный газовый состав артериальной крови или не обеспечивается, или обеспечивается за счет ненормальной работы аппарата внешнего дыхания, приводящей к снижению функциональных возможностей организма.

При прогрессировании дыхательной недостаточности (ДН), при снижении компенсаторных возможностей наступают артериальная гипоксемия и гиперкапния. На этом основано деление ДН на стадии и формы: 1 стадия- вентиляционные нарушения, когда выявляются изменения вентиляции без изменений газового состава артериальной крови; 2 стадия- нарушения газового состава артериальной крови, когда наряду с вентиляционными нарушениями наблюдаются гипоксемия и гиперкапния, нарушения кислотно-щелочного равновесия.

По тяжести ДН принято делить на степени. В нашей стране широко принята классификация А.Г.Дембо, по которой степень ДН определяется по выраженности одышки - это субъективное ощущение неудовлетворенности дыханием, дискомфорта в дыхании.

степень- одышка возникает при повышенной физической нагрузке, которую ранее больной переносил хорошо;
степень- одышка при обычных для данного больного физических нагрузках;
степень- одышка возникает при малых физических нагрузках или в покое.

В патогенезе ДН имеет значение несколько факторов.

Неравномерное распределение воздуха в легких. Оно наблюдается при обструктивных процессах (в большей мере) и при ограничительных процессах. Рефлекторное уменьшение кровоснабжения плохо аэрируемых участков и гипервентиляция- компенсаторные механизмы, обеспечивающие на определенном этапе нормальную артериализацию крови.
Общая гиповентиляция (снижение напряжения кислорода и увеличение напряжения углекислоты в альвеолярном воздухе). Возникает вследствие влияния экстрапульмональных факторов (угнетение дыхательного центра, снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и т.д.). Общая гиповентиляция наблюдается также при снижении альвеолярной вентиляции, когда увеличение минутной вентиляции неадекватно увеличению мертвого пространства, при несоответствии минутной вентиляции и потребности тканей в кислороде (слишком большая работа дыхания).
Нарушение соотношения вентиляция/кровоток (сосудистое “короткое замыкание”). Наблюдается при первичных поражениях сосудов малого круга кровообращения, а также в тех случаях, когда из вентиляции полностью выключаются отдельные участки легких. Для того, чтобы в этом случае не возникла гипоксемия, необходимо полное прекращение кровоснабжения выключенных из аэрации участков. Сосудистое “короткое замыкание” возникает при ателектазах, пневмониях и т.д.
Нарушение диффузии. Возникает как вследствие нарушение проницаемости альвеолярно-капиллярных мембран (фиброз, кардиальный застой), так и в результате укорочения времени контакта альвеолярного газа с протекающей кровью. Эти факторы могут взаимно компенсироваться, что имеет место при недостаточности кровообращения (утолщение мембран и замедление кровотока).

Понятие дыхательной недостаточности отражает нарушение аппарата внешнего дыхания. В основном функция аппарата внешнего дыхания определяется состоянием легочной вентиляции, легочного газообмена и газовым составом крови. Имеются 3 группы методов исследования:

Методы исследования легочной вентиляции
Методы исследования легочного газообмена
Методы исследования газового состава крови

I Методы исследования легочной вентиляции

В течение последних 20-30 лет уделяется большое внимание изучению функции легких у больных с легочной патологией. Предложено большое число физиологических проб, позволяющих качественно или количественно определить состояние функции аппарата внешнего дыхания. Благодаря сложившейся системе функциональных исследований имеется возможность выявить наличие и степень ДН при различных патологических состояниях, выяснить механизм нарушения дыхания. Функциональные легочные пробы позволяют определить величину легочных резервов и компенсаторные возможности органов дыхания. Функциональные исследования могут быть использованы для количественного определения изменений, наступающих под влиянием различных лечебных воздействий (хирургические вмешательства, лечебное применение кислорода, бронхорасширяющих средств, антибиотиков и т.д.), а следовательно, и для объективной оценки эффективности этих мероприятий.

Большое место функциональные исследования занимают в практике врачебно-трудовой экспертизы для определения степени потери трудоспособности.

Общие данные о легочных объемах

Грудная клетка, определяющая границы возможного расширения легких, может находиться в четырех основных положениях, которые и определяют основные объемы воздуха в легких.

В период спокойного дыхания глубина дыхания определяется объемом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при нормальном вдохе и выдохе называется дыхательным объемом (ДО) (в норме 400-600 мл; т.е. 18% ЖЕЛ).
При максимальном вдохе в легкие вводится дополнительный объем воздуха - резервный аобъем вдоха (РОВд), а при максимально возможном выдохе определяется резервный объем выдоха (РОВыд).
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)- тот воздух, который человек в состоянии выдохнуть после максимального вдоха.
ЖЕЛ= РОВд + ДО + РОВыд
После максимального выдоха в дегких остается определенное количество воздуха - остаточный объем легких (ООЛ).
Общая емкость легких (ОЕЛ) включает ЖЕЛ и ООЛ т.е. является максимальной емкостью легких.
ООЛ + РОВыд = функциональная остаточная емкость (ФОЕ), т.е. это объем, который занимают легкие в конце спокойного выдоха. Именно эта емкость включает в значительной части альвеолярный воздух, слстав которого определяет газообмен с кровью легочных капилляров.

Для правильной оценки фактических показателей, получаемых при обследовании, для сравнения используют должные величины, т.е. теоретически рассчитанные индивидуальные нормы. При расчете должных показателей учитывают пол, рост, вес, возраст. При оценке обычно вычисляют процентное (%) отношение фактически полученной величины к должной

Надо учесть, что объем газа зависит от атмосферного давления, температуры Среды и насыщения водяными парами. Поэтому в измеренные легочные объемы вносят поправку на барометрическое давление, температуру и влажность в момент проведенного исследования. В настоящее время, большинство исследователей считают, что показатели, отражающие объемные величины газа, необходимо приводить к температуре тела (37 С), при полном насыщении водяными парами. Это состояние называется BTPS (по-русски - ТТНД - температура тела, атмосферное давление, насыщение водяными парами).

При изучении газообмена полученные объемы газа приводят к так называемым стандартным условиям (STPD) т.е. к температуре 0 С, давлению 760 мм рт ст и сухому газу (по-русски - СТДС - стандартная температура, атмосферное давление и сухой газ).

При массовых обследованиях нередко используют усредненный поправочный коэффициент, который для средней полосы РФ в системе STPD принимают равным 0.9, в системе BTPS - 1.1. Для более точных исследований используют специальные таблицы.

Все легочные объемы и емкости имеют определенное физиологическое значение. Объем легких в конце спокойного выдоха определяется соотношением двух противоположно направленных сил - эластической тяги легочной ткани, направленной внутрь (к центру) и стремящейся уменьшить объем, и эластической силы грудной клетки, направленной при спокойном дыхании преимущественно в противоположном направлении - от центра кнаружи. Количество воздуха зависит от многих причин. Прежде всего имеет значение состояние самой легочной ткани, ее эластичность, степень кровенаполнения и др. Однако, существенную роль при этом играет объем грудной клетки, подвижность ребер, состояние дыхательных мышц, в том числе диафрагмы, которая является одной из основных мышц, осуществляющих вдох.

На величины легочных объемов влияют положение тела, степень утомления дыхательных мышц, возбудимость дыхательного центра и состояние нервной системы.

Спирография - это метод оценки легочной вентиляции с графической регистрацией дыхательных движений, выражающий изменения объема легких в координатах времени. Метод сравнительно прост, доступен, малообременителен и высокоинформативен.

Основные расчетные показатели, определяемые по спирограммам

1. Частота и ритм дыхания.

Количество дыханий в норме в покое колеблется в пределах от 10 до 18-20 в минуту. По спирограмме спокойного дыхания при быстром движении бумаги можно определить длительность фазы вдоха и выдоха и их соотношение друг к другу. В норме соотношение вдоха и выдоха равно 1: 1, 1: 1.2; на спирографах и других аппаратах за счет большого сопротивления в период выдоха это отношение может достигать 1: 1.3-1.4. Увеличение продолжительности выдоха нарастает при нарушениях бронхиальной проходимости и может быть использовано при комплексной оценке функции внешнего дыхания. При оценке спирограммы в отдельных случаях имеют значение ритм дыхания и его нарушения. Стойкие аритмии дыхания обычно свидетельствуют о нарушениях функции дыхательного центра.

2. Минутный объем дыхания (МОД).

МОД называется количество вентилируемого воздуха в легких в 1 мин. Эта величина является мерой легочной вентиляции. Оценка ее должна проводиться с обязательным учетом глубины и частоты дыхания, а также в сравнении с минутным объемом О 2 . Хотя МОД не является абсолютным показателем эффективности альвеолярной вентиляции (т.е. показателем эффективности циркуляции между наружным и альвеолярным воздухом), диагностическое значение этой величины подчеркивается рядом исследователей (А.Г.Дембо, Комро и др.).

МОД = ДО х ЧД, где ЧД - частота дыхательных движений в 1 мин

ДО - дыхательный объем

МОД под воздействием различных влияний может увеличиваться или уменьшаться. Увеличение МОД обычно появляется при ДН. Его величина зависит также от ухудшения использования вентилируемого воздуха, от затруднений нормальной вентиляции, от нарушения процессов диффузии газов (их прохождение через мемраны в легочной ткани) и др. Увеличение МОД наблюдается при повышении обменных процессов (тиреотоксикоз), при некоторых поражениях ЦНС. Уменьшение МОД отмечается у тяжелых больных при резко выраженной легочной или сердечной недостаточности, при угнетении дыхательного центра.

3. Минутное поглощение кислорода (МПО 2).

Строго говоря, это показательгазообмена, но его измерение и оценка тесно связаны с исследованием МОД. По специальным методикам производят расчет МПО 2 . Исходя из этого, вычисляют коэффициент использования кислорода (КИО 2) - это количество миллилитров кислорода, поглощаемого из 1 литра вентилируемого воздуха.

КИО 2 = МПО 2 в мл

В норме КИО 2 в среднем составляет 40 мл (от 30 до 50 мл). Уменьшение КИО 2 менее 30 мл указывает на снижение эффективности вентиляции. Однако надо помнить, что при тяжелых степенях недостаточности функции внешнего дыхания МОД начинает уменьшаться, т.к. компенсаторные возможности начинают истощаться, а газообмен в покое продолжает обеспечиваться за счет включения добавочных механизмов кровообращения (полицитемия) и др. Поэтому оценку показателей КИО 2 , так же как и МОД, надо обязательно сопоставить с клиническим течением основного заболевания.

4. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

ЖЕЛ- объем газа, который можно выдохнуть при максимальном усилии после максимально глубокого вдоха. На величину ЖЕЛ оказывает влияние положение тела, поэтому в настоящее время общепринятым является определение этого показателя в положении больного сидя.

