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Système respiratoire fonctionnel

Etude des volumes pulmonaires par spirographie

B) capacité vitale forcée (CVF) - l'inspiration la plus rapide possible après l'expiration la plus rapide possible. Utilisé pour évaluer la conductivité bronchique, l'élasticité du tissu pulmonaire ;

C) ventilation maximale des poumons - respiration profonde maximale avec la fréquence maximale disponible en 1 minute. Vous permet de donner une évaluation intégrale de l'état des muscles respiratoires, de la perméabilité des voies respiratoires (bronchiques) et de l'état de l'appareil neurovasculaire des poumons. Révèle l'insuffisance respiratoire et les mécanismes de son développement (restriction, obstruction bronchique) ;

D) volume respiratoire minute (MVR) - la quantité d'air ventilé en 1 minute, en tenant compte de la profondeur et de la fréquence de la respiration. La MOD est une mesure de la ventilation pulmonaire, qui dépend de la suffisance fonctionnelle respiratoire et cardiaque, de la qualité de l'air, de l'obstruction des voies respiratoires, y compris la diffusion des gaz, du taux métabolique basal, de la dépression du centre respiratoire, etc. ;

D) indicateur du volume pulmonaire résiduel (RLV) - la quantité de gaz présente dans les poumons après l'expiration maximale. La méthode est basée sur la détermination du volume d'hélium dans le tissu pulmonaire retenu après l'expiration maximale lors d'une respiration libre dans un système fermé (spirographe - poumons) avec un mélange air-hélium. Le volume résiduel caractérise le degré de fonctionnalité du tissu pulmonaire.

Une augmentation du POOL est observée avec l'emphysème et l'asthme bronchique, et une diminution est observée avec la pneumosclérose, la pneumonie et la pleurésie.

L'étude des volumes pulmonaires peut être réalisée aussi bien au repos que pendant l'activité physique. Dans ce cas, divers agents pharmacologiques peuvent être utilisés pour obtenir un effet fonctionnel plus prononcé.

Évaluation de l'obstruction bronchique, de la résistance des voies respiratoires, de la tension et de la souplesse du tissu pulmonaire.

Pneumotachographie - détermination de la vitesse et de la puissance du flux d'air (pneumotachométrie) lors d'une inspiration et d'une expiration forcées avec mesure simultanée de la pression intrathoracique (intra-œsophagienne). La méthode avec activité physique et utilisation de médicaments pharmacologiques est très informative pour identifier et évaluer la fonction de la perméabilité bronchique.

Etude de la suffisance fonctionnelle du système respiratoire. Avec la spirographie avec alimentation automatique en oxygène, la P02 est déterminée - la quantité d'oxygène (en millimètres) absorbée par les poumons en 1 minute. La valeur de cet indicateur dépend des échanges gazeux fonctionnels (diffusion), de l'apport sanguin au tissu pulmonaire, de la capacité en oxygène du sang et du niveau de processus redox dans le corps. Une forte diminution de l'absorption d'oxygène indique une insuffisance respiratoire grave et un épuisement de la capacité de réserve du système respiratoire.

Le coefficient d'utilisation de l'oxygène (O2) est le rapport entre P02 et MOD, indiquant la quantité d'oxygène absorbée par 1 litre d'air ventilé. Son ampleur dépend des conditions de diffusion, du volume de ventilation alvéolaire et de sa coordination avec l'apport sanguin pulmonaire. Une diminution du KIo2 indique une inadéquation entre la ventilation et le débit sanguin (insuffisance cardiaque ou hyperventilation). Une augmentation du CI02 indique la présence d'une hypoxie tissulaire latente.

L'objectivité des données de spirographie et de pneumotachométrie est relative, car elle dépend du bon respect de toutes les conditions méthodologiques par le patient lui-même, par exemple du fait qu'il ait effectivement pris l'inspiration/expiration la plus rapide et la plus profonde. Par conséquent, les données obtenues doivent être interprétées uniquement par rapport aux caractéristiques cliniques du processus pathologique. Dans l'interprétation d'une diminution de la valeur de la CV, de la CVF et du pouvoir expiratoire, deux erreurs sont le plus souvent commises.

La première est l’idée selon laquelle le degré de diminution de la CVF et de la puissance expiratoire reflète toujours le degré d’insuffisance respiratoire obstructive. Cette opinion est fausse. Dans certains cas, une forte diminution des indicateurs avec un essoufflement minime est associée au mécanisme valvulaire d'obstruction lors de l'expiration forcée, mais elle est moins prononcée lors d'un exercice normal. L'interprétation correcte est facilitée par la mesure de la CVF et de la puissance inspiratoire, qui diminuent d'autant moins que le mécanisme d'obstruction valvulaire est plus prononcé. Une diminution de la CVF et du pouvoir expiratoire sans perturbation de la conduction bronchique est dans certains cas le résultat d'une faiblesse des muscles respiratoires et de leur innervation.

Deuxième erreur d'interprétation courante : l'idée d'une diminution de la CVF comme signe d'insuffisance respiratoire restrictive. En fait, cela peut être un signe d'emphysème pulmonaire, c'est-à-dire une conséquence d'une obstruction bronchique, et un signe de restriction, une diminution de la CVF ne peut se produire qu'avec une diminution de la capacité pulmonaire totale, qui comprend, en plus de la CV, volumes résiduels.

Évaluation de la fonction de transport des gaz du sang et de la tension respiratoire endogène

La dépendance de S02 sur P02 est exprimée à l'aide du coefficient de dissociation de l'oxygène (OD2). Son augmentation indique une augmentation de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène (il existe un lien plus fort), qui peut être observée avec une diminution normale de la pression partielle d'oxygène et de la température dans les poumons et avec une pathologie des érythrocytes ou de l'hémoglobine elle-même, et un diminution (connexion moins forte) - avec une augmentation de la pression partielle d'oxygène et de la température dans les tissus normalement et avec une pathologie des érythrocytes ou de l'hémoglobine elle-même. La persistance d'un déficit de saturation lors de l'inhalation d'oxygène pur peut indiquer la présence d'une hypoxémie artérielle.

Le temps de saturation en oxygène caractérise la diffusion alvéolaire, la capacité pulmonaire et sanguine totale, l'uniformité de la ventilation, la perméabilité bronchique et les volumes résiduels. L'oxygémométrie lors des tests fonctionnels (respiration lors de l'inspiration, de l'expiration) et de l'activité physique dosée sous-maximale fournit des critères supplémentaires pour évaluer les capacités compensatoires des fonctions pulmonaires et de transport des gaz du système respiratoire.

La capnohémométrie est une méthode identique à bien des égards à l’oxyhémométrie. À l'aide de capteurs transcutanés (percutanés), le degré de saturation du sang en CO2 est déterminé. Dans ce cas, par analogie avec l'oxygène, on calcule KDS2 dont la valeur dépend du niveau de pression partielle de dioxyde de carbone et de la température. Normalement, le KDS2 est faible dans les poumons, mais au contraire dans les tissus, il est élevé.

Etude de l'état acido-basique (ABS) du sang

La détermination du coefficient respiratoire - le rapport du CO2 formé dans l'air alvéolaire au CO2 consommé au repos et pendant l'exercice permet d'évaluer le degré de tension respiratoire endogène et ses capacités de réserve.

En résumant la description de certaines méthodes d'évaluation de la fonction du système respiratoire, on peut affirmer que ces méthodes de recherche, utilisant notamment une activité physique dosée (spirovéloergométrie) avec enregistrement simultané des caractéristiques de la spirographie, de la pneumotachographie et des gaz du sang, permettent de déterminer assez précisément déterminer l'état fonctionnel et les réserves fonctionnelles, ainsi que le type et les mécanismes de l'insuffisance respiratoire fonctionnelle.

Ce système est constitué des poumons, des voies respiratoires supérieures et des bronches, de la poitrine et des muscles respiratoires (muscles intercostaux, diaphragme, etc.). La respiration externe assure les échanges gazeux entre l'air alvéolaire et le sang des capillaires pulmonaires, c'est-à-dire saturant les le sang veineux avec de l'oxygène et le libérant de l'excès de dioxyde de carbone, ce qui indique la relation entre la fonction de la respiration externe et la régulation de l'équilibre acido-basique. En physiologie respiratoire, la fonction de la respiration externe est divisée en trois processus principaux : la ventilation, la diffusion et la perfusion (flux sanguin dans les capillaires des poumons).

La ventilation doit être comprise comme l’échange de gaz entre l’air alvéolaire et atmosphérique. La constance de la composition gazeuse de l'air alvéolaire dépend du niveau de ventilation alvéolaire.

Le volume de ventilation dépend principalement du besoin en oxygène du corps pour éliminer une certaine quantité de dioxyde de carbone, ainsi que de l'état des muscles respiratoires, de la perméabilité bronchique, etc.

