Практическая работа №4. «Оценка функционального состояния дыхательной системы» Цель: проделать функциональные дыхательные пробы и дать оценку функционального состояния органов дыхания. Оборудование: секундомер. Теоретическое обоснование Дыхание – комплекс физиологических процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение углекислого газа. К органам дыхания относятся дыхательные пути и легкие. Кроме того, в процессе дыхания принимают участие мышечная и нервная системы. Благодаря диафрагме, межреберным, межхрящевым и некоторым другим мышцам выполняются дыхательные движения, происходит изменение объема грудной клетки, что является необходимым условием для расправления и спадания легочной ткани на вдохе и выдохе. Дыхание состоит из трех неразрывных звеньев: а) внешнего дыхания, т.е. газообмена между внешней средой и кровью легочных капилляров; б) переноса газов, осуществляемого системой кровообращения; в) внутреннего (тканевого) дыхания, т.е. газообмена между кровью и клеткой. Здоровый взрослый человек в состоянии физиологического покоя совершает в среднем от 16 до 20 дыхательных движений в минуту, новорожденный — 40—45 дыхательных движений, частота которых постепенно снижается с возрастом. Во сне дыхание реже, 12—14 в минуту, при физической нагрузке, эмоциональном возбуждении или после обильного приема пищи — закономерно учащается. Выделяют следующие виды дыхания: • эупноэ – нормальный ритм дыхания (у здорового взрослого составляет около 14–18 дыхательных движений в минуту); • гиперпноэ – глубокое и частое дыхание, отмечается при мышечной работе, эмоциональном напряжении, тиреотоксикозе, анемии, ацидозе, снижении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе; • тахипноэ – повышение частоты дыхательных движений вследствие выраженной стимуляции дыхательного центра при гиперкапнии, гипоксемии; наблюдается при повышении температуры тела, застое в легких и т.п.; • брадипноэ – снижение частоты дыхательных движений, которое возникает при поражении и угнетении дыхательного центра на фоне гипоксии, отека, ишемии и воздействия наркотических веществ; • апноэ – временная остановка дыхания (считается крайней степенью выраженности брадипноэ); • дыхание по типу Чейна–Стокса - характеризуется чередованием групп дыхательных движений с нарастающей амплитудой и периодов апноэ; 1 • дыхание по типу Биота - характеризуется чередованием периодов апноэ с группами дыхательных движений равной амплитуды; • дыхание Куссмауля – шумное и глубокое дыхание, для которого характерны отдельные судорожные сокращения основной и вспомогательной дыхательной мускулатуры. Этот тип дыхания свидетельствует о значимой гипоксии головного мозга. В центральной нервной системе, а именно в продолговатом мозге, расположен дыхательный центр. Ключевая особенность функционирования дыхательного центра состоит в автоматическом зарождении в нем импульсов – то есть человек не задумывается о том, что ему нужно сделать вдох. В то же время активность дыхательного центра может быть подавлена вышерасположенными отделами головного мозга, например, человек может произвольно задержать дыхание при нырянии. Исследование функции внешнего дыхания позволяет оценить функциональное состояние организма и его резервные возможности. Методы функционального тестирования позволяют определить функциональные возможности аппарата внешнего дыхания и их адаптацию к физическим нагрузкам. В качестве функциональных проб для системы внешнего дыхания наиболее часто применяют пробу Розенталя; методы динамической спирометрии (измерение показателей качества дыхания в покое и после нагрузки) – пробу Шафрановского, пробу Лебедева, комбинированную пробу Серкина; гипоксемические пробы с задержкой дыхания – проба Штанге, проба Генчи. Пробы с задержкой дыхания дают представление о способности организма противостоять гипоксии. К общим закономерностям данных проб относят следующие: с нарастанием тренированности время задержки дыхания увеличивается; при утомлении и заболевании дыхательной системы время задержки дыхания уменьшается. У лиц, склонных к головокружениям данные пробы следует проводить под медицинским контролем. Недостатки проб с задержкой дыхания - их субъективизм, т.