Исследование должно проводиться в условиях покоя, т.е. через 1.5 -2 часа после необильного приема пищи и через 10-20 мин отдыха. Для определения ЖЕЛ используются различные варианты водяных и сухих спирометров, газовые счетчики и спирографы.

При записи на спирографе ЖЕЛ определяется количеством воздуха с момента наиболее глубокого вдоха до конца самого сильного выдоха. Пробу повторяют трижды с промежутками для отдыха, в расчет берут наибольшую величину.

ЖЕЛ, помимо обычной методики, можно записывать двухмоментно, т.е. после спокойного выдоха обследуемому предлагают сделать максимально глубокий вдох и возвратиться к уровню спокойного дыхания, а затем, насколько возможно, сильно выдохнуть.

Для правильной оценки фактически полученной ЖЕЛ используют расчет должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ). Наибольшее распространение получил расчет по формуле Антони:

ДЖЕЛ = ДОО х 2.6 для мужчин

ДЖЕЛ = ДОО х 2.4 для женщин, где ДОО - должный основной обмен, определяется по специальным таблицам.

При использовании данной формулы нужно помнить, что величины ДОО определяются в условиях STPD.

Получила признание формула, предложенная Боулдин и др.:

27.63 - (0.112 х возраст в годах) х рост в см (для мужчин)

21.78 - (0.101 х возраст в годах) х рост в см (для женщин)

Всероссийский научно-исследовательский институт пульмонологии предлагает ДЖЕЛ в литрах в системе BTPS рассчитывать по следующим формулам:

0.052 х рост в см - 0.029 х возраст - 3.2 (для мужчин)

0.049 х рост в см - 0.019 х возраст - 3.9 (для женщин)

При расчете ДЖЕЛ нашли свое применение номограммы и расчетные таблицы.

Оценка полученных данных:

1. Данные, отклоняющиеся от должной величины более чем на 12% у мужчин и - 15% у женщин, следует считать сниженными: в норме такие величины имеют место лишь у 10% практически здоровых лиц. Не имея право считать такие показатели заведомо патологическими, надо оценивать функциональное состояние дыхательного аппарата как сниженное.

2. Данные отклоняющиеся от должных величин на 25% у мужчин и на 30% у женщин следует рассматривать как очень низкие и считать явным признаком выраженного снижения функции, ибо в норме такие отклонения имеют место лишь у 2% населения.

К снижению ЖЕЛ приводят патологические состояния, препятствующие максимальному расправления легких (плеврит, пневмоторакс и т.д.), изменения самой ткани легкого (пневмония, абсцесс легкого, туберкулезный процесс) и причины, не связанные с легочной патологией (ограничение подвижности диафрагмы, асцит и др.). Вышеуказанные процессы являются изменениями функции внешнего дыхания по рестриктивному типу. Степень данных нарушений можно выразить формулой:

ЖЕЛ х 100 %

100 - 120 % - нормальные показатели

100- 70 % - рестриктивные нарушения умеренной выраженности

70- 50 % - рестриктивные нарушения значительной выраженности

менее 50 % - резко выраженные нарушения обструктивного типа

Помимо механических факторов, определяющих снижение снижение ЖЕЛ, определенное значение имеет функциональное состояние нервной системы, общее состояние больного. Выраженное снижение ЖЕЛ наблюдается при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и обусловлено в значительной мере застоем в малом круге кровообращения.

5. Фосированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)

Для определения ФЖЕЛ используются спирографы с большими скоростями протяжки (от 10 до 50-60 мм/с). Предварительно проводят исследование и запись ЖЕЛ. После кратковременного отдыха испытуемый делает максимально глубокий вдох, на несколько секунд задерживает дыхание и с предельной быстротой производит максимальный выдох (форсированный выдох).

Существуют различные способы оценки ФЖЕЛ. Однако наибольшее признание у нас получило определение односекундной, двух- и трехсекундной емкости, т.е. расчет объема воздуха за 1, 2, 3 секунды. Чаще используется односекундная проба.

В норме длительность выдоха составляет у здоровых людей от 2.5 до 4 сек., несколько затягивается лишь у пожилых людей.

По данным ряда исследователей (Б.С.Агов, Г.П.Хлопова и др.) ценные данные дает не только анализ количественных показателей, но и качественная характеристика спирограммы. Различные участки кривой форсированного выдоха имеют различное диагностическое значение. Начальная часть кривой характеризует сопротивление крупных бронхов, на долю которых приходится 80% общего бронхиального сопротивления. Конечная часть кривой, которая отражает состояние мелких бронхов, не имеет, к сожалению, точного количественного выражения из-за плохой воспризводимости, но относится к важным описательным признакам спирограммы. В последние годы разработаны и внедрены в практику приборы “ пик-флуориметры”, позволяющие точнее характеризовать состояние дистального отдела бронхиального дерева. отличаясь небольшими размерами они позволяют выполнять мониторирование степени бронхообструкции больными бронхиальной астомой, своевременно использовать лекарственные препараты, до появления субъективных симптомов брохоспазма.

Здоровый человек выдыхает за 1 сек. примерно 83% своей жизненной емкости легких, за 2 сек.- 94%, за 3 сек.- 97%. Выдыхание за первую секунду менее 70% всегда указывает на патологию.

Признаки дыхательной недостаточности обструктивного типа:

до 70% - норма

65-50% - умеренная

50-40% - значительная

менее 40% - резкая

6. Максимальная вентиляция легких (МВЛ).

В литературе этот показатель встречается под различными названиями: предел дыхания (Ю.Н.Штейнград, Книппинт и др.), предел вентиляции (М.И.Аничков, Л.М.Тушинская и др.).

В практической работе чаще используется определение МВЛ по спирограмме. Наибольшее распространение получил метод определения МВЛ путем произвольного форсированного (глубокого) дыхания с максимально доступной частотой. При спирографическом исследовании запись начинают со спокойного дыхания (до установления уровня). Затем испытуемому предлагают в течение 10-15 сек дышать в аппарат с максимальной возможной быстротой и глубиной.

Величина МВЛ у здоровых зависит от роста, возраста и пола. На нее оказывают влияние род занятий, тренированность и общее состояние испытуемого. МВЛ в значительной степени зависит от волевого усилия испытуемого. Поэтому в целях стандартизации некоторые исследователи рекомендуют выполнять МВЛ с глубиной дыхания от 1/3 до 1/2 ЖЕЛ с частотой дыхания не менее 30 в мин.

Средние цифры МВЛ у здоровых составляют 80-120 литров в минуту (т.е. это то наибольшее количество воздуха, которое может быть провентилировано через легкие при максимально глубоком и предельно частом дыхании в одну минуту). МВЛ изменяется как при обсируктивных процессах так и при рестрикции, степень нарушения можно рассчитать по формуле:

МВЛ х 100 % 120-80 % - нормальные показатели

ДМВЛ 80-50% - умеренные нарушения

50-35% - значительные

менее 35% - резко выраженные нарушения

Предложены различные формулы определения должной МВЛ (ДМВЛ). Наибольшее распространение получило определение ДМВЛ, в основе которого положена формула Пибоды, но с увеличением предложенной им 1/3 ДЖЕЛ до 1/2 ДЖЕЛ (А.Г.Дембо).

Таким образом, ДМВЛ = 1/2 ДЖЕЛ х 35, где 35 - частота дыхания в 1 мин.

ДМВЛ может быть расчитана исходя из площади поверхности тела (S) с учетом возраста (Ю.И.Мухарлямов, А.И.Агранович).

Возраст (лет)	Формула расчета
	ДМВЛ = S х 60
	ДМВЛ = S х 55
	ДМВЛ = S х 50
	ДМВЛ = S х 40
60 и свыше	ДМВЛ = S х 35

Для расчета ДМВЛ удовлетворительной является формула Гаубаца:

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 22 для лиц до 45 лет

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 17 для лиц старше 45 лет

7. Остаточный объем (ООЛ) и функциональная остаточная емкость легких (ФОЕ).

ООЛ - это единственный показатель, который не может быть исследовани методом прямой спирографии; для его определения используются добавочные специальные газоаналитические приборы (ПООЛ -1, азотограф). Используя этот метод получают величину ФОЕ, а используя ЖЕЛ и РОВыд., рассчитывают ООЛ, ОЕЛ и ООЛ/ОЕЛ.

ООЛ = ФОЕ - РОВыд

ДОЕЛ = ДЖЕЛ х 1.32, где ДОЕЛ - должная общая емкость легких.

Значение ФОЕ и ООЛ очень велико. При увеличении ООЛ нарушается равномерное смешивание вдыхаемого воздуха, уменьшается эффективность вентиляции. ООЛ увеличивается при эмфиземе легких, бронхиальной астме.

ФОЕ и ООЛ уменьшаются при пневмосклерозе, плеврите, пневмонии.

Границы нормы и градации отклонения от нормы показателей дыхания

Показатели	Условная норма	Степени изменения
		умеренная	значительная
ЖЕЛ, % должной
МВЛ, % должной
ОФВ1/ЖЕЛ, %
ОЕЛ, % должной
ООЛ, % должной
ООЛ/ОЕЛ, %

Выделяют три основных типа вентиляционных нарушений: обструктивные, рестриктивные и смешанные.

Обструктивные вентиляционные нарушения возникают вследствие:

сужения просвета мелких бронхов, особенно бронхиол за счет спазма (бронхиальная астма; астматический бронхит);
сужения просвета за счет утолщения стенок бронхов (воспалительный, аллергический, бактериальный отек, отек при гиперемии, сердечной недостаточности);
наличия на покрове бронхов вязкой слизи при увеличении ее секреции бокаловидными клетками бронхиального эпителия, или слизисто-гнойной мокроты
сужения вследствие рубцовой деформации бронха;
развития эндобронхиальной опухоли (злокачественной, доброкачественной);
сдавления бронхов извне;
наличия бронхиолитов.

Рестриктивные вентиляционные нарушения имеют следующий причины:

1фиброз легких (интерстициальный фиброз, склеродермия, бериллиоз, пневмокониозы и т.д.);
большие плевральные и плевродиафрагмальные сращения;
экссудативный плеврит, гидроторакс;
пневмоторакс;
обширные воспаления альвеол;
большие опухоли паренхимы легкого;
хирургическое удаление части легкого.

Клинические и функциональные признаки обструкции:

Ранняя жалоба на одышку при ранее допустимой нагрузке или во время “прстуды”.
Кашель, чаще со скудным отделением мокроты, вызывающий после себя на некоторое время ощущение тяжелого дыхания (вместо облегчения дыхания после обычного кашля с отделением мокроты).
Перкуторный звук не изменен или вначале приобретает тимпанический оттенок над задне-боковыми отделами легких (повышение воздушности легких).
Аускультация: сухие свистящие хрипы. Последние, по Б.Е.Вотчалу, следует активно выявлять при форсированном выдохе. Аускультация хрипов при форсированном выдохе ценна в плане суждения о распространении нарушения бронхиальной проходимости по легочным полям. Дыхательные шумы изменяются в следующей полседовательности: везикулярное дыхание - жесткое везикулярное - жесткое неопределенное (заглушает хрипы) - ослабленное жесткое дыхание.
Более поздними признаками являются удлинение фазы выдоха, участие в дыхании вспомогательной мускулатуры; втяжение межреберных промежутков, опущение нижней границы легких, ограничение подвижности нижнего края легких, появление коробочного перкуторного звука и расширение зоны его распространения.
Снижение форсированных легочных проб (индекса Тиффно и максимальной вентиляции).

