Потребление человеком воздуха в час: Сколько воздуха мы вдыхаем?

Сколько воздуха вдыхает человек в час?

Жизнь человека напрямую зависит от возможности дышать. Только представьте: при каждом вдохе в наши легкие попадает около полулитра воздуха. Учитывая, что в минуту мы совершаем 15-16 вдохов, за это же время наши органы получают 8-9 литров, что в перерасчете на час составляет 500 литров, а за сутки – впечатляющие 12 тысяч литров!

Важен не только сам факт умения дышать, но и состав вдыхаемой смеси. Загрязнители, которые неизбежно присутствуют в воздухе, могут вызывать множество респираторных заболеваний, включая хронические. В особенности это касается помещений, где наблюдается повышенное содержание посторонних частиц. Вы будете удивлены, но самой «грязной» в доме является кухня! Сегодня мы расскажем вам об источниках загрязнения воздуха, а также о том, как сделать его вновь чистым и безопасным.

Из чего состоит воздух

Вдыхаемый нами воздух представляет собой смесь газов на основе азота и кислорода. Содержание первого – около 78%, второго – около 21%. Оставшийся 1% приходится на углекислый газ, радон, гелий, озон, водород и другие газы. Загрязнение воздуха сказывается, главным образом, на тех самых ценных 21%: содержание кислорода уменьшается, а это может провоцировать самые разные ощущения – от быстрой утомляемости и головной боли до состояния удушья и дезориентации.

Нормы потребления для взрослых и детей

Сколько воздуха нужно человеку для того, чтобы быть здоровым и хорошо себя чувствовать? От 8 до 12 тысяч литров! Согласно нормам СНиПа свежий воздух подается в жилые комнаты, а загрязненный выводится из подсобных помещений. В них же и прописаны величины объема удаляемого воздуха: для кухонь с газовыми плитами это 90 кубометров в час, с электроплитами – 60 кубометров в час, для ванны и туалета – по 25 кубометров в час. Кратность воздухообмена в жилых комнатах должна составлять не менее 30 кубических метров в час на человека.

Почему важно проветривать помещение

Пропускная способность окон в закрытом состоянии (в особенности современных пластиковых!) составляет лишь 10-15% от необходимого воздухообмена, а поэтому проветривание помещения является обязательной ежедневной процедурой. Почему же оно имеет столь большое значение?

Качество воздуха в доме прямым образом влияет на самочувствие и состояние здоровья, а впоследствии – и на продолжительность жизни человека. С каждым выдохом мы высвобождаем углекислый газ, с каждым приготовлением пищи – запахи, пары воды и брызги жира. Да что там, мебель, отделочные материалы, продукты, принесенные с рынка – все они постепенно выделяют всевозможные газы и даже токсины: невидимые, неощутимые, и оттого еще более опасные.

Естественная вентиляция

Любая постройка, оформленная как жилое помещение, должна иметь естественную вентиляцию. Приток воздуха обеспечивается, главным образом, за счет окон: открывая форточку, мы впускаем свежий воздух извне, уменьшая тем самым концентрацию углекислого газа. «Отработанный» воздух выводится в систему вентиляции дома. Входы в вентиляционный канал находятся на кухне и в ванной комнате. Подхваченный природным сквозняком, воздух движется по системе вверх и выводится за пределы сооружения.

Порой естественная вентиляция не способна качественно справиться с загрязнением воздуха. Вспомните только, как сильно запотевают зеркала в ванной и окна на кухне. Причина тому – недостаточно эффективный отток воздуха. Компенсировать разницу поможет вентиляция принудительная: мощная кухонная вытяжка от Faber.

Вытяжки Faber

Итальянские вытяжки Faber – находка для тех, кто ищет качественный высокоэффективный кухонный воздухоочиститель за разумные деньги. В ассортименте бренда представлены модели в семи категориях: купольные, без купола, наклонные, островные, угловые, подвесные и встраиваемые. Широкий модельный ряд дает возможность выбрать технику подходящей производительности в пределах от 240 до 1250 кубометров в час. Определиться поможет несложный расчет по формуле: площадь комнаты ? высота стен ? 12.

Вытяжки Faber приспособлены для работы в режиме отвода воздуха и в режиме рециркуляции. Проточные воздухоочистители подключаются к вентиляционной шахте посредством воздуховода. Для очистки воздуха они используют только жироулавливающий фильтр – стальную раму с мелкозернистой многослойной сеткой ил алюминия или нержавеющей стали, помогающую задержать частички жира и уберечь тем самым систему от засора. Прошедший сквозь фильтр воздух выводится в вентиляционную систему. Для эффективной работы такого прибора необходимо обеспечить приток воздуха, приоткрыв окно.

В режиме рециркуляции вытяжка не подключается к воздуховоду. Она использует дополнительный угольный фильтр, который предназначен для глубокой очистки воздуха от запахов и любых посторонних вкраплений. Далее он выводится в помещение, и процесс начинается снова. Поскольку на рециркуляцию тратится дополнительное время, производительность устройства снижается со 100% до 70%. Еще один нюанс: с течением времени угольный фильтр засоряется, поэтому его необходимо заменять новым каждые 3-4 месяца.

Для обеспечения комфортных условий приготовления пищи производитель предусмотрел трех-, четырех- и пятипозиционную регулировку мощности всасывания воздуха, а также яркую подсветку – светодиодную и галогеновую. Управление вытяжкой осуществляется кнопками или сенсорами. Для некоторых моделей реализована возможность воспользоваться пультом дистанционного управления. Данное устройство приобретается за дополнительную плату, вы сможете найти его в разделе аксессуаров.

На все вытяжки Faber, представленные в каталоге интернет-магазина faber-rus.ru, предоставляется фирменная гарантия сроком 24 месяца. Доставка по Москве и Московской области, а также по Санкт-Петербургу и Ленинградской области производится курьерской службой. В регионы техника отправляется почтой.

Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?

28 апреля 2020

liberties

Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?

Воздухораспределение – сложная задача, которую решают инженеры многоэтажек, жилых домов и офисов. Я же постаралась перевести на обывательский язык, чем мы дышим и как сделать воздух комфортным.

Недавно встретила в комментариях мнение, что в маленьких спальнях дышать нечем, другое дело большие спальни… Итак, условно чистый воздух, в котором мы не надышали, то есть не повысили уровень СО2, делает нашу жизнь и наш сон комфортным.

А сколько же мы надышали?

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ НЕОБХОДИМЫЙ ВОЗДУХООБМЕН

1. Качество воздуха. От того, живем мы в 200 километрах от источников загрязнения, или в квартире в промзоне, зависит количество загрязнений в воздухе. Это пары, табачный дым, пыль и прочие газы и аэрозоли, в том числе выделяемый строительными материалами радон. Все это может втекать в квартиру с улицы или генерироваться в помещении. Ну, дедушка у вас курит постоянно или вы старые обои обдираете и клубы пыли вокруг стоят. Или просто редко пылесосите в квартире.


2. Количество потребителей. Находится в помещении один человек, два или три – от этого напрямую зависит, сколько мы надышим. Но к потребителям кислорода относятся не только люди. И если кошечка дышит в пределах допустимых погрешностей, то обогреватели, печи и камины могут довольно активно потреблять кислород.


3. Привычки. Сталкивались, наверное, с тем, что человеку, приехавшему в большой город, часто тяжело дышать в самой обычной квартире и, наоборот, в деревне может «вырубить» от большого количества кислорода в прекрасный глубокий сон. Если мы все время испытываем недостаток кислорода, организм слегка приспосабливается и расходует меньше. Даже рацион питания влияет на то, как эффективно мы дышим.

Учитывая все это, было рассчитано, что на одного человека требуется от 30 до 60 кубометров воздуха в час. Примерно, в этом диапазоне находятся нормы для систем вентиляции и кондиционирования в разных странах.

