Диагностика функциональных нарушений системы внешнего дыхания. Значение функционального исследования органов дыхания в диагностике недостаточности функции внешнего дыхания Проверка домашнего задания

ОБЩИЕ ДАННЫЕ

Функциональная полноценность дыхания определя­ется тем, насколько достаточно и своевременно удовлетворяется потребность клеток и тканей организма в кислороде и выводится из них образующийся при процессах окисления углекислый газ.

Функция дыхания, в широком смысле, осуществляется согласо­ванной работой трех систем организма (дыхания, кровообраще­ния и крови), тесно связанных между собой и обладающих возмож­ностью взаимной компенсации. Согласованная работа этих трех систем регулируется нервной системой.

Различают внешнее и внутреннее дыхание.

Внешнее дыхание представляет собой газообмен между внешней средой и кровью капилляров легких, т. е. малого круга кровообращения. Внутреннее, или тканевое, дыхание - газообмен между кровью капилляров тканей и клеткой, т. е. окислительно-восстановительный процесс.

В спортивной медицине, как и в клинике, в основном исследу­ется функция внешнего дыхания (прежде всего вследствие доступ­ности этого исследования). Непосредственное исследование внут­реннего дыхания, имеющее огромное значение, проводится пока главным образом с научно-исследовательской целью (из-за методи­ческой сложности). При исследовании ряда параметров функции внешнего дыхания удается получить достаточно ясное представле­ние о состоянии функции внутреннего дыхания.

Внешнее дыхание осуществляется системой внешнего дыхания, в которую входят: легкие, верхние дыхательные пути и бронхи, грудная клетка и дыхательные мышцы. К дыхательным мышцам относятся прежде всего межреберные мышцы и диафрагма. Однако при затруднении дыхания грудные мышцы, мышцы плечевого поя­са также функционируют как дыхательные мышцы, помогающие вдоху и выдоху.

Функцию внешнего дыхания можно условно разделить на два этапа. Первый этап - это газообмен между внешней средой и на­ходящимся в альвеолах легких воздухом, называемым альвеоляр­ным. Второй этап - это проникновение кислорода из альвеоляр­ного воздуха в кровь капилляров легких и углекислого газа в об­ратном направлении.

Первый этап функции внешнего дыхания опреде­ляется вентиляцией (от лат. вентиляцио - проветривание), задачей которой является введение в легкие при вдохе наружного воздуха, богатого кислородом, и выведение при выдохе из легких воздуха, содержащего значительный процент углекислого газа.

Второй этап осуществляется путем диффузии молекул газов (кислорода и углекислоты) через альвеолярно-капиллярную мембрану, отделяющую альвеолярный воздух от крови капилляров легких.

В конечном счете эти два этапа внешнего дыхания приводят к насыщению в капиллярах легких притекающей к ним венозной кро­ви кислородом и освобождению ее от углекислого газа, благодаря чему она превращается в артериальную.

Проникновение кислорода из альвеолярного воздуха в кровь легочных капилляров и углекислого газа в обратном направлении происходит через альвеолярную мембрану путем диффузии вслед­ствие разницы парциальных давлений по обе стороны альвеоляр­ной мембраны. Однако альвеолярную мембрану нельзя рассматри­вать как простую механическую перепонку, состоящую из тончай­ших клеток, составляющих стенку самой мембраны и стенку ка­пилляра легких. Свойства этой мембраны могут в зависимости от физиологических и патологических условий, возникающих в орга­низме (причем не исключается и воздействие на нее влияний, пе­редаваемых нервными путями), существенно изменяться, что вы­зывает изменение скорости диффузии газов через нее.

Уровень насыщения артериальной крови кислородом в норме составляет 96-98%. Это значит, что такое количество всех моле­кул гемоглобина находится в соединении с кислородом (оксигемоглобин), а 2-4% кислорода его не содержат (восстановленный ге­моглобин) .

Неполное насыщение (96-98%) оттекающей от легких артери­альной крови кислородом называют физиологической артериальной гипоксемией. Основной ее причиной, по-видимому, являются суще­ствующая в норме неравномерность вентиляции в легких и нали­чие физиологических ателектазов (спавшихся участков легких, не принимающих участия в газообмене). Проходящая через ателектатические участки легких кровь не артериализируется и, смешиваясь в левом предсердии с полностью окисленной кровью, прошедшей через хорошо вентилируемые участки легких, вызывает снижение общего процента насыщения.

Определенное значение в происхождении физиологической ар­териальной гипоксемии имеют также особенности кровоснабжения легких. Как известно, система легочной артерии, доставляющая кровь в капилляры малого круга кровообращения, дополняется бронхиальной артерией, т. е. питающей легочную ткань кровенос­ной системой, относящейся к большому кругу кровообращения. Эти две системы в легких широко анастомозируют друг с другом, и капилляры системы бронхиальной артерии сообщаются с систе­мой легочной вены, примешивая к текущей в ней артериальной крови, полностью насыщенной кислородом, определенное количест­во венозной крови.

Из изложенного ясно, что роль вентиляции заключается в под­держании в альвеолах соответствующего уровня парциального дав­ления кислорода и углекислого газа, необходимого для нормального протекания газообмена между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование функции системы внешнего дыхания должно быть построено таким образом, чтобы учитывались ее взаимосвязи с системами кровообращения, крови и центральной нервной системой.

При изучении функции внешнего дыхания помимо клиническо­го исследования проводится определение различных параметров, характеризующих все этапы внешнего дыхания.

Клиническое исследование начинается, как обычно, с собира­ния анамнеза.

Выясняют, не было ли в семье обследуемого больных туберку­лезом легких. Расспрашивая о перенесенных им заболеваниях, об­ращают внимание на воспаление легких (если болел, то как часто и насколько продолжительно), грипп (сколько раз в год, какова длительность заболевания). Выясняют, не бывает ли субфебриль-ной температуры (37,1-37,2 по вечерам), не состоял ли на учете в туберкулезном диспансере, обращают внимание на наличие кашля (характер: сухой, приступами и т. д.), мокроты (количество, цвет, консистенция), одышки и приступов удушья (типа бронхиальной астмы), болей в груди при дыхании (локализация и интенсив­ность) - такие боли наблюдаются чаще всего при сухом плеврите, при межреберной невралгии и миозите межреберных мышц.

Объективное исследование включает осмотр, пальпацию, пер­куссию к аускультацию.

Осмотр. Выясняют, нет ли западений надключичных впадин, отставания какого-либо отдела грудной клетки при дыхании, кото­рое может свидетельствовать о патологических изменениях со сто­роны легких, плевры или грудной клетки. Определяют частоту и тип дыхания.

Частота дыхания у здоровых людей равна обычно 14- 18 дыханиям (вдох и выдох) в 1 мин. У спортсменов она, как пра­вило, меньше (от 8 до 16 в 1 мин.), но глубина дыхания больше. Учащение дыхания (независимо от того, сочетается оно с углубле­нием или нет) называется одышкой. Она наблюдается в физиологи­ческих условиях при физической нагрузке (зависит от увеличения потребности в кислороде), а также при эмоциональном напряже­нии. Одышка, не адекватная физическому напряжению, свидетель­ствует о каких-либо патологических изменениях.

Тип дыхания может быть грудным, брюшным и смешанным. При грудном типе увеличение объема легких при вдохе происхо­дит за счет расширения грудной клетки благодаря движению ре­бер (главным образом экскурсии верхних и нижних ребер) и подъ­ему ключиц. При брюшном, или диафрагмальном, типе объем лег­ких увеличивается за счет опускания диафрагмы при почти пол­ном отсутствии движения ребер и расширения грудной клетки. При этом типе дыхания во время вдоха отмечается выпячивание стенки живота за счет некоторого смещения внутренностей при опускании диафрагмы. В смешанном дыхании участвуют оба механизма, свя­занные с увеличением объема легких при вдохе.

Пальпация. Ощупыванием проверяют, нет ли болезненных точек в том или ином участке грудной клетки.

Перкуссия. Выстукивание легких, заполненных обычно воз­духом, позволяет по изменению звука определить наличие в них каких-либо уплотнений или разрежений (полостей). Такого рода изменения являются патологическими. Например, при воспалении легких пораженный участок легочной ткани уплотняется, а при туберкулезе легких может образоваться полость - каверна.

Перкуссией легких определяют также подвижность нижних их границ при вдохе и выдохе, характеризующую амплитуду движений диафрагмы. В норме нижняя граница легких опускается при глубо­ком вдохе на 3-5 см, при некоторых же заболеваниях легких, или брюшной полости, или диафрагмы, а также при ожирении подвиж­ность легочных краев ограничена.

Аускультация. Путем выслушивания воспринимаются зву­ки, возникающие при движении воздуха по воздухоносным путям и альвеолам во время вдоха и выдоха. Характер возникающего при этом звука зависит от их состояния. Таким образом, по аускультативным изменениям можно судить о состоянии бронхов и легких и особенностях патологических изменений в них. В нормальных усло­виях обычно выслушивается дыхательный шум (так называемое везикулярное дыхание), при патологическом процессе, связанном с изменениями в бронхах и альвеолах легких, характер возникаю­щих при дыхании звуков существенно меняется и прослушиваются различного рода хрипы.

Огромное значение в оценке состояния системы внешнего дыха­ния имеет рентгеновское исследование. При рентгено­скопии изучается ее структура и функция непосредственно во вре­мя исследования. Различная степень затененности отдельных участ­ков легких, изменяющаяся при акте дыхания, дает возможность оце­нить состояние вентиляции и кровотока; отчетливая видимость дви­жений ребер и диафрагмы позволяет определить координацию их движений. Эти движения можно зафиксировать на рентгенокимограмме. На ней лучше, чем при рентгеноскопии, видны структурные изменения легочной ткани (этот метод исследования используется тогда, когда при рентгеноскопии выявляются изменения в легочной ткани, требующие более детального анализа).

В последнее время широко применяется метод флюорогра­фии (см. главу 8).

Из лабораторных методов исследований используется исследование мокроты (микроскопически).

Инструментальными методами исследования функционального состояния системы внешнего дыхания выявляется ряд показателей, которые можно разделить на три группы, связанные с различными этапами функции дыхания.

В первую группу входят показатели, характеризующие функцию внешнего дыхания на этапе «наружный воздух - альвео­лярный воздух», т. е. вентиляцию. К ним относятся, кроме часто­ты, глубины и ритма дыхания, сила вдоха и выдоха, все легочные объемы (общая емкость легких и ее составляющие), вентиляцион­ные объемы (минутный объем дыхания, максимальная вентиляция легких и др.). Эта группа показателей имеет существенное практи­ческое значение, так как позволяет получить объективные количе­ственные оценки таких важных параметров, как вентиляция, брон­хиальная проходимость и др.

Все эти показатели исследуются как в покое, так и при функ­циональных пробах. Исследование данной группы показателей ме­тодически просто, не требует сложной аппаратуры и может быть проведено в любых условиях.

Ко второй группе принадлежат показатели, которые ха­рактеризуют внешнее дыхание на этапе «альвеолярный воздух - кровь легочных капилляров», т. е. диффузию. Их изучение слож­нее, так как требует обязательного исследования газового состава выдыхаемого воздуха, альвеолярного воздуха, определения погло­щения кислорода, выделения углекислого газа и др. Для этого не­обходима специальная, иногда сложная, аппаратура. Поэтому часть этих показателей изучается пока только в специально оборудован­ных лабораториях. Но благодаря тому, что в последнее время уси­ленно разрабатывается доступная практике аппаратура, эти иссле­дования начинают все шире внедряться в практическую работу врачей. Так, имеются, например, отечественные приборы - спирографы (стационарные и переносные), автоматические экспресс-ана­лизаторы кислорода и углекислого газа в любой газовой смеси и др.

