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Allen lebenden Zellen gemeinsam ist der Prozess des Abbaus organischer Moleküle durch eine aufeinanderfolgende Reihe enzymatischer Reaktionen, was zur Freisetzung von Energie führt. Als bezeichnet wird nahezu jeder Prozess bezeichnet, bei dem die Oxidation organischer Stoffe zur Freisetzung chemischer Energie führt Atmung. Wenn es Sauerstoff benötigt, dann Atmung heißtAerobic, und wenn Reaktionen in Abwesenheit von Sauerstoff stattfinden - anaerob Atmung. Die Hauptenergiequelle für alle Gewebe von Wirbeltieren und Menschen sind die Prozesse der aeroben Oxidation, die in den Mitochondrien von Zellen ablaufen, die dazu geeignet sind, die Oxidationsenergie in die Energie von Reserveverbindungen wie ATP umzuwandeln. Man nennt die Abfolge von Reaktionen, durch die die Zellen des menschlichen Körpers die Energie der Bindungen organischer Moleküle nutzen intern, Gewebe oder zellular Atmung.

Unter der Atmung höherer Tiere und Menschen versteht man eine Reihe von Prozessen, die die Versorgung der inneren Umgebung des Körpers mit Sauerstoff und dessen Nutzung zur Oxidation sicherstellen organische Substanz und Entfernung von Kohlendioxid aus dem Körper.

Die Funktion der Atmung beim Menschen wird realisiert durch:

1) äußere oder Lungenatmung, die den Gasaustausch zwischen der äußeren und inneren Umgebung des Körpers (zwischen Luft und Blut) durchführt;
2) Blutzirkulation, die den Transport von Gasen zum und vom Gewebe gewährleistet;
3) Blut als spezifisches Gastransportmedium;
4) innere oder Gewebeatmung, die den direkten Prozess der Zelloxidation ausführt;
5) Mittel zur neurohumoralen Regulierung der Atmung.

Das Ergebnis der Systemaktivität äußere Atmung ist die Anreicherung des Blutes mit Sauerstoff und die Freisetzung von überschüssigem Kohlendioxid.

Veränderungen der Gaszusammensetzung des Blutes in der Lunge werden durch drei Prozesse sichergestellt:

1) kontinuierliche Belüftung der Alveolen, um die normale Gaszusammensetzung der Alveolarluft aufrechtzuerhalten;
2) Diffusion von Gasen durch die Alveolarkapillarmembran in einem Volumen, das ausreicht, um ein Gleichgewicht des Sauerstoff- und Kohlendioxiddrucks in der Alveolarluft und im Blut zu erreichen;
3) kontinuierlicher Blutfluss in den Kapillaren der Lunge entsprechend dem Volumen ihrer Belüftung

Lungenkapazität

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Gesamtkapazität. Die Luftmenge in der Lunge nach maximaler Inspiration ist die gesamte Lungenkapazität, deren Wert bei einem Erwachsenen 4100-6000 ml beträgt (Abb. 8.1).
Sie besteht aus der Vitalkapazität der Lunge, also der Luftmenge (3000–4800 ml), die beim tiefsten Ausatmen nach dem tiefsten Einatmen aus der Lunge austritt, und
Restluft (1100-1200 ml), die nach maximaler Ausatmung noch in der Lunge verbleibt.

Gesamtkapazität = Vitalkapazität + Restvolumen

Vitalkapazität macht drei Lungenvolumina aus:

1) Atemzugvolumen , das das Volumen (400-500 ml) der während jedes Atemzyklus ein- und ausgeatmeten Luft darstellt;
2) ReservevolumenInhalation (zusätzliche Luft), d.h. das Luftvolumen (1900-3300 ml), das bei einer maximalen Inhalation nach einer normalen Inhalation eingeatmet werden kann;
3) exspiratorisches Reservevolumen (Reserveluft), d.h. Volumen (700-1000 ml), das nach normaler Ausatmung bei maximaler Ausatmung ausgeatmet werden kann.

Vitalkapazität = Inspiratorisches Reservevolumen + Atemzugvolumen + exspiratorisches Reservevolumen

funktionelle Restkapazität. Bei ruhiger Atmung verbleibt nach der Ausatmung ein exspiratorisches Reservevolumen und Residualvolumen in der Lunge. Die Summe dieser Volumina heißt funktionelle Residualkapazität, sowie normale Lungenkapazität, Ruhekapazität, Gleichgewichtskapazität, Pufferluft.

Funktionelle Residualkapazität = Exspiratorisches Reservevolumen + Residualvolumen

Abb.8.1. Lungenvolumen und -kapazitäten.