ВОЗДУХОСТОЯНИЕ

Вернемся к нашей маленькой или большой спальне. 60 кубометров при 3-метровых потолках – это 20-метровая комната. На одного человека. В час.

То есть, как бы вы комнату ни проветрили перед сном, если вы спите в герметичном помещении и оно размером не с ангар, на 8 часов воздуха не хватит.

Зато протопить ангар будет гораздо сложнее. Но это совсем другая тема.

КАК ПРОИСХОДИТ ВОЗДУХООБМЕН В ПОМЕЩЕНИЯХ?

1. Система вентиляции. Она может быть естественной, с механическим побуждением или комбинированной.


2. Проветривание. Если за окном нет дыма горящих торфяников, действующего «грязного» производства или чего-то подобного, это отличный способ понизить уровень углекислого газа.


3. Кондиционирование. Кондиционер работает не только для того, чтобы охладить воздух. Прогоняя воздух через себя, он его фильтрует, поэтому в помещение попадает более чистая «субстанция». А чистого воздуха нам и требуется чуть меньше.


4. Очистка воздуха. В чистом виде она не понижает уровень углекислого газа. Но за счет уменьшения количества примесей, позволяет комфортнее себя чувствовать при недостаточной вентиляции.


5. Системы воздухораспределения. Другими словами, если у нас хорошо вентилируется санузел, в спальне от этого дышать не легче.

Увеличение воздухообмена повышает наш комфорт, но при этом увеличиваются затраты энергии на фильтрацию и распределение приточного воздуха.

ОНО ТОГО СТОИТ

Так зачем же биться за качества воздуха, если человек ко всему привыкает?

Самый яркий параметр, которым принято описывать качество воздуха – СО2. И чем выше его концентрация, тем хуже себя начинают чувствовать люди в помещении. Когда его совсем много, будет классическая картина отравления – учащенный пульс, тяжело дышать, двигаться, воспаляются глаза и т.п.

При небольших превышениях углекислого газа появляется головная боль, чувствуется усталость, сложно сконцентрировать внимание.

И это только один параметр, влияющий на наше самочувствие. Дискомфорт вызывают газы, пары, микроорганизмы (которые появляются, в том числе, если не менять фильтры кондиционера), табачный дым, пыль, выделения от предметов обстановки и т.п. Сам человек повышает в помещении концентрацию кетона, углеводородов и, если не проветривать помещение, они быстро преодолеют предельно допустимый для комфорта порог.

В мегаполисах концентрация углекислого газа и взвесей на уровне первых этажей так существенна, что приток наружного воздуха не помогает снизить концентрацию вредных веществ. В этом случае спасают фильтры в кондиционерах, вентиляционных системах и очистителях воздуха.

КАК МЫ СЕБЯ ЗАМУРОВАЛИ

В проектах всех домов заложена вентиляция. Где-то хорошо продуманная, где-то недостаточно хорошо.

Например, в старых многоэтажках, в которых живут миллионы людей, вентиляционные каналы заложены в санузлах и на кухне, а их эффективность основана была на негерметичности оконных проемов и щелей под межкомнатными дверями.

Заменив старые деревянные рамы герметичными стеклопакетами, поставив дверное полотно с меньшим зазором, мы ухудшаем циркуляцию воздуха. Это не учитывая фактора, что вентиляция иногда засоряется, а в 90-е кое-кто и сокращал ширину ее канала.

И чем больше размеры помещения, тем эффективнее должно быть движение воздуха (во многих домах только санузлами и кухней вентиляция не ограничивается).

Конечно, есть еще куча дополнительных факторов. Например, в квартирах-«распашенках», где окна выходят на разные стороны, смена воздуха идет быстрее, чем в квартирах, где все окна выходят на одну сторону.

Так что, как ни крути, вентиляция и очистка воздуха сильно влияют на качество воздуха, а размер помещения – очень косвенно. Скорее, в больших объемах сложнее устроить его быструю сменяемость, чем наоборот.

Публикация была сделана на канале Яндекс.Zen Home and Garden “Одна из причин усталости и головной боли”

Нормы потребления человеком свежего воздуха. Сколько нужно?

30 ноября 2021

Среднестатистический современный человек проводит в помещении до 95% времени. При этом от качества воздуха в этом помещении во многом зависит самочувствие, здоровье, работоспособность. Прогресс не стоит на месте, современные дома хорошо удерживают тепло за счет разнообразных систем утепления, установки пластиковых окон и практически герметичных дверей. Но у этого прогресса есть и обратная сторона – плохой воздухообмен.

Недостаток кислорода в воздухе приводит к ощущению усталости, частым головным болям, невнимательности. Полноценная вентиляции позволит решить эту проблему и существенно повысит качество жизни.

Как проверить вытяжку?

Приточная вентиляция не будет правильно функционировать без вытяжной. Существует два способа проверки системы. Можно использовать то, что есть под рукой, или специальное оборудование. Поскольку оборудования среднестатистический человек не имеет, проверять работу вентиляционных каналов будем с использованием подручных средств.

В помещении необходимо открыть форточку. А затем приложить к решетке вентиляции лист обычной офисной бумаги. Если он прилипнет к решетке, то все в порядке. Если же нет – необходимо заняться прочисткой вытяжных каналов.

Нормы

Есть установленные на государственном уровне строительные нормы, содержащие значение расхода свежего воздуха на каждого человека, находящегося в жилом пространстве.

Они приведены в следующей таблице.

Микроклимат	Воздухообмен		Жилые комнаты, расход воздуха		Расход удаляемого воздуха, дм3/с
	дм3/с (м2)	час-1	дм3/с (чел)	дм3/с (м2)	Кухня	Ванная	Уборная
Повышенные	0,49	0,7	10	1,4	28	20	14
Оптимальные	0,42	0,6	7	1,0	20	15	10
Допустимые	0,35	0,5	4	0,6	14	10	7

Здесь данные для стандартной высоты потолка в 2,5 м.

Повышенные характеристики микроклимата рекомендуют для детских комнат, для людей с плохим здоровьем. Оптимальные характеристики являются максимально подходящими для качественного жизненного пространства. В таких условиях хорошо жить и работать. Допустимые же условия микроклимата рекомендованы только в течение ограниченного времени.

Таблица содержит данные в дм

3 в секунду. Но такой формат данных неудобен при проектировании системы вентиляции. Перевести в м³/ч достаточно просто. Необходимо данные из столбца «воздухообмен» умножить на 3,6. Расчет для лучших условий:

0,42 дм³/с * 0,001*60*60=1,512 м³/ч

Таким образом, на 1 м² при высоте потолков в 2,5 м необходимо обеспечить поступление 1,512 м³ воздуха в час.

Для производственных помещений также разработаны нормы. Объемы воздуха на каждого работника:

• 30 м³/ч – если в помещении есть естественная вентиляция;
• 60 м³/ч – если естественной вентиляции нет.

В условиях промышленного производства в воздухе часто присутствуют различные загрязнители. Вентиляция призвана полностью их удалять.

В прочих помещениях при подсчете объемов свежего воздуха учитывается курят ли в нем. Кроме этого важным параметром является качество воздуха на улице, ведь именно оттуда он и поступает. Если в здании на постоянной основе находятся люди, то учитывают еще и расход ими воздуха.

Категория	Единица изменения	Расход воздуха на человека
		Помещение, в котором курят		Курение запрещено
		Диапазон	Значение	Диапазон	Значение
IDA 1	л/(с.чел)	˃15	20	30	40
IDA 2	л/(с. чел)	10-15	12,5	20-30	25
IDA 3	л/(с.чел)	6-10	8	12-20	16
IDA 4	л/(с.чел)	˂6	5	˂12	10

Для помещений, в которых люди есть непостоянно, также разработаны нормы.

Категория	Единица изменения	Расход воздуха на единицу площади
		Курение запрещено
		Диапазон	Значение
IDA 1	л/(с.чел)	a	a
IDA 2	л/(с. чел)	˃0,7	0,83
IDA 3	л/(с.чел)	0,35-0,7	0,55

IDA 1 – высокое качество, а IDA 4 – низкое.