В терапии обструктивной недостаточности ведущее место занимают препараты бронходилатирующего ряда.

Клинические и функциональные признаки рестрикции.

Одышка при физической нагрузке.
Учащенное неглубокое дыхание (короткое - быстрый вдох и быстрый выдох, называемый феноменом “ захлапывающейся двери”).
Экскурсия грудной клетки ограничена.
Перкуторный звук укороченный с тимпаническим оттенком.
Нижняя граница легких стоит выше обычного.
Подвижность нижнего края легких ограничена.
Дыхание ослабленное везикулярное, хрипы трескучие или влажные.
Уменьшение жизненной емкости легких (ЖЕЛ), общей емкости легких (ОЕЛ), снижение дыхательного объема (ДО) и эффективной альвеолярной вентиляции.
Часто имеются нарушения равномерности распределения вентиляционно-перфузионных соотношений в легких и диффузные нарушения.

Раздельная спирография

Раздельная спирография или бронхоспирография позволяет определить функцию каждого легкого, а следовательно, резервные и компенсаторные возможности каждого из них.

С помощью двухпросветной трубки, вводимой в трахею и бронхи, и снабженной раздувными манжетами для обтурации просвета между трубкой и слизистой бронха, имеется возможность получить воздух из каждого легкого и записать с помощью спирографа кривые дыхания правого и левого легкого раздельно.

Проведение раздельной спирографии показано для определения функциональных показателей у больных, подлежащих хирургическим вмешательствам на легких.

Несомненно, что более четкое представление о нарушении бронхиальной проходимости дает запись кривых скорости воздушного потока при форсированном выдохе (пик-флуориметрия).

Пневмотахометрия- является методом определения скорости движения и мощности струи воздуха при форсированном вдохе и выдохе с помощью пневмотахометра. Испытуемый после отдыха, сидя, делает максимально быстро глубокий выдох в трубку (при этом нос отключен при помощи носового зажима). Данный метод, главным образом, используется для подбора и оценки эффективности действия бронходилататоров.

Средние величины для мужчин - 4.0-7.0 л/л

для женщин - 3.0-5.0 л/с

При пробах с введением бронхоспазмолитических средств можно отдифференцировать ьронхоспазм от органических поражений бронхов. Мощность выдоха уменьшается не только при бронхоспазме, но также, хотя и в меньшей степени, у больных со слабостью дыхательной мускулатуры и с резкой ригидностью грудной клетки.

Общая плетизмография (ОПГ) - это метод прямого измерения величины бронхиального сопротивления R при спокойном дыхании. Метод основан на синхронном измерении скорости воздушного потока (пневмотахограммы) и колебаний давления в герметичной кабине, куда помещается больной. Давление в кабине изменяется синхронно колебаниям альвеолярного давления, о котором судят по коэффициенту пропорциональности между объемом кабины и объемом газа в легких. Плетизмографически лучше выявляются небольшие степени сужения бронхиального дерева.

Оксигемометрия - это бнскровное определение степени насыщения кислородом артериальной крови. Эти показания оксигемометра можно зарегистрировать на движущейся бумаге в виде кривой - оксигемограммы. В основе действия оксигемометра лежит принцип фотометрического определения спектральных особенностей гемоглобина. Большинство оксигемометров и оксигемографов не определяют абсолютной величины насыщения артериальной крови кислородом, а дают возможность только следить за изменениями насыщения крови кислородом. В практических целях оксигемометрия применяется для функциональной диагностики и оценки эффективности лечения. В целях диагностики оксигемометрия применяется для оценки состояния функции внешнего дыхания и кровообращения. Так, степень гипоксемии определяется с помощью различных функциональных проб. К ним относятся - переключение дыхания больного с воздуха на дыхание чистым кислородом и, наоборот, проба с задержкой дыхания на вдохе и на выдохе, проба с физической дозированной нагрузкой и др.

2. Диагностика функциональных нарушений системы внешнего дыхания

Внешнее, или лёгочное, дыхание является одним из структурных компонентов системы дыхания, обеспечивающей поступление в организм из внешней среды кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление избытка образовавшегося углекислого газа из организма во внешнюю среду. Система внешнего дыхания осуществляет газообмен между воздухом и кровью благодаря интеграции функциональных компонентов, включающих: 1. воздухоносные пути и альвеолярные газообменивающие структуры; 2. костно-мышечный каркас грудной клетки, дыхательную мускулатуру и плевру; 3. малый круг кровообращения; 4. нейро-гуморальный аппарат регуляции. Эти структуры обеспечивают нормальную артериализацию крови и адаптацию организма к физической нагрузке и различным патологическим состояниям с помощью трёх процессов: 1. постоянной вентиляции альвеолярных пространств для поддержания нормального газового состава альвеолярного воздуха; 2.диффузии газов через альвеоло-капиллярную мембрану; 3. непрерывного лёгочного кровотока, соответствующего уровню вентиляции. Вентиляция, диффузия и лёгочный кровоток являются последовательными звеньями в цепи переноса газов в системе внешнего дыхания, одновременно представляя собой три неразрывно связанных механизма системы, обеспечивающих её работу и достижение конечного результата.

Нарушения функционального состояния системы внешнего дыхания являются частыми патофизиологическими изменениями не только у пациентов, страдающих заболеваниями лёгких и дыхательных путей, но и при патологии малого круга кровообращения, костно-мышечных структур грудной клетки, центральной нервной системы. Результатом нарушения деятельности внешнего дыхания является развитие дыхательной недостаточности. Существуют различные подходы к определению понятия “дыхательная недостаточность”. Она может трактоваться как состояние, при котором система внешнего дыхания не в состоянии обеспечить нормальный газовый состав артериальной крови, либо как состояние, при котором поддержание адекватного газового состава артериальной крови достигается за счёт напряжения компенсаторных механизмов, приводящего к снижению функциональных возможностей организма.

Причины развития дыхательной недостаточности.

1.Поражение бронхов, вследствие бронхоспазма, отёка слизистой оболочки,

гиперкрини и дискринии, снижения тонуса крупных бронхов,

2. Поражение альвеолярно-респираторных структур лёгких: инфильтрация,

деструкция, фиброзирование лёгочной ткани, ателектаз, пороки развития легких, последствия хирургических вмешательств на них и др.

3. Поражение костно-мышечного каркаса грудной клетки, дыхательной мус-кулатуры и плевры: выраженные деформации грудной клетки и кифосколиоз,

нарушение подвижности рёбер, ограничение подвижности диафрагмы, плевральные сращения, дегенеративно-дистрофические изменения дыхательной мускулатуры и др.

4. Патологические изменения в малом круге кровообращения: застой крови в сосудах, спазм артериол, редукция сосудистого русла.

5. Нарушения регуляции внешнего дыхания вследствие угнетения центральной нервной системы различной этиологии или нарушения местных регуляторных механизмов.

Вышеуказанные патологические процессы часто приводят к развитию сходных клинических симптомов, например, одышки, однако причины этих симптомов могут быть совершенно разными. Проводимые в клинической практике функциональные исследования помогают выяснить эти причины и провести дифференциацию имеющихся нарушений.

Цели и задачи функциональных исследований:

Диагностика и дифференциальная диагностика заболеваний лёгких и бронхов;

Выбор препаратов для проведения патогенетического и симптоматического лечения;

Контроль за эффективностью проводимого лечения;

Мониторирование показателей для оценки течения болезни;

Определение степени и формы дыхательной недостаточности;

Определение функциональных резервов для оценки трудоспособности;

Оценка риска при планировании операции;

Выявление заболеваний органов дыхания среди населения.

Различные методы функционального исследования дают представлениие о состоянии вентиляции, диффузии газов в лёгких, вентиляционно-перфузионных соотношениях и ряде других параметров. При соответствующем оснащении лаборатории функциональной диагностики эти исследования не представляют существенной методической сложности. В клинической практике чаще всего приходится ограничиваться изучением вентиляции, что обусловлено доступностью аппаратуры для проведения этого исследования в большинстве лечебных учреждений.

Наиболее распространёнными методами обследования для изучения вентиляционных параметров являются спирометрия, спирография, пневмотахография, пикфлоуметрия и общая плетизмография. С помощью этих исследований измеряется ряд статических и динамических показателей.

ДО - дыхательный объём – объём воздуха, поступающий в лёгкие при спокойном дыхании за 1 вдох

Ровд - резервный объём вдоха – максимальный объём воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха

Ровыд - резервный объём выдоха – максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха

ООЛ - остаточный объём лёгких – объём воздуха, который остаётся в лёгких после максимального выдоха

ОЕЛ - общая ёмкость лёгких – максимальное количество воздуха, которое способны вместить лёгкие

ЖЕЛ - жизненная ёмкость лёгких – максимальный объём, который можно выдохнуть после предельно глубокого вдоха

Ёвд - ёмкость вдоха – максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха

ФОЕ - функциональная остаточная ёмкость – объём воздуха, остающийся в лёгких после спокойного выдоха

ЧД - частота дыхания – число дыхательных движений в минуту при спокойном дыхании

МОД - минутный объём дыхания – объём воздуха, поступающий в лёгкие за 1 минуту при спокойном дыхании

МВЛ - максимальная вентиляция лёгких – максимальный объём воздуха, который пациент может провентилировать за 1 минуту

ФЖЕЛ - форсированная жизненная ёмкость лёгких – наибольший объём воздуха, который может быть изгнан после максимального вдоха при форсированном выдохе

ОФВ1 - объём форсированного выдоха за первую секунду – объём форсированного выдоха за первую секунду маневра ФЖЕЛ

ИТ - индекс Тиффно - ОФВ1/ЖЕЛ%

СОС25-75 -средняя объёмная скорость выдоха на уровне 25– 75% ЖЕЛ

МОС25 - максимальные скорости выдоха на уровне выдоха

МОС50 25, 50, 75% ФЖЕЛ

ПОС - пиковая объёмная скорость форсированного выдоха

Числовые значения показателей вентиляции количественно оцениваются при сопоставлении с величинами, которые для лиц данного возраста, роста, веса и пола считаются нормальными. При этом можно воспользоваться должными величинами, либо нормативами. Должная величина показателя – теоретически наиболее вероятное его значение, определённое по установленной у здоровых людей зависимости между данным параметром, полом, возрастом и антропометрическими данными субъекта. Должные величины рассчитываются по формулам, выведенным в результате обследования достаточно представительных групп здоровых лиц.

