§ 5. Легенева вентиляція

Безперервна зміна повітря в легенях під час дихання називається легеневою вентиляцією, показником якої є хвилинний об’єм легень (кількість повітря, що проходить через легені за 1 хв). Кількість повітря, яку людина вдихає і видихає при спокійному диханні, називається дихальним об’ємом.

У новонародженої дитини дихальний об’єм під час сну близько 20 мл, на кінець першого місяця — 25 мл, наприкінці першого року — 50 мл, у 5 років — 215 мл і в 12 років — 375 мл. У дорослих людей — 300—600 мл.

Щоб обчислити хвилинний об’єм легень, треба дихальний об’єм пере­множити на кількість дихальних рухів за 1 хв. У новонароджених дітей хвилинний об’єм дорівнює 650—700 мл, на кінець першого місяця — 1400 мл, наприкінці першого року — 2600 мл, в 5 років — 5800 мл і в 12 років — 7000—9000 мл.

У дітей старше п’яти років хвилинний об’єм дихання значно більший, ніж у дорослих. У 12 років він удвічі більший, ніж у дорослих. Але вже у новонароджених (у перерахунку на 1 кг ваги тіла) він більше ніж вдвічі перевершує хвилинний об’єм дихання на 1 кг ваги дорослої людини. Це зумовлено тим, що при майже одному й тому самому дихальному об’ємі в мл на 1 кг ваги частота дихання у дітей в 3—4 рази більша, ніж у дорослих.

Таким чином, легенева вентиляція у дітей на 1 кг ваги значно більша, ніж у дорослих. Зміну частоти дихання у дітей з віком показано в табл. 12.

До 8 років частота дихання у хлопчиків більша, ніж у дівчаток. Перед періодом статевого дозрівання частота дихання у дівчаток стає більшою, ніж у хлопчиків; таке співвідношення зберігається протягом всього життя.

В дорослих спостерігаються та­кож індивідуальні коливання частоти дихання від 7 до 22 на хвилину.

При визначенні легеневої вентиляції слід також врахову­вати, що під час вдиху частина повітря (близько 150 мл у дорос­лої людини) затримується в так званому шкідливому просторі, до якого належать порожнини носа, носоглотки, гортані, трахеї і бронхів. Під час видиху це повітря виходить назовні і замі­нюється повітрям з легень, яке порівняно з атмосферним має більше вуглекислого газу і менше кисню. Під час наступного вдиху це вже вико­ристане повітря першим входить у легені.

Життєва ємкість легень. Життєвою ємкістю легень називається та максимальна кількість повітря, яку людина може видихнути після найглибшого вдиху. При спокійному диханні доросла людина вдихає і видихає близько 500 мл повітря (дихальний об’єм). При глибокому ди­ханні об’єм повітря, що змінюється в легенях при кожному дихальному русі, значно більший. Справді, після звичайного спокійного вдиху людина може зробити сильніший вдих і вдихнути додатково ще 1500 мл по­вітря. Це повітря називається додатковим.

Так само і після спокійного видиху людина може зробити поси­лений видих і видихнути ще 1500 мл повітря. Це повітря називається резервним. Сума об’ємів дихального, додаткового і резервного повітря становить життєву ємкість легень.

Величина життєвої ємкості легень ко­ливається залежно від віку, довжини тіла, типу дихання (найбільша при грудоче­ревному), від статі (більша у хлопчиків). Вона збільшується тренуванням. У дітей життєва ємкість легень поступово збільшу­ється від раннього дитинства і до 18— 19 років.

Життєва ємкість легень у дітей повільно наростає до семи років, поки відбувається диференціювання легень, і енергійно збільшується з 8—9 років, даючи максимальний приріст у період ста­тевого дозрівання. Перебудова життєвих процесів, зумовлена статевим дозріванням, і посилений ріст легень вимагають у перехідному віці особливого піклування про гігієну органів дихання, бо антигігієнічні умови в цьому віці небезпечні щодо захво­рювання легень, зокрема на туберкульоз. З 18 до 35 років життєва ємкість легень є максимальною (3000—6000 мл), а потім з віком зменшується. Життєва ємкість легень є одним з показників фізичного розвитку організму; її можна збільши­ти тренуванням дихальних м’язів.