Расчет производительности вентиляции

Для жилья можно самостоятельно рассчитать параметры воздухообмена с улицей. Учитывается при этом количество проживающих в помещении людей. Делается это по простым формулам в несколько этапов:

1. Первым делом необходимо найти объем комнаты. Для этого достаточно перемножить длину, высоту и ширину помещения. Для примера возьмем комнату имеющую длину 5 м, ширину 4 м, а высоту 2,5 м. Ее объем составит 5 м*4 м*2,5 м=50 м³.
2. Определяем кратность воздухообмена. Эта величина характеризует количество полных смен масс воздуха в течение 60 минут. Рассчитывается путем умножения объема комнаты на минимальную кратность, которая составляет 1/ч. Для нашего примера кратность составляет 50 м³ * 1/ч = 50 м³/ч. Это величина необходимой производительности приточной вентиляции.
3. Далее рассчитываем показатель воздухообмена на количество проживающих людей. Для этого достаточно умножить производительность вентиляции на количество жильцов, которые будут находиться в комнате.

Есть нормы расхода воздуха. Например, в состоянии покоя 1 человеку потребуется 20 м³/ч, умственном труде – 30 м³/ч, физической активности – 60 м³/ч.

Как выбрать систему вентиляции?

Вот несколько факторов, на которые стоит опираться при выборе системы приточной вентиляции:

• производительность, ее можно рассчитать по формулам, приведенным выше;
• легкость монтажа и простота конструкции, ведь чем она проще, тем надежнее и долговечнее;
• возможность незаметно «вписать» вентиляционную систему в интерьерные решения.

Современные системы обладают рядом преимуществ. Например, важной составляющей системы для людей, проживающих в городах, служит наличие фильтров: угольного и тонкой очистки. Это позволяет получать более чистый воздух в помещении, нежели снаружи.

Многие приборы оснащают специальным нагревателем. Это нивелирует теплопотери помещения. Он мягко воздействует на воздух, не снижая в нем количество кислорода.

Главная проблема систем вентиляции – шум. Производится он вентиляторами, днем их практически не слышно. Зато в ночью, звуки, издаваемые кулерами, могут нарушать сон.

Современные модели вентиляций помещают в корпуса из специального пластика, который обладает повышенной звуко-, вибро и теплоизоляцией.

Еще одной важной особенностью умных систем является наличие тонкой электроники. Процессор предохраняет систему от перегрева, проводит анализ расхода воздуха. При выходе из стоя фильтра, система сообщит об этом. Управление осуществляется пультом.

Вентиляция необходима в любом помещении, где бы ни находился человек. Она может быть естественной или искусственной. Главное – получать необходимое количество свежего воздуха. Это позволит сохранить здоровье и свежий ум. Системы вентиляции устанавливают в различных объектах, где находятся люди, от жилых квартир и домов до супермаркетов.

Перед выбором той или иной системы можно самостоятельно провести расчеты с помощью приведенных формул. Но для надежности стоит обратиться к специалисту, который сумеет подсказать тонкости и произвести дополнительные подсчеты. Ведь так важно сделать все правильно. От качества воздуха в помещении напрямую зависит здоровье человека.

Поделиться

Рассказать

Поделится

Поделится

Новый комментарий

Войти с помощью

Отправить

Сколько кислорода потребляет легкое человека? | Анестезиология

Пропустить пункт назначения

Клиническая наука| март 1997 г.

Стефан А. Лоер, доктор медицины;

Томас В. Л. Шерен, доктор медицины;

Йорг Тарнов, MD, FRCA

Информация об авторе и статье

(Лоер, Шерен) Штатный анестезиолог.

(Тарнув) Профессор анестезиологии и заведующий кафедрой анестезиологии.

Получено из отделения анестезиологии Университета Генриха Гейне, Дюссельдорф, Германия. Представлено для публикации 3 июня 1996 г. Принято к публикации 11 ноября 1996 г.

Запросы на перепечатку направляйте доктору Лоеру: Кафедра анестезиологии, Университет Генриха Гейне, Муренштрассе 5, D-40225 Дюссельдорф, Германия.

Анестезиология Март 1997 г., Vol. 86, 532–537.

https://doi.org/10.1097/00000542-199703000-00004

• Разделенный экран
• Просмотры
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• PDF
• Делиться
  • MailTo
  • Твиттер
  • LinkedIn

• Иконка Цитировать Цитировать

• Получить разрешения

• Поиск по сайту

Citation

Stephan A. Loer, Thomas W.L. Scheeren, Jorg Tarnow; Сколько кислорода потребляет легкое человека? Анестезиология 1997; 86:532–537 doi: https://doi.org/10.1097/00000542-199703000-00004

Скачать файл цитирования:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• Конечная примечание
• РефВоркс
• Бибтекс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

Исходная информация

Количество кислорода, потребляемого самими легкими, трудно измерить, поскольку оно участвует в газообмене всего тела. Он может быть заметно повышен при патологических состояниях, таких как инфекция легких или респираторный дистресс-синдром взрослых. Для оценки нормального потребления кислорода легкими человека в качестве основы для дальнейших исследований анализ дыхательных газов во время полного искусственного кровообращения может быть простым подходом, поскольку в этот период малое кровообращение отделено от системного кровотока.

Методы

Потребление кислорода в легких определяли у 16 ​​пациентов, перенесших операцию на сердце. При искусственном кровообращении их легкие вентилировались малыми минутными объемами (дыхательный объем 150 мл, частота 6 мин-1, фракция кислорода на вдохе 0,5, положительное давление в конце выдоха 3 мм рт.ст.). Весь выдыхаемый газ собирали и анализировали с помощью непрямой калориметрии. В качестве референтного значения также определяли потребление кислорода всем телом этих пациентов перед полным искусственным кровообращением. В пилотном исследовании восьми дополнительных пациентов (такая же схема вентиляции) оценивался вклад системного (бронхиального) кровотока в легочный газообмен во время искусственного кровообращения. Для этого измеряли количество энфлюранса, диффундирующего из системной крови в бронхиальную систему.

Результаты

Легкие человека потребляют около 5-6 мл кислорода в минуту при температуре пищевода 28°С. Потребление кислорода всем телом до шунтирования, измеренное в почти нормотермических условиях, составило 198 ± 28 мл/мин. Средние дыхательные коэффициенты легких и всего тела были одинаковыми (0,84 и 0,77 соответственно). Экстраполируя потребление кислорода легкими до 36°С, можно предположить, что легкие потребляют около 11 мл/мин или около 5% от общего потребления кислорода организмом. Поскольку количество энфлурана, диффундировавшего из большого круга кровообращения в бронхиальную систему при искусственном кровообращении, составляло менее 0,1%, вклад бронхиального кровотока в газообмен легких можно считать незначительным.

Выводы

Легкие потребляют около 5% всего кислорода, потребляемого организмом.

Темы:

легкие, кислород

Легкие выполняют специализированные и энергозатратные функции, включая трахеобронхиальный клиренс, регуляцию распределения воздуха и кровотока, оборот сурфактанта. [1,2] Следовательно, составляющие клетки легких имеют метаболические потребности, которые должны быть удовлетворены для поддержания функциональной и структурной целостности. Это количество может быть заметно увеличено при патологических состояниях, таких как инфекция легких или респираторный дистресс-синдром взрослых.

Поскольку специфический для легких газообмен включен в газообмен всего организма, трудно получить точную информацию о поглощении кислорода и выделении углекислого газа самой легочной тканью как двух основных переменных легочного метаболизма. Таким образом, большинство данных, касающихся потребления кислорода легочной тканью, было получено с помощью непрямых подходов с использованием срезов легких [3–5] или изолированных препаратов легких. [6–9] В интактном организме разница между потреблением кислорода всем телом, определенным с помощью непрямой калориметрии, и принципом Фика использовалась для оценки потребления кислорода легкими [10,11], поскольку последний измеряет только системную артериовенозную разница содержания кислорода, за исключением легких. Все три подхода имеют четкие ограничения, позволяющие лишь приблизительно оценить истинное потребление кислорода легкими.