Лёгочные объёмы и ёмкости относятся к статическим показателям, характеризующим эластические свойства лёгких и грудной стенки.

Рис.1. Лёгочные объёмы и ёмкости.
Большинство из объёмных показателей, за исключением ООЛ и ёмкостей его включающих, получают при спирографическом исследовании. Простота, доступность и информативность метода обеспечили ему широкое распространение. Необременительность для больного и безопасность дают возможность многократных исследований. Спирограмма представляет собой графическую регистрацию объёма лёгких при выполнении различных дыхательных маневров.

Рис. 2. Схематическое изображение спирограммы здорового человека.

Наряду с объёмными показателями при спирографическом тесте исследуются ФЖЕЛ, ОФВ1, ИТ, МОД, МВЛ, являющиеся динамическими характеристиками вентиляции. Исследование проводится в положении сидя, в условиях относительного покоя. Дыхание осуществляется через рот, на нос накладывается зажим. Режимы выполнения маневра ЖЕЛ, ФЖЕЛ и МВЛ различны, но все они предусматривают достижение максимальной амплитуды параметров. Для измерения ЖЕЛ пациент делает максимально глубокий спокойный вдох и выдох; исследование ФЖЕЛ требует от пациента кратковременной задержки дыхания (1-2 сек) на максимальном вдохе с последующим форсированным выдохом; при определении МВЛ обследуемый дышит глубоко и часто (40-50 дыхания в 1 мин) в течение 10 -15 сек. При использовании спирометрического метода исследуется только величина ЖЕЛ. В зависимости от режима проведения спирографии можно получить характеристику процесса вентиляции или состояния аппарата, обеспечивающего процесс вентиляции. К сожалению, по спирограмме технически трудно рассчитать такие высоко информативные скоростные показатели, как ПОС, МОС25,50,75. Для получения этих параметров в настоящее время в клинической практике достаточно широко используется пневмотахографический метод или исследование отношений поток-объём.

По сравнению со спирографией определение кривой поток-объём даёт дополнительные возможности, хотя во многом объём информации, получаемый при помощи обоих методов, одинаков. Процедура выполнения дыхательного маневра при записи кривой поток-объём идентична регистрации ФЖЕЛ во время спирографического исследования. Пневмотахографическое исследование делает возможным точное измерение инспираторного и экспираторного потоков и позволяет проводить измерение объёмной скорости потока как функции объёма лёгких. Наглядность отношения между потоком и объёмом позволяет более глубоко анализировать функциональные характеристики как верхних, так и нижних воздухопроводящих путей.

Рис. 3.Схематическое изображение кривой “поток-объём”.
Скоростные показатели, которые рассчитываются при проведении обследования поток-объём (ПОС, МОС25,50,75, СОС25-75), позволяют более детально судить о локализации обструкции преимущественно в области центральных или в области периферических дыхательных путей. Для регистрации ПОС используется также пикфлоуметрическое исследование.

Спирография и пневмотахография могут быть использованы для определения двух основных патофизиологических типов отклонения от нормы: рестриктивного и обструктивного. Рестриктивный вариант возникает в результате процессов, ограничивающих наполнение грудной клетки воздухом – изменения грудной клетки с деформацией и тугоподвижностью, наличие газа или жидкости в плевральной полости, массивные плевральные сращения, пневмосклеротические и фиброзные изменения лёгочной ткани, ателектаз, опухоли и т.д. Эти процессы препятствуют экскурсиям грудной клетки и расправлению лёгких, но чаще всего не влияют, или почти не влияют, на проходимость дыхательных путей. При обструктивных расстройствах ведущей патофизиологической аномалией является увеличение сопротивления, оказываемого дыхательными путями движению воздуха вследствие спазма гладкой мускулатуры бронхов, отека и воспалительной инфильтрации слизистой бронхов, увеличения количества вязкого секрета, деформации бронхов, экспраторного коллапса бронхов.

При обструктивном типе нарушений вентиляции спирограмма и кривая “поток-объём” выявляют ту или иную степень снижения ОФВ1, МОС25,50,75, СОС25-75, ИТ, ФЖЕЛ. Для обструкции преимущественно центральных дыхательных путей характерно более выраженное уменьшение ПОС и МОС25, при периферической обструкции больше снижаются МОС50 и МОС75. При начальных проявлениях обструкции ОФВ1, ИТ и ФЖЕЛ могут оставаться в пределах нормы, снижаются только МОС25,50,75.

Рис. 4. ЖЕЛ, ФЖЕЛ, структура ОЕЛ и кривые поток-объём при обструкции, сопровождающейся увеличением ОЕЛ

– нарушения умеренные; 2 – значительные; 3 – резкие.

Рис. 5. ЖЕЛ, ФЖЕЛ, структура ОЕЛ и кривые поток-объём при обструктивных нарушениях без увеличения ОЕЛ.

1 – нарушения умеренные; 2 – значительные; 3 – резкие.

Рестриктивный тип нарушений характеризуется снижением ОЕЛ, но, так как при данных исследованиях не представляется возможным определить ООЛ и ОЕЛ, обычно о рестрикции судят по уменьшению ЖЕЛ и её составляющих (РОвд, РО выд, Ёвд). ОФВ1 при рестрикции, если нет выраженного снижения ЖЕЛ, остаётся нормальным, ИТ остаётся в норме или выше нормы , скоростные показатели не изменены.

Рис. 6. ЖЕЛ, ФЖЕЛ, и структура ОЕЛ при рестриктивных нарушениях.

И при рестриктивном, и при обструктивном варианте нарушений вентиляции может наблюдаться изменение МОД и МВЛ. Увеличение МОД свидетельствует о гипервентиляции в состоянии покоя, чаще всего компенсаторного харктера, снижение МОД говорит о гиповентиляции при различных патологических состояниях. Снижение МВЛ может быть одним из ранних признаков уменьшения резервов дыхательного аппарата.

Достаточно часто у пациентов встречается смешанный тип нарушений вентиляционной функции, проявляющийся снижением и статических и динамических параметров вентиляции. Диагностику этого типа вентиляционных нарушений лучше проводить на основании анализа структуры ОЕЛ (уменьшение ОЕЛ и ООЛ в сочетании с признаками обструкции), т.к. ЖЕЛ иногда снижается при обструкции дыхательных путей без участия каких-либо ограничительных факторов.

Исследование структуры ОЕЛ, т.е. соотношения образующих её объёмных компонентов, помогает дифференцировать патофизиологические синдромы нарушений вентиляционной способности лёгких. Для определения ООЛ и ФОЕ применяются конвекционные методы, основанные на сохранении количества инертного индикаторного газа (азота или гелия) при его перемещении из ёмкости в ёмкость, а также барометрический метод – общая плетизмография. Хотя метод разведения гелия прост, его точнось зависит от полноты смешивания газа в лёгких и у пациентов с неравномерной вентиляцией результаты измерений могут быть неточными, кроме того процедура может занимать достаточно продолжительное время. Общая плетизмография является более быстрым и надёжным методом измерения объёма лёгких, однако требует более сложного технического оснащения. Принцип плетизмографии базируется на законе Бойля-Мариотта, согласно которому объём газа меняется обратно пропорционально приложенному давлению. Пациент при обследовании сидит в герметически закрытой кабине плетизмографа и дышит воздухом камеры через мундштук, который можно перекрывать электромагнитной заслонкой, изолируя дыхательные пути и лёгкие от объёма камеры. Обследуемый в конце спокойного выдоха делает короткий вдох и выдох при закрытой заслонке. Регистрация изменений давления в ротовой полости (как эквивалент альвеолярного давления) и внутригрудного объёма газа (как отражение колебаний давления в кабине) позволяют рассчитать ООЛ, ФОЕ, ОЕЛ, а также аэродинамическое (бронхиальное) сопротивление дыхательных путей Raw, характеризующее состояние просвета первых 8-10 генераций бронхов. Снижение ОЕЛ при неизменённой её структуре характерно для чистого (без сочетания с обструкцией) рестриктивного варианта нарушений вентиляционной способности лёгких. Абсолютная величина ООЛ и отношение ООЛ/ОЕЛ считаются важнейшими критериями при оценке эластичности лёгких и состояния бронхиальной проходимости. При значительном и стойком увеличении ООЛ/ОЕЛ% (50-60% и больше) можно говорить об эмфиземе лёгких.

Вышеперечисленные методы исследования позволяют установить не только тип нарушений ветиляции, но и степень отклонения тех или иных параметров от нормы. Границы нормы и отклонения от нормы при сравнении с должными показателями приведены в таблице:

Показатель

Норма

Условная

Отклонения показателя

умеренные

значительные

резкие

ЖЕЛ,

% должной

ОФВ1/ЖЕЛ,%
% должной
% должной

% должной

> 90
> 85
> 70

90-110
90-125

> 85
> 80
> 80
> 75

90-85
85-75
70-65
90-85
89-85
85-75
79-60
79-60
74-60

84-70
74-55
64-55
90-85
84-70
74-55
59-40
59-40
59-45

69-50
54-35
54-40
74-60
69-50

54-35
39-20
39-20
44-30

> 225

> +25

Нарушения вентиляционной функции внешнего дыхания могут приводить к развитию гипоксемии и гиперкапнии.

В заключении о состоянии вентиляционной функции указывается тип и степень выявленных нарушений, например: значительные нарушения вентиляции по обструктивному типу.

Исследования вентиляции можно дополнять бронходилатационными и бронхо-провокационными тестами. Бронходилатационные пробы применяются при обструктивном синдроме для выявления обратимого компонента обструкции – бронхоспазма. При наличии у пациента бронхоспазма ингаляция бронхолитического препарата через определённое время вызывает прирост функциональных показателей вентиляции, в частности ОФВ1, ПОС, МОС25,50,75. Рекомендации по оценке обратимости обструкции варьируют, но увеличение ОФВ1 на 15% и более по сравнению с исходной величиной можно рассматривать как положительную пробу. Бронхопровокационная проба представляет собой тест, помогающий определить восприимчивость дыхательных путей к различным бронхоконстрикторным агентам (гистамин, метахолин, аллергены, холодный воздух, физическая нагрузка и т.д.). Чаще всего проводится проба с фармакологическими раздражителями для диагностики бронхиальной астмы у пациентов с сомнительным диагнозом .

В условиях патологии возможны изменения не только вентиляции, но и диффузии, несмотря на то, что анатомо-физиологическая структура лёгких создаёт исключительно благоприятные условия для газообмена. Огромная площадь альвеолярной поверхности (70-80 м2) и обширная сеть лёгочных капилляров создают оптимальные условия для поглощения кислорода и выделения углекислого газа. Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью совершается через альвеоло-капиллярную мембрану, которая состоит из эпителия альвеол, интерстициального слоя и эндотелия капилляров. На большей части поверхности газообмена общая толщина мембраны не превышает 1 мкм, достигая лишь на отдельных участках 5 мкм. Движение газа через альвеоло-капиллярную мембрану происходит путём диффузии, согласно закону Фика. В соответствии с этим законом, скорость переноса газа через мембрану прямо пропорциональна разнице парциального давления газа по обе стороны мембраны и константе мембраны, известной как диффузионная способность. Процесс диффузии кислорода в лёгких может считаться завершённым только после того, как молекулы кислорода вступят в химическую реакцию с гемоглобином, преодолев слой плазмы, стенку и слой протоплазмы эритроцита.

