Показатели внешнего дыхания и газовый состав
Ключевые тезисы:
- Дыхательные показатели делятся на статические (объемы и емкости) и динамические (характеризующие процесс во времени).
- Емкости — собирательные понятия, состоящие из объемов.
- Газовый состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха различается.
- Мертвое пространство играет важную буферную и защитную роль.
Статические показатели внешнего дыхания
Общая емкость легких (ОЕЛ):
Общее количество газа, которое можно разместить в легких.
- У взрослого мужчины: 5–6 литров.
- Состоит из Жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и Остаточного объема (ОО).
Остаточный объем (ОО):
Количество газа, которое невозможно удалить из легких даже при максимальном выдохе.
- Обусловлено наличием сурфактанта — вещества, выстилающего альвеолы и препятствующего их спадению.
- Величина: около 1 литра.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ):
Максимальный объем газа, который можно выдохнуть после максимального вдоха.
- Состоит из трех объемов:
- Дыхательный объем (ДО) — объем спокойного вдоха/выдоха (~500 мл).
- Резервный объем вдоха (РОвд) — дополнительный объем после спокойного вдоха (1.5–1.8 л).
- Резервный объем выдоха (РОвыд) — дополнительный объем после спокойного выдоха (~1–1.5 л).
- Средняя величина у мужчин: ~5 литров, у женщин — на 8–10% меньше.
- Факторы, влияющие на ЖЕЛ: пол, конституция, возраст, респираторная тренированность (профессия).
Другие емкости:
- Емкость вдоха = ДО + РОвд.
- Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) = РОвыд + ОО (объем газа в легких после спокойного выдоха).
Динамические показатели внешнего дыхания
- Минутный объем дыхания (МОД): Количество газа, проходящее через легкие за минуту (при 16–20 дыханиях в минуту ~8–9 л).
- Максимальная вентиляция легких (МВЛ): Максимально возможный объем вентиляции за минуту (может превышать 100 л).
- Объем форсированного выдоха (ОФВ1): Показатель проходимости крупных дыхательных путей.
- Индекс Тиффно: Отношение ОФВ1 к ЖЕЛ (в %), показатель проходимости дыхательных путей.
Газовый состав дыхательных смесей
Состав атмосферного воздуха (без учета паров воды):
- Кислород (O₂): 20.93%
- Углекислый газ (CO₂): 0.03%
- Азот (N₂) и примеси: 79.04% (азот не участвует в газообмене).
Состав выдыхаемого воздуха:
- O₂: ~16%
- CO₂: ~4%
- N₂: ~79.4%
Состав альвеолярного воздуха:
- O₂: ~14%
- CO₂: ~6%
- N₂: ~80%
Почему составы разные? Выдыхаемый воздух — это смесь альвеолярного воздуха с воздухом из мертвого пространства (воздухоносных путей), оставшимся после предыдущего вдоха.
Почему процент азота растет? При окислении смешанной пищи потребляется O₂ чуть больше, чем выделяется CO₂. Объем выдыхаемой смеси становится немного меньше, а количество инертного азота не меняется, поэтому его процентное содержание в меньшем общем объеме увеличивается.
Мертвое пространство
Часть дыхательной системы, где не происходит газообмен.
- Анатомическое: Воздухоносные пути (носоглотка, трахея, бронхи).
- Альвеолярное: Альвеолы, которые вентилируются, но не кровоснабжаются.
- Функциональное (общее): Сумма анатомического и альвеолярного.
Функции мертвого пространства:
- Согревание и увлажнение вдыхаемого воздуха.
- Механическая и бактерицидная очистка.
- Буферная роль: Сглаживает резкие перепады концентраций газов (O₂ и CO₂) между вдохами.
Выводы
- Дыхательная система характеризуется комплексом статических и динамических показателей.
- Ключевое различие: емкости — собирательные, объемы — элементарные.
- Газообмен происходит только в альвеолах. Воздух в мертвом пространстве смешивается с альвеолярным, меняя конечный состав выдыхаемой смеси.
- Мертвое пространство — не «лишняя» часть, а важный функциональный элемент, обеспечивающий защиту и стабильность газовой среды.