Для прямых измерений потребления кислорода легкими у людей легкие должны быть отделены от легочного артериального кровотока. Такая ситуация реализуется при искусственном кровообращении при операциях на сердце, когда при тотальном искусственном кровообращении (ИК) вся кровь из верхней и нижней полых вен дренируется в резервуар, из которого насос подает обогащенную кислородом кровь в восходящую аорту. В этот период становится возможным определить поглощение кислорода и выделение углекислого газа самими легкими с помощью анализа дыхательных газов. Таким образом, этот подход дает прямые измерения истинного потребления кислорода легкими у людей.

Пациенты

В это исследование были включены шестнадцать пациентов (демографические данные см. в Таблице 1), которым была запланирована операция на открытом сердце (коронарное шунтирование или замена клапана). За исключением двух пациентов с легочной артериальной гипертензией из-за регургитации митрального клапана, ни у одного пациента не было других соответствующих легочных заболеваний. В частности, ни один пациент не страдал отеком легких, пневмонией, бронхиальной астмой, сепсисом, респираторным дистресс-синдромом взрослых и не имел перед операцией патологических показателей респираторной функции легких (жизненная емкость легких, форсированный минутный объем выдоха, анализ газов крови). Исследование было одобрено этическим комитетом учреждения, и от каждого пациента было получено информированное согласие.

Таблица 1. Демографические данные

Просмотр большой

Просмотр большой

Анестезия и искусственное кровообращение

После премедикации (10 мг диазепама перорально, 25 мг меперидина, 25 мг прометазина и 1,25 мг внутримышечно дроглиперидола) и введения дроглиперидола 1,25 мг внутримышечно анестезии (тиопентал 1–2 мг/кг, фентанил 1–3 мкг/кг, панкуроний 0,1 мг/кг), вентиляцию легких проводили с поддержанием нормокапнии (Servo 900 D, инспираторная фракция кислорода 0,5%, частота дыхания 10 вдохов/мин). Анестезия поддерживалась вентиляцией энфлураном (0,4–1% при вдохе) с добавлением дополнительных доз фентанила (0,1–0,2 мг) перед повреждающими раздражителями, такими как разрез кожи или стернотомия.

Остановка сердца и гипотермия миокарда достигались интракоронарным введением кардиоплегического раствора (модифицированного Бретшнейдера) в сочетании с системной гипотермией (28°С). Во время тотального искусственного кровообращения вся кровь из полых вен была слита в кардиотомический резервуар, а полые вены были окклюзированы бандажированием, так что кровоток в легочной артерии полностью прекратился. Левый желудочек был вентилирован во всех случаях. Кровь насыщали кислородом с помощью мембранного оксигенатора (Cobe, Arvada, CO), а скорость непульсирующего потока 2–3 л [центральная точка] мин суп-1 [центральная точка] м суп-2 регулировали роликовым насосом (Stockert, Мюнхен, Германия) до среднего артериального давления 50–80 мм рт. Системную гипотермию (28 градусов Цельсия, регулирование pH альфа-статом) вызывали охлаждением крови и поддерживали в течение не менее 30 минут. В этот период легкие вентилировались низкими дыхательными объемами (150 мл) с частотой 6 вдохов/мин и положительным давлением в конце выдоха 3 мм рт.ст. Постоянно контролировали носоглоточную, ректальную и кровяную температуру (во время ЦБ).

Измерения

Потребление кислорода легкими (V с точкой O ² ), выделение углекислого газа (V с точкой CO ² ) и дыхательный коэффициент определяли с 1-минутными интервалами с помощью непрямого калориметра (Deltatrac II, Datex Instrumentarium, Хельсинки, Финляндия). Весь выдыхаемый газ полностью собирали и анализировали с помощью детского режима калориметра (разбавляющий поток в смесительной камере, 3 л/мин). Относительная ошибка при использовании этого режима метаболического монитора была подтверждена ранее (+/- 1,5–2% при измерении V с помощью точки CO 9).0153 2 и 1,9–4% для V с точкой О ² ). [12,13] В нашем исследовании средний коэффициент вариации легочного V с точками ² определений при поминутных регистрациях периода исследования составил 7,8 +/- 1,6%.

Перед каждым исследованием калориметр калибровали высокоточным калибровочным газом (смесь 95 % кислорода и 5 % углекислого газа). Чтобы гарантировать, что весь выдыхаемый газ был проанализирован, дыхательный контур был тщательно проверен, а давление в трахеальной манжете контролировалось во избежание утечки газа.

В дополнение к V легкого с точкой ² V всего тела с точкой O sub 2 при температуре около 36 градусов Цельсия (температура пищевода) определялась до искусственного кровообращения в режиме калориметра для взрослых (разбавляющий поток, 40 л/мин) ) в период стабильного гемодинамического состояния (без инотропной поддержки).

Чтобы оценить вклад бронхиального кровообращения в легочный газообмен при тотальном искусственном кровообращении, мы измерили в пилотном исследовании (восемь дополнительных пациентов, тот же паттерн вентиляции при тотальном искусственном кровообращении: дыхательный объем 150 мл, частота 6 вдохов/мин) количества энфлюрана, перешедшего из системного кровообращения в альвеолярное пространство. Для этого газовый поток к оксигенатору (50 % кислорода в воздухе, расход 2,5 л/мин) подавался через испаритель Drager (Lubeck, Германия) и содержал 2 % энфлурана. Специально разработанный зонд вводили через трахеальную трубку в конечное положение на 2 см выше киля. Оттуда брали пробы бронхиального газа (поток всасывания 50 мл/мин; размер камеры для отбора проб 4,2 мл) и определяли концентрацию энфлюрана с помощью быстрого газового инфракрасного анализатора бокового потока (анестезиологический монитор Datex Ultima; погрешность измерения менее 0,2% в диапазон 0,1–4% энфлюрана, калиброванный перед каждым исследованием).

Анализ данных

Потребление кислорода легкими, выделение углекислого газа и дыхательный коэффициент определяли с 1-минутными интервалами в стационарных условиях при температуре пищевода 28 градусов Цельсия. В частности, были определены средние значения десяти последовательных 1-минутных значений при постоянной температуре и расходе насоса, а результаты выражены в миллилитрах в минуту. Легкое V с точкой O ² было впоследствии экстраполировано на нормотермические условия, предполагая увеличение легкого V с точкой O ² 9% на градус Цельсия. [14] V легкого с точкой O ² затем выражали в процентах от V всего тела с точкой O ² .

После введения общего искусственного кровообращения поглощение кислорода и экскреция углекислого газа уменьшались при снижении температуры, достигая устойчивого состояния в течение 45 минут при постоянной температуре пищевода, как показано на рис. 1. В этот период можно предположить, что поглощение кислорода представляет собой потребление кислорода. В этом примере означает V с точкой O ² был 4,7, средний V с точкой CO ² был 3,5 мл/мин, а легочный дыхательный коэффициент был 0,75 при температуре пищевода 28,2 градусов Цельсия.

Просмотреть большойСкачать слайд

Рисунок 1. Динамика V легкого с точкой O ² [квадрат, открыт] и V с точкой CO ² [квадрат, закрашена]. В частности, при установлении тотального искусственного кровообращения потребление кислорода и экскреция углекислого газа уменьшались при снижении температуры тела, достигая устойчивого состояния в течение 45 мин при постоянной температуре пищевода и крови 28,2°С.

Просмотреть большойСкачать слайд

Рисунок 1. Динамика V легкого с точкой O ² [квадрат, открытый] и V с точкой CO ² [квадрат, закрашенный]. В частности, при установлении тотального искусственного кровообращения потребление кислорода и экскреция углекислого газа уменьшались при снижении температуры тела, достигая устойчивого состояния в течение 45 мин при постоянной температуре пищевода и крови 28,2°С.