Диффузионные нарушения возникают при утолщении и изменении физико-химических свойств альвеоло-капиллярной мембраны (фиброзирующий альвеолит, канцероматоз, отёк лёгкого, саркоидоз и др.), уменьшении поверхности газообмена при уменьшении числа функционирующих альвеол и капилляров (сдавление и ателектаз лёгкого, недоразвитие лёгких, удаление части лёгкого), уменьшении количества крови в лёгочных капиллярах и уменьшении в ней гемоглобина . Всё это приводит к тому, что кровь покидает лёгочные капилляры раньше, чем успевает полностью завершиться её оксигенация. Диффузионные нарушения отражаются только на обмене кислорода, обладающего худшими, чем углекислый газ, диффузионными свойствами, и могут приводить к гипоксемии.

В клинической практике используются три метода измерения диффузионной способности лёгких (ДЛ), основанные на определении коцентрации окиси углерода (СО по молекулярной массе и растворимости близок к кислороду, но обладает в 210 раз большим сродством к гемоглобину) : метод одиночного вдоха, метод устойчивого состояния и метод возвратного дыхания. Наиболее широко применяется метод одиночного вдоха . При этом методе пациент из положения максимального выдоха вдыхает газовую смесь с низким содержанием СО (0,3%) и незначительным количеством гелия (10%) и задерживает дыхание на 10с, после чего делает полный выдох. Во время задержки дыхания некоторое количество СО диффундирует из альвеол в кровь. Это количество рассчитывается, исходя из содержания СО в альвеолярном газе в начале и в конце 10-секундной задержки дыхания. Альвеолярный объём, в котором происходил газообмен , измеряют по разведению гелия. На основании изменения концентрации СО во время задержки дыхания рассчитывается ДЛ. Используется также выражение ДЛ на 1 л объёма легких.

Для оценки состояния диффузионной способности лёгких, как и вентиляционной, производится сравнение полученных данных с должными показателями. В норме ДЛ составляет более 85% от должной, условная норма лежит в пределах 85-75% от должной. При умеренных нарушениях она снижается до 74-55%, при значительных – до 54-35% и при резких – менее 35% от должной величины.

Результаты большинства функциональных исследований внешнего дыхания зависят от усилий пациента и его желания сотрудничать с персоналом, проводящим обследование. В связи с этим , проведение тестов требует соблюдения методики исследования и предварительного инструктажа обследуемого. Должны быть записаны возраст, рост и вес, необходимые для расчёта должных величин. Пациент перед тестом должен избегать курения, энергичных физических упражнений, употребления алкоголя, обильной еды за 2 часа до исследования. Нельзя обследоваться в одежде, сдавливающей грудную клетку и затрудняющей движения брющной стенки, следует избегать использования бронходилататоров короткого действия (не менее чем за 4 часа до теста). Эти требования необходимо сообщить пациенту во время назначения исследования. Если пациент использовал перед обследованием бронхолитические препараты (ингаляционные или принимаемые внутрь), он должен сообщить об этом лаборанту и эти сведения должны быть записаны в протоколе теста.

Вышеперечисленные методы в ряде случаев необходимо дополнять исследованием газового состава крови, включающим определение степени насыщения крови кислородом (SaO2), парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2) и парциального давления углекислоты в артериальной крови (PaCO2) для выявления признаков дыхательной недостаточности. Cнижение SaO2 (норма –93-96%) и PaO2 (норма – 70-80 мм рт. ст.) указывает на артериальную гипоксемию; увеличение PaСO2 (норма 35–45 мм рт. ст) свидетельствует о гиперкапнии .

Литература

Руководство по клинической физиологии дыхания / Под ред. Шика Л.Л., Канаева Н.Н. – Л.: Медицина, 1980.
Болезни органов дыхания. Руков. для врачей в 4 томах / Под ред. Палеева Н.Р. – М., 1989.
М. А. Гриппи. Патофизиология лёгких / М., Бином, 1997.
Организация работы по исследованию функционального состояния лёгких методами спирографии и пневмотахографии и применеие этих методов в клинической практике: (Методические указания.) / Сост.: Турина О.И.,Лаптева И.М.,Калечиц О.М.,Маничев И.А.,Щербицкий В.Г. – Мн., 2002.

В условиях спортивной деятельности к аппарату внешнего дыхания предъявляются чрезвычайно высокие требования, реализация которых обеспечивает эффективное функционирование всей кардио-респираторной системы. Несмотря на то что внешнее дыхание не является главным лимитирующим звеном в комплексе систем, транспортирующих Ог, оно является ведущим в формировании необходимого кислородного режима организма.

При анализе системы внешнего дыхания целесообразно рассматривать несколько аспектов: работу аппарата, обеспечивающего дыхательные движения, легочную вентиляцию и ее эффективность, а также газообмен.

Под влиянием систематической спортивной деятельности увели чивается сила мускулатуры, осуществляющей дыхательные движения (диафрагмы, межреберных мышц), благодаря чему происходит необходимое для занятий спортом усиление дыхательных движений и, как следствие, увеличение вентиляции легких.

Сила дыхательной мускулатуры измеряется с помощью пнев-мотонометрии, пневмотахометрии и других косвенных методов. Пневмотонометр измеряет то давление, которое развивается в легких при натуживании или при напряженном вдохе. «Сила» выдоха (80-200 мм рт. ст.) намного превосходит «силу» вдоха (50- 70 мм рт. ст.).

Пневмотахометр измеряет объемную скорость потока воздуха в воздухоносных путях при форсированном вдохе и выдохе, выражаемую в л/мин. По данным пневмотахометрии судят о мощности вдоха и выдоха. У здоровых нетренированных людей отношение мощности вдоха к мощности выдоха близко к единице. У больных людей это соотношение всегда меньше единицы. У спортсменов же, наоборот, мощность вдоха превышает (иногда существенно) мощность выдоха; соотношение мощность вдоха: мощность выдоха достигает 1,2-1,4. Относительное увеличение мощности вдоха у спортсменов чрезвычайно важно, так как углубление дыхания идет в основном за счет использования резервного объема вдоха. Это особенно ярко проявляется в плавании: как известно, вдох у пловца чрезвычайно кратковременен, в то время как выдох, выполняющийся в воду, значительно продолжительнее.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это та часть общей емкости легких, о которой судят по максимальному объему воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ подразделяется на 3 фракции: резервный объем выдоха, дыхательный объем, резервный объем вдоха. Она определяется с помощью водяного или сухого спирометра. При определении ЖЕЛ необходимо учитывать позу испытуемого: при вертикальном положении тела величина этого показателя наибольшая.

ЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания (вот почему ее не следует рассматривать в разделе физического развития). Ее величины зависят как от размеров легких, так и от силы дыхательной мускулатуры. Индивидуальные значения ЖЕЛ оцениваются путем составления полученных при исследовании величин с должными. Предложен ряд формул, с помощью которых можно рассчитывать должные величины ЖЕЛ. Они в той или иной степени базируются на антропометрических данных и на возрасте испытуемых.

ЖЕЛ муж. = (27,63 -0,122 X В) X L

ЖЕЛ жен. = (21,78 - 0,101 X В) X L, где В - возраст в годах; L - длина тела в см.

Наибольшие величины ЖЕЛ наблюдаются у спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость и обладающих самой высокой кардио-респираторной производительностью. Из сказанного, естественно, не следует, что изменение ЖЕЛ может быть использовано для предсказания транспортных возможностей всей кардио-респираторной системы. Дело в том, что развитие аппарата внешнего дыхания может быть изолированным, при этом остальные звенья кардио-респираторной системы, и в частности сердечнососудистой системы, ограничивают транспорт кислорода.

Данные о величине ЖЕЛ могут иметь определенное практическое значение для тренера, так как максимальный дыхательный объем, который обычно достигается при предельных физических нагрузках, равен примерно 50% от ЖЕЛ (а у пловцов и гребцов до 60-80%, по В. В. Михайлову). Таким образом, зная величину ЖЕЛ, можно предсказать максимальную величину дыхательного объема и таким образом судить о степени эффективности легочной вентиляции при максимальном режиме физической нагрузки.

Совершенно очевидно, что чем больше максимальная величина дыхательного объема, тем экономичнее использование кислорода организмом. И наоборот, чем меньше дыхательный объем, тем выше частота дыханий (при прочих равных условиях) и, следовательно, большая часть потребленного организмом кислорода будет расходоваться на обеспечение работы самой дыхательной мускулатуры.

Б. Е. Вотчал впервые обратил внимание на то, что при определении ЖЕЛ важная роль принадлежит скорости выдоха. Если производить выдох с чрезвычайно большой скоростью, то такая форсированная ЖЕЛ. меньше определенной обычным способом. Впоследствии Тиффно использовал спирографическую технику и начал рассчитывать форсированную ЖЕЛ по тому максимальному объему воздуха, который можно выдохнуть за 1 с (рис. 25).

Определение форсированной ЖЕЛ имеет чрезвычайно большое значение для спортивной практики. Это объясняется тем, что, несмотря на укорочение длительности дыхательного цикла при мышечной работе, дыхательный объем должен быть увеличен в 4-6 раз по сравнению с данными покоя. Соотношение форсированной ЖЕЛ и ЖЕЛ у спортсменов часто достигает высоких величин, (см. табл. 12).

Легочная вентиляция (VE) является важнейшим показателем функционального состояния системы внешнего дыхания. Она характеризует собой объем воздуха, выдыхаемого из легких в течение 1 мин. Как известно, при вдохе не весь воздух поступает в легкие. Часть его остается в дыхательных путях (трахее, бронхах) и не имеет контакта с кровью, а поэтому не принимает непосредственного участия в газообмене. Это воздух анатомического мертвого пространства, объем которого составляет 140-180 см3 Кроме того, не весь воздух, поступающий в альвеолы, участвует в газообмене с кровью, так как кровоснабжение некоторых альвеол, даже у вполне здоровых людей, может быть ухудшенным или отсутствовать вообще. Этот воздух определяет объем так называемого альвеолярного мертвого пространства, величина которого в покое невелика. Суммарный объем анатомического и альвеолярного мертвого пространства составляет объем дыхательного или, как его еще называют, физиологического мертвого пространства. У спортсменов он составляет обычно 215-225 см3. Дыхательное мертвое пространство иногда неверно обозначают «вредным» пространством. Дело в том, что оно необходимо (совместно с верхними дыхательными путями) для полного увлажнения вдыхаемого воздуха и нагревания его до температуры тела.