Bei Männern überwiegt die Bauchatmung. Wenn sich der Brustkorb aufgrund von Kontraktionen des Zwerchfells vergrößert. Bei Frauen ist es umgekehrt - Brusttyp Atmung, da sie eine Steigerung erfahren Quergröße Brüste Deshalb gibt es ein Sprichwort, dass Frauen mit der Brust atmen und Männer mit dem Bauch.

Beim ruhigen Ein- und Ausatmen atmen Erwachsene 16 bis 20 Mal pro Minute. Die Atemfrequenz hängt auch vom Körpergewicht ab. Große, übergewichtige Frauen atmen langsam, während dünne Frauen langsamer atmen kleine Leute- Schneller. Weil sie aktiver sind.

Wenn ein Mensch ruhig atmet, verbraucht er zum Ein- und Ausatmen etwa 500 ml Luftmasse. Diese Luftmenge wird Atemvolumen genannt. Wenn Sie tief durchatmen, können Sie diese Menge um 1500 ml erhöhen. Dies wird als Reserveluftvolumen bezeichnet. Und umgekehrt kann ein Mensch bei einer ruhigen Ausatmung bis zu 1500 ml zusätzlich ausatmen. Dies wird als exspiratorisches Reservevolumen bezeichnet.

Diese Volumina bilden in ihrer Kombination die volumetrische (Vital-)Kapazität der Lunge.

Was ist Lungenkapazität?

Dieses Volumen wird auch Lungenkapazität genannt. Dies ist die Menge an Luft, die durch die Atmungsorgane strömt. In verschiedenen Phasen des Atemzyklus. Die Lungengröße wird direkt gemessen. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass, wenn eine Person Luft ein- und ausatmet, ihre Menge als das Volumen der Lunge betrachtet wird, wie bei einem Gefäß – wie viel Luftmasse in das Atmungsorgan gelangen kann.

Das durchschnittliche Fassungsvermögen der Lunge eines Mannes beträgt maximal 3 bis 6 Liter. Die übliche Menge liegt zwischen 3 und 4 Litern. Aber für die normale Atmung wird es nur verwendet kleiner Teil diese Luft.

Das normale Atemvolumen ist der Anteil der Luft, der beim Ein- und Ausatmen durch die Atmungsorgane strömt.

Faktoren, die das Lungenvolumen beeinflussen

Es gibt verschiedene Faktoren, die die Lungengröße beeinflussen: Größe, Lebensstil, Geschlecht, Wohnort. Existiert wissenschaftlicher Tisch solche Faktoren:

• Eine große Lunge findet man bei Menschen der folgenden Kategorien: groß, mit auf gesunde Weise Leben (Nichtraucher), Astheniker, Männer sowie diejenigen, die über dem Meeresspiegel leben.
• Kleine Kapazität Atmungsorgane beobachtet bei kleinen Menschen, Rauchern, Hypersthenikern, Frauen, älteren Menschen und Menschen, die auf Meereshöhe leben.

Bei Menschen, die die meisten Leben auf Meereshöhe verbracht wird, gibt es eine kleine Lungenkapazität und umgekehrt. Dies liegt daran, dass der Druck in der Atmosphäre geringer ist hohes Niveau. Dadurch wird das Eindringen von Sauerstoff in den Körper erschwert. Durch die Anpassung an diese Situation erhöht sich die Luftleitfähigkeit zum Gewebe.

Während der Schwangerschaft verändert sich die Größe der Lunge. Es sinkt auf 1,3 Liter. Dies geschieht, weil die Gebärmutter Druck auf die Brustscheidewand (Zwerchfell) ausübt. Dies führt auch zu einer Verringerung der Gesamtkapazität des Organs um bis zu 5 %. Und das Reservevolumen der ausgeatmeten Luft nimmt ab. Durchschnittliche Kapazität Lunge einer Frau 3,5 Liter.

Bei aktiven Menschen - Sportlern, Tänzern usw. - wird ein erhöhter Wert beobachtet (bis zu 6 Liter). Da ihr Körper trainiert ist, wird das gesamte Volumen des Organs zum Aus- und Einatmen genutzt. Und bei Schwachen, die keinen Sport treiben, ist nur ein Drittel des Volumens am Atmungsprozess beteiligt.

Wie werden Lungenvolumina gemessen?

Um das Gesamtvolumen eines Organs zu messen, werden normalerweise die folgenden Indikatoren verwendet.

• Gesamtkapazität;
• Restkapazität;
• funktionelle Restkapazität;
• Vitalkapazität.

Die Kombination dieser Indikatoren wird bei der Analyse des Organs verwendet. Dadurch ist es möglich, die Ventilationskapazität der Lunge zu beurteilen, Ventilationsstörungen zu diagnostizieren und die therapeutische Wirkung bei Erkrankungen zu bewerten.