Tout l’air inhalé n’atteint pas l’espace alvéolaire, où se produisent les échanges gazeux. Si le volume d'air inhalé est de 500 ml, alors 150 ml restent dans l'espace « mort », et en moyenne (500 ml - 150 ml) 15 (fréquence respiratoire) = 5250 ml d'air atmosphérique passe à travers la zone respiratoire des poumons par minute. Cette valeur est appelée ventilation alvéolaire. L'espace « mort » augmente avec l'inspiration profonde ; son volume dépend également du poids corporel et de la posture du sujet.

La diffusion - Il s'agit du processus de transfert passif d'oxygène des poumons à travers la membrane alvéolo-capillaire vers l'hémoglobine des capillaires pulmonaires, avec laquelle l'oxygène entre en réaction chimique.

Perfusion(irrigation) - remplir les poumons de sang à travers les vaisseaux du petit cercle. L'efficacité des poumons est jugée par l'état entre la ventilation et la perfusion. Ce rapport est déterminé par le nombre d'alvéoles ventilées qui sont en contact avec des capillaires bien perfusés. Lorsqu’une personne respire doucement, les parties supérieures du poumon se dilatent plus complètement que les parties inférieures. Lorsque le corps est en position verticale, les parties inférieures sont mieux perfusées de sang que les parties supérieures.

Pulmonaire ventilation augmente parallèlement à l'augmentation de la consommation d'oxygène, et aux charges maximales chez les individus entraînés, elle peut augmenter de 20 à 25 fois par rapport à l'état de repos et atteindre 150 l/min ou plus. Cette augmentation de la ventilation est assurée par une augmentation de la fréquence et du volume respiratoire, et la fréquence peut augmenter jusqu'à 60-70 respirations par minute, et le volume courant - de 15 à 50 % de la capacité vitale des poumons (N (Mopoa, M. Rocher, 1973).

En cas d'hyperventilation lors d'une activité physique, l'irritation du centre respiratoire due à des concentrations élevées de dioxyde de carbone et d'ions hydrogène avec des taux élevés d'acide lactique dans le sang joue un rôle important.

L'étude de la fonction respiratoire externe des sportifs permet, avec les systèmes circulatoire et sanguin, d'évaluer l'état fonctionnel dans son ensemble et ses capacités de réserve.

Pour étudier la fonction de la respiration externe, des spiromètres, des spirographes et des appareils spéciaux de type ouvert et fermé sont utilisés. Le plus pratique est une étude spirographique, dans laquelle une courbe est enregistrée sur une bande de papier en mouvement - un spirogramme (Fig. 16.1). A l'aide de cette courbe, connaissant l'échelle de l'appareil et la vitesse du papier, les indicateurs de ventilation pulmonaire suivants sont déterminés : fréquence respiratoire (RR), volume courant (TI), volume respiratoire minute (MVR), capacité vitale (VC) , ventilation pulmonaire maximale (MVV) ), volume pulmonaire résiduel (LRV), capacité pulmonaire totale (TLC). De plus, la force des muscles respiratoires, la perméabilité bronchique, etc. sont examinées.

Le volume pulmonaire à l’entrée n’est pas toujours le même. Le volume d'air inspiré lors d'une inspiration normale et expiré lors d'une expiration normale est appelé air respirable (AR).

Air résiduel (RA) - le volume d'air restant dans les poumons qui n'est pas revenu à sa position d'origine.

Fréquence respiratoire (RR) - nombre de respirations en 1 minute. Le RR est déterminé par un spirogramme ou un mouvement thoracique. La fréquence respiratoire moyenne chez les individus en bonne santé est de 16 à 18 par minute, chez les athlètes de 8 à 12. Dans des conditions de charge maximale, la fréquence respiratoire augmente jusqu'à 40-60 par minute.

Profondeur de la respiration (AVANT)- le volume d'air d'une inspiration ou d'une expiration silencieuse au cours d'un cycle respiratoire. La profondeur de la respiration dépend de la taille, du poids, du sexe et de l'état fonctionnel de l'athlète. Chez les individus en bonne santé, la DO est de 300 à 800 ml.

Volume respiratoire minute (MRV) caractérise la fonction de la respiration externe.

Dans un état calme, l'air de la trachée, des bronches, des bronchioles et des alvéoles non perfusées ne participe pas aux échanges gazeux, car il n'entre pas en contact avec le flux sanguin pulmonaire actif - c'est ce qu'on appelle l'espace mort.

La partie du volume courant qui participe aux échanges gazeux avec le sang pulmonaire est appelée volume alvéolaire. D'un point de vue physiologique, la ventilation alvéolaire est la partie la plus essentielle de la respiration externe, puisqu'elle représente le volume

Le processus d'échange gazeux se produisant dans la section poumon-sang (appelé respiration externe) est assuré par un certain nombre de mécanismes physiologiques : ventilation pulmonaire, diffusion à travers les membranes alvéolo-capillaires, flux sanguin pulmonaire, régulation nerveuse, etc. Ces processus sont interconnectés et interdépendants.

Normalement, les capacités d'adaptation de l'appareil respiratoire externe sont très élevées : pendant l'activité physique, la ventilation pulmonaire peut augmenter plus de 10 fois en raison d'une augmentation de la profondeur et de la fréquence de la respiration et de l'inclusion de volumes supplémentaires dans les échanges gazeux. Cela garantit le maintien d’une composition normale des gaz du sang artériel pendant l’activité physique.

Divers troubles de la respiration externe entraînent l'apparition de troubles gazeux dans le sang - hypoxémie artérielle et hypercapnie, qui surviennent initialement lors d'un effort physique et, à mesure que la maladie progresse, même au repos. Cependant, en raison de l'inclusion de mécanismes compensatoires, chez de nombreux patients présentant des lésions pulmonaires diffuses sévères et un essoufflement important, l'hypoxémie et l'hypercapnie ne sont pas toujours détectées, même pendant l'activité physique. Par conséquent, une violation de la composition gazeuse du sang artériel est un signe clair, mais pas obligatoire, d'insuffisance respiratoire.

Arrêt respiratoire est considérée comme une condition dans laquelle la composition gazeuse normale du sang artériel n'est pas assurée ou est assurée en raison d'un fonctionnement anormal de l'appareil respiratoire externe, entraînant une diminution des capacités fonctionnelles du corps.

À mesure que l'insuffisance respiratoire (RF) progresse et que les capacités compensatoires diminuent, une hypoxémie artérielle et une hypercapnie surviennent. C'est la base de la division du DN en stades et formes : Stade 1 - troubles de la ventilation, lorsque des modifications de la ventilation sont détectées sans modification de la composition gazeuse du sang artériel ; Stade 2 - perturbations de la composition gazeuse du sang artériel, lorsque, parallèlement à des troubles de la ventilation, une hypoxémie et une hypercapnie, des troubles de l'équilibre acido-basique sont observés.

Selon la gravité, le DN est généralement divisé en degrés. Dans notre pays, la classification d'A.G. Dembo est largement acceptée, selon laquelle le degré de DN est déterminé par la gravité de l'essoufflement - il s'agit d'un sentiment subjectif d'insatisfaction respiratoire, d'inconfort respiratoire.

1. degré- l'essoufflement survient avec une activité physique accrue, que le patient tolérait auparavant bien;
2. degré- essoufflement lors d'une activité physique normale pour le patient ;
3. degré- l'essoufflement survient avec peu d'effort physique ou au repos.

Plusieurs facteurs jouent un rôle dans la pathogenèse de la DN.

1. Répartition inégale de l'air dans les poumons. On l'observe lors de processus obstructifs (dans une plus grande mesure) et lors de processus restrictifs. Une réduction réflexive de l'apport sanguin dans les zones mal aérées et l'hyperventilation sont des mécanismes compensatoires qui assurent une artérialisation normale du sang à un certain stade.
2. Hypoventilation générale (diminution de la tension en oxygène et augmentation de la tension en dioxyde de carbone dans l'air alvéolaire). Cela se produit en raison de l'influence de facteurs extrapulmonaires (suppression du centre respiratoire, diminution de la pression partielle d'oxygène dans l'air inhalé, etc.). Une hypoventilation générale est également observée lorsque la ventilation alvéolaire diminue, lorsque l'augmentation de la ventilation minute est insuffisante par rapport à l'augmentation de l'espace mort, lorsqu'il existe un écart entre la ventilation minute et la demande en oxygène des tissus (trop de travail respiratoire).
3. Violation du rapport ventilation/débit sanguin (« court-circuit » vasculaire). On l'observe dans les lésions primaires des vaisseaux de la circulation pulmonaire, ainsi que dans les cas où certaines zones des poumons sont complètement coupées de la ventilation. Afin d'éviter l'apparition d'une hypoxémie dans ce cas, il est nécessaire d'arrêter complètement l'apport sanguin aux zones exclues de l'aération. Un « court-circuit » vasculaire se produit avec une atélectasie, une pneumonie, etc.
4. Diffusion altérée. Cela se produit à la fois en raison d'une perméabilité altérée des membranes alvéolaires-capillaires (fibrose, congestion cardiaque) et en raison d'un raccourcissement du temps de contact du gaz alvéolaire avec le sang circulant. Ces facteurs peuvent se compenser mutuellement, ce qui se produit en cas d'insuffisance circulatoire (épaississement des membranes et ralentissement du flux sanguin).