Таким образом, определенная часть вдыхаемого воздуха (в покое примерно 30%) не участвует в газообмене, и лишь 70% его достигает альвеол и принимает непосредственное участие в газообмене с кровью. При физической нагрузке эффективность легочной вентиляции закономерно повышается: объем эффективной альвеолярной вентиляции достигает 85% от общей легочной вентиляции.

Легочная вентиляция равна произведению дыхательного объема (Vt) на частоту дыханий в 1 мин (/). Обе эти величины могут быть рассчитаны по спирограмме (см. рис. 25). На этой кривой регистрируются изменения объема каждого дыхательного движения. Если прибор оттарирован, то амплитуда каждой волны спирограммы, соответствующей дыхательному объему, может быть выражена в см3 или в мл. Зная скорость движения лентопротяжного механизма, по спирограмме можно легко подсчитать частоту дыханий.

Легочная вентиляция определяется и более простыми способами. Один из них, применяемый весьма широко в медицинской практике при исследовании спортсменов не только в покое, но и при физической нагрузке, заключается в том, что испытуемый дышит через специальную маску или загубник в мешок Дугласа. Объем воздуха, наполнивший мешок, определяют, пропуская его через «газовые часы». Полученные данные делят на время, в течение которого выдыхаемый воздух собирался в мешок Дугласа.

Легочная вентиляция выражается в л/мин в системе BTPS. Это означает, что объем воздуха приводится к условиям температуры 37°, полному насыщению водяными парами и окружающему атмосферному давлению.

У спортсменов в условиях покоя легочная вентиляция либо соответствует нормальным стандартам (5-12 л/мин), либо несколько превосходит их (18 л/мин и более). Важно отметить, что легочная вентиляция увеличивается обычно за счет углубления дыхания, а не за счет его учащения. Благодаря этому не происходит избыточного расхода энергии на работу дыхательной мускулатуры. При максимальной мышечной работе легочная вентиляция может достигать значительных величин: описан случай, когда она равнялась 220 л/мин (Новакки). Однако чаще всего легочная вентиляция достигает в этих условиях 60-120 л/мин BTPS. Более высокая Ve резко увеличивает запрос на снабжение дыхательной мускулатуры кислородом (до 1-4 л/мин).

Дыхательный объем у спортсменов весьма часто оказывается увеличенным. Он может достигать 1000-1300 мл. Наряду с этим у спортсменов могут быть и совершенно нормальные величины дыхательного объема - 400-700 мл.

Механизмы увеличения дыхательного объема у спортсменов не вполне ясны. Этот факт может быть объяснен и повышением общей емкости легких, в результате чего в легкие попадает большее количество воздуха. В тех случаях, когда у спортсменов регистрируется крайне низкая частота дыханий, увеличение дыхательного объема носит компенсаторный характер.

При физической нагрузке дыхательный объем отчетливо растет лишь при относительно небольших ее мощностях. При околопредельных и предельных мощностях он практически стабилизируется, достигая 3-3,5 л/мин. Это легко обеспечивается у спортсменов с большой ЖЕЛ. Если ЖЕЛ невелика и составляет 3-4 л, то такой дыхательный объем может быть достигнут только путем использования энергии так называемых дополнительных мышц. У спортсменов с фиксированной частотой дыханий (например, у гребцов) дыхательный объем может достигать колоссальных величин - 4,5- 5,5 л. Естественно, что это возможно лишь при условии, что ЖЕЛ достигает 6,5-7 л.

Таким образом, легочная вентиляция при относительно легкой мышечной работе увеличивается за счет увеличения как дыхательного объема, так и частоты дыханий, а при напряженной мышечной работе - за счет увеличения частоты дыханий.

Наряду с исследованием перечисленных показателей о функциональном состоянии системы внешнего дыхания можно судить на основании некоторых простых функциональных проб. В практике широко применяется проба, с помощью которой определяется максимальная вентиляция легких (МВЛ). Эта проба состоит в произвольном максимальном усилении дыхания в течение 15-20 с (см. рис. 25). Объем такой произвольной гипервентиляции в последующем приводится к 1 мин и выражается в л/мин. Величина МВЛ достигает 200-250 л/мин. Кратковременность этой пробы связана с быстрой утомляемостью дыхательных мышц и развитием гипокапнии. И все же эта проба дает определенное представление о возможности произвольно увеличить легочную вентиляцию (см. табл. 12). В настоящее время о максимальной вентиляционной возможности легких судят по реальной величине легочной вентиляции, зарегистрированной при предельной работе (в условиях определения МПК).

Сложность анатомического строения легких обусловливает тот факт, что даже в совершенно нормальных условиях не все альвеолы вентилируются одинаково. Поэтому некоторая неравномерность вентиляции определяется и у вполне здоровых людей. Увеличение объема легких у спортсменов, происходящее под влиянием спортивной тренировки, повышает вероятность возникновения неравномерности вентиляции. Для установления степени этой неравномерности применяется ряд сложных методов. Во врачебно-спортивной практике об этом феномене позволяет судить анализ капнограммы (рис. 26), которая регистрирует изменение концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Незначительная степень неравномерности легочной вентиляции характеризуется горизонтальным направлением альвеолярного плато (а-в на рис. 26). Если же плато нет, а кривая постепенно повышается по мере выдоха, то можно говорить о значительной неравномерности вентиляции легких. Рост напряжения CO2 во время выдоха указывает на то, что выдыхаемый воздух неодинаков по концентрации углекислоты, так как в его общий поток постепенно поступает воздух из плохо вентилируемых альвеол, где концентрация СО2 увеличена.

Диффузионная способность легких определяется рядом факторов. Среди них важную роль играет поверхность диффузии. Речь идет о той поверхности, в которой происходит активный обмен газа между альвеолой и капилляром. Поверхность диффузии может уменьшаться как за счет запустевания альвеол, так и за счет числа действующих капилляров. Необходимо учитывать, что определенный объем крови из легочной артерии попадает в легочные вены по шунтам, минуя капиллярную сеть. Чем больше диффузионная поверхность, тем эффективнее осуществляется газообмен между легкими и кровью. При физической нагрузке, когда резко возрастает число активно функционирующих капилляров малого круга кровообращения, поверхность диффузии увеличивается, благодаря чему становится больше поток кислорода через альвеоло-капиллярную мембрану.

Интегральным показателем газообмена в легких, а равным образом и всей системы транспорта кислорода является максимальная аэробная мощность. Это понятие характеризует собой то предельное количество кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени. Для суждения о величине максимальной аэробной мощности производят пробу с определением МПК (см. гл. V).

На рис. 27 показаны факторы, определяющие величину максимальной аэробной мощности. Непосредственными детерминантами МПК являются минутный объем кровотока и артериовенозная разница. Надо заметить, что оба эти детерминанта в соответствии с уравнением Фика находятся в реципрокных взаимоотношениях:

Vo2max = Q * AVD , где (по международной символике) Vo2max - МПК; Q - минутный объем кровотока; AVD - артериовенозная разница.

Иными словами, увеличение Q при данном Vo2max всегда сопровождается уменьшением AVD. В свою очередь, величина Q зависит от произведения ЧСС на ударный объем, а величина AVD - от разности содержания О2 в артериальной и венозной крови.

Таблица 14. Максимальная аэробная мощность у спортсменов и нетренированных (средние данные по Вилмору, 1984)

Вид спорта		Лужчины		Женщины
мпк	Возраст, лет	мпк	Возраст, лет
л/мин	мл/мин/кг		л/мнн	мл/мин/кг
Зег по пересеченной местности	5,10			3,64
Ориентирование	5,07			3,10
Бег на длинные дистанции	4,67			3,10
Велосипедный (шоссе)	5,13			3,13
Конькобежный	5,01			3,10
Гребля академическая	5,84			4,10
Горнолыжный	4,62			3,10
Гребля на байдарках и каноэ	4,67			3,52
Плавание	4,52			1,54
Борьба	4,49			2,54
Гандбол	4,78			-	-	-
Фигурное катание на коньках	3,49			2,38
Футбол	4,41			-	-	-
Хоккей с шайбой	4,63			-	-	-
Волейбол	4,78			-	-	-
Гимнастика	3,84			2,92
Баскетбол	4,44			2,92
Тяжелая атлетика	3,84			-	-	-
Л/а (ядро, диск)	4,84			-	-	-
Нетренированные	3,14			2,18

У здоровых нетренированных мужчин максимальная аэробная мощность равна примерно 3 л/мин, а у женщин - 2,0-2,2 л/мин. При пересчете на 1 кг веса у мужчин величина максимальной аэробной мощности составляет 40-45 мл/мин/кг, а у женщин - 35-40 мл/мин/кг. У спортсменов максимальная аэробная мощность может быть в 2 раза больше. В отдельных наблюдениях МПК у мужчин превышало 7,0 л/мин STPD (Новакки, Н. И. Волков).

Максимальная аэробная мощность у женщин-спортсменок ниже, чем у мужчин (см. табл. 14). Однако закономерность, заключающаяся в том, что максимальная аэробная мощность особенно высока у тренирующихся на выносливость, сохраняется и у женщин.

Таким образом, наиболее важной функциональной характеристикой кардио-респираторной системы у спортсменов является увеличение максимальной аэробной мощности.

Наиболее тяжелым заболеванием внешнего дыхания у спортсменов является воспаление легких (пневмония), при котором воспалительный процесс поражает альвеолы. Различают крупозную и очаговую пневмонии. Первая из них характеризуется слабостью, головной болью, повышением температуры до 40°С и выше, ознобом. Кашель вначале сухой, а затем он сопровождается отделением мокроты, которая приобретает «ржавую» окраску. Отмечается боль в грудной клетке. Заболевание лечат в условиях клинического стационара. При крупозной пневмонии поражена целая доля легкого. При очаговой пневмонии отмечается воспаление отдельных долек или групп долек легких. Клиническая картина очаговой пневмонии полиморфна. Лечение ее лучше вести в стационарных условиях. После полного выздоровления спортсмены должны длительное время находиться под наблюдением врача, так как течение пневмонии у них может проходить на фоне снижения иммуно-рези-стентности организма.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Введение в курс спортивной медицины

Физическая культура и спорт в социалистическом обществе важный фактор всестороннего развития и воспитания человека укрепления его здоровья.. для решения грандиозных задач физического совершенствования советских людей.. особенно важно это в современных условиях когда в занятия физической культурой и спортом вовлекаются все более..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Развитие спортивной медицины в СССР
Выраженная оздоровительная направленность создаваемой в нашей стране принципиально новой системы физического воспитания народа обусловила становление и развитие новой отрасли медицины - врачебного

Организация спортивной медицины
Медицинским обеспечением физической культуры и спорта руководят органы здравоохранения при активном участии и помощи спортивных организаций. Ведомственная медицинская служба (ДСО, ведомств, спортко

Общее учение о болезни
Здоровье и болезнь являются формами жизни со всем присущим ей многообразием. В преамбуле устава Всемирной организации здравоохранения здоровье определяется как «состояние полного физического, духов

