Hengitysajan tilavuus

Kuten Hengitysajan tilavuus on ilman määrä ilmanpaineessa, joka hengitetään ja uloshengitetään aikayksikköä kohti. Teknisesti se on ilman kulku keuhkojen läpi aikayksikköä kohti, joka voidaan mitata suoraan tai laskea vuoroveden tilavuuden ja hengitysnopeuden tuloksena. Hengitysaikatilavuus vaihtelee suuresti kehon suorituskykyvaatimuksista ja ilmanpaineesta riippuen.

Mikä on vuoroveden tilavuus?

Hengitysajan tilavuus käsittää koko ilmatilavuuden, joka virtaa keuhkojen läpi aikayksikössä ympäröivän ilmanpaineessa, ts. Hengitetään ja hengitetään ulos. Jos minuutti valitaan aikaohjeeksi, vuoroveden tilavuus näytetään myös muodossa Minuutin ilmanvaihto (AMV).

Terveiden ihmisten hengitysajan tilavuuden koko riippuu suuresti kehon suorituskykyvaatimuksista, mutta myös korkeudesta ja lämpötilasta. Periaatteessa mukautuminen kehon tarpeisiin voidaan tehdä muuttamalla vuoroveden määrää, yhden hengenvetoa tai muuttamalla hengitysnopeutta. Yleensä molemmat parametrit muuttuvat tajuttomasti, kun tarpeita mukautetaan. Yleensä säätö tapahtuu tahattomasti autonomisen hermoston kautta.

Lepoasennossa terveen aikuisen ihmisen tilavuus on noin 8-10 litraa. Arvoa voidaan nostaa kolme-viisi kertaa voimakkaalla fyysisellä rasituksella. Hyvin koulutetussa huippuurheilijassa se voi nousta jopa viiteentoista kertaa.

Vuoroveden tilavuuden suurin käyttö maksimitaajuudella vastaa ns. Hengitysraja-arvoa. Se voidaan saavuttaa vapaaehtoisella, tietoisella hengityksellä ja sitä voidaan lisätä tietyissä rajoissa kouluttamalla rinta- ja kylkilihaksia.

Toiminto ja tehtävä

Hengitysajan tilavuus, ilman kulku keuhkojen läpi, on tärkein säätömuuttuja mukauttamaan hapen tarjonta kehon tarpeisiin. Liian korkea hengitysaikatila, joka voidaan saavuttaa hyperventilaatiolla, johtaa hapen ylitarjontaan, mikä aiheuttaa tyypillisiä oireita ja vaarallista hengenvaarallisille tiloille. Päinvastainen on myös hapen puute, joka voi ilmetä hypoventilaatiosta tai riittämättömästä happea-osuudesta johtuen, tyypillisiin oireisiin ja hengenvaarallisiin tiloihin.

Terveillä ihmisillä hengitysajan määrää säädetään tajuttomasti hengityskeskuksella, joka on erityinen alue keskushermostossa pitkänomaisessa medullassa, medulla oblongata. Hengityskeskus vastaanottaa viestejä hapen (O2) ja hiilidioksidin (CO2) osapaineesta sekä veren pH-arvosta tietyissä verenkierron kohdissa olevien kemoreseptoreiden kautta. Nämä ovat kolme tärkeintä parametria, jotka antavat hengityskeskukselle mahdollisuuden hallita hengitysajan tilavuutta siten, että edellä mainitut parametrit ovat mahdollisimman jatkuvasti normaaleilla alueilla.

Hengitysajan äänenvoimakkuuden hallinta ei kuitenkaan ole ainoa keino säätää mahdollisuuksia. Kun lihaskudos vaatii paljon happea, keho reagoi myös lisääntyneellä sydämen tuotolla tukemaan hapen ottoa ja hiilidioksidin vapautumista lisäämällä verenkiertoa kapillaareissa, jotka ulottuvat alveoleihin.