Близкий модальный

Аналогичные записи были получены у всех 16 пациентов. Средние значения 10 последовательных ежеминутных определений в условиях постоянной температуры пищевода (28,4°С +/- 0,2) представлены в таблице 2. Среднее потребление кислорода легкими составило 5,3 +/- 1,6 мл/мин, в диапазоне от 2,8 до 90,9 мл/мин. Результаты двух больных с легочной гипертензией (5,8 и 4,8 мл/мин соответственно) были близки к этим значениям. V до шунтирования всего тела с точкой O ² , определенная в условиях, близких к нормотермическим (36,2 ± 0,5 градуса Цельсия), составила 198 ± 28 мл/мин. Средний дыхательный коэффициент легких и средний дыхательный коэффициент всего тела были одинаковыми и составляли 0,84 +/- 0,09 и 0,77 +/- 0,09 соответственно.

Таблица 2. Газообмен легких и всего тела

Большой вид

Большой вид

Экстраполяция измеренного V легкого с точкой O ² примерно 5-6 мл/мин до 36 градусов Цельсия, предполагая увеличение потребления кислорода легкими примерно на 9% на градус Цельсия, предполагает, что легкие потребляют около 11 мл кислорода в минуту или около 5% потребления кислорода всем телом для собственных метаболических потребностей.

То, что определенный V с точкой O ² действительно представляет легкое V с точкой O ² , подтверждается измеренными концентрациями энфлурана в бронхах. Хотя системная кровь уравновешивалась в мембранном оксигенаторе газом, содержащим 2% энфлурана, концентрация энфлурана в конце выдоха была менее 0,1% в бронхиальной системе всех пациентов пилотного исследования при тотальном ИК. Это говорит о том, что вклад системного (бронхиального) кровотока в газообмен легких при тотальном искусственном кровообращении можно считать незначительным.

Легкие человека потребляют около 5% всего потребления кислорода организмом для удовлетворения собственных метаболических потребностей, что определяется непрямой калориметрией во время общего искусственного кровообращения. Этот подход основан на предположении, что в этот период газообмен в легких полностью отделен от газообмена в организме. Необходимо учитывать некоторые возможные ограничения этого предположения, поскольку на наши измерения могли повлиять как бронхиальное кровообращение, так и транспульмональный газообмен.

В нормальном легком общий бронхиальный кровоток оценивается примерно в 1% от сердечного выброса, внося небольшой вклад в легочный капиллярный кровоток и газообмен. [15] Основная часть этой крови снабжает стенки бронхов и висцеральную плевру и дренируется в бронхиальные вены. Мы полагаем, что альвеолярные стенки получают кислород главным образом из альвеолярного воздуха, тогда как бронхи, более мелкие дыхательные пути и основные участки висцеральной плевры используют кислород, переносимый бронхиальным потоком. [16,17] Бронхиальный кровоток у людей во время тотального искусственного кровообращения оценивали путем измерения количества крови, возвращающейся в левое сердце. Агостони и др. нашли значения около 22 мл/мин для здоровых пациентов, [18,19] 89 мл/мин у больных с сердечной недостаточностью, [18] 76 мл/мин у больных с митральным стенозом, [19] и 40 мл/мин у больных с вентиляцией легких сухим воздухом. [20] Те же авторы обнаружили снижение бронхиального кровотока при повышении альвеолярного давления. [21] Baile et al. [22], используя тот же подход, сообщили о гораздо более высоких значениях около 140 мл/мин (диапазон от 8 до 1043 мл/мин). Однако из этих исследований остается неясным, насколько бронхиальное кровообращение действительно способствует газообмену во время тотального искусственного кровообращения. Из трансплантации легких известно, что бронхиальное кровообращение может быть устранено без явного нарушения газообмена, хотя при анастомозировании бронхиальных артерий заживление трахео-бронхиального анастомоза происходит гораздо лучше. [23] Поскольку наши измерения, основанные на анализе дыхательных газов, включают только метаболические потребности, удовлетворяемые за счет прямой диффузии альвеолярного газа в легочную ткань, общее потребление кислорода легкими могло быть недооценено из-за неизвестной доли потребности, удовлетворяемой бронхиальным кровообращением. Однако, поскольку обнаруженная концентрация энфлюрана в бронхах снизилась до менее 0,1% при проведении тотального искусственного кровообращения, вклад бронхиального кровообращения в газообмен во время искусственного кровообращения должен быть незначительным.

Второй момент, который необходимо учитывать, касается трансплевральной диффузии. В изолированных неперфузируемых легких собаки измеримые количества кислорода и углекислого газа могут проходить через висцеральную плевру. Абсолютное количество изменяется в зависимости от величины градиента концентрации. Это может быть получено из экспериментов, в которых градиент концентрации между экстраплевральным и вдыхаемым газом был увеличен с 6% до 12%, что привело к параллельному удвоению газопереноса. [9] В нашем исследовании 50% кислород использовался как для вентиляции легких, так и для оксигенации крови во время тотального искусственного кровообращения, поэтому трансплевральный градиент парциального давления кислорода был минимизирован. Кроме того, легкие in situ полностью покрыты тканью, что ограничивает газообмен с окружающим воздухом. Если значительное количество газа было бы потеряно или получено трансплевральным путем, маловероятно, что кислород и углекислый газ затронуты одинаково, поэтому дыхательный коэффициент не был бы в пределах физиологического диапазона от 0,7 до 1. Потому что в в нашем исследовании средние показатели легких и средние дыхательные коэффициенты всего тела были одинаковыми (0,84 и 0,77 соответственно), доля газообмена через плевру во время тотального искусственного кровообращения интактного легкого in situ должна быть незначительной.

Третий аспект касается влияния искусственного кровообращения и интраоперационных условий на потребление кислорода легкими в нашем исследовании, которое состояло в основном из пожилых мужчин с выраженными сердечными заболеваниями. На основании наших данных невозможно определить, могли ли и в какой степени открытая грудная клетка, фракционная концентрация кислорода во вдыхаемом газе 0,5 и положительное давление в конце выдоха 3 мм рт. ст. влиять на потребление кислорода легкими. Кроме того, отсутствие кровотока в легочной артерии во время тотального искусственного кровообращения могло повлиять на количество кислорода, потребляемого эндотелием и гладкой мускулатурой легочных сосудов. Таким образом, наши результаты могут немного занижать потребление кислорода легкими в физиологических условиях. Наконец, на измерения потребления кислорода легкими с помощью анализа дыхательных газов во время общего искусственного кровообращения может влиять наличие ателектаза из-за многофакторных причин. [24] Мы приложили усилия, чтобы свести к минимуму развитие ателектаза, непрерывно вентилируя легкие наших пациентов 50% кислородом воздуха, включая введение положительного давления в конце выдоха. Ни в коем случае легкие не могли сдуться.

Принимая во внимание эти соображения, можно сказать, что поглощение кислорода и выделение углекислого газа легкими человека во время искусственного кровообращения в основном осуществляются через бронхиально-альвеолярную систему, вероятно, с незначительным вкладом трансплевральной диффузии и бронхиального кровообращения. Таким образом, наши определения представляют в первую очередь легкие VO ² . Однако мы не можем исключить возможность того, что у них может быть несколько занижено потребление кислорода легкими из-за развития ателектаза и отсутствия кровотока в легочной артерии.

