Измерение дыхания при помощи спирометра

В школах, лабораториях и больницах объем воздуха, поступающего в легкие и выходящего из них, обычно измеряют спирометром. Он состоит из сосуда с водой и помещенного в него вверх дном другого сосуда емкостью не менее 6 л с находящимся в нем воздухом.

От этого второго сосуда отходят две трубки. Они соединены с мундштуком, который испытуемый во время измерения берет в рот. Мундштук снабжен клапаном, так что, когда испытуемый дышит, воздух входит в него по одной трубке и выходит по другой.

Для поглощения выделяющегося при выдохе CO₂ в прибор помещают натронную известь. (Постепенное возрастание концентрации CO₂ в спирометре было бы опасным.) Для заполнения спирометра можно использовать и кислородные смеси («медицинский кислород»).

Когда испытуемый дышит, воздух в его легких и в спирометре составляет единую замкнутую систему. Внутренний сосуд уравновешен, и когда воздух входит в него (если испытуемый делает выдох) или выходит из него (при вдохе), он соответственно поднимается или опускается. Писчик кимографа записывает на медленно вращающемся барабане все эти движения (рис. 9.29).

К спирометру прилагается подробная инструкция по работе с прибором и мы ее здесь обсуждать не будем. Важно, однако, уметь анализировать записи прибора и отдавать себе отчет в том, какую информацию можно из них извлечь.

Спирометр дает возможность определить интенсивность метаболизма, дыхательный коэффициент, дыхательный объем, частоту дыхания и потребление кислорода. Под частотой дыхания понимают число циклов дыхательных движений в минуту. Легочную вентиляцию (ЛВ) определяют, умножая это число на дыхательный объем:

ЛВ = Частота дыхания х Дыхательный объем

Если, например, частота дыхания составляет 15/мин, а дыхательный объем 400 мл, то ЛВ = 15 х 400 мл = 6000 мл/мин (т. е. за 1 мин между организмом испытуемого и средой обменивается 6 л воздуха).

9.10. Почему альвеолярная вентиляция меньше легочной?

Ниже приведены некоторые типичные величины: Частота дыхания в покое — 15 циклов в минуту Частота дыхания после максимальной нагрузки — 40—50 циклов в минуту ЛВ в покое — 6,75 л в минуту ЛВ после максимальной нагрузки (дыхательный объем 3 л в минуту х частота дыхания 45 циклов в минуту) — 135 л в минуту

Потребление кислорода в покое: 0,25—0,4 л в минуту Потребление кислорода после максимальной нагрузки — 3,6 л в минуту (у бегуна на марафонской дистанции — до 5,1 л в минуту)

Измерение интенсивности метаболизма

Поскольку почти любой вид метаболической активности организма непосредственно связан с дыханием, то, измеряя дыхание, мы получаем возможность довольно точно судить об интенсивности метаболизма. Ее можно вычислить, определяя потребление кислорода.

В спирометре внутренний сосуд по мере поглоще рода организмом испытуемого постепенно опускается (напомним, что CO₂ улавливается натронной известью, т. е. выводится из обращения).

9.11. Ознакомьтесь с рис. 9.30. Нетрудно заметить, что чем меньше животное, тем выше у него интенсивность метаболизма. В чем причина этого? 

9.12. Как можно сравнить интенсивность метаболизма у животных, различающихся по своим размерам?

Литература. Биология : в 3 т. Т. 1 / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут ; под ред. Р. Сопера

AOF | 12.01.2021 15:17:32