к. длительность задержки дыхания в значительной степени зависит и от волевых качеств испытуемого; большое физическое напряжение; значительное повышение содержания углекислоты в крови и снижение содержания кислорода (риск обмороков). С целью повышения информативности и объективности проб с задержкой дыхания применяется метод одновременного проведения оксигемометрии (измерение насыщенности гемоглобина артериальной крови кислородом). Задание 1. «Изменение характера дыхания после физической нагрузки» Методика выполнения работы 1. Внимательно наблюдайте за дыханием испытуемого. Подсчитайте его частоту в течение 2-3 мин, обратите внимание на глубину и ритмичность. 2. Предложите испытуемому проделать 15 приседаний или пробежку на месте в течение 10 мин. Пронаблюдайте, как изменилось дыхание, подсчитайте его частоту. 2 Заполните табл. 1, внесите данные, полученные у разных студентов. Таблица 1 Ф.И. Частота дыхания в Частота дыхания после покое, физической нагрузки, в мин. в мин. Игнатьева 17 24 Ксения Сергеевна Рекомендации по оформлению результатов работы Сделайте вывод о влиянии физической нагрузки на характер дыхания. Вывод: в состоянии физиологического покоя частота дыхания составила 17 дыхательных движений, что является нормой здорового человека(эупноэ). После физической нагрузки сердце получает сигнал о необходимости получения большей порции кислорода и начинает работать в ускоренном темпе, чтобы обеспечить подачу нужного объема кислорода. 3. Задание 2. «Функциональные пробы для оценки внешнего дыхания» Методика выполнения работы 1. Проба Штанге — задержка дыхания на вдохе. Обследуемый в положении сидя делает полный вдох и выдох, а затем снова вдох (80-90 % от максимального) и закрывает нос и рот. Фиксируется время от момента задержки дыхания до прекращения пробы. Оценка пробы: средние величины для женщин – 40-45 с, для мужчин – 50-60 с, для спортсменок – 45-55 с, для спортсменов – 65-75 с; у детей - 16-55 с (в зависимости от возраста); у спортсменов высокой квалификации (в зависимости от вида спорта) – от 60-90 с до 5 мин. С улучшением тренированности организма время задержки дыхания возрастает. Если Вы способны задержать дыхание менее, чем на 50 с, то у вас слабая физическая подготовленность, на 65-75 с — средняя и более 80 с — хорошая физическая подготовленность. При проведении этой пробы повышается внутригрудное давление, что приводит к затруднению кровотока через легкие. Поток крови к левому желудочку сердца уменьшается, при этом правый желудочек совершает большую работу, связанную с преодолением повысившегося внутригрудного давления. В это время нарушается ритмичность сердечных сокращений, учащается пульс, повышается венозное давление, а систолическое давление вначале возрастает, а затем снижается. Эта проба является, в основном, нагрузкой для правого отдела сердца. Обычно у здоровых людей спустя 1—2 мин после пробы все показатели нормализуются. Людям, имеющим сердечную патологию, проведение этой пробы нежелательно. 2. Проба Штанге с физической нагрузкой (20 приседаний за 30 с или же восхождение на ступеньку высотой 22,5 см в течение 6 мин в темпе 16 раз в мин). Показатели задержки дыхания регистрируются до выполнения физической нагрузки и сразу же после ее окончания. Удовлетворительной 3 считается реакция сокращения времени задержки дыхания в 1,5-2 раза по сравнению с покоем. 3. Проба Штанге с гипервентиляцией легких (быстрые и полные вдохи и выдохи в течение 45 с для мужчин и 30 с – для женщин. Показатели задержки дыхания регистрируются до выполнения гипервентиляции и сразу же после ее окончания. Удовлетворительной считается реакция возрастания времени задержки дыхания в 1,5-2 раза по сравнению с покоем (средние значения для мужчин – 130-150с, для женщин – 90-110 с). 4. Проба Генчи — задержка дыхания на выдохе. Эта проба является нагрузкой в основном для левых отделов сердца. Обследуемый после полного выдоха и вдоха снова выдыхает и задерживает дыхание. Оценка пробы: отличная – больше 30 с, хорошая – 20-29 с, плохая менее 20 с, у детей – 12-15 сек, спортсмены высокой квалификации - до 60-90 сек. По величине показателей пробы Генчи косвенно судят об уровне обменных процессов, степени адаптации дыхательного центра к гипоксии и гипоксемии. При этом следует помнить, что произвольная задержка дыхания зависит не только от обмена веществ, скорости окислительных реакций, кислородной емкости крови, мобилизации дыхания, кровообращения, но и от волевых качеств человека. Выделяют 2 фазы задержки дыхания: 1) контрольная (К) – начинается с момента задержки дыхания до появления первых трудностей, неприятных ощущений. По длительности фазы судят о чувствительности дыхательного центра к гуморальным факторам; 2) волевая (В) – начинается от момента возникновения затруднения подавления дыхания до его возобновления (волевая пауза). По длительности фазы судят о волевых возможностях. На основании показателей данных двух фаз определяется индекс воли, в норме равен 100%: ИВ = В/К × 100% ИВ – индекс воли, В – волевая фаза, с К – контрольная фаза, с Так, например, если К составляет 20 с, а В – 10 с, индекс воли будет равен 50 %, что означает, что воля к задержке дыхания ослаблена вдвое и ее необходимо тренировать с помощью методов лечебного дыхания, например по К.