К третьей группе относятся показатели, характеризующие газовый состав крови. Исследование насыщения артериальной кро­ви кислородом и его изменений, этого конечного этапа внешнего дыхания, стало сейчас широко возможным в связи с новым методом исследования - оксигемометрией, которая позволяет бес­кровно, длительно и непрерывно исследовать изменения насы­щения артериальной крови кислородом.

Правда, с помощью этого метода нельзя определять содержание объемного процента кислорода и углекислого газа в крови (для этого нужно пунктировать артерию), но, поскольку наибольшее значение имеет определение изменений насыщения крови кислоро­дом, метод оксигемометрии получает все большее распространение. Благодаря ему такое исследование стало доступным не только для врачей, но и для тренеров и преподавателей (см. дальше).

Исследование вентиляции

Важное значение исследования всех основных пара­метров, характеризующих вентиляцию, обусловлено тем, что от ее состояния зависят уровни парциального давления кислорода и уг­лекислоты в альвеолярном воздухе, определяющие диффузию этих газов через альвеолярно-капиллярную мембрану.

К основным параметрам, характеризующим вентиляцию, отно­сятся легочные объемы, мощность вдоха и выдоха, сила дыхатель­ной мускулатуры, частота и глубина дыхания.

Легочные объемы. В понятие «легочные объемы» входят общая емкость легких и ее составляющие (жизненная емкость легких - ЖЕЛ и остаточный объем), минутный объем дыхания, максималь­ная вентиляция легких.

Под общей емкостью легких (ОЕЛ) понимают то мак­симальное количество воздуха, которое могут вместить воздухонос­ные пути и легкие. ОЕЛ состоит из жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и остаточного объема (ОО).

ЖЕЛ представляет собой объем воздуха, который исследуемый может выдохнуть при максимально глубоком выдохе после макси­мально глубокого вдоха. Этот выдох производится в спирометр или в специальные прорезиненные мешки (мешок Дугласа, метеобал­лон), после чего объем этих мешков определяется через сухие газо­вые часы. Выдох может быть сделан и непосредственно в сухие газовые часы. ОО - это тот объем воздуха, который остается в лег­ких после максимального выдоха. Величина ЖЕЛ легко определяет­ся прямым измерением выдохнутого воздуха, а ОО - только кос­венным путем. Для этого существуют специальные методы (азотография и др.), которые еще не вошли в широкую врачебную прак­тику и используются только с научно-исследовательскими целями. У здоровых лиц молодого возраста 75-80% ОЕЛ занимает ЖЕЛ, 20-25% составляет ОО.

Занятия спортом и физической культурой способствуют увеличе­нию доли ЖЕЛ в структуре общей емкости легких, что благоприят­но отражается на эффективности вентиляции. Наоборот, увеличе­ние доли ОО за счет уменьшения доли ЖЕЛ в структуре общей ем­кости легких снижает эффективность вентиляции.

Чем значительнее величина ОО, тем больше нужно вдыхаемого воздуха для создания необходимого парциального давления в аль­веолярном воздухе. Поэтому у лиц с большим ОО и соответствен­но низкой ЖЕЛ обычно наблюдается одышка.

Таким образом, очевидно, что от величины ОО зависит поддер­жание постоянного состава альвеолярного воздуха. Поэтому иссле­дование ОО имеет существенное значение и в спортивной медицине, в связи с чем важной задачей является разработка простой, точной и доступной методики ее определения.

При исследовании легочных объемов необходимо учитывать следующее. Как известно, объемы газа существенно изменяются в зависимости от температуры и атмосферного давления. Следова­тельно, если сравнивать полученную величину легочных объемов у одних и тех же лиц в различных условиях (исследованных, напри­мер, на уровне моря и в горах), можно совершить существенную ошибку: фиксировать уменьшение или увеличение этого показателя, не учитывая, что эти изменения могут зависеть только от влияния внешних условий. Поэтому при такого рода исследованиях необхо­димо вносить соответствующую поправку, сводящую на нет влияние внешних условий и приводящую легочные объемы к стандартным условиям. С этой целью обычно пользуются двумя стандартами: 1) стандартом нулевых условий и 2) стандартом внутрилегочным.

Стандарт нулевых условий (STPD - по американским авторам и СТДС - по русским, что означает Стандартные Темпера­тура, Давление, Сухой) характеризуется приведением величины объема газа к 760 мм рт. ст., температуре 0° и полной сухости, т. е. отсутствию паров воды в измеряемом объеме газа. Приведение к этому стандарту требуется при необходимости установить, какой объем занял бы измеренный газ или смесь газов (в частности, вы­дыхаемый воздух), если бы он был освобожден от паров воды ох­лаждением до 0° и измерен при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. Это особенно важно в случаях, когда основное значение имеет не геометрический объем, а число молекул в измеренном объеме газа. В связи с этим при необходимости определения количества погло­щенного кислорода и выделенной углекислоты объем газа всегда приводится к этому стандарту.

Стандарт внутрилегочный (BTPS - по американским авторам или ТТДН-по русским, что значит Температура Тела, Давление окружающей среды, Насыщение водяными парами) ха­рактеризуется приведением объема газа к атмосферному давлению во время проведения исследований, температуре тела 37° и полно­му насыщению парами воды при этой температуре. Приведение к этому стандарту производится тогда, когда важно выяснить не химический состав или калорическую ценность газа, а геометрический объем, который он занимает в легких.

Приведение к стандартным условиям де­лается путем умножения фактического ле­гочного объема на тот или иной коэффици­ент, который находят по специальным таб­лицам или рассчитывают по определенной формуле.

Необходимо всегда указывать, особенно при определении газообмена, оценке энер­гетических затрат и др., к каким стандарт­ным условиям приведен легочный объем.

При изучении легочных объемов как та­ковых, например при измерении вентиляции легких, когда эти объемы являются только мерой их емкости, внесение указанных по­правок не обязательно. Ведь газ в легких и газ в приборе, посредством которого изме­ряются легочные объемы, находятся под одним и тем же атмосферным давлением, и, поскольку изменение этого давления сказы­вается одинаково на объемах воздуха в легких и в приборе, это не оказывает никакого влияния на результаты измерений. То же отно­сится и к поправке на температуру, так как замер объемов выдох­нутого воздуха обычно производится сразу же после выхода и тем­пература его не успевает изменяться. Только в тех случаях, когда такие измерения проводятся в специальных условиях (холод, жара и т. п.), поправка на температуру должна быть внесена, и об этом обязательно нужно указать в протоколе исследования.

Для расчета должных величин в отношении легочных объемов, поглощения кислорода и вентиляции, поскольку они связаны с энергетическими процессами, проще и удобнее исходить из таблиц Гарриса - Бенедикта. Они давно и широко используются во всем мире при исследовании ос­новного обмена. С их помощью определяется число килокалорий в сутки в покое
с учетом пола, роста, веса и возраста. Эти таблицы имеются во всех практикумах по физиологии, в пособии по практическим занятиям по
врачебному контролю. По специальным таблицам (Ю. Я. Агапов, А. И. Зятюшков), легко можно найти должную величину для любого легочного объема.

Классификация легочных объемов, которая используется и сего­дня, разработана Гутчинсоном (1846 г.) - автором метода спиро­метрии и конструктором спирометра (рис. 42).

Количество воздуха в легких зависит от многих факторов. Ос­новные из них - объем грудной клетки, степень подвижности ребер и диафрагмы, состояние дыхательных мышц, воздухопроводящих путей и самой легочной ткани, ее эластичность, степень кровенапол­нения.

Грудная клетка, обусловливающая границы возможного расши­рения легких, может находиться в четырех основных положениях: максимального вдоха, максимального выдоха, спокойного вдоха и спокойного выдоха. При каждом из них соответственно изменяют­ся легочные объемы (рис. 43).

Как видно на рис. 43, при спокойном дыхании в легких после вы­доха остается резервный объем выдоха и остаточный объем, при спокойном вдохе к этому добавляется объем вдоха. Объемы вдоха и выдоха в целом носят название дыхательного объема. При мак­симальном выдохе в легких остается только остаточный объем, при максимальном вдохе к остаточному объему, резервному объему выдоха и дыхательному объему добавляется резервный объем вдо­ха, что вместе называется общей емкостью легких.

Все легочные объемы имеют определенное физиологическое значение. Так, сумма остаточного объема и резервного объема вы­доха - это альвеолярный воздух. Благодаря движению воздуха, со­ставляющего дыхательный объем, поддерживается необходимое для нормальной диффузии парциальное давление газов в альвео­лярном воздухе, обеспечивается поглощение организмом кислоро­да и выведение углекислого газа. Резервный объем вдоха определяет способность легких к добавочному их расширению; резервный объем выдоха поддерживает легочные альвеолы в определенном состоянии расширения и вместе с остаточным объемом обеспечи­вает постоянство состава альвеолярного воздуха.

Резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха составляют ЖЕЛ. Процентное соотношение этих величин различно у разных лиц и при разных состояниях организма. Оно колеблется в следующих пределах: резервный обмен вдоха - 55- 60%, дыхательный объем - 10-15% и резервный объем выдоха - 25-30% ЖЕЛ.

Все легочные объемы в норме не являются стандартными, не ме­няющимися. На их величину влияют положение тела, степень утом­ления дыхательных мышц, состояние возбудимости дыхательного центра и нервной системы, не говоря уже о профессии, занятиях фи­зической культурой, спортом и других факторах.

В функциональном исследовании системы внешнего дыхания спортсменов и физкультурников известное значение имеет исследо­вание так называемого вредного, или мертвого, пространства. Этим термином называется та часть дыхательных путей, в которых нахо­дится воздух, не достигающий альвеол и поэтому не участвующий в газообмене. Объем мертвого пространства равен в среднем 140 мл. В зависимости от колебания тонуса гладкой мускулатуры бронхов он может увеличиваться или уменьшаться.

Однако, поскольку определение фактического мертвого прост­ранства методически сложно, а учитывать его необходимо (напри­мер, при оценке глубины дыхания и эффективности вентиляции), следует все же пользоваться величиной равной 140 мл, не забывая о том, что это условная цифра.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) определяется путем максимального выдоха в спирометр или сухие газовые часы (мето­дика определения ЖЕЛ изложена выше) после максимального вдо­ха. Величину ЖЕЛ выражают обычно в единицах объема, т. е. в лит­рах или миллилитрах. Она позволяет косвенно оценить величину площади дыхательной поверхности легких, на которой происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью капилляров лег­ких. Иначе говоря, чем больше ЖЕЛ, тем больше дыхательная по­верхность легких. Кроме того, чем больше ЖЕЛ, тем больше мо­жет быть глубина дыхания и легче достигается увеличение объема вентиляции.

Таким образом, ЖЕЛ определяет возможность приспособления организма к физической нагрузке, к недостатку кислорода во вды­хаемом воздухе (например, при подъеме на высоту).

Существенную роль в оценке величины ЖЕЛ играет соотноше­ние составляющих ее объемов. Увеличение дыхательного объема при увеличении вентиляции, вызванном физической нагрузкой, про­исходит главным образом за счет резервного объема вдоха. Чем большая часть ЖЕЛ приходится на резервный объем вдоха, тем выше потенциальная возможность дыхательного объема, т. е. тем больше может быть увеличен объем вентиляции. Поэтому ЖЕЛ, в структуре которой резервный объем вдоха занимает большое мес­то, функционально более полноценна, чем ЖЕЛ той же величины, но с меньшим резервным объемом вдоха.