Много информации о легких VO ² было получено из препаратов срезов легких. Измеренные значения сильно различаются: от 45 до 140 микролитров [центральная точка] мин-1 [центральная точка] г суп-1 сухого веса [25–27] в срезах легких крыс. Однако этот деликатный метод дает несколько искусственные результаты, потому что разрыв клеточных мембран и разрушение тканевой структуры может вызвать инактивацию нормальной биохимической активности и активацию других, обычно ингибируемых в интактных клетках. Кроме того, толщина срезов [4], а также расположение и способ наложения срезов [5, 27, 28] заметно влияют на метаболические показатели в тканях (в тех же исследованиях 6.1–9)..1 микролитр [центральная точка] ч суп-1 [центральная точка] мг суп-1 сухой массы и 1,1–1,4 микролитра [центральная точка] ч суп-1 [центральная точка] мг суп-1 сырого веса, легкое крысы кусочки). Поэтому результаты этих исследований следует интерпретировать с осторожностью, если они экстраполируются на интактное легкое.

Дополнительная информация по VO ² получена в результате исследований изолированных легких или долей легких с преимуществом интактных клеточных и тканевых структур. Здесь значения 2–3 микролитра [центральная точка] ч суп-1 [центральная точка] мг суп-1 сухого веса [6,7] и 4,2 микролитра [центральная точка] ч суп-1 [центральная точка] мг суп- 1 сырой вес, [8] или 0,76–0,98 мл/мин в одном левом легком [9] были обнаружены в изолированных легких собак. Однако неизвестно, как процесс выделения и подготовки, а также техника перфузии ex situ могут повлиять на VO ² в этих условиях.

Для оценки VO легких in vivo ² обычно используется непрямой подход. Потребление кислорода легкими оценивали по разнице между VO ² , определенным непрямой калориметрией, и VO ² , определенным по принципу Фика. В то время как последний рассчитывается как произведение разницы системного артериовенозного содержания кислорода и сердечного выброса и по определению исключает экстракцию кислорода легкими, непрямая калориметрия измеряет потребление кислорода всем телом. Поскольку для этого расчета используются различные методики с присущей им неточностью (анализ газов крови, определение гемоглобина, насыщения кислородом и сердечного выброса), определяемый показатель VO 9 легких0153 2 имеет ограниченную полезность. Только если потребление кислорода в легких значительно повышено, например, у собак с пневмококковой пневмонией (13–15% всего тела VO ² )[10] или у пациентов с далеко зашедшим легочным туберкулезом (12% всего тела VO sub 2), [11] различия могут стать достаточно большими, чтобы превысить ошибки измерения.

В недавнем отчете о клиническом случае легочный VO ² был определен с помощью непрямой калориметрии у пациента через 2 дня после трансплантации двух легких, которому потребовалась экстракорпоральная мембранная оксигенация из-за острого повреждения легких. [29] Хотя измерения следует интерпретировать с осторожностью, поскольку кровоток в легочной артерии, вероятно, не был полностью подавлен, сообщалось об аналогичном VO ² (7,8 мл/мин).

Таким образом, мы определили легочный VO ² во время тотального искусственного кровообращения, когда газообмен легких отделен от большого круга кровообращения. Экстраполируя эти данные на 37 градусов Цельсия, можно предположить, что легкие человека потребляют около 5% от общего потребления кислорода организмом.

1.

Thierny DF: Легочный метаболизм и биохимия. Энн Рев Физиол 1974; 36:209-31.

2.

Euler V US, Liljestrand G: Наблюдения за легочным артериальным давлением у кошки. Acta Physiol Scand 1946; 12:301-20.

3.

Barron ESG, Miller ZB, Bartlett GR: Исследования биологического окисления. XXI. Метаболизм легких определяют при исследовании срезов и основной ткани. Дж. Биол. Хим. 1947; 171:791-800.

4.

Леви С.Э., Харви Э.: Влияние разрезания тканей на метаболизм легких крыс. J Appl Physiol 1974; 37:239-40.

5.

O’Neil JJ, Sanford RL, Wasserman S, Tierney DF: Метаболизм в срезах ткани легкого крысы: Технические факторы. J Appl Physiol 1977; 43:902-6.

6.

Faridy EE, Naimark A: Влияние растяжения на метаболизм удаленного легкого собаки. J Appl Physiol 1971; 31:31-7.

7.

Weber KC, Visscher MB: Метаболизм изолированного легкого собаки. Am J Physiol 1969; 217:1044-52.

8.

Bostroem B, Lochner W: Uber den Sauerstoffverbrauch der Lunge. Арка Пфлюгера 1955; 260:511-23.

9.

Shepard JW Jr, Minh VD, Dolan GF: Газообмен в неперфузионных легких собак. J Appl Physiol 1981; 51:1261-7.

10.

Light RB: Внутрилегочное потребление кислорода при экспериментальной пневмококковой пневмонии. J Appl Physiol 1988; 64:2490-5.

11.

Fritts HW: Потребление кислорода тканями легких человека. Наука 1961; 133:1070-2.

12.

Phang PT, Rich T, Ronco J: Проверка и сравнение двух метаболических мониторов. J Парентер Энтерал Нутр 1990; 14:259-61.

13.

Такала Дж., Кляйнанен О., Вайсанен П., Кари А. Измерение газообмена в интенсивной терапии: лабораторная и клиническая проверка нового устройства. Крит Кэр Мед 1989; 17:1041-7.

14.

Harris EA, Seelye ER, Squire AW: Потребление кислорода при искусственном кровообращении с умеренной гипотермией у человека. Бр Дж Анест 1971; 43:1113-20.

15.

Деффебах М.Е., Чаран Н.Б., Лакшинараян С., Батлер Дж. Бронхиальное кровообращение: небольшой, но жизненно важный атрибут легких. Am Rev Respir Dis 1987; 135:463-81.

16.

Bloomer WE, Harrison W, Lindskog GE, Liebow AA: Дыхательная функция и кровоток в бронхиальной артерии после перевязки легочной артерии. Am J Physiol 1949; 157:317-28.

17.

Лилкер Э.С., Надь Э.Дж.: Газообмен в легочном коллатеральном кровообращении у собак. Am Rev Respir Dis 1975; 112:615-20.

18.

Agostoni PG, Doria E, Bortone F, Antona C, Moruzzi P: Системный легочный бронхиальный кровоток при сердечной недостаточности. Сундук 1995; 107:1247-52.

19.

Agostoni PG, Agrifoglio M, Arena V, Doria E, Sala A, Susini G: Системно-легочный бронхиальный кровоток при митральном стенозе. Сундук 1991; 99:642-5.

20.

Agostoni PG, Arena V, Doria E, Susini G: Относительная влажность вдыхаемого газа влияет на системный и легочный бронхиальный кровоток у людей. Сундук 1990; 97:1377-80.

21.

Агостони П.Г., Арена В., Биглиоли П., Дориа Э., Сала А., Сусини Г.: Повышение альвеолярного давления снижает системный и легочный бронхиальный кровоток у людей. Сундук 1989; 96:1081-5.

22.

Baile EM, Ling H, Heyworth JR, Hogg JC, Pare PD: Бронхопульмональный анастомотический и некоронарный коллатеральный кровоток у людей во время искусственного кровообращения. Сундук 1985; 87:749-54.

23.

Date H, Trulock EP, Arcidi JM, Sundaresan S, Cooper JD, Patterson A: Улучшение заживления дыхательных путей после трансплантации легких. J грудной кардиоваскулярный хирург 1995; 110:1424-33.

24.

Hachenberg T, Tenling A, Hansson HE, Tyden H, Hedenstierna G: Вентиляционно-перфузионное неравенство у пациентов, перенесших операцию на сердце. Анестезиология 1994; 80:509-19.

25.

Caldwell PRB, Wittenberg BA: Кислородная зависимость тканей млекопитающих. Am J Med 1974; 57:447-52.

26.

Krebs HA: Размеры тела и тканевое дыхание. Биохим Биофиз Акта 1950; 4:249-69.

27.

Engelbrecht FM, Maritz G: Влияние состава субстрата на потребление кислорода in vitro срезами легких. S Afr Med J 1974; 48:1882-4.

28.