П. Бутейко. 5. Комбинированная проба Серкина. Проводится в три фазы: в первой определяется время задержки дыхания на вдохе в положении сидя; во второй — время задержки дыхания на вдохе непосредственно после 20 приседаний, выполненных в течение 30 с; в третьей — через 1 мин повторяется первая фаза. Оценка пробы представлена в таблице. 4 Таблица 2 Оценка Хорошо 1 46-60 Удовлетворительно 35-45 Неудовлетворительно 20-34 Фазы, сек 2 Более 50% 1-й фазы 30-50% 1-й фазы Менее 30% 1-й фазы 3 Более 100% 1-й фазы 70-100% 1-й фазы Менее 70% 1-й фазы Проба с задержкой дыхания при гипервентиляции После среднего вдоха производят выдох и задерживают дыхание. Затем после глубокого равномерного дыхания в течение 45 с вновь задерживают дыхание. Продолжительность задержки дыхания у здоровых лиц, не занимающихся спортом, после гипервентиляции значительно увеличивается, a при функциональных изменениях почти не меняется или даже уменьшается. Продолжительность задержки дыхания на выдохе после гипервентиляции у тренированных спортсменов составляет 50—80 с, а в ряде случаев доходит до 90—120 с. Эти показатели у спортсменов меняются в зависимости от уровня тренированности. После тренировок показатели пробы увеличиваются, что может быть обусловлено адаптацией организма к гипоксемии (понижению содержания кислорода в крови). Рекомендации по оформлению результатов работы Запишите все полученные результаты и сделайте выводы. 6. Запишите все полученные результаты и сделайте выводы. Наименование пробы Результат,с Вывод Проба Штанге 50 Оценка пробы: норма Проба Штанге с 35 Оценка пробы: норма физической нагрузкой Проба Штанге с 74 Оценка пробы: норма гипервентиляцией легких Проба Генчи 34 норма значения ИВ ИВ=В/К×100%=17/17* Оценка пробы: 100%=100% отличная – более 30 с Комбинированная 1 фаза - 47 Оценка пробы: хорошо проба Серкина 2 фаза-32 1 фаза- в диапазоне 463 фаза-43 60 2 фаза- 68,7% первой фазы 3 фаза- 91% первой фазы 44 Оценка пробы: норма Проба с задержкой для нетренированного дыхания при 5 гипервентиляции человека Задание 3. «Оценка степени тренированности организма» 1. 2. 3. 4. Методика выполнения работы В положении сидя задержите дыхание при вдохе на максимальный срок. Включите секундомер. Выключите секундомер в момент восстановления дыхания. Запишите результат. Отдохните 5 минут. Встаньте и сделайте 20 приседаний за 30 секунд. Вдохните, быстро задержите дыхание и включите секундомер, не дожидаясь, пока дыхание успокоится, сядьте на стул. Выключите секундомер при восстановлении дыхания. Запишите результат. Спустя минуту повторите первую пробу. Результат запишите. Сделайте расчеты по формулам: В/А×100% (после 20 приседаний) С/А×100% (после минутного отдыха) А – время задержки дыхания в состоянии покоя, с. В – время задержки дыхания после 20 приседаний, с. С – время задержки дыхания и восстановления дыхания после минутного отдыха, с. Таблица 3 Результаты функциональной пробы с задержкой дыхания до и после нагрузки при различной степени тренированности испытуемых Категории испытуемых Задержка дыхания, с В состоянии После 20 После отдыха покоя приседаний Здоровые 46 – 60 с Более 50% от Более 100% от тренированные первого результата первого результата Здоровые 36 – 45 с 30-50% от первого 70–100% от нетренированные результата первого результата С отклонениями в 20 – 35 с Менее 30% от Менее 70% от состоянии первого результата первого результата здоровья Рекомендации по оформлению результатов работы Запишите полученные результаты. Сравните их с табличными данными и определите, к какой категории Вы могли бы отнести себя. Сделайте выводы. Показатель Время задержки дыхания в состоянии покоя(А) Время,с 47 Вывод Категория испытуемого: здоровый тренированный человек (46-60с) 6 Время задержки дыхания после 20 приседаний(В) 30 Категория испытуемого: здоровый тренированный (64% от первого рез-та) Категория испытуемого: здоровый нетренированный ( 94% от первого результата) Время задержки 44 дыхания и восстановления дыхания после минутного отдыха(С) В/А100% (после 20 приседаний) (30:47)*100=64% С/А100% (после минутного отдыха) (44:47)*100=94% 7