La notion d'insuffisance respiratoire reflète une violation de l'appareil respiratoire externe. Fondamentalement, la fonction de l'appareil respiratoire externe est déterminée par l'état de la ventilation pulmonaire, les échanges gazeux pulmonaires et la composition gazeuse du sang. Il existe 3 groupes de méthodes de recherche :

1. Méthodes d'étude de la ventilation pulmonaire
2. Méthodes d'étude des échanges gazeux pulmonaires
3. Méthodes d'étude de la composition des gaz du sang

I Méthodes d'étude de la ventilation pulmonaire

Au cours des 20 à 30 dernières années, une grande attention a été accordée à l'étude de la fonction pulmonaire chez les patients présentant une pathologie pulmonaire. Un grand nombre de tests physiologiques ont été proposés permettant de déterminer qualitativement ou quantitativement l'état de fonctionnement de l'appareil respiratoire externe. Grâce au système établi d'études fonctionnelles, il est possible d'identifier la présence et le degré de DN dans diverses conditions pathologiques et de clarifier le mécanisme des troubles respiratoires. Les tests pulmonaires fonctionnels permettent de déterminer le montant des réserves pulmonaires et les capacités compensatoires des organes respiratoires. Les études fonctionnelles peuvent être utilisées pour quantifier les changements survenant sous l'influence de diverses interventions thérapeutiques (interventions chirurgicales, utilisation thérapeutique de l'oxygène, des bronchodilatateurs, des antibiotiques, etc.) et, par conséquent, pour une évaluation objective de l'efficacité de ces mesures.

Les études fonctionnelles occupent une place importante dans la pratique de l'examen médical du travail pour déterminer le degré d'invalidité.

Données générales sur les volumes pulmonaires

La poitrine, qui détermine les limites d'une éventuelle expansion des poumons, peut être dans quatre positions principales, qui déterminent les principaux volumes d'air dans les poumons.

1. Pendant la période de respiration calme, la profondeur de la respiration est déterminée par le volume d'air inhalé et expiré. La quantité d'air inspirée et expirée lors d'une inspiration et d'une expiration normales est appelée volume courant (TI) (normalement 400 à 600 ml ; soit 18 % de VC).
2. Avec une inhalation maximale, un volume d'air supplémentaire est introduit dans les poumons - le volume de réserve inspiratoire (IRV), et avec l'expiration maximale possible, le volume de réserve expiratoire (ERV) est déterminé.
3. La capacité vitale des poumons (CV) est l'air qu'une personne est capable d'expirer après une inspiration maximale.
4. ZHEL = ROVd + DO + ROVd
5. Après l'expiration maximale, une certaine quantité d'air reste dans les poumons - volume pulmonaire résiduel (RLV).
6. La capacité pulmonaire totale (CCM) comprend la CV et la CCM, c'est-à-dire est la capacité maximale des poumons.
7. OOL + ROvyd = capacité résiduelle fonctionnelle (FRC), soit C'est le volume occupé par les poumons à la fin d'une expiration tranquille. C'est cette capacité qui comprend en grande partie l'air alvéolaire, dont la composition détermine les échanges gazeux avec le sang des capillaires pulmonaires.

Pour évaluer correctement les indicateurs réels obtenus lors de l'enquête, les valeurs appropriées sont utilisées à des fins de comparaison, c'est-à-dire normes individuelles théoriquement calculées. Lors du calcul des indicateurs appropriés, le sexe, la taille, le poids et l'âge sont pris en compte. Lors de l'évaluation, le rapport en pourcentage (%) entre la valeur réellement obtenue et la valeur due est généralement calculé.

Il faut tenir compte du fait que le volume de gaz dépend de la pression atmosphérique, de la température du milieu et de la saturation en vapeur d'eau. Par conséquent, les volumes pulmonaires mesurés sont corrigés en fonction de la pression barométrique, de la température et de l’humidité au moment de l’étude. Actuellement, la plupart des chercheurs estiment que les indicateurs reflétant les valeurs volumétriques du gaz doivent être réduits à la température corporelle (37 C), avec saturation complète en vapeur d'eau. Cette condition est appelée BTPS (en russe - TTND - température corporelle, pression atmosphérique, saturation en vapeur d'eau).

Lors de l'étude des échanges gazeux, les volumes de gaz obtenus conduisent aux conditions dites standard (STPD), c'est-à-dire à une température de 0 C, une pression de 760 mm Hg et du gaz sec (en russe - STDS - température standard, pression atmosphérique et gaz sec).

Lors des enquêtes de masse, un facteur de correction moyen est souvent utilisé, qui pour la zone centrale de la Fédération de Russie dans le système STPD est pris égal à 0,9, dans le système BTPS - 1,1. Pour des études plus précises, des tableaux spéciaux sont utilisés.

Tous les volumes et capacités pulmonaires ont une certaine signification physiologique. Le volume des poumons à la fin d'une expiration silencieuse est déterminé par le rapport de deux forces de direction opposée - la traction élastique du tissu pulmonaire, dirigée vers l'intérieur (vers le centre) et tendant à réduire le volume, et la force élastique de la poitrine, dirigée lors d'une respiration calme principalement dans la direction opposée - du centre vers l'extérieur. La quantité d'air dépend de nombreuses raisons. Tout d'abord, l'état du tissu pulmonaire lui-même, son élasticité, le degré d'apport sanguin, etc. sont importants. Cependant, le volume de la poitrine, la mobilité des côtes, l'état des muscles respiratoires, y compris le diaphragme. , qui est l'un des principaux muscles qui effectuent l'inspiration, jouent un rôle important.

Les valeurs des volumes pulmonaires sont influencées par la position du corps, le degré de fatigue des muscles respiratoires, l'excitabilité du centre respiratoire et l'état du système nerveux.

Spirographie est une méthode d'évaluation de la ventilation pulmonaire avec enregistrement graphique des mouvements respiratoires, exprimant les modifications du volume pulmonaire en coordonnées temporelles. La méthode est relativement simple, accessible, peu contraignante et très informative.

Indicateurs de calcul de base déterminés à partir de spirogrammes

1. Fréquence et rythme de la respiration.

Le nombre normal de respirations au repos varie de 10 à 18-20 par minute. À l'aide d'un spirogramme de respiration calme avec mouvement rapide du papier, vous pouvez déterminer la durée des phases d'inspiration et d'expiration et leur rapport les unes aux autres. Normalement, le rapport entre l'inspiration et l'expiration est de 1 : 1, 1 : 1,2 ; sur les spirographes et autres appareils, en raison de la résistance élevée pendant la période d'expiration, ce rapport peut atteindre 1 : 1,3-1,4. Une augmentation de la durée de l'expiration augmente avec l'obstruction bronchique et peut être utilisée dans une évaluation complète de la fonction de la respiration externe. Lors de l'évaluation d'un spirogramme, dans certains cas, le rythme respiratoire et ses perturbations sont importants. Des arythmies respiratoires persistantes indiquent généralement un dysfonctionnement du centre respiratoire.

2. Volume respiratoire minute (MVR).

MOD est la quantité d'air ventilé dans les poumons en 1 minute. Cette valeur est une mesure de la ventilation pulmonaire. Son évaluation doit être effectuée en tenant compte obligatoire de la profondeur et de la fréquence de la respiration, ainsi qu'en comparaison avec le volume infime d'O 2. Bien que MOD ne soit pas un indicateur absolu de l'efficacité de la ventilation alvéolaire (c'est-à-dire un indicateur de l'efficacité de la circulation entre l'air extérieur et l'air alvéolaire), l'importance diagnostique de cette valeur est soulignée par un certain nombre de chercheurs (A.G. Dembo, Comro, etc. .).

MOD = DO x RR, où RR est la fréquence des mouvements respiratoires en 1 min

DO - volume courant

Le MOR sous l'influence de diverses influences peut augmenter ou diminuer. Une augmentation de MOD apparaît généralement avec DN. Sa valeur dépend également de la détérioration de l'utilisation de l'air ventilé, des difficultés de ventilation normale, de la perturbation des processus de diffusion des gaz (leur passage à travers les membranes du tissu pulmonaire), etc. Une augmentation du MOR est observée avec une augmentation dans les processus métaboliques (thyréotoxicose), avec quelques lésions du système nerveux central. Une diminution de la MOD est observée chez les patients gravement malades présentant une insuffisance pulmonaire ou cardiaque sévère, ou une dépression du centre respiratoire.

3. Consommation d'oxygène minute (MPO 2).

À proprement parler, il s'agit d'un indicateur des échanges gazeux, mais sa mesure et son évaluation sont étroitement liées à l'étude du MOR. À l'aide de méthodes spéciales, MPO 2 est calculé. Sur cette base, le facteur d'utilisation de l'oxygène (OCF 2) est calculé - il s'agit du nombre de millilitres d'oxygène absorbés par 1 litre d'air ventilé.

