Легочная вентиляция в условиях покоя и при мышечной работе

В условиях покоя легочная вентиляция сильно варьирует у разных людей в пределах от 4 до 15 л/мин — в среднем около 6 л/мин (BTPS). В среднем легочная вентиляция находится в прямой зависимости от размеров тела. Она больше у мужчин, чем у женщин. Еще больше, чем МОД, варьируют дыхательный объем и частота дыхания, поскольку одна и та же легочная вентиляция может обеспечиваться разным соотношением этих величин. Типичные величины для среднего, стандартного, мужчины приведены в табл. 20.

Связь легочной вентиляции с потреблением кислорода (мощностью работы). Легочная вентиляция регулируется так, чтобы обеспечить обмен дыхательных газов — 0₂ и С0₂ — между организмом и внешней средой в соответствии с текущими метаболическими (энергетическими) потребностями организма.

Таб. 20. Основные показатели внешнего дыхания в покое и при мышечной работе (примерные величины

Поэтому при мышечной работе легочная вентиляция увеличивается в тесной связи с увеличением энергетических запросов. От уровня покоя в среднем в 6 л/мин легочная вентиляция возрастает при максимальной работе до 100—140 л/мин у молодых мужчин (см. табл. 20) и до 70—100 л/мин у молодых женщин. В детском возрасте максимальная рабочая вентиляция с годами увеличивается, а после 25—30 лет она постепенно снижается (рис. 93).

Рис. 93. Легочная вентиляция при максимальной аэробной работе (на уровне МПК) у мужчин и женщин разного возраста (по данным П. О. Астранда, 1952; И. Астранд, I960). Данные мужчин — черные кружки и сплошная линия, женщин светлые кружки и штриховая линия

При повышении мощности мышечной работы легочная вентиляция увеличивается линейно с ростом потребления О₂ и выделения СО₂. Однако по мере приближения к МПК легочная вентиляция начинает увеличиваться значительно больше, чем скорость потребления организмом О2. График зависимости легочной вентиляции от потребления О₂ отклоняется от прямой линии, круто поднимаясь вверх (рис. 94). Дальнейший рост мощности работы сверх максимальной аэробной (МПК) ведет к очень сильному увеличению легочной вентиляции без соответствующего роста потребления 0₂.

Рис. 94. Связь между легочной вентиляцией (V_Е), потреблением 0₂(V_О2) и мощностью работы (М. Шеррер. 1969)

Мощность работы, начиная с которой легочная вентиляция возрастает быстрее, чем потребление О2, называют критической дыхательной нагрузкой. Критическая нагрузка, выраженная в % от МПК, неодинакова у разных людей и при различной мышечной работе у одного и того же человека. При работе на велоэргометре она соответствует примерно 80% МПК. Прирост легочной вентиляции с повышением нагрузки сверх критической увеличивается с возрастом.

Легочная вентиляция более значительна при работе руками, чем при работе ногами, при статической работе, чем при динамической (рис. 95). Это аналогично различиям в изменениях ЧСС и АД при сравнении этих видов работ (см. 11.4.1) показывает, что с физиологической точки зрения работа руками тяжелее («дороже»), чем работа ногами, а статическая работа тяжелее, чем динамическая.

Рис. 95. Легочная вентиляция и частота дыхания при работе ногами и руками (М. Е. Маршак, 1961). Сплошные линии — легочная вентиляция, штриховые - частота дыхания; жирные линии — работа нотами, тонкие — руками

Дыхательный объем чаше всего измеряют путем деления объема воздуха, выдохнутого за 1 мин, на число дыханий за это время. Таким образом, получают величину среднего дыхательного объема (V_t). В действительности отдельные дыхательные объемы на протяжении периода измерения могут несколько отличаться друг от друга.