Життєву ємкість легень вимірюють з допомогою спеціального приладу, що на­зивається спірометром.

Залишкове повітря. Після першого вдиху дитини, коли легені вперше напов­нюються повітрям, і до кінця життя легені ніколи повністю не звільняються від нього. Навіть після максимального видиху в легенях все ще зали­шається частина повітря. Цей об’єм повітря, що залишається в легенях і після смерті, дістав назву залишкового повітря. В дорослої людини він дорівнює 1000—1500 мл.

Частина залишкового повітря може вийти з легень лише тоді, коли в плевральну щілину зайде повітря і створиться там атмосферний тиск, що можливе при пошкодженні грудної клітки з обох боків. У такому випадку легені спадаються. Такий стан легень називається пневмоторак­сом. Однобічний пневмоторакс (тобто однобічне пошкодження грудної клітки) іноді роблять штучно, коли з лікувальною метою необхідно дати спокій легені, хворій на туберкульоз. Повний двобічний пневмоторакс у людини спричиняє смерть.

Загальна кількість повітря, яка вміщується в легенях, дорівнює сумі життєвої ємкості і залишкового об’єму.

Дихання при м’язовій діяльності. При всякій діяльності, а особли­во при м’язовій, потреби організму в кисні значно зростають. У спо­кійному стані за одну хвилину доросла лю­дина споживає близько 350 мл кисню, а при м’язовій роботі 4000—5000 мл.

Підвищена потреба організму в кисні при м’язовій діяльності забезпечується за рахунок посилення роботи органів дихання: дихальні рухи стають частішими і глибшими, різко збільшується вентиляція легень.

У людей з добре тренованою дихальною мускулатурою і великою життєвою ємкістю легень легенева вентиляція збільшується головним чином за рахунок збільшення гли­бини дихання (дихального об’єму). У нетренованих людей зрослі потреби організму в кисні забезпечуються переважно за рахунок збіль­шення частоти дихальних рухів.

При глибокому диханні альвеолярне по­вітря вентилюється на 80—90%, що забезпе­чує швидкий обмін газів крізь стінки альвеол. Це збільшує витривалість організму до три­валого фізичного навантаження. При негли­бокому і частому диханні вентиляція альвеолярного повітря зменшується і більша частина вдихуваного повітря зали­шається в «шкідливому просторі». При дуже частому диханні кількість змі­нюваного повітря (дихальний об’єм) зменшується в такій мірі, що людина починає задихатись і змушена припинити роботу.

Таким чином, у тренованих людей кров більше насичується киснем, ніж у нетренованих. Одночасно, внаслідок викидання в кров’яне русло депонованої крові при м’язовій роботі, збільшується киснева ємкість крові. Збільшення легеневої вентиляції, підвищення кисневої ємкості крові і збільшення хвилинного об’єму крові забезпечують значно зрослі потреби організму в кисні при м’язовій роботі.

У дитини, так само як і в нетренованої людини, при зрослій потребі в кисні різко збільшується частота дихальних рухів і в далеко меншій мірі — їх глибина. Взагалі дихання у дітей неглибоке, поверхневе, бо слабо розвинена дихальна мускулатура не може дос­татньо розширювати грудну клітку.

Отже, для нормального фізичного розвитку дитини велике значення має систематичне трену­вання дихальних м’язів і збільшення життєвої ємкості її легень. Цьому сприяють щоденні про­гулянки, посильна фізична праця, фізкультурні зарядки і такі види спорту, як біг, катання на ли­жах і ковзанах, веслування, плавання.

Потреба в систематичному тренуванні органів дихання дитини на свіжому повітрі стане ще більш зрозумілою, якщо врахувати, що в дітей порівняно високий рівень обміну речовин. Вони більше, ніж дорослі, споживають кисню на кілограм ваги тіла.

Підвищена потреба дітей в кисні зв’язана з побудовою і розвитком тканин ростучого організму. А якщо врахувати ще й поверхня дихання, внаслідок якого значна частина вдихуваного повітря не доходить до леге­невих пухирців, то стане зрозумілою необхідність перебування дітей на свіжому повітрі.