Этиология и патогенез
Этиология - это учение о причинах и условиях возникновения болезней (от греч. «этиос» - причина, «логос» - учение). Причинами большинства болезней являются чрезвычайные, вредные для органи

Роль наследственности в патологии
Наследственность и конституция - свойства организма, которые влияют на возникновение и развитие болезни, т. е. играют роль и этиологических, и патогенетических факторов. Эти свойства тесно взаимосв

Реактивность
Рис. 1. Схема видов реактивности организма

Иммунитет
За последние 10-15 лет проблема иммунитета была подвергнута серьезному пересмотру. В настоящее время она принципиально отличается от классической иммунологии, рассматривающей иммунитет лишь как нев

Аллергия
Аллергией называется повышенная и качественно измененная чувствительность организма к аллергенам - веществам, большинство которых обладает антигенными свойствами. При этом одни аллергены изначально

Местные расстройства кровообращения
Местные расстройства кровообращения являются обязательными компонентами очень многих болезней и патологических процессов. Гиперемией называется местное полнокровие, которое развивается в у

Воспаление
Воспаление является типовым патологическим процессом. Это эволюционно выработанная, преимущественно защитная реакция организма на повреждение, характеризующаяся: альтерацией - повреждением и раздра

Местные проявления
Рис. 3. Схема соотношения основных процессов острого (ожогового)

Общие реакции
Общие реакции при воспалении вызываются как этиологическими факторами, так и патогенетическими факторами самого воспалительного процесса (всасывание в кровь токсических веществ, раздражение рецепто

Гипертрофия, атрофия и дистрофия
Одним из универсальных приспособительных и компенсаторных процессов в организме является гипертрофия. В самом общем виде этим термином обозначается увеличение размеров того или иного органа, связан

Учение о физическом развитии
Под физическим развитием понимается комплекс морфофунк-ционных показателей, которые определяют физическую работоспособность и уровень возрастного биологического развития индивидуума в момент обслед

Методы исследования физического развития
В процессе исследования физического развития лиц, занимающихся физическими упражнениями и спортом, производится: оценка воздействия систематических занятий на уровень физического раз

Соматоскопия
Наружный осмотр следует проводить утром, натощак или после легкого завтрака, в светлом и теплом помещении (температура воздуха не ниже 18-20°). Обследуемый должен быть в трусах или плавках. Наружны

Антропометрия
Антропометрические измерения дополняют и уточняют данные соматоскопии, дают возможность точнее определить уровень физического развития обследуемого. Повторные антропометрические измерения позволяют

Оценка результатов исследования физического развития
Физическое развитие может быть оценено с помощью методов антропометрических стандартов, корреляции и индексов. Метод антропометрических стандартов - это использование средних величин призн

Особенности физического развития и телосложения у представителей различных видов спорта
Легкая атлетика. На спортивные достижения в легкой атлетике прежде всего влияют тотальные размеры тела (рост и вес). Таннер, проводивший исследования участников многих олимпийских игр, пок

Характеристика функционального состояния организма спортсмена
<<< Предыдущая глава Вернуться к оглавлению Следующая глава >>> Для исследования функционального состояния нервной системы, как и висцеральных систем организма спортсмена

Функциональное состояние организма спортсмена и диагностика тренированности
Функциональное состояние организма спортсменов изучается в процессе углубленного медицинского обследования (УМО). Для суждения о функциональном состоянии организма используются все методы, включая

Нервная система
Систематические занятия спортом и физической культурой совершенствуют функциональное состояние нервной системы и нервно-мышечного аппарата, позволяя спортсмену овладеть сложными двигательными навык

Центральная нервная система
Целенаправленный неврологический анамнез позволяет оценивать основные свойства высшей нервной деятельности. О силе нервных процессов можно судить по таким критериям, как смелость, настойчивость, ак

Периферическая нервная система
Как известно из курса анатомии, периферическая нервная система, осуществляющая связь ЦНС с опорно-двигательным аппаратом, внутренними органами, кожей, состоит из 12 пар черепно-мозговых нервов и 31

Сенсорные системы
В механизмах адаптации организма к внешним и внутренним раздражителям большая роль принадлежит органам чувств - сенсорным системам, или анализаторам. В них осуществляется восприятие (в рецепторах),

Вегетативная нервная система
Вегетативная нервная система осуществляет регуляцию деятельности всех висцеральных систем организма, участвует в гомеоста-тических реакциях, выполняет адаптационно-трофическую функцию и т. д.

Нервно-мышечный аппарат
Систематические занятия физической культурой и спортивная тренировка ведут к морфологическим и функциональным перестройкам нервно-мышечного аппарата. Гипертрофическая перестройка скелетной мускулат

Сердечно-сосудистая система
В процессе систематической спортивной тренировки развиваются функциональные приспособительные изменения в работе сердечно-сосудистой системы, которые подкрепляются морфологической перестройкой («ст

Структурные особенности спортивного сердца
Рис. 15. Телерентгенограммы сердца: А - фронтальная проекция; Б - сагиттальн

Функциональные характеристики сердечно-сосудистой системы
Функциональные особенности спортивного сердца в первую очередь касаются интимных механизмов сердечной деятельности. Наряду с этим можно говорить о некоторых общих функциональных особенностях спорти

Эндокринная система
К эндокринной системе относятся железы внутренней секреции: гипофиз, эпифиз, щитовидные, паращитовидные, зобная, поджелудочная, надпочечные и половые железы. Их объединяет общность роли в регуляции

Пищеварение
Физическая и химическая обработка пищи представляет собой сложный процесс, который осуществляется системой пищеварения, включающей в себя полость рта, пищевод, желудок, двенадцатиперстную кишку, то

Выделение
Главным органом выделительной системы являются почки. Вес почки взрослого человека колеблется от 120 до 200 г, длина - 10-14 см, ширина - 5-6 см, толщина - 3-4 см. Почки располагаются на уровне XII

Тестирование в диагностике физической работоспособности и функциональной готовности спортсменов
<<< Предыдущая глава Вернуться к оглавлению Следующая глава >>> В функциональной диагностике важная роль принадлежит информации, получаемой с помощью разнообразных проб (

Общие проблемы спортивно-медицинского тестирования
Функциональные пробы начали применяться в спортивной медицине еще в начале XX века. Так, в нашей стране первой функциональной пробой, применявшейся для исследования физкультурников, была так называ

Определение МПК
Как уже говорилось (см. гл. IV), оценка максимальной аэробной мощности осуществляется путем определения МПК- Величина его рассчитывается с помощью различных тестирующих процедур, при которых достиг

Тест Новакки
Этот тест достаточно информативен и, что особенно важно, чрезвычайно прост. Для его проведения необходим лишь велоэргометр. Идея теста состоит в определении времени, в течение которого испытуемый с

Субмаксимальный тест pwc170
Тест предназначен для определения физической работоспособности спортсменов и физкультурников. Всемирной организацией здравоохранения этот тест обозначается следующим образом - W170. Физиче

Пробы с посленагрузочной регистрацией выходных сигналов
В данном разделе рассматриваются пробы, предложенные сравнительно давно, когда спортивная медицина не располагала аппаратурой, позволяющей регистрировать разнообразные физиологические показатели не

Проба С. П. Летунова
Проба предназначена для оценки адаптации организма спортсмена к скоростной работе и к работе на выносливость. Надо заметить, что использование тестирования для оценки физических качеств было предло

Гарвардский степ-тест
С помощью Гарвардского степ-теста количественно оцениваются восстановительные процессы после дозированной мышечной работы. Физическая нагрузка задается в виде восхождения на ступеньку высо

Проба с натуживанием
Натуживание как сильное входное воздействие было известно в функциональной диагностике очень давно. Еще в 1704 г. итальянский врач Антонио Вальсальва предложил пробу с натуживанием, которая использ

Ортостатическая проба
Идея использовать изменение положения тела в пространстве в качестве входного воздействия для исследования функционального состояния организма реализована в практике функциональной диагностики давн

Фармакологические пробы
Фармакологические пробы проводятся только врачом. Они предназначены для дифференцированной диагностики заболеваний, патологических и предпатологических состояний. Проба с атропином применя

Антидопинговый контроль

Врачебно-педагогические наблюдения в процессе тренировочных занятий
Под врачебно-педагогическими наблюдениями (ВПН) понимаются исследования, проводимые совместно врачом и тренером (преподавателем физического воспитания) с целью оценки воздействия на организм физиче

Формы организации врачебно-педагогических наблюдений
ВПН проводятся во время оперативных, текущих и этапных обследований, входящих в структуру медико-биологического обеспечения подготовки спортсменов. Формы организации ВПН, используемые при этих обсл

Методы исследования, используемые при врачебно-педагогических наблюдениях
При ВПН могут быть использованы различные методы исследования, о которых уже частично говорилось в предыдущих главах. ВПН имеют особую ценность в том случае, если одновременно используются методы,

Функциональные пробы при врачебно-педагогических наблюдениях
При разных формах ВПН проводятся различные функциональные пробы и тесты, позволяющие оценить влияние занятий на организм спортсмена и уровень его подготовленности.

Врачебный контроль на соревнованиях
Соревнования предъявляют к организму спортсмена предельные требования. Поэтому медицинское обеспечение соревнований, имеющее своей целью сохранение здоровья спортсменов, предупреждение травм и забо

Медицинское обеспечение соревнований
Медицинское обеспечение соревнований осуществляется вра-чебно-физкультурной службой и территориальными лечебно-профилактическими учреждениями здравоохранения по заявкам организаторов соревнований.

Антидопинговый контроль
Составной частью медицинского обеспечения на официальных всесоюзных и международных соревнованиях является антидопинговый контроль. Борьба с допингами имеет большое значение для охраны здоровья спо

Контроль на половую принадлежность
Женщины - участницы олимпийских игр, мировых и национальных чемпионатов подвергаются контролю на половую принадлежность. Цель этого контроля - исключить участие в женских соревнованиях лиц с призна

Оздоровительное значение массовой физической культуры
Оздоровительное влияние физических упражнений на организм человека известно с глубокой древности. На их большое значение для борьбы с болезнями и продления жизни указывали многие поколения гречески

Медицинский контроль за детьми, подростками, юношами и девушками
Занятия физической культурой и спортом в детском, подростковом и юношеском возрасте стимулируют рост и развитие организма, обмен веществ, укрепляют здоровье и физическое развитие, повышают функцион

Врачебный контроль за юными спортсменами
Спортивная подготовка детей школьного возраста предусматривает решение тесно взаимосвязанных задач - оздоровления, воспитания и физического совершенствования. Средства и методы, применяемые в подго

Медицинские вопросы спортивной ориентации и отбора
Одним из важных разделов совместной работы врача и тренера (преподавателя) является спортивная ориентация и спортивный отбор. Выбрать для каждого подростка вид спортивной деятельности, наиболее отв

Врачебный контроль за взрослыми, занимающимися физической культурой
Физические упражнения, двигательная активность имеют решающее значение не только в борьбе с болезнями, их профилактике, укреплении здоровья и физического развития, но и в замедлении процессов старе

Самоконтроль в массовой физической культуре
Интенсивное развитие массовой физической культуры в нашей стране привело к существенному повышению роли самоконтроля, данные которого оказывают большую помощь врачебному контролю за занимающимися.