Массаро Г.Д., Гейл Д.Б., Массаро Д.: Потребление кислорода в легких в митохондриях альвеолярных эпителиальных и эндотелиальных клеток. J Appl Physiol 1975; 38:588-92.

29.

Lee KH, Rico P, Boujoukos AJ, Keenan RJ, Pinsky MR: Измерение потребления кислорода в легких у пациента после пересадки двух легких. J грудной кардиоваскулярный хирург 1995; 110:1764-5.

Сколько кислорода потребляет легкое человека?

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст) PubMedPMIDAbstract (текст) CSV

Добавить в коллекции

• Создать новую коллекцию
• Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

• Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый будний день

Который день? воскресеньепонедельниквторниксредачетвергпятницасуббота

Формат отчета: SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

. 1997 март; 86 (3): 532-7.

doi: 10.1097/00000542-199703000-00004.

С А Лоер ¹ , TW Scheeren, J Tarnow

принадлежность

• ¹ Кафедра анестезиологии, Университет Генриха Гейне, Дюссельдорф, Германия.

• PMID: 18
• DOI: 10.1097/00000542-199703000-00004

Бесплатная статья

С. А. Лоер и др. Анестезиология. 1997 март

Бесплатная статья

. 1997 март; 86 (3): 532-7.

doi: 10. 1097/00000542-199703000-00004.

Авторы

С А Лоер ¹ , Т. В. Шерен, Дж. Тарнов

принадлежность

• ¹ Кафедра анестезиологии, Университет Генриха Гейне, Дюссельдорф, Германия.

• PMID: 18
• DOI: 10.1097/00000542-199703000-00004

Абстрактный

Фон: Количество кислорода, потребляемого самими легкими, трудно измерить, поскольку оно участвует в газообмене всего тела. Он может быть заметно повышен при патологических состояниях, таких как инфекция легких или респираторный дистресс-синдром взрослых. Для оценки нормального потребления кислорода легкими человека в качестве основы для дальнейших исследований анализ дыхательных газов во время полного искусственного кровообращения может быть простым подходом, поскольку в этот период малое кровообращение отделено от системного кровотока.

Методы: Потребление кислорода легкими определяли у 16 ​​пациентов, перенесших кардиохирургические вмешательства. При искусственном кровообращении их легкие вентилировались малыми минутными объемами (дыхательный объем 150 мл, частота 6 мин-1, фракция кислорода на вдохе 0,5, положительное давление в конце выдоха 3 мм рт.ст.). Весь выдыхаемый газ собирали и анализировали с помощью непрямой калориметрии. В качестве референтного значения также определяли потребление кислорода всем телом этих пациентов перед полным искусственным кровообращением. В пилотном исследовании восьми дополнительных пациентов (такая же схема вентиляции) оценивался вклад системного (бронхиального) кровотока в легочный газообмен во время искусственного кровообращения. Для этого измеряли количество энфлюранса, диффундирующего из системной крови в бронхиальную систему.

Полученные результаты: Легкие человека потребляют около 5-6 мл кислорода в минуту при температуре пищевода 28°С. Потребление кислорода всем телом до шунтирования, измеренное в почти нормотермических условиях, составило 198 ± 28 мл/мин. Средние дыхательные коэффициенты легких и всего тела были одинаковыми (0,84 и 0,77 соответственно). Экстраполируя потребление кислорода легкими до 36°С, можно предположить, что легкие потребляют около 11 мл/мин или около 5% от общего потребления кислорода организмом. Поскольку количество энфлурана, диффундировавшего из большого круга кровообращения в бронхиальную систему при искусственном кровообращении, составляло менее 0,1%, вклад бронхиального кровотока в газообмен легких можно считать незначительным.

Выводы: Легкие потребляют около 5% кислорода, поглощаемого всем телом.

Похожие статьи

• Прямой анализ выдыхаемого газа после гипотермического искусственного кровообращения.

  Морияма С., Уто Дж., Окамото К., Танака М., Кунитомо Р., Хара М., Китамура Н. Морияма С. и др. Энн Торак Cardiovasc Surg. 1999 июня; 5(3):150-5. Энн Торак Cardiovasc Surg. 1999. PMID: 10413760

• [Дыхательный газообмен. Анестезия энфлураном или изофлураном в закиси азота при спонтанной и контролируемой вентиляции.

  Бенгтсон Дж.П., Арнестад Дж.П., Бенгтссон Дж., Бенгтссон А., Стенквист О. Бенгтсон Дж. П. и соавт. Анестезиолог. 1993 г., май; 42(5):273-9. Анестезиолог. 1993. PMID: 8317683 Клиническое испытание. Немецкий.

• Потребление кислорода после искусственного кровообращения — значение различных методов измерения.

  Оудеманс-ван Страатен Х.М., Шеффер Г.Дж., Эйсман Л., Вильдевуур К.Р. Oudemans-van Straaten HM, et al. Интенсивная терапия Мед. 1993;19(2):105-10. дои: 10.1007/BF01708371. Интенсивная терапия Мед. 1993. PMID: 8486864

• Установка частотно-дыхательного паттерна.

  Макинтайр NR. Макинтайр NR. Уход за дыханием. 2002 март; 47(3):266-74; обсуждение 274-8. Уход за дыханием. 2002. PMID: 11874606 Обзор.

• Маневр жизненной емкости легких под общим наркозом: полезен или бесполезен?

  Оченски В., Шварц С., Фицджеральд Р.Д. Оченски В. и соавт. Евр Дж Анаэстезиол. 2004 апр; 21 (4): 253-9. doi: 10.1017/s0265021504004016. Евр Дж Анаэстезиол. 2004. PMID: 15109186 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Генерация кислорода с использованием каталитических нано/микромоторов.

  Наим С., Наим Ф., Муджтаба Дж., Шукла А.К., Митра С., Хуанг Г., Гулина Л., Рудаковская П., Цуй Дж., Толстой В., Горин Д., Мей Ю., Соловьев А.А., Дей К.К. Наим С. и др. Микромашины (Базель). 2021 15 октября; 12 (10): 1251. дои: 10.3390/ми12101251. Микромашины (Базель). 2021. PMID: 34683302 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Новая неинвазивная оценка насыщения смешанной венозной крови кислородом с помощью эхокардиографии и анализа выдыхаемого газа.

  Оноуэ Т., Иватаки М., Араки М., Акаши Дж., Китано Т., Набэсима Ю., Хей С., Нагата Ю., Хаяши А. , Цуда Ю., Сонода С., Фуджино Ю., Левин Р.А., Оцудзи Ю. Оноуэ Т. и др. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2020 1 ноября; 319(5):h2078-h2086. doi: 10.1152/ajpheart.00429.2020. Epub 2020 18 сентября. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2020. PMID: 32946269 Бесплатная статья ЧВК.

• Динамика нового коронавируса SARS-CoV-2 (Covid-19) внутри человеческого организма.

  Саха А, Саха Б. Саха А и др. Преподобный Мед Вирол. 2020 сен;30(5):e2140. doi: 10.1002/rmv.2140. Epub 2020 19 июля. Преподобный Мед Вирол. 2020. PMID: 32686248 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Механосигнализация, связанная со сдвиговым напряжением, при ишемии легких: уроки фундаментальных исследований могут быть использованы при трансплантации легких.

  Чаттерджи С. , Ниман Г.Ф., Кристи Д.Д., Фишер А.Б. Чаттерджи С. и др. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014 1 ноября; 307 (9): L668-80. doi: 10.1152/ajplung.00198.2014. Epub 2014 19 сентября. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014. PMID: 25239915 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Эволюция воздушного дыхания: кислородный гомеостаз и переходы от воды к земле и небу.