Die einfachste und am häufigsten verwendete Messmethode ist die Gasverdünnung. Sie wird von Ärzten mit spezieller Ausrüstung durchgeführt.

Es ist schwierig, die Kapazität der Lunge zuverlässig genau zu berechnen, da es sich bei diesem Organ um eine Art Muskel handelt. Kann bei Bedarf erweitert werden. Aber die durchschnittliche Größe Lunge Erwachsener Eine Person ist durch diese Zahlen begrenzt.

Das Ausmaß der Lungenventilation wird durch das Atemzugvolumen (Atemtiefe) und die Atemfrequenz bestimmt. Es gibt eine Reihe von Volumenindikatoren, die den Zustand der Lunge charakterisieren (Abb. 1.1). Normalwerte werden für einen Erwachsenen mit einem Gewicht von 70 kg angegeben.

1. Atemzugvolumen (VT) – das Volumen der ein- und ausgeatmeten Luft bei ruhiger Atmung. Der Normalwert liegt bei 0,5-0,6 l.

2. Inspiratorisches Reservevolumen (IRV) – das Volumen, das nach einer ruhigen Einatmung zusätzlich ankommen kann, also Unterschied zwischen normaler und maximaler Belüftung. Normalwerte: ca. 2,5 l (ca. 2/3 Vitalkapazität).

3. Exspiratorisches Reservevolumen (ERV) – das Volumen, das nach einer ruhigen Ausatmung zusätzlich ausgeatmet werden kann, d. h. Unterschied zwischen normaler und maximaler Ausatmung. Normalwerte liegen bei 1,5 l (ca. 1/3 Vitalkapazität).

4. Residualvolumen (VR) – das Volumen, das nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt.

Die Vitalkapazität (VC) ist die Luftmenge, die bei maximaler Ausatmung nach einer maximalen Einatmung ausgeatmet werden kann. Sie ist somit ein Maß für die größtmögliche Atemexkursion. Die Vitalkapazität ist ein Indikator für die Lungenmobilität und Brust. Selbst bei höchstem Sauerstoffbedarf des Körpers erreicht die Atemtiefe nicht ihren Maximalwert. Der Wert der Vitalkapazität hängt von Alter, Geschlecht, Körpergröße und -position sowie dem Ausbildungsgrad ab. Normaler Vitalwert: 3,5-5,5 l.

Abbildung 1.1. Statische Lungenvolumina eines Erwachsenen

5. Inspirationsreserve (IR) – Höchstmenge Luft, die nach einer ruhigen Ausatmung in die Lunge gelangen kann.

6. Gesamte Lungenkapazität (TLC) oder maximale Lungenkapazität – die Luftmenge, die auf dem Höhepunkt der maximalen Inspiration in der Lunge enthalten ist. Sie besteht aus Vitalkapazität und Residualvolumen und wird als Summe aus Vitalkapazität und OO berechnet. Der Normalwert liegt bei etwa 6 Litern. Die Untersuchung der Struktur der Vitalkapazität ist entscheidend für die Aufklärung der Möglichkeiten zur Steigerung oder Verminderung der Vitalkapazität, die erhebliche Auswirkungen haben können praktische Bedeutung. Eine Steigerung der Vitalkapazität kann nur dann positiv bewertet werden, wenn sich die Vitalkapazität nicht verändert oder erhöht, sondern weniger als die Vitalkapazität, was dann der Fall ist, wenn die Vitalkapazität aufgrund einer Abnahme der VC steigt. Kommt es gleichzeitig mit einem Anstieg der VC zu einem noch stärkeren Anstieg des TLC, kann dies nicht als positiver Faktor gewertet werden. Wenn VC unter 70 % TLC liegt, ist die Funktion der äußeren Atmung stark beeinträchtigt. Normalerweise wann pathologische Zustände TLC und VC verändern sich auf die gleiche Weise, mit Ausnahme des obstruktiven Lungenemphysems, bei dem VC normalerweise abnimmt, VC zunimmt und TLC normal bleiben oder höher als normal sein kann.

7. Funktionelle Residualkapazität (FRC) – die Luftmenge, die nach einer ruhigen Ausatmung in der Lunge verbleibt. Normalwerte für Erwachsene liegen bei 3 bis 3,5 Litern.

FFU = OO + ROvyd.