KIO2 = MPO2 par ml

Normalement, KIO 2 contient en moyenne 40 ml (de 30 à 50 ml). Une diminution du KIO 2 à moins de 30 ml indique une diminution de l'efficacité de la ventilation. Cependant, nous devons nous rappeler qu'en cas d'insuffisance sévère de la fonction respiratoire externe, le MRR commence à diminuer, car les capacités compensatoires commencent à s'épuiser et les échanges gazeux au repos continuent d'être assurés en raison de l'inclusion de mécanismes circulatoires supplémentaires (polycythémie), etc. Par conséquent, l'évaluation des indicateurs CIO 2, ainsi que de la MOD, doit être comparée à l'évolution clinique de la maladie sous-jacente.

4. Capacité vitale des poumons (VC)

VC est le volume de gaz qui peut être expiré avec un effort maximum après avoir pris la respiration la plus profonde possible. La valeur de la capacité vitale est influencée par la position du corps, il est donc généralement admis de déterminer cet indicateur en position assise du patient.

L'étude doit être réalisée dans des conditions de repos, c'est-à-dire 1,5 à 2 heures après un petit repas et après 10 à 20 minutes de repos. Pour déterminer la capacité vitale, divers types de spiromètres à eau et à sec, de compteurs de gaz et de spirographes sont utilisés.

Lors de l'enregistrement sur un spirographe, la capacité vitale est déterminée par la quantité d'air depuis le moment de l'inspiration la plus profonde jusqu'à la fin de l'expiration la plus forte. Le test est répété trois fois avec des intervalles de repos ; la valeur la plus grande est prise en compte.

La capacité vitale, en complément de la technique habituelle, peut être enregistrée en deux étapes, à savoir : après une expiration calme, il est demandé au sujet de prendre la respiration la plus profonde possible et de revenir au niveau de respiration calme, puis, autant que possible, d'expirer le plus fort possible.

Pour évaluer correctement la capacité vitale réelle, le calcul de la capacité vitale (VC) requise est utilisé. Le calcul le plus utilisé est la formule d'Anthony :

JEL = DOO x 2,6 pour les hommes

JEL = DOO x 2,4 pour les femmes, où DOO est le taux métabolique de base approprié, déterminé à l'aide de tableaux spéciaux.

Lorsque vous utilisez cette formule, vous devez vous rappeler que les valeurs de DOO sont déterminées dans les conditions STPD.

La formule proposée par Bouldin et al. a été acceptée :

27,63 - (0,112 x âge en années) x taille en cm (pour les hommes)

21,78 - (0,101 x âge en années) x taille en cm (pour les femmes)

L'Institut panrusse de recherche en pneumologie suggère que le VEL en litres dans le système BTPS soit calculé à l'aide des formules suivantes :

0,052 x hauteur en cm - 0,029 x âge - 3,2 (pour les hommes)

0,049 x taille en cm - 0,019 x âge - 3,9 (pour les femmes)

Lors du calcul du DEL, des nomogrammes et des tables de calcul ont été utilisés.

Évaluation des données obtenues :

1. Les données qui s'écartent de la valeur appropriée de plus de 12 % chez les hommes et de - 15 % chez les femmes doivent être considérées comme réduites : normalement, de telles valeurs se produisent chez seulement 10 % des individus pratiquement en bonne santé. Sans avoir le droit de considérer de tels indicateurs comme manifestement pathologiques, il est nécessaire d'évaluer l'état fonctionnel de l'appareil respiratoire comme étant réduit.

2. Les données qui s'écartent des valeurs requises de 25 % chez les hommes et de 30 % chez les femmes doivent être considérées comme très faibles et considérées comme un signe clair d'une diminution prononcée de la fonction, car normalement de tels écarts se produisent chez seulement 2 % de la population. .

Une diminution de la capacité vitale est causée par des conditions pathologiques qui empêchent l'expansion maximale des poumons (pleurésie, pneumothorax, etc.), des modifications du tissu pulmonaire lui-même (pneumonie, abcès pulmonaire, tuberculose) et des causes non liées à la pathologie pulmonaire (mobilité limitée du diaphragme, ascite, etc.). Les processus ci-dessus sont des changements dans la fonction de la respiration externe selon le type restrictif. Le degré de ces violations peut être exprimé par la formule :

capacité vitale x100%

100 - 120% - indicateurs normaux

100-70% - troubles restrictifs modérés

70-50% - troubles restrictifs de gravité importante

moins de 50 % - troubles de type obstructif prononcés

Outre les facteurs mécaniques qui déterminent la diminution de la capacité vitale, l'état fonctionnel du système nerveux et l'état général du patient revêtent une certaine importance. Une diminution prononcée de la capacité vitale est observée dans les maladies du système cardiovasculaire et est largement due à la stagnation de la circulation pulmonaire.

5. Capacité vitale du phosphore (CVF)

Pour déterminer la CVF, des spirographes avec des vitesses d'étirage élevées (de 10 à 50-60 mm/s) sont utilisés. Une étude préliminaire et un enregistrement de la capacité vitale sont réalisés. Après un court repos, le sujet prend une inspiration aussi profonde que possible, retient sa respiration pendant quelques secondes et expire le plus rapidement possible (expiration forcée).

Il existe différentes manières d’évaluer la CVF. Cependant, nous avons reçu la plus grande reconnaissance de la définition de la capacité d'une seconde, de deux et de trois secondes, c'est-à-dire calcul du volume d'air en 1, 2, 3 secondes. Le test d’une seconde est le plus souvent utilisé.

Normalement, la durée de l'expiration chez les personnes en bonne santé est de 2,5 à 4 secondes ; elle n'est un peu plus longue que chez les personnes âgées.

Selon plusieurs chercheurs (B.S. Agov, G.P. Khlopova, etc.), des données précieuses sont fournies non seulement par l'analyse d'indicateurs quantitatifs, mais également par les caractéristiques qualitatives du spirogramme. Différentes parties de la courbe expiratoire forcée ont une signification diagnostique différente. La partie initiale de la courbe caractérise la résistance des grosses bronches, qui représentent 80 % de la résistance bronchique totale. La dernière partie de la courbe, qui reflète l'état des petites bronches, n'a malheureusement pas une expression quantitative exacte en raison d'une mauvaise reproductibilité, mais constitue l'un des éléments descriptifs importants du spirogramme. Ces dernières années, des appareils « fluorimètres de pointe » ont été développés et mis en pratique, qui permettent de caractériser plus précisément l'état de la partie distale de l'arbre bronchique. étant de petite taille, ils permettent de surveiller le degré d'obstruction bronchique chez les patients souffrant d'asthme bronchique, et d'utiliser des médicaments à temps, avant l'apparition de symptômes subjectifs de brochospasme.

Une personne en bonne santé expire en 1 seconde. environ 83 % de votre capacité pulmonaire vitale, en 2 secondes - 94 %, en 3 secondes - 97 %. Une expiration dans la première seconde inférieure à 70 % indique toujours une pathologie.

Signes d’insuffisance respiratoire obstructive :

jusqu'à 70% est la norme

65-50% - modéré

50-40% - significatif

moins de 40% - pointu

6. Ventilation maximale (MVL).

Dans la littérature, cet indicateur se retrouve sous différents noms : limite respiratoire (Yu.N. Shteingrad, Knippint, etc.), limite respiratoire (M.I. Anichkov, L.M. Tushinskaya, etc.).

Dans les travaux pratiques, la détermination du MVL à l'aide d'un spirogramme est plus souvent utilisée. La méthode la plus largement utilisée pour déterminer la MVL est la respiration forcée (profonde) volontaire avec la fréquence maximale disponible. Lors d'une étude spirographique, l'enregistrement commence par une respiration calme (jusqu'à ce que le niveau soit établi). Ensuite, il est demandé au sujet de respirer dans l'appareil pendant 10 à 15 secondes avec la vitesse et la profondeur maximales possibles.

L'ampleur du MVL chez les personnes en bonne santé dépend de la taille, de l'âge et du sexe. Elle est influencée par le type d'occupation, la formation et l'état général du sujet. MVL dépend en grande partie de la volonté du sujet. Par conséquent, à des fins de standardisation, certains chercheurs recommandent d'effectuer une MVL avec une profondeur respiratoire de 1/3 à 1/2 VC avec une fréquence respiratoire d'au moins 30 par minute.

Les valeurs moyennes de MBL pour les personnes en bonne santé sont de 80 à 120 litres par minute (c'est-à-dire qu'il s'agit de la plus grande quantité d'air pouvant être ventilée par les poumons avec la respiration la plus profonde et la plus fréquente en une minute). MVL change à la fois pendant les processus obstructifs et pendant la restriction ; le degré de perturbation peut être calculé à l'aide de la formule :

MVL x 100% 120-80% - indicateurs normaux

DMVL 80-50 % - violations modérées

50-35% - significatif

moins de 35% - violations prononcées

Diverses formules ont été proposées pour déterminer la MVL (DMVL) appropriée. La définition la plus largement utilisée du DMVL est basée sur la formule de Piboda, mais avec une augmentation du 1/3 VEL proposé par lui à 1/2 VEL (A.G. Dembo).