  Ся К.С., Шмитц А., Ламбертц М., Перри С.Ф., Майна Дж.Н. Ся С.С. и др. сост. физиол. 2013 Апрель; 3 (2): 849-915. doi: 10.1002/cphy.c120003. сост. физиол. 2013. PMID: 23720333 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

термины MeSH

вещества

Полнотекстовые ссылки

Информационные системы Silverchair

Укажите

Формат: ААД АПА МДА НЛМ

Отправить

дыхательная система | Определение, органы, функции и факты

дыхание: животные

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Рене Ланнек Йозеф Брейер

Похожие темы:

дыхательная система человека легкое трахея гортань глотка

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

дыхательная система система живых организмов, которая поглощает кислород и выделяет углекислый газ для удовлетворения энергетических потребностей. В живом организме энергия выделяется вместе с углекислым газом за счет окисления молекул, содержащих углерод. Термин дыхание обозначает обмен дыхательных газов (кислорода и углекислого газа) между организмом и средой, в которой он живет, а также между клетками тела и омывающей их тканевой жидкостью.

За исключением энергии, используемой животными в глубинах океана, вся энергия, используемая животными, в конечном счете получается из энергии солнечного света. Углекислый газ атмосферы в сочетании с энергией солнечного света используется растениями для синтеза сахаров и других компонентов. Животные потребляют растения или другой органический материал для получения химических соединений, которые затем окисляются для поддержания жизненных процессов.

В статье рассмотрены газообразные компоненты воздуха и воды, естественные дыхательные среды обитания животных и основные типы дыхательных структур, облегчающих газообмен в этих средах.

Хотя получение кислорода и выделение углекислого газа являются важными потребностями для всех животных, скорость и объем газообмена варьируются в зависимости от вида животного и состояния его активности. В таблице потребление кислорода различными животными выражено в миллилитрах кислорода на килограмм массы тела в час, отражая потребности в газе разных видов в покое и в движении. Изменение химического состава жидкостей организма вызывает реакцию центральной нервной системы, которая затем возбуждает или угнетает аппарат внешнего дыхания.

Викторина «Британника»

Органы человека

Сколько энергии человеческого тела использует мозг? Сколько в среднем раз в минуту бьется человеческое сердце? Прокачайте свой мозг и ускорьте пульс, пройдя этот тест.

Потребление кислорода различными животными и его изменение в покое и при активности

животное	вес (грамм)	потребление кислорода (миллилитров на килограмм веса в час)
Источник: А. Крог, Сравнительная физиология дыхательных механизмов (1959).
парамеций	0,000001	500
мидия (Mytilus)	25	22
раки (Астакус)	32	47
бабочка (Ванесса), отдыхает	0,3	600
бабочка (Ванесса), летящая	0,3	100 000
карп (Cyprinus)	200	100
щука (Эсокс)	200	350
мышка, отдыхает	20	2500
мышь, бег	20	20 000
человек, отдыхающий	70 000	200
человек, максимальная работа	70 000	4000

О разнообразии респираторных заболеваний, с которыми сталкиваются водные и наземные животные, можно судить по различному составу и физическим характеристикам воды и воздуха. Воздух содержит примерно в 20 раз больше кислорода, чем насыщенная воздухом вода. Для извлечения эквивалентного количества кислорода в качестве дышащего воздухом водному животному может оказаться необходимым пропустить через дыхательные поверхности относительно больший объем внешней среды. Кроме того, скорость диффузии кислорода в воде намного ниже, чем в воздухе. Проблема еще больше усугубляется более высокой плотностью (в 1000 раз больше воздуха) и вязкостью (в 100 раз больше воздуха) воды, которые возлагают на механизмы водного дыхания гораздо большую нагрузку. Таким образом, рыба может расходовать около 20 процентов своего общего потребления кислорода на работу дыхательного насоса по сравнению с примерно 1-2 процентами у млекопитающих, включая человека.

Содержание углекислого газа в большинстве природных вод низкое по сравнению с воздухом, часто почти нулевое. В отличие от кислорода углекислый газ хорошо растворяется в воде и быстро диффундирует. Большая часть углекислого газа, поступающего в воду, соединяется либо с водой (с образованием угольной кислоты), либо с другими веществами (с образованием карбонатов или бикарбонатов). Эта буферная способность поддерживает низкий уровень свободного углекислого газа и способствует поддержанию благоприятного градиента диффузии для обмена углекислого газа у дышащих водой. В целом кислородный обмен, сильно зависящий от содержания кислорода в воде, является для водных форм более критическим лимитирующим фактором, чем обмен углекислого газа.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Температура оказывает сильное влияние на растворимость газов в воде. Изменение температуры с 5° до 35° C (от 41° до 95° F) снижает содержание кислорода в пресной воде почти вдвое. В то же время повышение температуры тела вызывает увеличение потребления кислорода у животных, которые не регулируют жестко свою температуру тела (так называемые хладнокровные животные). Рыба, испытывающая одновременно повышение температуры воды и тела, сталкивается с двойным недостатком: больше воды должно прокачиваться через ее жаберные поверхности, чтобы извлечь такое же количество кислорода, какое было необходимо при более низкой температуре; а повышенный метаболизм требует большего количества кислорода.

Количество кислорода, доступного в природных водах, также ограничено количеством растворенных солей. Этот фактор является определяющим фактором наличия кислорода в переходных зонах между морской и пресной водой. Чистая вода, уравновешенная кислородом при 0°С, например, содержит около 50 миллилитров кислорода на литр; при тех же условиях раствор, содержащий 2,9% хлорида натрия, содержит только 40 миллилитров кислорода на литр. В водоемах могут быть зоны с низким содержанием кислорода. Такие зоны особенно выражены на болотах и ​​нижних уровнях глубоких озер. Многие животные исключены из таких зон; другие замечательно приспособились к жизни в них.

Атмосфера Земли простирается на высоту многих миль. Он состоит из смеси газов, удерживаемых в оболочке вокруг земного шара за счет гравитационного притяжения. Атмосфера оказывает давление, пропорциональное весу столба воздуха над поверхностью Земли, простирающегося до предела атмосферы: атмосферного давления на уровне моря в среднем достаточно, чтобы поддерживать столбик ртути высотой 760 миллиметров (сокращенно 760 мм рт. ст. (последнее является химическим символом ртути). Сухой воздух состоит в основном из азота и инертных газов (790,02 процента), кислород (20,94 процента) и углекислый газ (0,03 процента), каждый из которых вносит пропорциональный вклад в общее давление. Эти проценты относительно постоянны на высоте около 80,5 километров. На уровне моря и барометрическом давлении 760 мм ртутного столба парциальное давление азота составляет 79,02% от 760 мм ртутного столба, или 600,55 мм ртутного столба; у кислорода 159,16 миллиметра ртутного столба; а углекислого газа — 0,20 миллиметра ртутного столба.

Наличие водяного пара в газовой смеси снижает парциальные давления других составляющих газов, но не изменяет общее давление смеси. Значение давления водяных паров для состава газов можно оценить по тому факту, что при температуре тела человека (37 °С или 98,6 °F) атмосферный воздух, поступающий в легкие, насыщается водяными парами. Давление водяного пара при 37°С составляет 47 миллиметров ртутного столба. Для расчета парциальных давлений дыхательных газов это значение необходимо вычесть из атмосферного давления. Для кислорода 760 (атмосферное давление) – 47 = 713 миллиметров ртутного столба и 713 × 0,209.(процент кислорода в атмосфере) = 149 миллиметров ртутного столба; это примерно на 10 миллиметров ртутного столба ниже, чем парциальное давление кислорода в сухом воздухе при общем давлении 760 миллиметров ртутного столба.

Атмосферное давление падает на больших высотах, но состав атмосферы остается неизменным. На высоте 7600 метров (25000 футов) атмосферное давление составляет 282 миллиметра ртутного столба, а парциальное давление кислорода составляет около 59 миллиметров ртутного столба. Кислород по-прежнему составляет всего 20,94 процента от общего количества газа. Разрежение воздуха на больших высотах ограничивает не только доступность кислорода для дышащего воздухом, но и ограничивает его доступность для водных форм, так как количество растворенного газа в воде уменьшается параллельно с падением атмосферного давления.