Per Definition ist FRC das Gasvolumen, das bei einer ruhigen Ausatmung in der Lunge verbleibt, und kann ein Maß für die Gasaustauschfläche sein. Es entsteht durch das Gleichgewicht zwischen den entgegengesetzt gerichteten elastischen Kräften der Lunge und des Brustkorbs. Physiologische Bedeutung FRC besteht aus einer teilweisen Erneuerung des Alveolarluftvolumens während der Inspiration (ventiliertes Volumen) und gibt das Volumen der Alveolarluft an, das ständig in der Lunge vorhanden ist. Eine Erhöhung der FRC kann physiologisch sinnvoll sein, da dadurch die Atemoberfläche der Lunge vergrößert wird. Darüber hinaus verringert sich durch die Erweiterung des Lumens der Atemwege der Widerstand gegen den Luftstrom und die Diffusionsfläche der Gase vergrößert sich Atemwege unterhalb der 16. Divisionsordnung. Es muss berücksichtigt werden, dass gleichzeitig mit einem Anstieg der FRC der Diffusionsweg von Gasen leicht zunimmt, die Inspirationskapazität (belüftetes Volumen) abnimmt und die Fähigkeit zur Erhöhung des DO und damit zur Erhöhung der maximalen Ventilation der Lunge begrenzt ist . Eine Zunahme oder Abnahme der FRC wird durch eine entsprechende Änderung des Verhältnisses zweier entgegengesetzt gerichteter Kräfte bestimmt – der elastischen Zugkraft der Lunge, die dazu neigt, ihr Volumen zu verringern, und der elastischen Kraft des Brustgewebes. Die Beurteilung der Beziehung zwischen diesen beiden Kräften bestimmt maßgeblich die Mechanik der Atmung.

Die klinische Bedeutung von FRC ist groß. Wenige Minuten nach Narkosebeginn sinkt sie um 20 %. Diese Abnahme ist wahrscheinlich auf eine Anhebung des Zwerchfells aufgrund eines erhöhten intraabdominalen Drucks in Rückenlage, ein erhöhtes zentrales Blutvolumen und einen Verlust des Atemmuskeltonus zurückzuführen. Eine Abnahme der FRC ist mit der Entwicklung von Atelektasen, dem Verschluss kleiner Atemwege, einer Abnahme der Lungencompliance, einer Zunahme der alveolar-arteriellen O2-Differenz infolge der Perfusion von Atelektasenbereichen der Lunge und einer Abnahme der Lungenfunktion verbunden Ventilations-Perfusions-Verhältnis. Obstruktive Ventilationsstörungen führen zu einem Anstieg der FRC, restriktive Störungen- zu einem Rückgang des FRC.

Aus physiologischer und klinischer Sicht ist dies der Fall großer Wert Verschlussvolumen (OZ) und Verschlusskapazität (EZ). Das Lungenverschlussvolumen (CV) ist das Lungenvolumen, Teil der Vitalkapazität, bei dem sich die kleinen Atemwege (Bronchiolen) beim Ausatmen verschließen, sei es ruhig oder erzwungen. Die Schließkapazität (EC) ist die Summe aus OC und Restvolumen (VR):

EZ = OZ + OO.

Der Verschluss von Bronchiolen wird häufiger in den dorsobasalen Lungensegmenten beobachtet, in denen der äußere Gewebedruck aufgrund der Schwerkrafteinwirkung auf die Lunge den durch die FRC-Luft erzeugten endobronchialen Druck übersteigt. Da bei gesunden Erwachsenen die Schließkapazität (EC) geringer ist als die FRC (FRC = PO ext. + + OO), verschließen sich die kleinen Atemwege bei durchschnittlichem Exspirationsdruck nicht.

Faktoren, die zu einem Rückgang der FRC führen:

Liegeposition auf dem Rücken;

Fettleibigkeit;

Operationen auf oberen Abschnitte Bauch;

Thoraxoperationen.

Faktoren, die zu einem Anstieg der EZ führen:

Rauchen;

Vorherige chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD);

Herzinsuffizienz;

Alter (EF = FRC bei 65 Jahren im Stehen und bei 54 Jahren in Rückenlage).

Bei der Arbeit eines Anästhesisten kommt es neben anderen Störungen der Lungenfunktion häufig zu einer postoperativen Lungenrestriktion. Während und nach Operationen unter Vollnarkose, insbesondere nach Oberschenkel- und Thorakotomie, kommt es zu einer deutlichen Abnahme der Lungenfunktion, die meist als akute Einschränkung (Kontraktion) des gesamten Lungenvolumens beschrieben wird. Der Grad einer solchen Einschränkung des Lungenvolumens hängt hauptsächlich mit folgenden Faktoren zusammen:

Reduzierung des inspiratorischen Reservevolumens um 10 % des Ausgangswerts;

Abnahme der Vitalkapazität um ca. 50-75 %;

Reduzierung des FRC um 35 %.