Все это позволяет оценить ЖЕЛ как показатель, определяю­щий функциональные возможности системы внешнего дыхания.

На величину ЖЕЛ оказывает влияние положение тела. Она больше при положении стоя, чем при положениях сидя и лежа. Поэтому исследование ее нужно проводить только в положении обследуемого стоя.

Снижение показателей ЖЕЛ всегда свидетельствует о какой-либо патологии. Увеличение ЖЕЛ было принято считать показа­телем повышенного функционального состояния аппарата внешне­го дыхания. Однако оказалось, что у спортсменов при значитель­ном повышении общего функционального состояния и росте спор­тивных результатов ЖЕЛ может совсем не увеличиваться или возрастает незначительно. Величина ЖЕЛ неодинакова у предста­вителей различных видов спорта. Следовательно, она зависит от спортивной специализации.

Таким образом, ЖЕЛ не может и не должна считаться единст­венным показателем повышения функции системы внешнего дыха­ния. Она определяет только функциональные возможности этой системы в отношении обеспечения организма необходимым количе­ством кислорода. Поэтому потенциальные возможности системы внешнего дыхания у человека с высокими показателями ЖЕЛ вы­ше (больше дыхательная поверхность и возможность углубления дыхания), чем у имеющего низкие показатели ЖЕЛ.

Умение полноценно использовать свою ЖЕЛ зависит от состоя­ния нервной регуляции дыхания. Занятия физической культурой, спортом развивают это умение. На величину ЖЕЛ оказывают влия­ние пол (у мужчин она больше, чем у женщин того же возраста), возраст (при старении ЖЕЛ уменьшается), а также рост и вес.

На зависимости ЖЕЛ от веса основано определение так назы­ваемого жизненного индекса, т. е. отношения показателя ЖЕЛ (мл) к весу (кг). Фактическая величина ЖЕЛ (учитывая огром­ный диапазон нормы - от 3500 до 8000 мл) может быть правильно оценена только при сравнении с должной величиной. Выражать ее следует не в объемных единицах, а в процентах к должной величи­не. При таком расчете одна и та же величина фактической ЖЕЛ, равная, например, 4000 мл, будет для высокого и полного человека составлять 80% должной, если его должная величина равна 5000 мл, а для худого и невысокого человека, у которого должная величина ЖЕЛ равна 3000 мл,-133%.

Только такая оценка фактических величин ЖЕЛ позволит тре­неру и преподавателю сделать конкретные практические выводы (например при снижении ЖЕЛ ниже 90% должной - о необходи­мости специальных упражнений).

Из большого числа различных расчетов должной ЖЕЛ наибо­лее простой, удобной является расчет по формуле Антони: должная ЖЕЛ (ДЖЕЛ) равна основному обмену (ккал), определенному по таблицам Гарриса - Бенедикта, умноженному на коэффициент 2,6 для мужчин и 2,3 для женщин.

Для здоровых лиц, не занимающихся спортом, фактическая ве­личина ЖЕЛ составляет 100% должной с отклонениями ±10%. Естественно, у занимающихся физической культурой и спортом фактическая величина ЖЕЛ будет больше 100% должной.

Как хорошо видно из табл. 2, одна и та же фактическая величи­на ЖЕЛ, выраженная в процентах к должной, приобретает совер­шенно различное значение.

Для выражения фактической величины ЖЕЛ в процентах к должной пользуются следующей формулой:

фактическая ЖЕЛ x 100

должная ЖЕЛ

Оценка изменений ЖЕЛ под влиянием различных факторов по­ложена в основу ряда функциональных проб. К их числу относят­ся проба Розенталя и проба, называемая динамической спиро­метрией.

Проба Розенталя, или спирометрическая кри­вая, представляет собой пятикратное измерение ЖЕЛ, проводимое через 15-секундные промежутки времени. Такое многократное определение составляет нагрузку, под влиянием которой может изме­няться ЖЕЛ. Увеличение ее при последовательных измерениях со­ответствует хорошей оценке этой пробы, уменьшение - неудовлет­ворительной, отсутствие изменений - удовлетворительной.

При динамической спирометрии величину ЖЕЛ, изме­ренную тотчас после дозированной физической нагрузки, сравни­вают с исходной величиной ЖЕЛ, полученной в покое. Принцип оценки такой же, как и при спирометрической кривой.

С помощью измерения ЖЕЛ можно определить бронхиаль­ную проходимость. Ее оценка имеет большое значение в ха­рактеристике вентиляции. Понятие «бронхиальная проходимость» противоположно понятию «сопротивление воздухоносных путей по­току воздуха»: чем меньше сопротивление, тем больше бронхиаль­ная проходимость, и наоборот. Величина ее непосредственно зави­сит от суммарного поперечного сечения всех воздухоносных путей, которое определяется тонусом гладкой мускулатуры бронхов и бронхиол, регулируемым нервно-гуморальным прибором. Измене­ние бронхиальной проходимости оказывает влияние на энергетиче­ские затраты, связанные с вентиляцией легких. При увеличении бронхиальной проходимости один и тот же объем вентиляции лег­ких требует меньше усилий. Систематические занятия спортом, фи­зической культурой совершенствуют регуляцию бронхиальной про­ходимости. Поэтому у спортсменов и физкультурников она лучше, чем у не занимающихся физической культурой, спортом.

Состояние бронхиальной проходимости можно определить с по­мощью форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ), пробы Тиффно - Вотчала или величины мощности вдоха и выдоха.

Форсированная ЖЕЛ определяется как обычная ЖЕЛ, но при максимально быстром выдохе. В норме она должна быть на 200-300 мл меньше ЖЕЛ, исследованной в обычных условиях. Увеличение этой разницы указывает на ухудшение бронхиальной проходимости.

Проба Тиффно - Вотчала, по существу, представляет собой ту же ФЖЕЛ, но при этой пробе измеряется объем воздуха, выдыхаемого при предельно быстром и полном выдохе за 1, 2 и 3 сек. У здоровых лиц, не зани­мающихся спортом, за первую секунду выдыхается 80-85 % обычной ЖЕЛ, у спортсменов - обычно больше. Снижение этого процента свидетельствует о нару­шении бронхиальной проходимо­сти.

Такое исследование можно проводить с записью спирограммы путем присоединения к обыч­ному спирометру писчика и ки­мографа с быстро движущейся бумагой или используя специаль­ный спирометр. Это дает возмож­ность учитывать длительность форсированного выхода по секундам (рис. 44).

Спирометрическое исследование ФЖЕЛ позволяет установить различные типы кривых у здоровых и больных. На спирометриче­ской кривой определяется длительность форсированного выдоха до момента его замедления. В норме она составляет от 1,5 до 2 сек. Увеличение этого времени свидетельствует о нарушении бронхиаль­ной проходимости.

Мощность вдоха и выдоха представляет собой макси­мальную объемную скорость потока воздуха при вдохе и выдохе. Ее измеряют специальным прибором - пневмотахометром (рис. 45) и выражают в литрах в 1 сек. (л/сек). Для оценки этого показателя существует расчет должной величины (фактическая величина ЖЕЛ, умноженная на 1,24). Мощность вдоха равна мощности вы­доха или несколько превосходит ее и составляет у мужчин 5- 8 л/сек, у женщин - 4-6 л/сек.

Существенное значение для состояния вентиляции имеет сила дыхательной мускулатуры, особенно мускулатуры выдо­ха, так как на выдохе сопротивление воздухоносных путей намного превосходит его на вдохе. Это объясняется тем, что во время выдоха диаметр бронхов и бронхиол уменьшается.

Сила мускулатуры выдоха измеряется при натуживании. Чем большее давление создается при этом в ротовой полости, тем силь­нее мышцы выдоха. Давление в ротовой полости измеряется с по­мощью пневмотонометра, отводную трубку которого при этом бе­рут в рот (рис. 46). По степени понижения (при вдохе) и повыше­ния (при выдохе) уровня ртути в трубках пневмотонометра и определяется сила вдоха и выдоха. Силу мускулатуры выдоха вы­ражают в единицах давления, т. е. в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). В норме сила вдоха составляет в среднем 50- 60 мм рт. ст., сила выдоха - 80-150 мм рт. ст. Должная величина силы выдоха равна одной десятой должного основного обмена, рас­считанного по таблицам Гарриса - Бенедикта.

Легочная вентиляция. Легочную вентиляцию, т. е. циркуляцию воздуха между внешней средой и альвеолярным воздухом, осуще­ствляет вся система внешнего дыхания.

К важнейшим величинам, характеризующим вентиляцию, при­надлежит минутный объем дыхания (МОД). При равно­мерном дыхании МОД представляет собой произведение глубины вдоха, т. е. дыхательного объема, на частоту дыхания в 1 мин. при условии, если глубина дыхания одинакова. В покое величина МОД колеблется от 4 до 10 л, при напряженной физической нагрузке она может возрастать в 20-25 раз и достигать 150-180 л и более. МОД увеличивается в прямой зависимости от мощности выполняе­мой работы, но только до определенного предела, после которого нарастание нагрузки уже не сопровождается увеличением МОД. Чем большая нагрузка соответствует пределу МОД, тем более со­вершенна функция внешнего дыхания. Возможность роста МОД при повышающейся нагрузке связана с величиной максимальной вентиляции легких данного лица. При равных величинах МОД эф­фективность вентиляции легких выше тогда, когда дыхание глубже и реже. При глубоком дыхании в альвеолы попадает большая часть дыхательного объема, чем при более поверхностном дыхании.

Средняя величина дыхательного объема определяется путем де­ления объема воздуха, вдыхаемого за определенное время, на чис­ло дыханий за этот же период. Эта величина колеблется у разных лиц от 300 до 900 мл. При положении стоя она больше, чем при по­ложении лежа. От глубины дыхания зависит величина так назы­ваемой альвеолярной вентиляции. Например, при объеме мертвого пространства 140 мл, дыхательном объеме 1000 мл и частоте дыха­ния 10 в 1 мин. МОД будет равен 1000 мл x 10 = 10 л, а вентиляция альвеол: (1000 мл - 140 мл) x 10 = 8,6 л. Если при таком же МОД (10 л) дыхательный объем будет меньше 500 мл, а частота дыхания больше 20 в 1 мин., то альвеолярная вентиляция составит только: (500 мл - 140 мл) x 20 = 7,2 л.

Таким образом, при оценке величины МОД необходимо учиты­вать глубину и частоту дыхания, ибо от этого зависит эффектив­ность вентиляции. Одна и та же величина МОД при глубоком и редком или при частом и поверхностном дыхании должна расцени­ваться различно. Частое и поверхностное дыхание не может под­держивать парциальное давление кислорода в альвеолярном воз­духе на должном уровне.

Соотношение вдоха и выдоха называется дыхательным циклом. У здоровых людей дыхательный цикл может иметь дыхательную паузу различной длительности после выдоха. Наличие или отсут­ствие дыхательной паузы и ее величина зависят от функционально­го состояния системы внешнего дыхания. Поэтому даже у одного и того же человека она может появляться и исчезать. Соотношение «вдох - выдох» составляет 1 к 1,1, т. е. вдох короче выдоха. Дли­тельность вдоха колеблется от 0,3 до 4,7 сек., длительность выдо­ха - от 1,2 до 6 сек.

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.

1. 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).