Erityinen haaste hengitysajan määrän hallitsemiselle ei ole vain poikkeuksellisen suorituskyvyn vaatimuksen yhteydessä, vaan myös epätavallisissa ympäristöolosuhteissa, kuten B. löytyy suurista korkeuksista. Ilmanpaine laskee korkeuden kasvaessa. 4810 m merenpinnan yläpuolella (Blanc), se on vain 53,9% ilmanpaineesta merenpinnan tasolla. Tämä tarkoittaa, että samalla hengitysajan tilavuudella on saatavana vain vähän yli puolet happea, jota olisi saatavilla merenpinnan tasolla.

Oleskellessaan useita viikkoja korkeilla korkeuksilla, keho reagoi myös lisäämällä punasolujen (punasolujen) määrää tukemaan kaasunvaihtoa kapillaarien seinämillä (korkeusharjoittelu).

Löydät lääkkeesi täältä

Sairaudet ja vaivat

Hengitysajan tilavuuden tahaton hallinta ja sopeutuminen happeantarpeeseen kapeissa toleranssirajoissa edellyttää, että osallistuvat kemoreseptorit toimittavat oikein hengityskeskuksen olkaluukossa olevalle hengityskeskukselle tietoja happea ja hiilidioksidipitoisuuksista sekä veren pH-arvoa.

Toinen edellytys oikealle ohjaukselle on, että hengityskeskus lähettää sopivat supistus- ja rentoutuskomennot hengityslihaksille. Lisäedellytykset tarpeeseen perustuvalle hengitysajan tilavuuden säätelylle koostuvat normaalista hengitysteiden vastuskyvystä ilman tuuletushäiriöitä ja kaasunvaihdon toiminnallisuudesta alveolien kapillaareissa. Tietenkin ilmakehän ympäristön happipitoisuuden ja ympäröivän paineen on myös oltava rajoissa, joita hengityskeskus voi silti hallita hengityksen hallinnan suhteen.

Syyt, jotka voivat johtaa väliaikaiseen tai krooniseen hyperventilaatioon, ovat tiettyjä keuhkosairauksia tai hengityskeskuksen häiriöitä. Hengityskeskuksen toiminta voi heikentyä traumaattisen aivovaurion tai hengityskeskuksen verenkiertohäiriön vuoksi - esimerkiksi aivohalvauksen tai vakavan pelon tai stressitilanteiden vuoksi. Jatkuvalla hyperventilaatiolla, hengitysajan tilavuuden kasvaessa tarpeen ulkopuolella, hiilidioksidin uloshengitys lisääntyy. Tyypillisesti syntyy lihaskouristuksia, huimausta ja pelkoa. Parestesiat, kuten tunnottomuus tai väärät aistinvaraiset vaikutelmat ihon reseptoreista ja halvaus, lihaksen vapina ja lihaskipu ovat aivan tyypillisiä. Oireet laukaisevat hengitysteiden alkaloosi, pH-arvon nousu, mikä johtaa veren kalsiumionien vähenemiseen (hypokalsemia).

Päinvastaisella häiriöllä, hypoventilaatiosta johtuvalla hengitysajan vähentymisellä, voi myös olla monia eri syitä. Yleisimmät laukaisevat tekijät ovat obstruktiiviset keuhkosairaudet, kuten keuhkoastma tai vaikutus hengityselimeen opioidilääkkeiden kautta tai hengityslihasten osittainen motorinen vajaatoiminta (pareesi).

Ns. Pickwick-oireyhtymä esiintyy selvästi liikalihavuuden kanssa. Vatsan ja rinnan liiallinen rasvakudos johtaa kohonneeseen kalvoon ja siihen liittyvään keuhkojen ulkoiseen puristukseen. Tämä laukaisee kroonisen hypoventilaaation, joka lisääntyneen hiilidioksidipitoisuuden vuoksi johtaa veren happamoitumiseen.