Eine Abnahme des statischen Lungenvolumens wird hauptsächlich verursacht durch:

Schmerzen, gefolgt von flacher Atmung;

Husten unterdrücken;

Dorsobasale postoperative Atelektase;

Erhöhter intraabdominaler Druck aus verschiedenen Gründen;

Restwirkungen von Medikamenten und Muskelrelaxantien;

Nach der Operation atmen Patienten oft flach und husten nicht, weil wirksamer Husten Ihre Vitalkapazität sollte mindestens drei Atemzüge betragen (Normwert 8 ml/kg Körpergewicht). In diesem Fall besteht die Gefahr einer Retention von Bronchialschleim mit der anschließenden Entwicklung einer Atelektase und einer sekundären Pneumonie. Die pathophysiologische Bedeutung einer Abnahme der FRC besteht darin, den Unterschied zwischen FRC und Schließkapazität zu verringern. Wenn die Verschlusskapazität den FRC-Wert überschreitet, schließen sich die kleinen Atemwege am Ende einer ruhigen Ausatmung. Ein periodischer Verschluss der Alveolen führt schnell zu einem verstärkten intrapulmonalen Rechts-Links-Shunt und einer verminderten Sauerstoffversorgung. Daher ist es notwendig, den FRC über der EZ zu halten und die Gasaustauschzone offen zu halten. Dabei stehen eine adäquate postoperative Anästhesie und Atemtherapie im Vordergrund. Bei der Planung einer Behandlung in postoperative Phase Es ist zu berücksichtigen, dass sich mehr als 30 % der Patienten entwickeln Atemversagen, wenn die Vitalkapazität weniger als 50 % des Normalwertes beträgt (1,75–2 l bei Erwachsenen). Die postoperative Einschränkung der Lungenfunktion normalisiert sich erst nach 2-3 Wochen.

Lungenvolumina werden in statische und dynamische unterteilt. Statische Lungenvolumina werden während abgeschlossener Atembewegungen ohne Geschwindigkeitsbegrenzung gemessen. Währenddessen werden dynamische Lungenvolumina gemessen Atembewegungen mit einer Frist für ihre Umsetzung.

Lungenvolumen. Das Luftvolumen in der Lunge und den Atemwegen hängt von folgenden Indikatoren ab: 1) anthropometrischen individuellen Merkmalen einer Person und Atmungssystem; 2) Eigenschaften Lungengewebe; 3) Oberflächenspannung der Alveolen; 4) die von der Atemmuskulatur entwickelte Kraft.

Das Atemvolumen (VT) ist das Luftvolumen, das eine Person bei ruhiger Atmung ein- und ausatmet. Bei einem Erwachsenen beträgt der gelöste Sauerstoff etwa 500 ml. Der Wert von DO hängt von den Messbedingungen (Ruhe, Belastung, Körperposition) ab. DO wird berechnet als Durchschnittswert nach der Messung von etwa sechs ruhigen Atembewegungen.

Das inspiratorische Reservevolumen (IRV) ist das maximale Luftvolumen, das ein Proband nach einer ruhigen Inhalation einatmen kann. Die Größe des ROVD beträgt 1,5-1,8 Liter.

Das exspiratorische Reservevolumen (ERV) ist das maximale Luftvolumen, das eine Person ab der Ebene der ruhigen Ausatmung zusätzlich ausatmen kann. Der Wert von ROvyd ist in horizontaler Position niedriger als in vertikaler Position und nimmt mit zunehmender Fettleibigkeit ab. Es entspricht einem Durchschnitt von 1,0-1,4 Litern.

Das Residualvolumen (VR) ist das Luftvolumen, das nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt. Das Restvolumen beträgt 1,0-1,5 Liter.

Die Untersuchung dynamischer Lungenvolumina ist von wissenschaftlichem und klinischem Interesse und ihre Beschreibung geht über den Rahmen eines normalen Physiologiekurses hinaus.

Lungenkapazität . Die Vitalkapazität der Lunge (VC) umfasst das Atemzugvolumen, das inspiratorische Reservevolumen und das exspiratorische Reservevolumen. Bei Männern mittleren Alters schwankt die Vitalkapazität zwischen 3,5-5,0 Litern und mehr. Bei Frauen sind niedrigere Werte typisch (3,0-4,0 l). Je nach Methodik zur Messung der Vitalkapazität unterscheidet man zwischen der Inhalationsvitalkapazität, bei der nach einer vollständigen Ausatmung maximal tief eingeatmet wird, und der Exspirationsvitalkapazität, bei der nach einer vollständigen Einatmung eine maximale Ausatmung erfolgt.

Die Inspirationskapazität (EIC) entspricht der Summe aus Atemzugvolumen und Inspirationsreservevolumen. Beim Menschen beträgt die EUD durchschnittlich 2,0–2,3 Liter.