2. При максимальном вдохе в легкие вводится дополнительный объем воздуха - резервный аобъем вдоха (РОВд), а при максимально возможном выдохе определяется резервный объем выдоха (РОВыд).

3. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - тот воздух, который человек в состоянии выдохнуть после максимального вдоха.

ЖЕЛ= РОВд + ДО + РОВыд 4. После максимального выдоха в дегких остается определенное количество воздуха - остаточный объем легких (ООЛ).

5. Общая емкость легких (ОЕЛ)включает ЖЕЛ и ООЛ т. е. является максимальной емкостью легких.

6. 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 МОД в л

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 % ДЖЕЛ 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:

ФЖЕЛ х 100% (индекс Тиффно)ЖЕЛ 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, %



Динамическая спирометрия – определение изменений ЖЕЛ под влиянием физической нагрузки (проба Шафранского). Определив исходную величину ЖЕЛ в покое, обследуемому предлагают выполнить дозированную физическую нагрузку - 2-минутный бег на месте в темпе 180 шаг/мин при подъеме бедра под углом 70-80°, после чего снова определяют ЖЕЛ. В зависимости от функционального состояния системы внешнего дыхания и кровообращения и их адаптации к нагрузке ЖЕЛ может уменьшиться (неудовлетворительная оценка), остаться неизменной (удовлетворительная оценка) или увеличиться (оценка, т.е. адаптация к нагрузке, хорошая). О достоверных изменениях ЖЕЛ можно говорить только в том случае, если она превысит 200 мл.

Проба Розенталя - пятикратное измерение ЖЕЛ, проводимое через 15-секундные интервалы времени. Результаты данной пробы позволяют оценить наличие и степень утомления дыхательной мускулатуры, что, в свою очередь, может свидетельствовать о наличии утомления других скелетных мышц.

Результаты пробы Розенталя оценивают следующим образом:

Увеличение ЖЕЛ от 1-го к 5-му измерению - отличная оценка;

Величина ЖЕЛ не изменяется - хорошая оценка;

Величина ЖЕЛ снижается на величину до 300 мл - удовлетворительная оценка;

Величина ЖЕЛ снижается более чем на 300 мл - неудовлетворительная оценка.

Проба Шафранского заключается в определении ЖЕЛ до и после стандартной физической нагрузки. В качестве последней используются подъемы на ступеньку (22,5 см высоты) в течение 6 мин в темпе 16 шаг/мин. В норме ЖЕЛ практически не изменяется. При снижении функциональных возможностей системы внешнего дыхания значения ЖЕЛ уменьшаются более чем на 300 мл.
Гипоксические пробы дают возможность оценить адаптацию человека к гипоксии и гипоксемии.
Проба Генчи - регистрация времени задержки дыхания после максимального выдоха. Исследуемому предлагают сделать глубокий вдох, затем максимальный выдох. Исследуемый задерживает дыхание при зажатом носе и рте. Регистрируется время задержки дыхания между вдохом и выдохом. норме величина пробы Генчи у здоровых мужчин и женщин составляет 20-40 с и для спортсменов – 40-60 с.
Проба Штанге - регистрируется время задержки дыхания при глубоком вдохе. Исследуемому предлагают сделать вдох, выдох, а затем вдох на уровне 85-95% от максимального. Закрывают рот, зажимают нос. После выдоха регистрируют время задержки.Средние величины пробы Штанге для женщин – 35-45 с для мужчин – 50-60 с, для спортсменок – 45-55 с и более, для спортсменов - 65-75 с и более.
Проба Штанге с гипервентиляцией
После гипервентиляции (для женщин - 30 с, для мужчин - 45 с) производится задержка дыхания на глубоком вдохе. Время произвольной задержки дыхания в норме возрастает в 1,5-2,0 раза (в среднем значения для мужчин – 130-150 с, для женщин – 90-110 с).
Проба Штанге с физической нагрузкой. После выполнения пробы Штанге в покое выполняется нагрузка - 20 приседаний за 30 с. После окончания физической нагрузки тотчас же проводится повторная проба Штанге. Время повторной пробы сокращается в 1,5-2,0 раза.По величине показателя пробы Генчи можно косвенно судить об уровне обменных процессов, степени адаптации дыхательного центра к гипоксии и гипоксемии и состояния левого желудочка сердца.Лица, имеющие высокие показатели гипоксемических проб, лучше переносят физические нагрузки. В процессе тренировки, особенно в условиях среднегорья, эти показатели увеличиваются.У детей показатели гипоксемических проб ниже, чем у взрослых.
7.2.3. Инструментальные методы исследования системы дыхания
Пневмотахометрия - определение максимально объемной скорости потока воздуха при вдохе и выдохе. Показатели пневмотахометрии (ПТМ) отражают состояние бронхиальной проходимости и силу дыхательной мускулатуры. Бронхиальная проходимость - важный показатель состояния функции внешнего дыхания. Чем шире суммарный просвет воздухоносных путей, тем меньше сопротивление, оказываемое ими потоку воздуха и тем больше его объем способен вдохнуть и выдохнуть человек при максимально форсированном дыхательном акте. От величины бронхиальной проходимости зависят энергетические траты на вентиляцию легких. При увеличении бронхиальной проходимости один и тот же объем вентиляции легких требует меньше усилий. Систематические занятия физической культурой и спортом способствуют совершенствованию регуляции бронхиальной проходимости и ее увеличению.
Объемная скорость потока воздуха на вдохе и выдохе измеряется в литрах в секунду (л/с).
У здоровых нетренированных людей соотношение объемной скорости вдоха к объемной скорости выдоха (мощность вдоха и выдоха) близко единице. У больных людей это соотношение всегда меньше единицы. У спортсменов мощность вдоха превышает мощность выдоха, и это соотношение достигает 1,2-1,4.
Для более точной оценки бронхиальной проходимости легче пользоваться расчетом должных величин. Для расчета должной величины фактическая величина ЖЕЛ умножается на 1,24. Нормальная бронхиальная проходимость равна мощности вдоха и выдоха, т.е. 100 ± 20% его от должной величины.
Показатели ПТМ колеблются у женщин от 3,5 до 4,5 л/с; у мужчин - от 4,5 до 6 л/с. У спортсменок величины ПТМ составляют 4-6 л/с, у спортсменов – 5-8 л/с.
В последние годы функцию внешнего дыхания определяют с помощью компьютера «IBM PC» на аппарате «Спироскоп ТМ» методами спирографии и петля поток - объем форсированного выхода (ППО), как наиболее приемлемых для динамического исследования дыхания. Так, самые высокие показатели ЖЕЛ, объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ 1), МВЛ, выявлены в группе выносливости, несколько ниже, но также высокие - в группе единоборств и игровых видов спорта, что указывает на то, что в этих видах спорта развитию качества выносливости уделяется существенное внимание (Дьякова П.С., 2000).
Спирография - метод комплексного исследования системы внешнего дыхания с регистрацией показателей частоты дыхания (ЧД), глубины дыхания (ГД), минутного объема дыхания (МОД), жизненной емкости легких с ее компонентами: резервный объем вдоха - (РОВД), резервный объем выдоха - (РОВЬШ), дыхательный объем - (ДО), форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ), максимальной вентиляции легких (МВЛ) и потребление кислорода (ПО2).
ЧД в норме в условиях покоя у взрослых практически здоровых людей колеблется от 14 до 16 дыханий в минуту. У спортсменов с ростом тренированности ЧД может урежаться и составлять от 8 до 12 в минуту, у детей - несколько больше.
ГД, или дыхательный объем (ДО) также измеряется на спирограмме равномерного спокойного дыхания. ДО составляет примерно 10% емкости легких или 15-18% ЖЕЛ и равен у взрослых 500-700 мл, у спортсменов ДО возрастает и может достигать 900-1300 мл.
МОД (легочная вентиляция) представляет собой произведение ДО на ЧД в 1 мин (при равномерном дыхании равной глубины). В покое в условиях нормы эта величина колеблется от 5 до 9 л/мин. У спортсменов его величина может достигать 9-12 л/мин и более. Важно, чтобы МОД при этом возрастал за счет глубины, а не частоты дыхания, что не приводит к избыточному расходу энергии на работу дыхательной мускулатуры. Иногда увеличение МОД в покое может быть связано с недостаточным восстановлением после тренировочных нагрузок.
Резервный объем вдоха (РО ВД) - это объем воздуха, который исследуемый может вдохнуть при максимальном усилии вслед за обычным вдохом. В покое этот объем примерно равен 55-63% ЖЕЛ. Этот объем в первую очередь используется для углубления дыхания при нагрузке и определяет способность легких к дополнительному их расширению и вентиляции.
Резервный объем выдоха (РО ВЫД) - это объем воздуха, который исследуемый может выдохнуть при максимальном усилии вслед за обычным выдохом. Его величина колеблется от 25 до 345 от ЖЕЛ в зависимости от положения тела.
Форсированная ЖЕЛ (ФЖЕЛ или проба Тиффно-Вотчела) - максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть за 1 с. При определении этой величины из положения максимального вдоха испытуемый делает максимально форсированный выдох. Рассчитывается этот показатель в мл/с и выражается в процентах к обычной ЖЕЛ. У здоровых лиц, не занимающихся спортом, этот показатель колеблется от 75 до 85%. У спортсменов этот показатель может достигать больших значений при одновременном увеличении ЖЕЛ и ФЖЕЛ: их процентные соотношения изменяются незначительно. ФЖЕЛ ниже 70% указывает на нарушение бронхиальной проходимости.
Максимальная вентиляция легких (МВЛ) - это наибольший объем воздуха, вентилируемый легкими за 1 мин при максимальном усилении дыхания за счет увеличения его частоты и глубины. МВЛ относится к числу показателей, которые наиболее полно характеризуют функциональную способность системы внешнего дыхания. На величину МВЛ влияют ЖЕЛ, сила и выносливость дыхательной мускулатуры, бронхиальная проходимость. Кроме того, МВЛ зависит от возраста, пола, физического развития, состояния здоровья, спортивной специализации, уровня тренированности и периода подготовки. В норме у женщин МВЛ – 50-77 л/мин, у мужчин – 70-90 л/мин. У спортсменов может достигать 120-140 л/мин - женщины, 190-250 л/мин - мужчины. При определении МВЛ измеряют объем вентиляции при максимально произвольном усилении дыхания в течение 15-20 с, а затем приводят полученные данные к минуте и выражают в л/мин. Более продолжительная гипервентиляция приводит к гипокапнии, что вызывает снижение артериального давления и появление у исследуемых головокружений. Оценку уровня функциональной способности системы внешнего дыхания можно получить при сопоставлении МВЛ с должной МВЛ (ДМВЛ):

ДМВЛ = (ЖЕЛ / 2Ж) х 35

МВЛ, в % ДМВЛ = (факт. МВЛ х 100) / ДМВЛ

Нормальная величина МВЛ составляет 100±10 ДМВЛ. У спортсменов МВЛ достигает 150% ДМВЛ и более.Если из МВЛ вычесть МОД в покое, получим величину, показывающую, насколько спортсмен может увеличить вентиляцию легких, так называемый резерв дыхания. В норме он составляет 91-92% МВЛ.
Дыхательный эквивалент (ДЭ) - это абстрактная величина, выражающая количество литров воздуха, которое необходимо провентилировать, чтобы использовать 100 мл кислорода.ДЭ рассчитывается по формуле:ДЭ = МОДДдолжное потребление кислорода хЮ), где должное потребление кислорода рассчитывается как частное от деления должного основного обмена (ккал) по таблице Гарриса-Бенедикта на коэффициент 7,07.