Ainsi, DMVL = 1/2 JEL x 35, où 35 est la fréquence respiratoire par minute.

Le DMVL peut être calculé en fonction de la surface corporelle (S) en tenant compte de l'âge (Yu.I. Mukharlyamov, A.I. Agranovich).

Pour calculer le DMVL, la formule de Gaubatz est satisfaisante :

DMVL = JEL x 22 pour les personnes de moins de 45 ans

DMVL = JEL x 17 pour les personnes de plus de 45 ans

7. Volume résiduel (RV) et capacité résiduelle fonctionnelle (FRC).

La CCM est le seul indicateur qui ne peut être étudié par spirographie directe ; Pour le déterminer, des instruments d'analyse de gaz spéciaux supplémentaires (POOL-1, graphique d'azote) sont utilisés. En utilisant cette méthode, la valeur FRC est obtenue et en utilisant VC et ROvyd., les TBL, TEL et TBL/TEL sont calculés.

OOL = FOE - ROvyd

DOEL = JEL x 1,32, où DOEL est la capacité pulmonaire totale appropriée.

La valeur de FRC et TLC est très élevée. À mesure que le TOL augmente, le mélange uniforme de l'air inhalé est perturbé et l'efficacité de la ventilation diminue. Le TOL augmente avec l'emphysème et l'asthme bronchique.

FRC et TLC diminuent avec la pneumosclérose, la pleurésie, la pneumonie.

Limites de la norme et gradation des écarts par rapport à la norme des paramètres respiratoires

Il existe trois grands types de troubles de la ventilation : obstructifs, restrictifs et mixtes.

Les troubles obstructifs de la ventilation surviennent en raison de :

1. rétrécissement de la lumière des petites bronches, en particulier des bronchioles, dû à des spasmes (asthme bronchique ; bronchite asthmatique) ;
2. rétrécissement de la lumière dû à un épaississement des parois des bronches (œdème inflammatoire, allergique, bactérien, œdème dû à une hyperémie, insuffisance cardiaque) ;
3. la présence de mucus visqueux sur la muqueuse des bronches avec une augmentation de sa sécrétion par les cellules caliciformes de l'épithélium bronchique, ou des crachats mucopurulents
4. rétrécissement dû à une déformation cicatricielle de la bronche ;
5. développement d'une tumeur endobronchique (maligne, bénigne);
6. compression des bronches de l'extérieur ;
7. présence de bronchiolite.

Les troubles de la ventilation restrictive ont les causes suivantes :

1. 1 fibrose pulmonaire (fibrose interstitielle, sclérodermie, bérylliose, pneumoconiose, etc.) ;
2. grosses adhérences pleurales et pleurodiaphragmatiques ;
3. pleurésie exsudative, hydrothorax ;
4. pneumothorax;
5. inflammation étendue des alvéoles;
6. grosses tumeurs du parenchyme pulmonaire;
7. ablation chirurgicale d'une partie du poumon.

Signes cliniques et fonctionnels d'obstruction :

1. Plainte précoce d’essoufflement lors d’un exercice auparavant acceptable ou lors d’un « rhume ».
2. Toux, souvent accompagnée de crachats peu nombreux, qui provoque une sensation de respiration lourde pendant un certain temps (au lieu d'une respiration plus facile après une toux normale avec crachats).
3. Le son de percussion n'est pas modifié ou acquiert initialement une tonalité tympanique sur les parties postérolatérales des poumons (augmentation de la légèreté des poumons).
4. Auscultation : respiration sifflante sèche. Ce dernier, selon B.E. Votchal, devrait être activement détecté lors de l'expiration forcée. L'auscultation de la respiration sifflante lors d'une expiration forcée est utile pour juger de la propagation de l'obstruction bronchique dans les champs pulmonaires. Les bruits respiratoires varient dans l'ordre suivant : respiration vésiculaire - vésiculaire dure - dure, indéfinie (respiration sifflante atténuée) - respiration dure affaiblie.
5. Les signes ultérieurs sont un allongement de la phase expiratoire, une participation des muscles auxiliaires à la respiration ; rétraction des espaces intercostaux, affaissement du bord inférieur des poumons, mobilité limitée du bord inférieur des poumons, apparition d'un son de percussion en forme de boîte et expansion de sa zone de distribution.
6. Réduction des tests pulmonaires forcés (indice de Tiffno et ventilation maximale).

Dans le traitement de l'insuffisance obstructive, la première place est occupée par les médicaments bronchodilatateurs.

Signes cliniques et fonctionnels de restriction.

1. Essoufflement à l’effort.
2. Respiration rapide et superficielle (inspiration courte et rapide et expiration rapide, appelée phénomène de « porte qui claque »).
3. L'excursion thoracique est limitée.
4. Le son de percussion est raccourci avec une teinte tympanique.
5. Le bord inférieur des poumons est plus haut que d'habitude.
6. La mobilité du bord inférieur des poumons est limitée.
7. La respiration est vésiculaire affaiblie, la respiration sifflante est crépitante ou humide.
8. Diminution de la capacité vitale (VC), de la capacité pulmonaire totale (TLC), diminution du volume courant (TV) et ventilation alvéolaire efficace.
9. Il existe souvent des perturbations dans la répartition uniforme des rapports ventilation-perfusion dans les poumons et des perturbations diffuses.

Spirographie séparée

La spirographie ou bronchospirographie séparée permet de déterminer la fonction de chaque poumon, et donc la réserve et les capacités compensatoires de chacun d'eux.

À l'aide d'un tube à double lumière inséré dans la trachée et les bronches, et équipé de brassards gonflables pour obstruer la lumière entre le tube et la muqueuse bronchique, il est possible de prélever l'air de chaque poumon et d'enregistrer les courbes respiratoires des poumons droit et gauche. séparément à l’aide d’un spirographe.

Une spirographie séparée est indiquée pour déterminer les indicateurs fonctionnels chez les patients subissant une chirurgie pulmonaire.

Il ne fait aucun doute qu'une image plus claire de l'obstruction bronchique altérée est fournie par l'enregistrement des courbes de vitesse du flux d'air lors de l'expiration forcée (fluorimétrie maximale).

La pneumotachométrie est une méthode permettant de déterminer la vitesse et la puissance d'un flux d'air lors d'une inspiration et d'une expiration forcées à l'aide d'un pneumotachomètre. Après le repos, le sujet, assis, expire profondément dans le tube le plus rapidement possible (le nez est éteint à l'aide d'un pince-nez). Cette méthode est principalement utilisée pour sélectionner et évaluer l’efficacité des bronchodilatateurs.

Valeurs moyennes pour les hommes - 4,0-7,0 l/l

pour les femmes - 3,0-5,0 l/s

Lors des tests d'administration de bronchospasmolytiques, il est possible de différencier le bronchospasme des lésions organiques des bronches. La puissance expiratoire diminue non seulement en cas de bronchospasme, mais également, quoique dans une moindre mesure, chez les patients présentant une faiblesse des muscles respiratoires et une rigidité thoracique sévère.

La pléthysmographie générale (GPG) est une méthode permettant de mesurer directement la valeur de la résistance bronchique R lors d'une respiration calme. La méthode est basée sur la mesure synchrone de la vitesse du flux d'air (pneumotachogramme) et des fluctuations de pression dans une cabine étanche où est placé le patient. La pression dans la cabine change de manière synchrone avec les fluctuations de la pression alvéolaire, qui est jugée par le coefficient de proportionnalité entre le volume de la cabine et le volume de gaz dans les poumons. La pléthysmographie révèle mieux de petits degrés de rétrécissement de l'arbre bronchique.

L'oxygémométrie est une détermination sanguine du degré de saturation en oxygène du sang artériel. Ces lectures d'oxymètre peuvent être enregistrées sur du papier en mouvement sous la forme d'une courbe - un oxyhémogramme. Le fonctionnement de l'oxymètre est basé sur le principe de détermination photométrique des caractéristiques spectrales de l'hémoglobine. La plupart des oxymètres et oxygémographes ne déterminent pas la valeur absolue de la saturation artérielle en oxygène du sang, mais permettent uniquement de surveiller l'évolution de la saturation en oxygène du sang. À des fins pratiques, l'oxygémométrie est utilisée pour le diagnostic fonctionnel et l'évaluation de l'efficacité du traitement. À des fins de diagnostic, l'oxymétrie est utilisée pour évaluer l'état de la respiration externe et de la fonction circulatoire. Ainsi, le degré d'hypoxémie est déterminé à l'aide de divers tests fonctionnels. Il s’agit notamment du passage de la respiration du patient de l’air à la respiration avec de l’oxygène pur et, à l’inverse, d’un test de retenue de la respiration pendant l’inspiration et l’expiration, d’un test d’exercice physique dosé, etc.

4.4. Système de respiration externe

DANS Dans les conditions de l'activité sportive, l'appareil respiratoire externe est soumis à des exigences extrêmement élevées, dont la mise en œuvre assure le fonctionnement efficace de l'ensemble du système cardio-respiratoire. Malgré le fait que la respiration externe ne soit pas le principal maillon limitant dans l'ensemble des systèmes qui transportent l'O2, elle est le principal dans la formation du régime d'oxygène nécessaire du corps.

