Исследование диффузии

Для оценки второго этапа функции внешнего дыхания, представляющего собой газообмен между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров, существенное значение имеет определение поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа.

Поглощение кислоро­да может быть определено как при помощи газоанализа выдыхаемого воздуха, т. е. методом открытого типа, ко­гда исследуемый вдыхает наруж­ный воздух и выдыхает его в ме­шок Дугласа или метеобаллон, так и спирографически, т.е. в замкнутой системе.

Выделение углекисло­го газа определяется только газоаналитическим пу­тем: собирают за определенное время выдыхаемый воздух и оп­ределяют в нем с помощью спе­циального прибора содержание кислорода и углекислого газа. Разница в концентрации кислоро­да или углекислого газа во вды­хаемом и выдыхаемом воздухе с учетом объема выдыхаемого воз­духа позволяет рассчитать коли­чество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. В атмосферном воздухе содержание кислорода и углекислого газа весьма постоянно: кислорода — 20, 93%, углекислого газа 0, 02— 0, 03% (т. е. практически равно нулю).

Определение содержания кислорода и углекислого газа в выды­хаемом воздухе благодаря современным серийно выпускаемым газоаналитическим приборам не представляет трудностей. Особую ценность в изучении функции внешнего дыхания имеют приборы, дающие возможность изучать поглощение кислорода и выделение углекислого газа непрерывно, т. е. в покое, во время нагрузки и в

процессе восстановления, — ПГИ -1 и др. (рис. 52). Газоаналитические приборы другого типа определяют содержание газа только во взятой пробе воздуха, т. е. одномоментно. Преимущество их состоит в небольших объеме и весе (несколько килограммов). Поэтому они могут использоваться в любых условиях: на стадионе, в спортивном зале и т. п. К таким приборам относятся анализатор кислорода ММГ-7 (рис. 53), анализатор углекислого газа ГУХ -1 (рис. 54) и др.

Спирограф и чески определяемое количество поглощенного кислорода соответствует разнице в величи­нах объема воздуха или газовой смеси, находящейся под колоколом спирографа в замкнутой системе, измеренных до и после исследо­вания за определенный промежуток времени. Это измерение произ­водится по спирограмме. Кроме того, спирограмма дает возмож­ность определить МОД, частоту и глубину дыхания и ряд других параметров, характеризующих функцию внешнего дыхания (рис. 55). Таким образом, спирографическое исследование позволя­ет глубоко и полно оценить оба этапа внешнего дыхания — вентиля­цию и газообмен.

Существуют спирографы различных конструкций, но принцип их устройства одинаков — это замкнутая система, обычно с воздухо­дувкой, облегчающей дыхание, с одной подвижной частью — спи­рометром, заполненным воздухом или кислородом и связанным с устройством для записи спирограммы. К этой системе подключается исследуемое лицо.

Наконец, существенное влияние на уровень газообмена на этапе «альвеолярный воздух — кровь легочных капилляров» оказывает состояние альвеолярно-капиллярной мембраны. Величина, опреде­ляющая проницаемость указанной мембраны для газов, характеризует диффузионную способность легких. Она выра­жается в мл газа, прошедшего через альвеолярно-капиллярную мембрану за 1 мин. при разнице парциальных давлений в 1 мм рт. ст. (мл/мм рт. ст/мин). Определение диффузионной способности легких производится с помощью вдыхания окиси углерода, т. е. угарного газа. Ничтожные концентрации окиси углерода, использу­емые для этого исследования (0, 03%), безопасны для человека. Это определение методически сложно и проводится пока только в научно-исследовательских целях, однако постепенно начинает внед­ряться и в практическую работу врача.

При изучении газообмена можно определить еще один важный показатель — коэффициент использования кислоро­да (КИО₂), показывающий количество кислорода, которое орга­низм поглощает из 1 л вентилируемого воздуха. Для получения этого коэффициента надо разделить количество кислорода (мл), поглощенного организмом в 1 мин., на МОД (л). Величина КИО₂ колеблется от 35 до 45 мл. Она зависит от диффузионной способно­сти легочной мембраны и эффективности вентиляции, от совершен­ства координации между легочной вентиляцией и кровообращением. Повышение КИО₂ свидетельствует о более экономном дыхании и служит показателем лучшего использования вентилируемого воз­духа.

В настоящее время широко используется определение максимального поглощения кислорода (МПК). Этот тест считают показателем общего объема аэробных процессов, которые могут совершаться в организме в единицу времени. Величина МПК зависит от различных факторов, но прежде всего от функционально­го состояния системы внешнего дыхания, состояния диффузионной способности легких и состояния легочного кровообращения. Это дает основание рассматривать этот тест в разделе, относящемся к функции внешнего дыхания, хотя среди факторов, определяющих величину МПК, огромное значение имеют гемодинамические пока

затели, состояние кислородной емкости крови, активность фермент­ных систем, количество работающих мышц (оно должно при таком исследовании составлять не менее ²/₃ всей мышечной массы тела), а также вся система регуляции. Таким образом, очевидно, что МПК представляет собой величину, характеризующую общую физиче­скую работоспособность человека.

Однако, как уже было сказано, не следует по одному, даже, ка­залось бы, очень информативному, тесту делать общее заключение. Такое заключение может быть дано только при комплексном обсле­довании спортсмена, ибо обобщающая, интегральная величина не позволяет оценить удельный вес отдельных определяющих ее ком­понентов. В связи с огромными компенсаторными возможностями организма не всегда можно судить по

высокой интегральной обоб­щающей величине об одина­ково высоком функциональ­ном состоянии всех систем, определяющих эту величи­ну. Это положение относит­ся не только к МПК, но и другим показателям такого типа. Поэтому не следует делать прямых выводов о том, что только при высоких цифрах МПК можно пока­зывать высокие спортивные результаты.

Прямой способ исследо­вания МПК сводится к вы­полнению обследуемым ра­боты с нарастающей мощ­ностью при одновременном определении величины пог­лощения кислорода. В ка­кой-то момент исследования, несмотря на нарастание мощности работы, цифра поглощения кислорода пере­станет увеличиваться. Эта цифра и представляет собой МПК. Она достигает 5, 5— 6, 5 л кислорода в 1 мин. при легочной вентиляции равной 180—220 л. Обычно такое исследование проводится в условиях, позволяющих до­зировать мощности работы (велоэргометрия). Можно ис­пользовать и другие виды нагрузки (степ-тест и др.).

Поскольку, как уже было отмечено, максимальные нагрузки для функциональной диагностики нецелесообразны (они небезразличны для организма обследуемого, особенно при повторных исследовани­ях), МПК определяют путем выполнения умеренной работы с со­ответствующим перерасчетом. При этом исходят из того, что между частотой пульса и величиной потребления кислорода во время рабо­ты имеется линейная зависимость и что МПК достигается при ча­стоте пульса равной 170—200 ударам в 1 мин.

Таким образом, определив величину поглощения кислорода во время работы при частоте пульса 140—160 ударов в 1 мин., можно по специальной номограмме рассчитать, какое МПК должно быть у данного лица. Такая номограмма разработана Астрандом (рис. 56).

Можно также определить МПК по PWC₁₇₀. Для занимающихся скоростно-силовыми видами спорта используется формула: МПК = l, 7 х PWC₁₇₀ + 1240; для спортсменов, тренировка которых на­правлена на развитие выносливости, — МПК = 2, 2 x PWC₁₇₀ + 1070.