Принципы оценки. В норме в состоянии покоя дыхательный эквивалент колеблется в пределах от 1,8 до 3,0 и составляет в среднем 2,4.
Вентиляционный эквивалент (ВЭ) , по существу, является тем же показателем, что и ДЭ, но вычисляется не по отношению к должному поглощению кислорода, а по отношению к фактическому.
ВЭ рассчитывается по формуле:ВЭ = МОД/на величину потребления кислорода в литрах.Принципы оценки: чем выше величина ВЭ, тем ниже эффективность дыхания.
Коэффициент резервных возможностей дыхания (КРД) отражает резервные возможности системы внешнего дыхания.КРД = (МВЛ - МОД) х 10 / МВЛ.Принципы оценки : КРД (RHL) ниже 70% указывает на значительную степень снижения функциональных возможностей дыхания.

8. ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕГКИХ (ДЛ) - количество газа, проходящее через альвеол яр но-капилл яр ную мембрану за минуту i расчета на 1 мм рт. ст. разницы парциального давления газа по обе стороны мембраны. Существующие методы определения диффузионной способности легких сложны и трудоемки, Они используются лишь в некоторых специализированных клиниках. Поэтому здесь излагаются только принципы этих методов.
Методы определения. Для определения диффузионной способности легких используются газы, лучше растворимые в крови, чем в альвео-лярно-капиллярныХ мембранах. К таким газам относятся кислород, окись углерода. Поскольку используются небольшие концентрации окиси углерода (0,1-0,2%) и вдыхание газа кратковременно, то применение этого газа для определения диффузионной способности легких безопасно.
Определение диффузионной способности легких с помощью окиси углерода методом одиночного вдоха. Вдыхается газовая смесь: 0,3% СО, 10% гелия, 21% О; в азоте. После 10-секундной задержки дыхания исследуемому предлагается сделать форсированный выдох. Предварительно были определены жизненная емкость и остаточный объем. ДЛ вычисляется по формуле: где ОЕЛ - общая емкость легких; F- исходная альвеолярная концентрация окиси углерода, F -концентрация СО в выдыхаемом газе; --время задержки дыхания в секундах.

Исходная альвеолярная концентрация окиси углерода вычисляется по концентрации гелия в пробе выдыхаемого газа (Fa ,), поскольку гелий нерастворим, его разведение в альвеолярном воздухе равно разведению окиси углерода до начала се поглощения кровью. Это вычисление проводится но формуле:

Газометром определяется концентрация окиси углерода в выдыхаемом воздухе после 10-секундной задержки дыхания.

Определение диффузионной способности легких с п ом ощ ь ю окиси углерода в условиях устойчивого состояния. В течение 15 минут пациент дышит атмосферным воздухом, затем 6 минут вдыхает смесь воздуха с 0,1% окиси углерода (или делает 6 вдохов этой смеси). На 2-й и 6-й минуте измеряется концентрация окиси углерода в выдыхаемом воздухе. Альвеолярное напряжение окиси углерода определяют по пробе альвеолярного газа либо вычисляют, определив предварительно мертвое пространство. Разница количества СО во вдыхаемом и выдыхаемом газе определит количество поглощенной за период исследования окиси углерода. Диффузионная способность для окиси углерода вычисляется по формуле:

где Vco - количество поглощенной окиси углерода в минуту; РАсо~~ напряжение СО в альвеолярном воздухе.

Для получения величины диффузионной способности легких для кислорода полученную величину ДЛС0 умножают на 1,23.

Определение диффузионной способности по кислороду из-за значительной сложности методики распространения не получило. Поэтому описание метода здесь не приводится.

Нормальные величины. Величина диффузионной способности легких зависит от метода исследования, поверхности тела. У женщин она ниже, чем у мужчин. Нижняя граница ДЛ0 в покое составляет примерно 15 мл Ogминмм рт. ст.

Максимальная диффузионная способность легких наблюдается при физической нагрузке. В это время она достигает 60 мл 0.,минмм рт. ст. и более.

Отмечено снижение максимальной диффузионной способности легких с возрастом. Зависимость максимальной диффузионной способности от возраста выражается формулой:

ДЛ0(Макс = 0,67 X рост (в см) -0,55Xвозраст (в годах) -40,9.

Варианты патологии. Нарушения диффузионной способности легких наблюдаются при пневмосклерозс, саркоидозе, силикозе, эмфиземе легких, при митральном стенозе с выраженными застойными явлениями в легких.

При максимальной физической нагрузке фактическая вентиляция легких составляет всего 50% от максимального дыхательного объема. Кроме того, насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом происходит даже во время самой тяжелой физической нагрузки. Поэтому дыхательная система не может быть фактором, ограничивающим способность здорового человека переносить физическую нагрузку. Однако для людей в плохой физической форме натренированность дыхательных мышц может стать проблемой. Фактором, ограничивающим способность переносить физическую нагрузку, является способность сердца накачивать кровь к мышцам, которая, в свою очередь, влияет на максимальную скорость переноса 02 Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы является распространенной проблемой. Митохондрии в сокращающейся мышце - это конечные потребители кислорода и важнейший определяющий фактор выносливости.
Давление в ротовой полости. Измерение максимального инспираторного и экспираторного давления в ротовой полости - это самое распространенное исследование общей силы инспираторных и экспираторных мышц. Необходимые маневры трудно выполнять некоторым пациентам, поскольку они основываются на максимальной произвольной попытке. Имеются нормальные пределы, но они значительно различаются даже у здоровых субъектов. Минимальная величина нормального предела является следствием легкой слабости или субмаксимальной попытки у здорового субъекта. При нормальном давлении однозначно исключается слабость дыхательных мышц. Давление в полости носа. Инспираторное давление в носовой полости при быстром вдохе носом (шмыганье) основывается на маневре, более простом в исполнении, чем при максимальном инспираторном давлении, и представляет собой точное, простое и неинвазивное определение общей силы инспираторных мышц. Оно в особенности полезно, когда необходимо решить, имеются ли признаки низкого максимального инспираторного давления или же недооценивается сила инспираторных мышц при ХОБЛ, когда передача давления изнутри грудной клетки замедляется. Необходимое для этого исследования оборудование становится все более доступным. Давление во время кашля. Давление или максимальный поток во время кашля помогают определить силу экспираторных мышц. Специальные или инвазивные исследования силы дыхатыльеных мышц Неинвазивные исследования основываются на быстрой передаче давления из грудной клетки в ротовую полость, а также на хорошем понимании, взаимодействии и мотивации пациента определить общую силу инспираторных и экспираторных мышц. При введении катетеров для определения давления в пищевод и желудок можно произвести специальные измерения инспираторного, экспираторного и трансдиафрагмального давления во время быстрого вдоха носом и покашливания. Сочетая инвазивное измерение давления с электрической или магнитной стимуляцией диафрагмального нерва, осуществляют непроизвольное измерение силы диафрагмы. Эти исследования выявляют одностороннюю слабость диафрагмы или поражение диафрагмального нерва, но редко применяются вне специализированных лабораторий. Определение активности дыхательных мышц играет важную роль в понимании того, как легкие вентилируются. Ступенчатый подход к исследованию дыхательных мышц дает представление о прогрессировании различных патологических состояний и о необъяснимых дыхательных симптомах.

9. Влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему
Исследования физиологического спортивного сердца (аппарата кровообращения) путей его развития и методов оценки является важной задачей спортивной кардиологии. Правильное и рациональное использование физических упражнений вызывает существенные положительные сдвиги в морфологии и функции сердечно-сосудистой системы. Высокое функциональное состояние физиологического спортивного сердца - это результат долговременной адаптации к регулярным тренировкам. Чтобы понять природу адаптационных изменений, происходящих в физиологическом спортивном сердце, необходимо рассмотреть современные представления об основных закономерностях адаптации организма к физическим нагрузкам. Адаптация индивида - это процесс, позволяющий организму приобретать отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получить возможность жить в условиях, считавшихся ранее неразрешимыми (Меерсон Ф.З., 1986). Стадийность процесса адаптации аппарата кровообращения к длительному непрерывному увеличению функции доказана в монографиях Ф.З. Меерсона и его сотрудников (1965-1993). Автор выделил 4 стадии адаптации сердца при его компенсаторной гиперфункции: стадии аварийной, переходной и устойчивой адаптации, четвертая стадия - изнашивания - сопровождается функциональной недостаточностью сердца. При мобилизации функции аппарата кровообращения, вызванной воздействием факторов внешней среды, и в частности воздействием физических нагрузок, столь четкой стадийности процесса адаптации выявить не удается. О стадиях адаптации аппарата кровообращения к физическим нагрузкам можно говорить весьма условно, различая в многолетнем длительном процессе становления спортивного мастерства начальный (точнее, предыдущий) этап срочной адаптации и последующий этап долговременной адаптации.
Срочный этап адаптации к физическим нагрузкам возникает непосредственно после начала действия физической нагрузки на организм нетренированного человека и реализуется на основе готовых физиологических механизмов. Срочная адаптации включает в себя все механизмы регуляции аппарата кровообращения, которые призваны в условиях выполнения физической нагрузки поддерживать, гомеостаз. Однако выполнение нагрузки лицом неподготовленным не позволяет ему достичь быстроты двигательной реакции и выполнять нагрузку достаточно долго.Срочная адаптационная реакция, как правило, оказывается недостаточно совершенной, чтобы достичь желаемого результата.
Долговременный этап адаптации наступает постепенно, благодаря достаточному и дробному воздействию адаптогенного фактора, т.е. путем перехода количества в качество. Именно благодаря дробному воздействию на организм физических нагрузок, используемых в современном тренировочном процессе, спортсмену удается добиться высоких спортивных результатов. С другой стороны, для спортсмена, хорошо адаптированного к определенным физическим нагрузкам, этот, уже достигнутый уровень адаптации является исходным для достижения еще более высокого результата
10. Прежде всего это касается вопроса о так называемых особенностях аппарата кровообращения спортсмена и, во-вторых, о триаде признаков, считавшихся характерными для высокого уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсмена и даже оценивавших состояние его тренированности в целом. Речь идет о брадикардии, гипотензии и гипертрофии миокарда. Некоторые авторы называют эти 3 признака «синдромом спортивного сердца» [Кгеmer R., 1974].
Что касается особенностей физиологического «спортивного сердца», то, например, ЭКГ спортсмена, отражающую положительные физиологические сдвиги в сердце, характеризуют синусовая брадикардия, умеренно выраженная синусовая аритмия (при разнице в интервалах R-R от 0,10 до 0,15 с), вертикальная или полувертикальная электрическая позиция сердца, снижение амплитуды зубца Р, большая амплитуда зубцов R и Т, особенно в грудных отведениях, небольшой подъем сегментов ST выше изоэлектрического уровня. При повышении уровня функционального состояния отмечаются существенные положительные сдвиги, в основе которых лежит включение компенсаторно-приспособительных механизмов под влиянием повышения тонуса блуждающего нерва, что проявляется в его отрицательном инотропном и отрицательном хронотропном влиянии.
Физиологические особенности спортивного аппарата кровообращения, описанные Г. Ф. Лангом, нашли полное подтверждение в работах последних лет. Речь идет, например, о меньшем у спортсменов, чем у не занимающихся спортом, минутном объеме кровообращения, необходимом для обеспечения работающих мышц, что обусловлено лучшим использованием кислорода крови на периферии. Особое значение Г. Ф. Ланг придавал улучшению капиллярного кровообращения в сердечной мышце при занятиях физическими упражнениями. К особенностям физиологического «спортивного сердца» Г. Ф. Ланг справедливо относил также способность к увеличению минутного объема кровообращения при физической нагрузке не столько за счет учащения сердечных сокращений, сколько за счет увеличения ударного объема.
Придавая огромное значение особенностям сердечно-сосудистой системы спортсмена, Г. Ф. Ланг справедливо подчеркивал, что в цепи изменений организма в целом, отдельных его систем и органов это - только звено, правда очень важное.
Из краткого перечисления особенностей физиологического «спортивного сердца» становится очевидной невозможность дать их подробный анализ в этой книге.
Что же касается второго вопроса, а именно о трех основных признаках высокого уровня функционального состояния (брадикардия, гипотензия и гипертрофия миокарда), то в свете современных данных это представление требует пересмотра. Эти 3 признака считали, да и сейчас считают, основными признаками тренированности спортсмена.
Прежде всего представляется неправильным говорить о тренированности спортсмена на основании только медицинских данных, ибо тренированность - понятие педагогическое. Тем более не следует говорить о состоянии тренированности какой-либо отдельно взятой системы или органа (в частности, сердечно-сосудистой системы), что, к сожалению, нередко делается. Но основное заключается в том, что, с одной стороны, состояние высокой тренированности не всегда сопровождается всеми этими признаками, а с другой стороны - в ряде случаев эти признаки могут быть проявлением патологических изменений в организме.
Наиболее постоянным и обязательным признаком высокого функционального состояния сердца спортсмена является брадикардия. Действительно, при этом частота сердечных сокращений уменьшается, и резко выраженная брадикардия (ниже 40 уд/мин), которая всегда вызывает сомнения в отношении ее физиологического происхождения, встречается чаще у мастеров спорта и спортсменов I разряда, причем среди мужчин чаще, чем среди женщин. Однако все же, если частота сердечных сокращений у спортсмена меньше 30-40 уд/мин, он обязательно должен быть подвергнут тщательному врачебному обследованию, прежде всего для исключения полной блокады сердца или каких-либо других его поражений.