F L'état fonctionnel du système respiratoire externe est évalué à la fois par un examen clinique général et par l'utilisation de techniques médicales instrumentales. Un examen clinique de routine d'un sportif (données d'anamnèse, palpation, percussion et auscultation) permet au médecin dans la grande majorité des cas de décider de l'absence ou de la présence d'un processus pathologique dans les poumons. Bien entendu, seuls les poumons en parfaite santé font l’objet d’une recherche fonctionnelle approfondie, dont le but est de diagnostiquer la capacité fonctionnelle de l’athlète.

À Lors de l'analyse du système respiratoire externe, il convient de considérer plusieurs aspects : le fonctionnement de l'appareil qui assure les mouvements respiratoires, la ventilation pulmonaire et son efficacité, ainsi que les échanges gazeux.

Sous l'influence de l'activité sportive systématique augmente la force des muscles qui effectuent les mouvements respiratoires (diaphragme, muscles intercostaux), grâce à quoi les mouvements respiratoires nécessaires à la pratique d'un sport augmentent et, par conséquent, augmentent la ventilation des poumons.

AVEC La force des muscles respiratoires est mesurée par pneumotonométrie, pneumotachométrie et d'autres méthodes indirectes. Le pneumotonomètre mesure la pression qui se développe dans les poumons lors d'un effort ou d'une inspiration intense. La « force » d'expiration (80-200 mm Hg) est bien supérieure à la « force » d'inspiration (50-70 mm Hg).

P. Le neumotachymètre mesure la vitesse volumétrique du flux d'air dans les voies respiratoires lors d'une inspiration et d'une expiration forcées, exprimée en l/min. Selon les données de pneumotachométrie, la puissance d'inspiration et d'expiration est jugée. Chez les personnes en bonne santé et non entraînées, le rapport entre la puissance d’inspiration et la puissance d’expiration est proche de l’unité. Chez les malades, ce rapport est toujours inférieur à un. Chez les sportifs, au contraire, la puissance d’inspiration dépasse (parfois de manière significative) la puissance d’expiration ; le rapport entre la puissance d'inspiration et la puissance d'expiration atteint 1,2-1,4. L'augmentation relative de la puissance inspiratoire chez les sportifs est extrêmement importante, puisque l'approfondissement de la respiration se produit principalement grâce à l'utilisation du volume de réserve inspiratoire. Cela est particulièrement évident en natation : comme vous le savez, l’inspiration du nageur est extrêmement courte, tandis que l’expiration dans l’eau est beaucoup plus longue.

ET La capacité pulmonaire épuisée (VC) est la partie de la capacité pulmonaire totale, qui est jugée par le volume maximal d'air pouvant être expiré après une inhalation maximale. La capacité vitale est divisée en 3 fractions : volume de réserve expiratoire, volume courant, volume de réserve inspiratoire. Elle est déterminée à l'aide d'un spiromètre à eau ou sec. Lors de la détermination de la capacité vitale, il est nécessaire de prendre en compte la posture du sujet : lorsque le corps est en position verticale, la valeur de cet indicateur est la plus grande.

capacité vitale est l'un des indicateurs les plus importants de l'état fonctionnel de l'appareil respiratoire externe (c'est pourquoi il ne doit pas être pris en compte dans la section sur le développement physique). Ses valeurs dépendent à la fois de la taille des poumons et de la force des muscles respiratoires. Les valeurs individuelles de la capacité vitale sont évaluées en combinant les valeurs obtenues au cours de l'étude avec les valeurs requises. Un certain nombre de formules ont été proposées pour calculer les valeurs appropriées de la capacité vitale. Ils sont basés à un degré ou à un autre sur des données anthropométriques et sur l'âge des sujets.

DANS En médecine du sport, pour déterminer la juste valeur de la capacité vitale, il convient d'utiliser les formules de Baldwin, Cournand et Richards. Ces formules relient la valeur appropriée de la capacité vitale à la taille, à l’âge et au sexe d’une personne. Les formules sont les suivantes :

capacité vitale mari. = (27,63 -0,122 XV)XL

capacité vitaleépouses = (21,78 - 0,101 X B) XL, où B est l'âge en années ; L - longueur du corps en cm.

DANS dans des conditions normales, la capacité vitale n'est jamais inférieure à 90 % de sa valeur propre ; chez les sportifs, elle est le plus souvent supérieure à 100 % (tableau 12).

U athlètes, la valeur de la capacité vitale fluctue dans des limites extrêmement larges - de 3 à 8 litres. Des cas d'augmentation de la capacité vitale chez les hommes jusqu'à 8,7 l, chez les femmes jusqu'à 5,3 l sont décrits (V.V. Mikhailov).

N Les valeurs de capacité vitale les plus élevées sont observées chez les athlètes qui s'entraînent principalement pour l'endurance et qui ont les performances cardiorespiratoires les plus élevées. Bien entendu, il ne s’ensuit pas que les modifications de la capacité vitale puissent être utilisées pour prédire les capacités de transport de l’ensemble du système cardiorespiratoire. Le fait est que le développement de l'appareil respiratoire externe peut être isolé, tandis que le reste du système cardiorespiratoire, et en particulier le système cardiovasculaire, limite le transport de l'oxygène.

Tableau 12. Quelques indicateurs de respiration externe chez les athlètes de diverses spécialisations (données moyennes selon A. V. Chagovadze)

D les données sur la valeur de la capacité vitale peuvent avoir une certaine signification pratique pour un entraîneur, puisque le volume courant maximum, qui est généralement atteint sous un effort physique extrême, est d'environ 50 % de la capacité vitale (et pour les nageurs et les rameurs jusqu'à 60-80 %, selon V.V. Mikhaïlov ). Ainsi, connaissant la valeur de la capacité vitale, il est possible de prédire la valeur maximale du volume courant et ainsi de juger du degré d'efficacité de la ventilation pulmonaire sous une activité physique maximale.

AVEC Il est absolument évident que plus le volume courant maximum est élevé, plus l'utilisation de l'oxygène par le corps est économique. Et vice versa, plus le volume courant est petit, plus la fréquence respiratoire est élevée (toutes choses égales par ailleurs) et, par conséquent, la plus grande partie de l'oxygène consommé par le corps sera consacrée au fonctionnement des muscles respiratoires eux-mêmes.

À PROPOS La détermination de la capacité vitale forcée est extrêmement importante pour la pratique sportive. Cela s'explique par le fait que, malgré le raccourcissement de la durée du cycle respiratoire lors du travail musculaire, le volume courant devrait être augmenté de 4 à 6 fois par rapport aux données au repos. Le rapport entre la capacité vitale forcée et la capacité vitale chez les athlètes atteint souvent des valeurs élevées (voir tableau 12).

L la ventilation pulmonaire (VE) est l'indicateur le plus important de l'état fonctionnel du système respiratoire externe. Il caractérise le volume d'air expiré par les poumons en 1 minute. Comme vous le savez, lorsque vous inspirez, tout l’air ne pénètre pas dans les poumons. Une partie reste dans les voies respiratoires (trachée, bronches) et n'entre pas en contact avec le sang, et ne participe donc pas directement aux échanges gazeux. Il s'agit de l'air de l'espace mort anatomique dont le volume est de 140 à 180 cm3. De plus, tout l'air entrant dans les alvéoles ne participe pas aux échanges gazeux avec le sang, puisque l'apport sanguin à certaines alvéoles, même en parfaite santé personnes, peuvent être détériorées ou totalement absentes. Cet air détermine le volume de ce qu'on appelle l'espace mort alvéolaire, dont la valeur au repos est faible. Le volume total de l'espace mort anatomique et alvéolaire est le volume de l'espace mort respiratoire ou, comme on l'appelle aussi, l'espace mort physiologique. Pour les sportifs, elle est généralement de 215-225 cm3. L’espace respiratoire mort est parfois appelé à tort espace « nocif ». Le fait est qu'il est nécessaire (avec les voies respiratoires supérieures) d'humidifier complètement l'air inhalé et de le réchauffer à la température du corps.

T Ainsi, une certaine partie de l'air inhalé (au repos, environ 30 %) ne participe pas aux échanges gazeux, et seulement 70 % atteint les alvéoles et participe directement aux échanges gazeux avec le sang. Lors d'une activité physique, l'efficacité de la ventilation pulmonaire augmente naturellement : le volume de ventilation alvéolaire efficace atteint 85 % de la ventilation pulmonaire totale.

L la ventilation cardiaque est égale au produit du volume courant (Vt) et de la fréquence respiratoire par minute (/). Ces deux valeurs peuvent être calculées à partir d'un spirogramme (voir Fig. 25). Cette courbe enregistre les modifications du volume de chaque mouvement respiratoire. Si l'appareil est calibré, alors l'amplitude de chaque onde du spirogramme correspondant au volume courant peut être exprimée en cm3 ou en ml. Connaissant la vitesse de déplacement du mécanisme du lecteur de bande, à l'aide d'un spirogramme, vous pouvez facilement calculer la fréquence respiratoire.