Die funktionelle Residualkapazität (FRC) ist das Luftvolumen in der Lunge nach einer ruhigen Ausatmung. FRC ist die Summe aus exspiratorischem Reservevolumen und Residualvolumen. FRC wird durch Gasverdünnung oder Gasverdünnung und Plethysmographie gemessen. Der FRC-Wert wird maßgeblich vom Pegel beeinflusst körperliche Aktivität Personen- und Körperposition: FRC ist in horizontaler Körperposition kleiner als in sitzender oder stehender Position. Bei Fettleibigkeit nimmt die FRC ab, da die Gesamtcompliance des Brustkorbs abnimmt.

Die Gesamtlungenkapazität (TLC) ist das Luftvolumen in der Lunge am Ende einer vollständigen Inhalation. TEL wird auf zwei Arten berechnet: TEL - OO + VC oder TEL - FRC + Evd. TLC kann mittels Plethysmographie oder Gasverdünnung gemessen werden.

Die Messung von Lungenvolumina und -kapazitäten hat klinische Bedeutung bei der Untersuchung der Lungenfunktion bei gesunden Personen und bei der Diagnose menschlicher Lungenerkrankungen. Lungenvolumina und -kapazitäten werden üblicherweise mittels Spirometrie, Pneumotachometrie unter Integration von Indikatoren und Körperplethysmographie gemessen. Statische Lungenvolumina können unter pathologischen Bedingungen abnehmen, die zu einer begrenzten Lungenexpansion führen. Dazu gehören neuromuskuläre Erkrankungen, Erkrankungen des Brustkorbs, des Bauches, Pleuraläsionen, die die Steifheit des Lungengewebes erhöhen, und Erkrankungen, die zu einer Verringerung der Anzahl funktionsfähiger Alveolen führen (Atelektasen, Resektionen, Narbenveränderungen in der Lunge).

Das Atemminutenvolumen (MRV) ist die Gesamtluftmenge, die in einer Minute durch die Lunge strömt. Beim Menschen im Ruhezustand beträgt die MOD durchschnittlich 8 l*min-1. Die MRR kann durch Multiplikation der Atemfrequenz pro Minute mit dem Atemzugvolumen berechnet werden.

Die maximale Ventilation der Lunge ist das Luftvolumen, das bei maximaler Frequenz und Tiefe der Atembewegungen in einer Minute durch die Lunge strömt. Maximale Belüftung wird willkürlich verursacht, tritt während der Arbeit auf, bei einem Mangel an O2-Gehalt (Hypoxie) sowie bei einem Überschuss an CO2-Gehalt (Hyperkapnie) in der eingeatmeten Luft.

Bei maximaler freiwilliger Belüftung der Lunge kann die Atemfrequenz auf 50–60 pro Minute und bis zu 2–4 Liter ansteigen. Unter diesen Bedingungen kann die MOR 100–200 l*min-1 erreichen.

Die maximale freiwillige Beatmung wird während der forcierten Atmung gemessen, normalerweise für 15 Sekunden. Normalerweise beim Menschen körperliche Aktivität Das Niveau der maximalen Belüftung ist immer niedriger als die maximale freiwillige Belüftung.

4.Gasaustausch in der Lunge. Der Prozentsatz und Partialdruck von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Alveolarluft. Die Spannung der Gase in den Arterien und venöses Blut.

Gasaustausch in der Lunge. In der Lunge gelangt Sauerstoff aus der Alveolarluft in das Blut und Kohlendioxid aus dem Blut gelangt in die Lunge.

Die Bewegung von Gasen wird durch Diffusion gewährleistet. Gemäß den Diffusionsgesetzen breitet sich Gas von einer Umgebung mit hohem Partialdruck in eine Umgebung mit niedrigerem Druck aus. Der Partialdruck ist der Anteil des Gesamtdrucks, der den Anteil eines bestimmten Gases in einem Gasgemisch ausmacht. Je höher Prozentsatz Je größer das Gas in der Mischung ist, desto höher ist sein Partialdruck. Für in einer Flüssigkeit gelöste Gase wird der Begriff „Spannung“ verwendet, entsprechend dem Begriff „Partialdruck“ für freie Gase.

In der Lunge findet ein Gasaustausch zwischen der in den Lungenbläschen enthaltenen Luft und dem Blut statt. Die Alveolen sind mit einem dichten Netz von Kapillaren durchzogen. Die Wände der Alveolen und der Kapillaren sind sehr dünn. Die bestimmenden Bedingungen für den Gasaustausch sind die Oberfläche, durch die Gase diffundieren, und die Unterschiede im Partialdruck (Spannung) der diffundierenden Gase. Die Lunge erfüllt diese Anforderungen idealerweise: mit tiefer Atemzug Die Alveolen dehnen sich aus und ihre Oberfläche erreicht 100–150 Quadratmeter. m (die Oberfläche der Kapillaren in der Lunge ist nicht weniger groß), besteht ein ausreichender Unterschied im Partialdruck der Gase in der Alveolarluft und der Spannung dieser Gase im venösen Blut.