11. Изменения регуляции системного кровообращения под влиянием физических нагрузок динамического характера полностью укладываются в известные и обсуждавшиеся выше принципы экономизации функции систем в покое и при малых нагрузках и максимальной производительности при выполнении предельных нагрузок.

Г.Ф. Ланг (1936) отмечал отчетливое снижение артериального давления у спортсменов, которое, однако, не выходило за пределы нижних границ нормы. Позднее эти наблюдения были многократно подтверждены многими исследователями (Дембо А.Г., Левин М.Я., 1969; Граевская Н.Д., 1975; Карпман В.Л., Любина Б.Г., 1982).

Влияние систематических тренировок на уровень артериального давления в покое было подробно изучено А. Г. Дембо и М.Я. Левиным (1969). Они доказали, что снижение артериального давления у спортсменов, тренирующих выносливость, встречается тем чаще, чем выше уровень спортивного мастерства, стаж спортивных тренировок, их объем и интенсивность. Последнее обстоятельство подтверждается ростом ги-потензии от подготовительного к соревновательному периоду.

Таким образом, можно утверждать, что регулярные тренировки динамического характера сопровождаются артериальной гипотензией, в основе развития которой лежат адаптивные изменения артериальной сосудистой системы.

Действительно, трудно себе представить увеличение производительности спортивного сердца без увеличения гидравлической проводимости сосудов большого круга кровообращения (Blomgvist С, Saltin В., 1983).

Другим проявлением экономизации функции аппарата кровообращения у спортсменов являются адаптивные изменения скорости кровотока, которая существенно снижается у спортсменов по мере роста тренированности. Это, в свою очередь, создает благоприятные условия для максимального извлечения кислорода из крови в ткани (Яковлев Н.Н., 1974).

Кроме того, в процессе адаптации к физическим нагрузкам динамического характера увеличивается растяжимость артерий, снижается их упругое сопротивление и в конечном счете увеличивается емкость артериального русла. Таким образом, снижение констрикторного тонуса сосудов облегчает движение крови и способствует снижению энергетических затрат сердца.

Снижение тонуса стенок артерий, возникающее под воздействием регулярных тренировок, прежде всего на выносливость, проявляется уменьшением скорости распространения пульсовой волны (СРПВ). Интенсивность кровотока через конечности у этих спортсменов также снижена. Показано, что при стандартной физической нагрузке приток крови к работающим мышцам спортсменов меньше, чем у нетренированных лиц (Озолинь П.П., 1984).

Все эти данные подтверждают представление об экономизации функции сосудистой системы в состоянии покоя. Механизмы описанных выше изменений сосудистого тонуса при систематических тренировках в настоящее время не вполне ясны. Трудно допустить, что первоосновой снижения тонуса сосудов в состоянии покоя у спортсменов является снижение метаболической активности мышечной ткани. Этому противоречит выявляемое у спортсменов существенное повышение артериовенознои разницы по кислороду по сравнению с нетренированными лицами (Васильева В.Д., 1971; Ekblom В. et al., 1968).

Эти данные скорее указывают, что при систематических тренировках увеличивается способность мышц использовать кислород. По современным представлениям, в совершенствовании регуляции сосудов резистивного типа участвуют три вида механизмов: гуморальный, местный и рефлекторный (Озолинь П.П., 1984).

Хотя гуморальные механизмы повышения сосудистого тонуса, несомненно, принимают участие в реакции артерий на нагрузку, их роль в регуляции сосудистого тонуса не является ведущей. В ряде исследований выявлено, что регулярные тренировки динамического характера существенно снижают уровень катехоламинов крови в ответ на тестирующую нагрузку. Это дает основание полагать, что реакцию сосудов определяет не уровень катехоламинов крови, а высокая чувствительность нервных приборов сосудистой стенки.

Местные сосудистые реакции также активно участвуют в регуляции кровотока, но центральное место в регуляции сосудистого тонуса в состоянии покоя принадлежит нервно-рефлекторным механизмам регуляции.

Результаты исследований В. Saltin и соавт. (1977) свидетельствуют, что мобилизация функции сердечно-сосудистой системы при физических нагрузках осуществляется рефлекторно при помощи сигналов, исходящих из рецепторов работающих мышц. Эти рефлекторные реакции претерпевают существенные изменения под воздействием систематических физических нагрузок. Авторы высказывают вполне обоснованное предположение, что сердечно-сосудистые рефлексы, совершенствующиеся при регулярных тренировках, формируются благодаря возбуждению хеморецепторов скелетных мышц.

В заключение следует подчеркнуть, что ведущую роль в изменении сосудистых реакций под влиянием систематических физических нагрузок играют рефлекторные механизмы, поскольку только они способны обеспечить тонкое взаимодействие различных систем жизнеобеспечения и точную регуляцию регионарного кровотока в различных областях.

При физических нагрузках статического характера, описанных выше, адаптационных изменений сосудистого тонуса не происходит. Напротив, при тренировках, направленных на развитие силы, интенсивность кровотока в состоянии покоя повышается (Озолинь П.П., 1984). У штангистов, как известно, отмечается наклонность к повышению артериального давления (Вольнов Н.И., 1958; Дембо А.Г., Левин М.Я., 1969; Матиашвили К.И., 1971).

Г.Ф. Ланг считал улучшение капиллярного кровотока в мышцах главным фактором, обеспечивающим лучшее использование кислорода. Что касается сердечной мышцы, то увеличение капиллярного кровотока, по мнению Г.Ф. Ланга, является непременным условием успешной адаптации к физическим нагрузкам. Сегодня факт увеличения пропускной способности коронарного русла и его емкости в результате адаптации к физическим нагрузкам полностью подтвержден и не вызывает сомнений (Пшенникова М.Г. 1986).

В путях адаптации аппарата кровообращения к повторяющимся нагрузкам того или иного характера имеются существенные различия. Если иметь в виду выполнение упражнений динамического или статического характера с вовлечением в работу больших групп мышц, то различия гемодинамического ответа обнаруживаются при однократных нагрузках, т.е. на стадии срочных адаптационных реакций.

Величина ударного объема (УО) возрастает линейно лишь до 1/3 от МПК, далее прирост величины УО незначителен. Однако МОК растет линейно до достижения уровня МПК в основном за счет роста ЧСС.

Определение предельно допустимой ЧСС, в зависимости от возраста, можно рассчитать по формуле R.Marshall &J.Shepherd (1968):ЧССмакс = 220 - Т (уд/мин).

Скорость нарастания величины УО существенно выше скорости роста ЧСС. В результате УО приближается к своему максимальному значению при VO 2 , равному примерно 40% от МПК и ЧСС около ПО уд/мин. Рост УО во время выполнения физической нагрузки обеспечивается благодаря взаимодействию ряда вышеописанных регуляторных механизмов. Так, при увеличении нагрузки под влиянием возрастающего венозного возврата, наполнение желудочков сердца увеличивается, что в сочетании с ростом растяжимости миокарда приводит к увеличению конечно-диастолического объема. Это, в свою очередь, означает возможность увеличения УО крови за счет мобилизации базального резервного объема желудочков. Увеличение сократительной способности сердечной мышцы сопряжено также с ростом ЧСС. Другим механизмом мобилизации базального резервного объема является нейрогуморальный механизм, регулирующийся через воздействие на миокард катехоламинов.

Реализация перечисленных механизмов срочной адаптации происходит через систему внутриклеточной регуляции процессов, протекающих в миокарди-оцитах, к которым относятся их возбуждение, сопряжение возбуждения и сокращения, расслабление миокардиальных клеток, а также их энергетическое и структурное обеспечение. Само собой разумеется, что в процессе срочных адаптационных реакций на физические нагрузки происходит интенсификация всех перечисленных выше процессов жизнедеятельности миокардиальных клеток, во многом определяется характером нагрузки.

Учитывая особенности гемодинамического ответа на динамическую нагрузку, полагают, что среди кардиальных механизмов увеличение УО ведущую роль играет увеличение скорости расслабления миокарда и связанное с ней совершенствование транспорта Са 2+ . При выполнении физических нагрузок динамического характера в ответ на изменение сердечного выброса и сосудистого тонуса отмечается подъем артериального давления. Прямое измерение артериального давления с помощью катетеров, введенных в плечевую и бедренную артерии молодых здоровых людей, занимающихся различными видами спорта, показало, что при нагрузках в 150-200 Вт систолическое давление повышалось до 170-200 мм.рт.ст., в то время как диастолическое и среднее давление изменялись весьма незначительно (5-10 мм.рт.ст.). При этом закономерно падает периферическое сопротивление, снижение его является одним из самых важных экстракардиальных механизмов срочной адаптации к динамическим нагрузкам.

Другим таким механизмом является увеличение использования кислорода из единицы объема крови. Доказательством включения этого механизма является изменение артериовенозной разницы по кислороду при нагрузке. Так, по расчетам В.В. Васильевой и Н.А. Степочкиной (1986), в состоянии покоя венозная кровь уносит за 1 мин примерно 720 мл неиспользованного кислорода, в то время как на высоте максимальной физической нагрузки в оттекающей от мышц венозной крови кислорода практически не содержится (Bevegard В., Shephard J., 1967).

При динамических нагрузках наряду с повышением сердечного выброса увеличивается сосудистый тонус. Последний характеризуется скоростью распространения пульсовой волны, которая, по данным многих исследователей, при физических нагрузках существенно повышается в сосудах эластического и мышечного типа (Смирнов К.М., 1969; Васильева В.В., 1971; Озолинь П.П., 1984).