L La ventilation cellulaire est également déterminée de manière plus simple. L'un d'eux, très largement utilisé dans la pratique médicale lors de l'étude des athlètes non seulement au repos, mais également pendant l'activité physique, est que le sujet respire à travers un masque spécial ou un embout buccal dans un sac Douglas. Le volume d'air remplissant le sac est déterminé en le faisant passer dans une « horloge à gaz ». Les données obtenues sont divisées par le temps pendant lequel l'air expiré est collecté dans le sac Douglas.

L Le débit de ventilation est exprimé en l/min dans le système BTPS. Cela signifie que le volume d'air est réduit aux conditions d'une température de 37°, d'une saturation complète en vapeur d'eau et d'une pression atmosphérique ambiante.

U Chez les sportifs au repos, la ventilation pulmonaire soit correspond aux normes normales (5-12 l/min), soit les dépasse légèrement (18 l/min ou plus). Il est important de noter que la ventilation pulmonaire augmente généralement en raison de l'approfondissement de la respiration et non de son accélération. Grâce à cela, il n'y a pas de consommation d'énergie excessive pour le travail des muscles respiratoires. Avec un travail musculaire maximal, la ventilation pulmonaire peut atteindre des valeurs significatives : un cas est décrit où elle était de 220 l/min (Novakki). Cependant, la ventilation pulmonaire atteint le plus souvent 60-120 l/min BTPS dans ces conditions. Un Ve plus élevé augmente fortement la demande d’apport d’oxygène aux muscles respiratoires (jusqu’à 1 à 4 l/min).

D Le volume respiratoire chez les sportifs est souvent augmenté. Il peut atteindre 1 000 à 1 300 ml. Parallèlement à cela, les athlètes peuvent avoir des valeurs de volume courant tout à fait normales - 400 à 700 ml.

M Les mécanismes permettant d’augmenter le volume courant chez les athlètes ne sont pas entièrement clairs. Ce fait peut également s’expliquer par une augmentation de la capacité totale des poumons, ce qui entraîne une plus grande quantité d’air qui pénètre dans les poumons. Dans les cas où les athlètes ont une fréquence respiratoire extrêmement faible, une augmentation du volume courant est compensatoire.

À Pendant l’activité physique, le volume courant n’augmente clairement qu’à des niveaux relativement faibles. À la puissance proche et maximale, il se stabilise pratiquement, atteignant 3-3,5 l/min. Ceci est facilement réalisable chez les athlètes ayant une grande capacité vitale. Si la capacité vitale est faible et s'élève à 3-4 l, un tel volume courant ne peut être atteint qu'en utilisant l'énergie des muscles dits accessoires. Chez les athlètes ayant un rythme respiratoire fixe (par exemple les rameurs), le volume courant peut atteindre des valeurs colossales - 4,5 à 5,5 litres. Naturellement, cela n'est possible que si la capacité vitale atteint 6,5 à 7 litres.

H La fréquence respiratoire des athlètes au repos (différentes des conditions du métabolisme de base) fluctue dans une plage assez large (la plage normale de fluctuations de cet indicateur est de 10 à 16 mouvements par minute). Lors d'une activité physique, la fréquence respiratoire augmente proportionnellement à sa puissance, atteignant 50 à 70 respirations par minute. À des niveaux extrêmes de travail musculaire, la fréquence respiratoire peut être encore plus élevée.

T Ainsi, la ventilation pulmonaire lors d'un travail musculaire relativement léger augmente en raison d'une augmentation à la fois du volume courant et de la fréquence respiratoire, et lors d'un travail musculaire intense - en raison d'une augmentation de la fréquence respiratoire.

N Parallèlement à l'étude des indicateurs répertoriés, l'état fonctionnel du système respiratoire externe peut être jugé sur la base de quelques tests fonctionnels simples. En pratique, un test est largement utilisé pour déterminer la ventilation pulmonaire maximale (VVM). Ce test consiste en une augmentation maximale arbitraire de la respiration pendant 15 à 20 s ( voir fig. 25). Le volume de cette hyperventilation volontaire est ensuite réduit à 1 minute et exprimé en l/min. La valeur MVL atteint 200-250 l/min. La courte durée de cet essai est associée à une fatigue rapide des muscles respiratoires et au développement d'une hypocapnie. Et pourtant, ce test donne une idée de la possibilité d'augmenter volontairement la ventilation pulmonaire (voir tableau 12). Actuellement, la capacité de ventilation maximale des poumons est jugée par la valeur réelle de la ventilation pulmonaire enregistrée au travail maximum (dans les conditions de détermination du MOC).

À PROPOS L'échange d'O2 et de CO2 entre les poumons et le sang se fait à travers la membrane alvéolo-capillaire. Elle est constituée de la membrane alvéolaire, du liquide intercellulaire contenu entre l'alvéole et le capillaire, de la membrane capillaire, du plasma sanguin et de la paroi des globules rouges. L'efficacité du transfert d'oxygène à travers une telle membrane alvéolo-capillaire caractérise l'état de la capacité de diffusion des poumons, qui est une mesure quantitative du transfert de gaz par unité de temps pour une différence donnée de sa pression partielle des deux côtés de la membrane.

D La capacité de diffusion des poumons est déterminée par un certain nombre de facteurs. Parmi eux, la surface de diffusion joue un rôle important. Nous parlons de la surface sur laquelle se produit un échange gazeux actif entre les alvéoles et le capillaire. La surface de diffusion peut diminuer à la fois en raison de la vidange des alvéoles et en raison du nombre de capillaires actifs. Il faut tenir compte du fait qu'un certain volume de sang de l'artère pulmonaire pénètre dans les veines pulmonaires par des shunts, en contournant le réseau capillaire. Plus la surface de diffusion est grande, plus les échanges gazeux entre les poumons et le sang sont efficaces. Au cours de l'activité physique, lorsque le nombre de capillaires fonctionnant activement dans la circulation pulmonaire augmente fortement, la surface de diffusion augmente, ce qui entraîne une augmentation du flux d'oxygène à travers la membrane alvéolo-capillaire.

D Un autre facteur déterminant la diffusion pulmonaire est l'épaisseur de la membrane alvéolo-capillaire. Plus cette membrane est épaisse, plus la capacité de diffusion des poumons est faible, et vice versa. Il a été récemment démontré que sous l'influence d'une activité physique systématique, l'épaisseur de la membrane alvéolo-capillaire diminue, augmentant ainsi la capacité de diffusion des poumons (Masorra).

DANS Dans des conditions normales, la capacité de diffusion des poumons dépasse légèrement 15 ml d’O2 min/mmHg. Art. Pendant l'activité physique, elle augmente plus de 4 fois, atteignant 65 ml d'O2 min/mmHg. Art.

En figue. 27 les facteurs déterminant la valeur de la puissance aérobie maximale sont indiqués. Les déterminants immédiats de la DMO sont le volume infime du flux sanguin et la différence artério-veineuse. Il convient de noter que ces deux déterminants, conformément à l'équation de Fick, sont dans une relation réciproque :

Vo2 max = Q * DAV, où (selon les symboles internationaux) Vo2max - MPC ; Q - volume minute du flux sanguin ; AVD - différence artério-veineuse.

ET En d’autres termes, une augmentation de Q pour une Vo2max donnée s’accompagne toujours d’une diminution de l’AVD. À son tour, la valeur Q dépend du produit de la fréquence cardiaque et du volume systolique, et la valeur AVD dépend de la différence de teneur en O2 dans le sang artériel et veineux.

DANS Le tableau 13 montre les énormes changements que subissent les indicateurs cardiorespiratoires au repos lorsque le système de transport d'O2 fonctionne à son maximum.

Tableau 13. Indicateurs du système de transport d'O2 au repos et à charge maximale (données moyennes) chez les stagiaires en endurance

M La puissance aérobie maximale chez les athlètes de toute spécialisation est plus élevée que chez les personnes en bonne santé non entraînées (tableau 14). Cela est dû à la fois à la capacité du système cardiorespiratoire à transporter plus d’oxygène et au besoin accru en oxygène des muscles qui travaillent.

Tableau 14. Puissance aérobie maximale chez les sportifs et non entraînés (données moyennes selon Wilmore, 1984)

U Chez les hommes en bonne santé et non entraînés, la puissance aérobie maximale est d'environ 3 l/min et chez les femmes, de 2,0 à 2,2 l/min. Lorsqu'elle est recalculée pour 1 kg de poids chez les hommes, la puissance aérobie maximale est de 40 à 45 ml/min/kg et chez les femmes de 35 à 40 ml/min/kg. Chez les athlètes, la puissance aérobie maximale peut être 2 fois supérieure. Dans certaines observations, la DMO chez les hommes dépassait 7,0 l/min STPD (Novakki, N.I. Volkov).