Медицинский контроль за женщинами
Занятия физической культурой женщин и девушек должны проводиться с учетом анатомо-физиологических особенностей их организма, а также биологической функции материнства. Поэтому одной из важных задач

Медицинские средства восстановления спортивной работоспособности
<<< Предыдущая глава Вернуться к оглавлению Следующая глава >>> Восстановление спортивной работоспособности и нормального функционирования организма после тренировочных и

Общие принципы использования средств восстановления
При использовании восстановительных средств важна комплексность. Речь идет о совокупном использовании средств всех трех групп и разных средств одной группы в целях одновременного воздействия на все

Специализированное питание
В комплексе медицинских средств восстановления большой удельный вес принадлежит специализированному питанию спортсменов. Питание - важнейшее естественное средство восполнения пластических

Фармакологические средства восстановления
Для управления жизненными процессами в экстремальных условиях и коррекции утомления применяются биологически активные соединения, главным образом вещества, участвующие в естественных процессах мета

Физические средства восстановления
Физические факторы, обладающие высокой биологической и лечебной активностью, применяются в спортивной медицине для предупреждения и лечения заболеваний и травм, закаливания организма, ускорения вос

Общая характеристика заболеваний у спортсменов
За последние годы в спортивной медицине накоплены убедительные данные о большом значении физической активности для укрепления здоровья человека, предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний, повы

Общая характеристика спортивного травматизма
Травма - это повреждение с нарушением или без нарушения целостности тканей, вызванное каким-либо внешним воздействием. Различают следующие виды травматизма: производственный, бытовой, транспортный,

Анализ причин, механизмов и профилактика спортивных травм в различных видах спорта
Число травм при занятиях спортом должно быть сведено до минимума. В профилактике спортивного травматизма должны активно участвовать не только врачи, но и каждый преподаватель, каждый тренер. Для эт

Повреждение кожных покровов
К наиболее распространенным повреждениям кожных покровов относятся потертости, ссадины и раны. Потертость представляет собой повреждение кожи, возникающее в результате длительного трения о

Травмы опорно-двигательного аппарата
Среди травм опорно-двигательного аппарата чаще всего встречаются ушибы, повреждения капсульно-связочного аппарата, растяжения, разрывы мышц, сухожилий и фасций, переломы костей, подвывихи и вывихи

Травмы нервной системы
Большинство спортивных травм черепа сопровождается повреждениями головного мозга, которые подразделяются на сотрясение мозга, ушиб мозга и сдавление мозга. Любая из этих травм вызывает в той или ин

Травмы внутренних органов
Сильные удары в область живота, грудной клетки, поясничную область, промежность, особенно если они сопровождаются переломами ребер, грудины, костей таза, могут приводить к повреждению печени, селез

Травмы носа, уха, гортани, зубов и глаз
Повреждения носа могут быть вызваны ударом боксерской перчаткой, головой противника, мячом, клюшкой, ушибом при падении лицом вниз и т. д. При этом могут возникнуть носовое кровотечение или перелом

Перетренированность и перенапряжение
В процессе регулярной тренированности расширяются функциональные возможности организма спортсмена, происходит постепенное становление и развитие тренированности. В основе развития тренированности -

Острые патологические состояния
Острые патологические состояния по своему характеру являются комплексом патологических реакций, процессов и состояний, рассмотренных в гл. II. Такого рода состояния нарушают общую жизнедеятельность

Обморочное состояние
К обморочным состояниям относят случаи с кратковременной полной или частичной потерей сознания. Длительная потеря или помрачение сознания обозначается термином «кома». Обморочные состояния

Острое перенапряжение миокарда
Острое перенапряжение миокарда развивается в непосредственной связи с интенсивной мышечной работой. Оно может иметь самые разнообразные проявления - от болей в области сердца до острой сердечной не

Гипогликемическое состояние
Гипогликемическое состояние связано с уменьшением содержания глюкозы в крови - гипогликемией. Это острое патологическое состояние развивается преимущественно на соревнованиях в беге на длинные и св

Тепловой и солнечный удары
Тепловой и солнечный удары (особенно тепловой) являются состояниями, угрожающими жизни человека. Тепловой удар возникает в связи с нарушением теплоотдачи. Как известно, теплоотдача в орган

Утопление
Плавание все шире внедряется в массовую физическую культуру. В связи с этим преподавателю и тренеру водных видов спорта, а также лицам, работающим в пионерских лагерях, расположенных вблизи рек, оз

Средние величины признаков физического развития спортсменов
Спортивная специализация Антропометрические показатели Тотальные размеры тела Диаметры, см длинат

Перерасчет времени, затрачиваемого на 30 ударов пульса, в частоту сердечных сокращений в минуту
Время, с ЧСС, уд/мин Время, с ЧСС, уд/мин Время, с ЧСС, уд/мин 22,0

Возрастные нормативы для начала занятий различными видами спорта в детских спортивных школах
Возраст, лет Вид спорта (начальная подготовка) 7-8 Плавание, спортивная гимнастика 8-9 Фигурное

Ориентировочные сроки допуска спортсменов к тренировочным занятиям после травм опорно-двигательного аппарата
Характер повреждения Сроки возобновления занятий Переломы Ключицы 6-8 недель

Единицы измерения физических величин, используемых в спортивной медицине
Наименование физической величины Единица измерения Обозначение и наименование в системе СИ Пересчет в другие единицы изме

Дыхание - единый процесс, осуществляемый целостным организмом. Процесс дыхания состоит из трех неразрывных звеньев:

а) внешнего дыхания или газообмена между внешней средой и кровью легочных капилляров, происходящего в легких;
б) переноса газов, осуществляемого системами кровообращения и крови;
в) внутреннего (тканевого) дыхания, т. е. газообмена между кровью и клеткой, в процессе которого клетки потребляют кислород и выделяют углекислоту.

Работоспособность человека определяется в основном тем, какое количество кислорода поступило из наружного воздуха в кровь легочных капилляров и доставлено в ткани и клетки организма. Эти процессы осуществляются сердечно-сосудистой системой и системой органов дыхания. Например, при сердечной недостаточности наступает одышка, при недостаточности кислорода в атмосферном воздухе (например, на высотах) увеличивается количество эритроцитов – переносчиков кислорода, при заболеваниях легких наступает тахикардия.

При исследовании дыхательной системы пользуются различными инструментальными методами, в том числе определением дыхательных объемов – частоты, глубины ритма дыхания, жизненной емкости легких, выносливости дыхательных мышц и др. Жизненная емкость легких является показателем функциональных возможностей системы органов дыхания у данного человека. Сравнение фактической величины ЖЕЛ с должной позволяет оценить морфологические и функциональные возможности легких.

Некоторые изменения функции внешнего дыхания, механизмы адаптации к воздействию каких-либо факторов могут выявляться лишь при использовании специальных проб или нагрузок, которые получили название «функциональные легочные пробы». С их помощью можно выявить скрытые формы сердечно-легочной недостаточности, не выявляемые при обычных исследованиях.

Для исследования и оценки функционального состояния системы органов дыхания, выявления ее функциональных резервов и скрытых патологических нарушений проводят функциональные пробы с нагрузкой. В качестве нагрузки используют тесты с задержкой дыхания. Переносимость проб с задержкой дыхания отражает функциональное состояние сердечно-сосудистой и дыхательных систем. В процессе задержки дыхания в крови возрастает содержание углекислого газа.

В условиях нормального спокойного дыхания вдох следует при 4% содержании двуокиси углерода в крови. Учитывая, что основной функцией системы внешнего дыхания является поддержание нормального уровня насыщения артериальной крови кислородом, повышение содержания углекислого газа в крови до 5-7% вызывает принудительный вдох. Чем продолжительнее время задержки дыхания, тем выше способность сердечно-сосудистой и дыхательных систем обеспечивать удаление из организма образующийся углекислый газ, выше их функциональные возможности.

При заболеваниях органов кровообращения и дыхания, анемиях продолжительность задержки дыхания уменьшается. Для оценки уровня здоровья человека предложено длительность произвольной задержки дыхания на спокойном выдохе сравнивать с возможностями обменных процессов в организме.

Состояние организма в зависимости от содержания СО2 в альвеолярном воздухе при максимально возможной задержке дыхания

Пробы Штанге и Сообразе

Наиболее распространенными функциональными пробами системы органов дыхания являются пробы Штанге и Сообразе. Эти пробы позволяют выявить устойчивость организма к избытку углекислого газа по длительности задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) и выдохе (проба Сообразе).

Пробы могут быть использованы при исследовании системы органов дыхания как у взрослых, так и у детей. Здоровые взрослые нетренированные люди задерживают дыхание на вдохе в течение 40 – 50 секунд, дети в 6 лет - 16 с, 8 лет – 32 с, 10 лет – 39 с, 12 лет – 42, в 13 лет - 39 с.

Взрослые здоровые нетренированные люди могут задерживать дыхание на выдохе 20–30 с, спортсмены – 30–90 с, здоровые дети и подростки – 12–13 с.

Проба Серкина

Проведение пробы Серкина и анализ полученных результатов позволяет по состоянию кардио-респираторной системы выявить категорию лиц (здоровые тренированные, здоровые нетренированные, лица со скрытой недостаточностью кровообращения) к которой относятся обследуемые. Данная проба включает три фазы и позволяет определить длительность задержки дыхания на вдохе в состоянии покоя, после функциональной нагрузки (двадцати приседаний за 30 с), и выявить характер восстановления длительности задержки дыхания после отдыха. На основе сравнения исследуемых показателей с нормальными значениями для разных групп лиц обследуемого относят к одной из этих групп. При выполнении физической работы увеличивается потребность организма в кислороде и сокращается продолжительность задержки дыхания на вдохе.

При физической нагрузке удовлетворение потребности организма в кислороде осуществляется за счет включения приспособительных механизмов: достаточно быстро и адекватно мощности нагрузки увеличивается минутный объем дыхания и минутный объем крови. Быстрое возвращение их к исходному уровню в период восстановления (отдыха) свидетельствует о хорошем состоянии сердечно-сосудистой и дыхательных систем.

При недостаточности этих систем отмечается большее увеличение минутного объема дыхания, медленное и недостаточное увеличение потребления кислорода, незначительное возрастание дыхательного коэффициента (отношение объема выдыхаемого углекислого газа к объему потребляемого кислорода). Поскольку границы функциональных возможностей внешнего дыхания значительно шире, чем системы кровообращения, то увеличение периода восстановления свидетельствует, прежде всего, о неполноценности системы кровообращения.