Наряду с этими общими сосудистыми реакциями в ответ на такую нагрузку может существенно изменяться региональный кровоток, как показала В.В. Васильева (1971), происходит перераспределение крови между работающими и неработающими органами.

Небольшое увеличение МОК, наблюдающееся при статических нагрузках, достигается не увеличением УО, а ростом ЧСС. В отличие от реакции аппарата кровообращения на динамическую нагрузку, при которой отмечается увеличение АДс при сохранении исходного уровня, при статической АДс повышается незначительно, а АДд существенно. При этом периферическое сопротивление сосудов не снижается, как это имеет место при динамических нагрузках, а остается практически неизмененным. Таким образом, наиболее существенным отличием в реакции аппарата кровообращения на статические нагрузки является выраженный подъем АДд, т.е. увеличение постнагрузки. Это, как известно, существенно повышает напряжение миокарда и, в свою очередь, определяет включение тех механизмов долговременной адаптации, которые обеспечивают адекватное кровоснабжение тканей в этих условиях.

12. Сопоставление работоспособности (выполненной в тесте нагрузки) и приспособляемости (реакции), т.е. цены данной работы, достаточно полно характеризует функциональную подготовленность и состояние обследуемого. Даже высокая работоспособность при чрезмерном напряжении гемодинамики, выраженном метаболическом ацидозе, невысоком МПК и кислородном пульсе менее 20 мл на удар либо высоких показателях МПК при небольшом кислородном пульсе, инверсии зубцов Т либо появлении высоких (более 6-8 мм) остроконечных зубцов, снижении сегмента SТ более чем на 1,5 мм (особенно восходящей или корытообразной формы), снижении или резком возрастании вольтажа зубцов R, появлении различных видов нарушения ритма, особенно политопных и групповых экстрасистол, дискоординации функций свидетельствует о функциональном неблагополучии.

Неблагоприятными признаками надо также считать снижение содержания гемоглобина и эритроцитов при уменьшении средней гемоглобинизации эритроцитов, гиперлейкоцитоз с выраженным сдвигом лейкоцитарной формулы влево, падение концентрации лимфоцитов и эозинофилов, а также идентичные изменения при нарастающей лейкопении, продолжительное после нагрузки изолированное повышение гематокрита или снижение количества гемоглобина на фоне повышения числа ретикулоцитов, выраженное снижение содержания белка в крови (Макарова Г.А., 1990), резкие изменения минерального обмена, в частности падение содержания ионов калия, натрия, фосфатидов (Виру А.А. и др., 1963; Лайцберг Л.А., Калугина Г.Е., 1969; Воробьев А.В., Воробьева Э.И., 1980; Финогенов B.C., 1987, и др.), некомпенсированный метаболический ацидоз (рН в пределах 7-7,1), появление в моче белка (более 0,066 г/л) и форменных элементов, выраженное снижение ее плотности, ухудшение функции ЦНС и нервно-мышечного аппарата. Особенно неблагоприятны чрезмерное напряжение (в том числе дискоординация) функций и замедленное восстановление их при невысоких показателях работоспособности. Высокая работоспособность даже при значительной (но адекватной) реакции гемодинамики, обмена и симпатоадреналового звена регуляции при нормальном течении процессов восстановления указывает на высокие функциональные возможности и способность организма к их мобилизации при предъявлении максимальных требований. Например, у высокотренированного бегуна на длинные дистанции при предельной мощности работы 2650 кгм/мин (310 кгм/кг) и МПК 78 л/кг ЧСС достигала 210 уд/мин, систолическое артериальное давление - 220 мм.рт.ст. при нулевом диастолическом, систолический объем увеличивался до 180 м, минутный - до 36 л/мин, наблюдались выраженные сдвиги на ПКГ и ЭКГ, но без нарушения ритма и деформации конечной части кривой, кислородный долг составлял 15 л, но уже к 2-й минуте после нагрузки в основном погашался, значительная часть лактата утилизировалась, гемодинамические сдвиги восстановились в пределах 25 мин. Существенной можно считать экономизацию кислородного пульса на субкритичном уровне.Эффективность и устойчивость системы внешнего дыхания при максимальных нагрузках проявляются высокой аэробной мощностью: МПК 5-6 л/мин (70-80 мл/кг), минутный объем дыхания - 70-80 л, кислородный пульс - 25-30 мл на удар, высокий и устойчивый коэффициент использования кислорода и выделения СО2.

13. Функциональная проба - это нагрузка, задаваемая обследуемому для определения функционального состояния и возможностей какого-либо органа, системы или организма в целом. Используется преимущественно при спортивно-медицинских исследованиях. Нередко термин «функциональная проба с физической нагрузкой» заменяется термином «тестирование». Однако, хотя «проба» и «тест» - это, по существу, синонимы (от англ. teste - проба), все же «тест» - термин в большей степени педагогический и психологический, ибо подразумевает определение работоспособности, уровня развития физических качеств, особенностей личности. Физическая работоспособность тесно связана с путями ее обеспечения, т.е. с реакцией организма на данную работу, но для педагога в процессе тестирования ее определение не обязательно. Для врача же реакция организма на данную работу - показатель функционального состояния. Даже высокие показатели работоспособности при чрезмерном напряжении (а тем более срыве) адаптации не позволяют высоко оценить функциональное состояние обследуемого.

структуре движения мощности работы обследуемого - специфические неспецифические используемой аппаратуре («простые и сложные»), по («рабочие») («послерабочие») и т.п.

14. Для того чтобы функциональные пробы с физическими нагрузками обеспечивали достаточную информативность при динамических исследованиях, они должны соответствовать следующим требованиям:

Заданная нагрузка должна быть знакома обследуемому и не требовать дополнительного освоения навыка;

Вызывать общее, а не локальное утомление;

Исключать возможность риска, болезненных ощущений, негативного отношения.

Должна быть обеспечена одинаковая модель нагрузок, одинаковые внешние условия, режим дня, время суток, время приема пищи, исключение применения больших нагрузок в день и накануне обследования, исключение каких-либо заболеваний и жалоб, общего переутомления, приема каких-либо лекарственных и восстановительных средств.

При трактовке полученных данных следует учитывать:

Сопоставление работоспособности и адаптации;

Соответствие реакции выполненной работы;

Индивидуальную оценку полученных данных.

Диагностика тренированности (функциональный ее компонент) в годовом и многолетнем циклах подготовки обусловлена календарем соревнований, здоровьем и уровнем спортивного мастерства. При правильной системе подготовки уровень тренированности постепенно повышается, достигая наивысшего к периоду основных соревнований, затем постепенно снижается. Может быть (в зависимости от значимости соревнований и сроков их проведения) несколько периодов спортивной формы в течение сезона.

15. Классификация функциональных проб
В практике спортивной медицины используются различные функциональные пробы - с переменой положения тела в пространстве, задержкой дыхания на вдохе и выдохе, натуживанием, изменением барометрических условий, пищевыми и фармакологическими нагрузками и др. Но в данном разделе мы коснемся лишь основных проб с физическими нагрузками, обязательных при обследовании занимающихся физическими упражнениями. Эти пробы часто называют пробами сердечно-сосудистой системы, поскольку главным образом используются методы исследования кровообращения и дыхания (частота сердечных сокращений, артериальное давление и пр.), но это не совсем правильно, эти пробы следует рассматривать шире, поскольку они отражают функциональное состояние всего организма.

Классифицировать их можно по разным признакам: по структуре движения (приседания, бег, педалирование и пр.), по мощности работы (умеренная, субмаксимальная, максимальная), по кратности, темпу, сочетанию нагрузок (одно- и двухмоментные, комбинированные, с равномерной и переменной нагрузкой, нагрузкой нарастающей мощности), по соответствию нагрузки направленности двигательной деятельности обследуемого - специфические (например, бег для бегуна, педалирование для велосипедиста, бой с тенью для боксера и т. п.) и неспецифические (с одинаковой нагрузкой при всех видах двигательной деятельности), по используемой аппаратуре («простые и сложные»), по возможности определять функциональные сдвиги во время нагрузки («рабочие») или только в восстановительном периоде («послерабочие») и т.п.

Идеальная проба характеризуется: 1) соответствием заданной работы привычному характеру двигательной деятельности обследуемого и тем, что не требуется освоения специальных навыков; 2) достаточной нагрузкой, вызывающей преимущественно общее, а не локальное утомление, возможностью количественного учета выполненной работы, регистрации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов; 3) возможностью применения в динамике без большой затраты времени и большого количества персонала; 4) отсутствием негативного отношения и отрицательных эмоций обследуемого; 5) отсутствием риска и болезненных ощущений.

Для сравнения результатов исследования в динамике важны: 1) стабильность и воспроизводимость (близкие показатели при повторных измерениях, если функциональное состояние обследуемого и условия обследования остаются без существенных изменений); 2) объективность (одинаковые или близкие показатели, полученные разными исследователями); 3) информативность (корреляция с истинной работоспособностью и оценкой функционального состояния в естественных условиях).

Преимущество имеют пробы с достаточной нагрузкой и количественной характеристикой выполненной работы, возможностью фиксации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов, позволяющие охарактеризовать аэробную (отражающую транспорт кислорода) и анаэробную (способность работать в бескислородном режиме, т.е. устойчивость к гипоксии) производительность.

Противопоказанием к тестированию является любое острое, подострое заболевание либо обострение хронического, повышение температуры тела, тяжелое общее состояние.

С целью увеличения точности исследования, уменьшения доли субъективизма в оценках, возможности использования проб при массовых обследованиях важно применять современную вычислительную технику с автоматическим анализом результатов.

Для того чтобы результаты были сравнимы при динамическом наблюдении (для слежения за изменениями функционального состояния в процессе тренировки или реабилитации), необходимы одинаковые характер и модель нагрузки, одинаковые (или весьма близкие) условия внешней среды, времени суток, режима дня (сон, питание, физические нагрузки, степень общего утомления и т.п.), предварительный (до исследования) отдых не менее 30 мин, исключение дополнительных воздействий на обследуемого (интеркуррентные заболевания, прием медикаментов, нарушения режима, перевозбуждение и др.). Перечисленные условия полностью относятся и к обследованию в условиях относительного мышечного покоя.

16.Оценить реакцию испытуемого на нагрузку можно по показателям, отражающим состояние различных физиологических систем. Обязательным является определение вегетативных показателей, поскольку изменение функционального состояния организма больше отражается на менее устойчивом звене моторного акта - вегетативном его обеспечении. Как показали наши специальные исследования, вегетативные показатели при физических нагрузках менее дифференцированы в зависимости от направленности двигательной деятельности и уровня мастерства и больше обусловлены функциональным состоянием к моменту обследования. В первую очередь это относится к сердечнососудистой системе, деятельность которой теснейшим образом связана со всеми функциональными звеньями организма, во многом определяя его жизнедеятельность и механизмы адаптации, и поэтому в значительной степени отражает функциональное состояние организма в целом. Видимо, в связи с этим методы исследования кровообращения в клинике и спортивной медицине разработаны наиболее подробно и широко используются при любом обследовании занимающихся. При пробах с субмаксимальными и максимальными нагрузками на основании данных о газообмене и биохимических показателях оцениваются также обмен, аэробная и анаэробная работоспособность.