Bindung von Sauerstoff durch Blut. Im Blut verbindet sich Sauerstoff mit Hämoglobin und bildet eine instabile Verbindung – Oxyhämoglobin, von dem 1 g 1,34 Kubikmeter binden kann. siehe Sauerstoff. Die Menge des gebildeten Oxyhämoglobins ist direkt proportional zum Sauerstoffpartialdruck. In der Alveolarluft beträgt der Sauerstoffpartialdruck 100–110 mm Hg. Kunst. Unter diesen Bedingungen binden 97 % des Hämoglobins im Blut an Sauerstoff.

In Form von Oxyhämoglobin wird Sauerstoff von der Lunge über das Blut zu den Geweben transportiert. Hier ist der Sauerstoffpartialdruck niedrig und Oxyhämoglobin dissoziiert unter Freisetzung von Sauerstoff, der die Sauerstoffversorgung des Gewebes gewährleistet.

Das Vorhandensein von Kohlendioxid in der Luft oder im Gewebe verringert die Fähigkeit des Hämoglobins, Sauerstoff zu binden.

Bindung von Kohlendioxid im Blut. Kohlendioxid wird über das Blut transportiert chemische Verbindungen Natriumbicarbonat und Kaliumbicarbonat. Ein Teil davon wird durch Hämoglobin transportiert.

In Gewebekapillaren, wo der Kohlendioxiddruck hoch ist, werden Kohlensäure und Carboxyhämoglobin gebildet. In der Lunge fördert die in den roten Blutkörperchen enthaltene Carboanhydrase die Dehydrierung, was zur Verdrängung von Kohlendioxid aus dem Blut führt.

Die Gase, aus denen die atmosphärische, alveoläre und ausgeatmete Luft besteht, haben einen bestimmten Partialdruck (partialis – Partialdruck), d. h. den Druck, der dem Anteil eines bestimmten Gases in einem Gasgemisch zuzuschreiben ist. Der Gesamtgasdruck wird durch die kinetische Bewegung der Moleküle bestimmt, die an der Grenzfläche zwischen den Medien wirken. In der Lunge gibt es eine solche Oberfläche Atemwege und Alveolen. Nach dem Gesetz von Dalton ist der Partialdruck eines Gases in jeder Mischung direkt proportional zu seinem Volumengehalt. Alveolarluft ist eine Mischung hauptsächlich aus O2, CO2 und N2. Darüber hinaus enthält die Alveolarluft Wasserdampf, der ebenfalls einen gewissen Partialdruck ausübt, daher beträgt der Gesamtdruck des Gasgemisches 760,0 mm Hg. der Partialdruck von O2 (Po2) in der Alveolarluft beträgt etwa 104,0 mm Hg, CO2 (Pco2) - 40,0 mm Hg.

Gasspannung im arteriellen und venösen Blut. Die Diffusion von Gasen durch die Alveolarmembran erfolgt zwischen der Alveolarluft und dem venösen und arteriellen Blut der Lungenkapillaren.

Einer von die wichtigsten Indikatoren, anhand dessen sich die eine oder andere Störung des Atmungssystems identifizieren lässt, ist das Lungenvolumen oder die sogenannte „Lungenkapazität“. Die Lungenkapazität eines Menschen wird als die Luftmenge gemessen, die beim Einatmen durch seine Lunge strömen kann, nachdem er möglichst tief ausgeatmet hat. Bei erwachsenen Männern sind es in der Regel etwa 3-4 Liter, oft kann es aber auch bis zu 6 Liter sein.

Die durchschnittliche Inhalation verbraucht einen sehr kleinen Teil dieser Gesamtluftmenge, nämlich nur etwa 500 ml. Die Luftmenge, die bei normaler Atmung durch die Atemwege strömt, wird als „Atemvolumen“ der Lunge bezeichnet und entspricht niemals der vollen Lungenkapazität.

Lungenvolumen bei verschiedenen Menschen

Die größten und kleinsten Lungenkapazitäten Menschen mit den folgenden natürlichen oder erworbenen Eigenschaften haben (die größten – in der linken Spalte, die kleinsten – in der rechten):

Menschliche Lungenkapazität: Tabelle

Je höher die Höhe, desto geringer ist der Luftdruck und desto schwieriger kann Sauerstoff in das menschliche Blut eindringen. Folglich kann die Lunge in großer Entfernung vom Meeresspiegel viel weniger Sauerstoff transportieren als in geringer Entfernung. Dadurch erhöhen Gewebe, die sich an neue Bedingungen anpassen, ihre Sauerstoffleitfähigkeit.