При выборе метода исследования определенное значение имеет направленность двигательной деятельности занимающегося и его преимущественное влияние на то или иное функциональное звено организма. Например, при тренировке, характеризующейся преимущественным проявлением выносливости, кроме исследования сердечно-сосудистой системы, обязательно определение показателей, отражающих функцию дыхания, кислородный обмен и состояние внутренней среды организма, при сложнотехнических и координационных видах спорта - состояние центральной нервной системы и анализаторов, при скоростно-силовых видах, а также в процессе реабилитации после травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, после заболеваний сердца - показателей кровоснабжения и сократительной способности миокарда и т.д.

Определение до и после нагрузки частоты и ритма сердечных сокращений, артериального давления, снятие ЭКГ обязательны во всех случаях . Получившую в последнее время широкое распространение (особенно при физиологических и спортивно-педагогических исслдованиях) оценку реакции на нагрузку только по пульсовой ее стоимости (например, в классическом варианте степ-теста и пробы PWC-170) нельзя признать достаточной, поскольку одна и та же ЧСС может отражать разное функциональное состояние обследуемого, например хорошее при сопряженных и неблагоприятное при разнонаправленных изменениях ЧСС и артериального давления. Одновременно с подсчетом пульса измерение артериального давления позволяет судить о взаимосвязи разных компонентов реакции, т.е. о регуляции кровообращения, а электрокардиография - о состоянии миокарда, в наибольшей степени страдающего при чрезмерной нагрузке.

Улучшение функционального состояния проявляется экономизацией реакции при стандартных нагрузках умереной интенсивности: кислородный запрос удовлетворяется при меньшем напряжении обеспечивающих систем, главным образом кровообращения и дыхания. При предельных, выполняемых до отказа нагрузках более тренированный организм способен к большей мобилизации функций, что и обусловливает способность выполнить эту нагрузку, т.е. более высокую работоспособность. При этом сдвиги в дыхании, кровообращении, внутренней среде организма могут быть весьма значительными. Однако способность к максимальной мобилизации функций тренированного организма, установленная еще B.C. Фарфелем в 1949 г., благодаря совершенной регуляции используется рационально - лишь тогда, когда предъявленные требования действительно являются максимальными. Во всех остальных случаях действует основной защитный механизм саморегуляции - тенденция к меньшему отклонению от физиологического равновесия при более целесообразной взаимосвязи сдвигов. С улучшением функционального состояния развивается способность к правильному функционированию в широком диапазоне временного изменения гомеостаза: между экономизацией и максимальной мобилизационной готовностью существует диалектическое единство.

Таким образом, при оценке реакции на физическую нагрузку решающим фактором должна быть не величина сдвигов (конечно, при условии, что они находятся в пределах допустимых физиологических колебаний), а их соотношение и соответствие выполненной работе . Совершенствование условно-рефлекторных связей, установление согласованной работы органов и систем, усиление взаимосвязей между разными звеньями функциональной системы (главным образом двигательных и вегетативных функций) при физических нагрузках - важный критерий оценки реакций.

Функциональный резерв организма тем выше, чем меньше при нагрузке степень напряжения регуляторных механизмов, чем выше экономичность и стабильность функционирования эффекторных органов и физиологических систем организма при определенных (заданных) действиях и чем выше уровень функционирования при экстремальных воздействиях.

П.Е. Гуминер и Р.Е. Мотылянекая (1979) различают три варианта регулирования: 1) относительную стабильность функций в большом диапазоне мощности, что отражает хорошее функциональное состояние, высокий уровень функциональных возможностей организма; 2) снижение показателей при повышении мощности работы, что указывает на ухудшение качества регулирования; 3) повышение сдвигов при увеличении мощности, что свидетельствует о мобилизации резервов в затрудненных условиях.

Важнейший и почти абсолютный показатель при оценке адаптации к нагрузке и тренированности - быстрота восстановления . Даже очень большие сдвиги при быстром восстановлении не могут оцениваться отрицательно.

Применяемые при врачебном обследовании функциональные пробы можно условно разделить на простые и сложные. К простым относятся пробы, выполнение которых не требует специальных приспособлений и большой затраты времени, поэтому применение их доступно в любых условиях (приседания, прыжки, бег на месте). Сложные пробы выполняются с помощью специальных приспособлений и аппаратов (велоэргометр, третбан, гребной станок и пр.).

Эта система состоит из легких, верхних дыхательных путей и бронхов, грудной клетки и дыхательных мышц (межреберные, ди­афрагма и др.) Внешнее дыхание обеспечивает обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров, т. е. насы­щение венозной крови кислородом и освобождение ее от избытка углекислоты, что свидетельствует о взаимосвязи функции внешне­го дыхания с регуляцией кислотно-щелочного равновесия. В физи­ологии дыхания функцию внешнего дыхания разделяют на три ос­новных процесса - вентиляцию, диффузию и перфузию (кровоток в капиллярах легких).

Под вентиляцией следует понимать обмен газа между альвеоляр­ным и атмосферным воздухом. От уровня альвеолярной вентиляции зависит постоянство газового состава альвеолярного воздуха.

Объем вентиляции зависит прежде всего от потребности орга­низма в кислороде при выведении определенного количества угле­кислого газа, а также от состояния дыхательных мышц, проходи­мости бронхов и пр.

Не весь вдыхаемый воздух достигает альвеолярного простран­ства, где происходит газообмен. Если объем вдыхаемого воздуха равен 500 мл, то 150 мл остается в «мертвом» пространстве, и за минуту через дыхательную зону легких в среднем проходит (500 мл - 150 мл) 15 (частота дыхания) = 5250 мл атмосферного воздуха. Эта величина называется альвеолярной вентиляцией. «Мертвое» пространство возрастает при глубоком вдохе, его объем зависит также от массы тела и позы обследуемого.

Диффузия - это процесс пассивного перехода кислорода из легких через альвеоло-капиллярную мембрану в гемоглобин ле­гочных капилляров, с которыми кислород вступает в химическую реакцию.

Перфузия (орошение) - наполнение легких кровью по сосудам малого круга. Об эффективности работы легких судят по состоя­нию между вентиляцией и перфузией. Указанное соотношение оп­ределяется числом вентилируемых альвеол, которые соприкасаются с хорошо перфузируемыми капиллярами. При спокойном дыхании у человека верхние отделы легкого расправляются полнее, чем ниж­ние. При вертикальном положении тела нижние отделы перфузи-руются кровью лучше, чем верхние.

Легочная вентиляция повышается параллельно увеличению потребления кислорода, причем при максимальных нагрузках у тренированных лиц она может возрастать в 20-25 раз по сравне­нию с состоянием покоя и достигать 150 л /мин и более. Такое уве­личение вентиляции обеспечивается возрастанием частоты и объе­ма дыхания, причем частота может увеличиться до 60-70 дыханий в 1 мин, а дыхательный объем - с 15 до 50% жизненной емкости легких (Н. Мопоа, М. РоШег, 1973).

В возникновении гипервентиляции при физических нагрузках важную роль играет раздражение дыхательного центра в результа­те высокой концентрации углекислого газа и водородных ионов при высоком уровне молочной кислоты в крови.

Исследование функции внешнего дыхания спортсменов позво­ляет наряду с системами кровообращения и крови оценить функ­циональное состояние в целом и его резервные возможности.

Для исследования функции внешнего дыхания пользуются спи­рометрами, спирографами и специальными аппаратами открытого и закрытого типа. Наиболее удобно спирографическое исследова­ние, при котором на движущейся бумажной ленте записывается кривая - спирограмма (рис. 16.1). По этой кривой, зная масштаб шкалы аппарата и скорость движения бумаги, определяют следую­щие показатели легочной вентиляции: частоту дыхания (ЧД), ды­хательный объем (ДО), минутный объем дыхания (МОД), жизнен­ную емкость легких (ЖЕЛ), максимальную вентиляцию легких (МВЛ), остаточный объем легких (ОО), общую емкость легких (ОЕЛ). Кроме того, исследуются сила дыхательной мускулатуры, бронхиальная проходимость и др.

Объем легких при входе не всегда одинаков. Объем воздуха, вдыхаемый при обычном вдохе и выдыхаемый при обычном выдо­хе, называется дыхательным воздухом (ДВ).

Остаточный воздух (ОВ) - объем воздуха, оставшийся в не-возвратившихся в исходное положение легких.

Частота дыхания (ЧД) - количество дыханий в 1 мин. Опре­деление ЧД производят по спирограмме или по движению грудной клетки. Средняя частота дыхания у здоровых лиц 16-18 в 1 мин, у спортсменов - 8-12. В условиях максимальной нагрузки ЧД воз­растает до 40-60 в 1 мин.

Глубина дыхания (ДО) - объем воздуха спокойного вдоха или выдоха при одном дыхательном цикле. Глубина дыхания зависит от роста, веса, пола и функционального состояния спортсмена. У здоровых лиц ДО составляет 300-800 мл.

Минутный объем дыхания (МОД) характеризует функцию внешнего дыхания.

В спокойном состоянии воздух в трахее, бронхах, бронхиолах и в неперфузируемых альвеолах в газообмене не участвует, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кровотоком -это так называемое мертвое пространство.

Часть дыхательного объема, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом. С физиоло­гической точки зрения альвеолярная вентиляция - наиболее суще­ственная часть наружного дыхания, так как она является тем объе-

С каждым годом возрастает массовость спорта. Совместно с врачами спортивной медицины врачи общей лечебно-профилактической сети наблюдают за спортсменами, оценивают состояние здоровья, функциональное состояние систем и органов, лечат спортсменов. У спортсменов имеются особенности состояния систем и органов, в том числе и системы внешнего дыхания.

В настоящее время культивируется более 100 видов спорта.

Функциональное состояние системы внешнего дыхания спортсменов оценивают, применяя общепринятые величины, разработанные для популяции вообще, а не специализированные, «спортивные». Чисто «спортивные» величины не являются рациональными. Главной задачей наблюдения является выявление и оценивание сдвигов в функциональном состоянии системы внешнего дыхания у одних спортсменов по сравнению с другими и с людьми, которые не занимаются спортом.

Исследуя функциональное состояние системы внешнего дыхания у спортсменов является разумным различать «функциональные возможности» и «функциональные ». жизненной емкости легких (ЖЕЛ) указывает только на потенциальные возможности роста дыхательного обьема (ДО) при физической нагрузке и при других условиях, когда это необходимо. Величина минутной вентиляции легких (МВЛ) показывает, в какой мере эти возможности используются в действительности. В связи с этим можно рекомендовать упражнения, которые либо развивают функциональные возможности, либо развивают умение использовать эти возможности, т. е. функциональные способности.

При традиционном врачебном осмотре систему дыхания изучают после сердечно-сосудистой системы, главной системы жизнеобеспечения организма. По мере , как увеличивается выполняемой физической нагрузки, прекращается рост потребления кислорода: как только минутный сердечный обьем достигает своего предела. Минутный сердечный обьем является фактором, который ограничивает способности кислородтранспортной системы в целом.

Из-за большой энергоемкости носового дыхания спортсмены вынуждены переходить на ротовое, при котором рабочее гиперпноэ достигает 60л\ . Ежедневные многочасовые тренировки в течение ряда лет поддерживают большие обьемы дыхания. Если тренировки проходят в зонах с загрязненным воздухом, то эти обьемы могут стать реальным патогенным фактором. При переключении на ротовое дыхание примерно в

6 600 раз увеличивается, по сравнению с состоянием покоя, проникновение в легкие примесей вредных газов.

Изменения, которые развиваются по мере адаптации к требованиям спорта в организме вообще и в дыхательной системе в частности, определяют различия в возникновении и течении заболеваний органов дыхания у спортсменов по сравнению с людьми, незанимающимися спортом.