So berechnen Sie das Lungenvolumen

Das Lungenvolumen einer Person kann auf folgende Weise berechnet werden:

• Spirometrie – Messung verschiedener Indikatoren der Atemqualität;
• Spirographie – grafische Aufzeichnung von Veränderungen Lungenvolumen;
• Pneumographie – grafische Aufzeichnung der Atmung basierend auf Veränderungen des Brustumfangs;
• Pneumotachometrie – Messung der maximalen Luftgeschwindigkeit;
• Bronchographie – Röntgendiagnostik der Atemwege mittels Kontrastmittel;
• Bronchoskopie - Sonderprüfung Luftröhre und Bronchien mit einem Bronchoskop;
• Radiographie - Projektion interner Zustand Atemwege auf Röntgenfilm;
• Ultraschalluntersuchung- Zustandsforschung innere Organe mit Ultraschall;
• Röntgen-Computertomographie;
• Magnetresonanztomographie;
• Radionuklidmethoden;
• Gasverdünnungsmethode.

In welchen Mengen wird das Lungenvolumen gemessen?

Vitalkapazität der Lunge

Um seinen Wert zu ermitteln, müssen Sie so tief wie möglich einatmen und dann so tief wie möglich ausatmen. Die Menge an Luft, die beim Ausatmen austritt, ist die Vitalkapazität. Das heißt, die Vitalkapazität ist die maximale Luftmenge, die durch die Atemwege einer Person strömen kann. Wie bereits erwähnt, Vitalkapazität der Atemwege beträgt in der Regel 3 bis 6 Liter. Mit der Pneumotachometrie, die seit kurzem in der Medizin aktiv eingesetzt wird, ist es möglich, die FVC – die forcierte Vitalkapazität der Lunge – zu bestimmen.

Definieren Sie Ihr Eigenwert Beim FVC atmet eine Person zunächst genauso tief ein und atmet dann die gesammelte Luft mit der maximal möglichen Geschwindigkeit des ausgeatmeten Stroms aus. Dies wird die sogenannte „erzwungene Ausatmung“ sein. Anschließend analysiert und berechnet der Computer selbst den erforderlichen Wert.

Gezeitenvolumen

Die Luft, die während der normalen Atmung und in einem Atemzyklus sowohl in die Lunge ein- als auch austreten kann, wird „Atemvolumen“ oder anders „Atemtiefe“ genannt. Im Durchschnitt sind es 500 ml für jeden Erwachsenen (der allgemeine Bereich liegt zwischen 300 und 800 ml), für ein Kind im Alter von einem Monat – 30 ml, für ein Jahr alt – 70 ml, für ein Kind im Alter von zehn Jahren – 230 ml.

Die normale Tiefe (und Frequenz) des Atmens wird Eupnoe genannt. Es kommt vor, dass die Atemtiefe einer Person deutlich über der Norm liegt. Diese übermäßig tiefe Atmung wird „Hyperpnoe“ genannt. Im Gegenteil, es kommt vor, dass es nicht die Norm erreicht. Diese Art der Atmung wird „Oligopnoe“ genannt. 8 bis 20 Ein-/Ausatmungen pro Minute – das ist die normale Atemfrequenz eines Erwachsenen, 50 der gleichen Zyklen – Eupnoe eines einen Monat alten Babys, 35 Zyklen – Eupnoe einjähriges Baby, 20 - zehnjähriges Kind.

Darüber hinaus gibt es noch:

• physiologischer Totraum – die Luftmenge in den Atemwegen, die nicht am Gasaustausch teilnimmt (von 20 bis 35 % des Gesamtvolumens, eine Überschreitung des Wertes weist höchstwahrscheinlich auf eine Pathologie hin);
• anatomischer Totraum – das Luftvolumen, das nicht über die Höhe der Atembronchiolen hinausreicht (von 140 bis 260 ml);
• Inspirationsreservevolumen – das Volumen, das eine Person bei möglichst tiefer Inspiration einatmen kann (ca. 2-3 Liter);
• exspiratorisches Reservevolumen – das Volumen, das eine Person bei möglichst tiefer Ausatmung ausatmen kann (von 1 bis 1,5 Liter, im Alter steigt es auf 2,2 Liter);
• funktionelle Restkapazität – Luft, die sich in den Atemwegen ansammelt, nachdem eine Person normal ausgeatmet hat (OOL + RO-Ausatmung).

Video

In diesem Video erfahren Sie, wie groß das Lungenvolumen einer Person ist.