M La puissance aérobie maximale est très étroitement liée à la nature de l’activité sportive. Les valeurs les plus élevées de puissance aérobie maximale sont observées chez les athlètes s'entraînant pour l'endurance (skieurs, coureurs de moyenne et longue distance, cyclistes, etc.) - de 4,5 à 6,5 l/min (calculé pour 1 kg de poids supérieur à 65 -75 ml /min/kg). Les valeurs les plus basses de puissance aérobie maximale sont observées chez les représentants des sports de vitesse (haltérophiles, gymnastes, plongeurs aquatiques) - généralement inférieures à 4,0 l/min (calculées pour 1 kg de poids inférieur à 60 ml/min/kg). . Une position intermédiaire est occupée par ceux spécialisés dans les jeux sportifs, la lutte, la boxe, le sprint, etc.

M La puissance aérobie maximale des athlètes féminines est inférieure à celle des athlètes masculins (voir tableau 14). Cependant, le schéma selon lequel la puissance aérobie maximale est particulièrement élevée chez les stagiaires en endurance s’applique également aux femmes.

T Ainsi, la caractéristique fonctionnelle la plus importante du système cardiorespiratoire chez les athlètes est une augmentation de la puissance aérobie maximale.

À PROPOS Les voies respiratoires supérieures jouent un rôle important dans l’optimisation de la respiration externe. Sous un stress modéré, la respiration peut s'effectuer par la cavité nasale, qui remplit un certain nombre de fonctions non respiratoires. Ainsi, la cavité nasale est un puissant champ récepteur qui affecte de nombreuses fonctions autonomes, et notamment le système vasculaire. Des structures spécifiques de la muqueuse nasale effectuent un nettoyage intensif de l'air inhalé de la poussière et d'autres particules et même des composants gazeux de l'air.

À Lors de la plupart des exercices sportifs, la respiration se fait par la bouche. Dans le même temps, la perméabilité des voies respiratoires supérieures augmente et la ventilation pulmonaire devient plus efficace.

DANS Les voies respiratoires supérieures deviennent relativement souvent le siège du développement de maladies inflammatoires. L’une des raisons en est le refroidissement et la respiration d’air froid. Chez les athlètes, ces maladies sont rares en raison du durcissement et de la haute résistance d'un organisme physiquement développé.

À PROPOS Les athlètes souffrent de maladies respiratoires aiguës (IRA) de nature virale presque deux fois moins souvent que les personnes non entraînées. Malgré l'apparente innocuité de ces maladies, leur traitement doit être effectué jusqu'à guérison complète, car des complications surviennent souvent chez les sportifs. Les athlètes souffrent également de maladies inflammatoires de la trachée (trachéite) et des bronches (bronchite). Leur développement est également associé à l'inhalation d'air froid. Un certain rôle appartient à la pollution atmosphérique par les poussières due au non-respect des exigences d'hygiène des sites d'entraînement et de compétition. En cas de trachéite et de bronchite, le principal symptôme est une toux sèche et irritante. La température corporelle augmente. Ces maladies accompagnent souvent les infections respiratoires aiguës.

N La maladie respiratoire externe la plus grave chez les athlètes est la pneumonie (pneumonie), dans laquelle le processus inflammatoire affecte les alvéoles. Il existe des pneumonies lobaires et focales. Le premier d’entre eux se caractérise par une faiblesse, des maux de tête, une fièvre pouvant atteindre 40°C et plus et des frissons. La toux est d'abord sèche, puis elle s'accompagne d'expectorations qui prennent une couleur « rouillée ». Il y a une douleur dans la poitrine. La maladie est traitée dans un hôpital clinique. Dans la pneumonie lobaire, un lobe entier du poumon est touché. En cas de pneumonie focale, on note une inflammation de lobules individuels ou de groupes de lobules pulmonaires. Le tableau clinique de la pneumonie focale est polymorphe. Il est préférable de le traiter en milieu hospitalier. Après une guérison complète, les athlètes doivent être sous surveillance médicale pendant une longue période, car l'évolution d'une pneumonie chez eux peut survenir dans le contexte d'une diminution de l'immunorésistance du corps.

Spirométrie dynamique - détermination des modifications de la capacité vitale sous l'influence de l'activité physique (test de Shafransky). Après avoir déterminé la valeur initiale de la capacité vitale au repos, il est demandé au sujet d'effectuer une activité physique dosée - 2 minutes de course sur place à une cadence de 180 pas/min en soulevant la hanche à un angle de 70-80°, après quoi la capacité vitale est à nouveau déterminée. En fonction de l'état fonctionnel des systèmes respiratoire et circulatoire externe et de leur adaptation à la charge, la capacité vitale peut diminuer (évaluation insatisfaisante), rester inchangée (évaluation satisfaisante) ou augmenter (évaluation, c'est-à-dire adaptation à la charge, bonne). On ne peut parler de modifications fiables de la capacité vitale que si elle dépasse 200 ml.

Test de Rosenthal- mesure quintuple de la capacité vitale, réalisée à 15 secondes d'intervalle. Les résultats de ce test permettent d'évaluer la présence et le degré de fatigue des muscles respiratoires, ce qui, à son tour, peut indiquer la présence d'une fatigue d'autres muscles squelettiques.

Les résultats du test de Rosenthal sont appréciés comme suit :

L'augmentation de la capacité vitale de la 1ère à la 5ème mesure est un excellent bilan ;

La valeur de la capacité vitale ne change pas - une bonne évaluation ;

La valeur de la capacité vitale diminue jusqu'à 300 ml - évaluation satisfaisante ;

La valeur de la capacité vitale diminue de plus de 300 ml - évaluation insatisfaisante.

Échantillon Shafransky consiste à déterminer la capacité vitale avant et après une activité physique standard. Cette dernière consiste à monter une marche (22,5 cm de hauteur) pendant 6 minutes au rythme de 16 pas/min. Normalement, la capacité vitale reste pratiquement inchangée. Avec une diminution de la fonctionnalité du système respiratoire externe, les valeurs de capacité vitale diminuent de plus de 300 ml.
Tests hypoxiques permettent d'évaluer l'adaptation humaine à l'hypoxie et à l'hypoxémie.
Test de Genchi- enregistrement du temps d'apnée après l'expiration maximale. Il est demandé au sujet de prendre une profonde inspiration, puis d'expirer autant que possible. Le sujet retient sa respiration avec le nez et la bouche pincés. Le temps pendant lequel vous retenez votre souffle entre l'inspiration et l'expiration est enregistré. Normalement, la valeur du test Genchi chez les hommes et les femmes en bonne santé est de 20 à 40 s et pour les athlètes de 40 à 60 s.
Test de stabilité- le temps de retenue lors d'une respiration profonde est enregistré. Il est demandé au sujet d'inspirer, d'expirer, puis d'inspirer à un niveau de 85 à 95 % du maximum. Fermez la bouche, pincez-vous le nez. Après l'expiration, le temps d'attente est enregistré. La valeur moyenne du test de Stange pour les femmes est de 35 à 45 s, pour les hommes - de 50 à 60 s, pour les athlètes - de 45 à 55 s ou plus, pour les athlètes - de 65 à 75 s ou plus.
Test de Stange avec hyperventilation
Après hyperventilation (pour les femmes - 30 s, pour les hommes - 45 s), la respiration est retenue en prenant une profonde inspiration. Le temps d'apnée volontaire augmente normalement de 1,5 à 2,0 fois (en moyenne, les valeurs pour les hommes sont de 130 à 150 s, pour les femmes de 90 à 110 s).
Test de Stange avec activité physique. Après avoir effectué le test Barbell au repos, une charge est effectuée - 20 squats en 30 s. Après la fin de l'activité physique, un nouveau test Stange est immédiatement effectué. Le temps des tests répétés est réduit de 1,5 à 2,0 fois. Par la valeur du test Genchi, on peut juger indirectement du niveau des processus métaboliques, du degré d'adaptation du centre respiratoire à l'hypoxie et à l'hypoxémie et de l'état de la gauche ventricule du cœur. Les personnes ayant des taux élevés de tests hypoxémiques supportent mieux l'activité physique. Pendant l'entraînement, notamment dans des conditions de moyenne altitude, ces indicateurs augmentent.Chez les enfants, les indicateurs de tests hypoxémiques sont inférieurs à ceux des adultes.
7.2.3. Méthodes instrumentales pour étudier le système respiratoire
Pneumotachométrie - détermination du débit volumétrique d'air maximum pendant l'inspiration et l'expiration. Les indicateurs de pneumotachométrie (PTM) reflètent l'état de perméabilité bronchique et la force des muscles respiratoires. La perméabilité bronchique est un indicateur important de l'état de la fonction respiratoire externe. Plus la lumière totale des voies respiratoires est large, moins elles offrent de résistance au flux d'air et plus le volume qu'une personne peut inspirer et expirer avec l'acte respiratoire le plus forcé est grand. La dépense énergétique pour la ventilation des poumons dépend du degré de perméabilité bronchique. Avec une augmentation de la perméabilité bronchique, le même volume de ventilation pulmonaire nécessite moins d'effort. L'éducation physique et sportive systématique contribue à améliorer la régulation de la perméabilité bronchique et à l'augmenter.
Le débit volumétrique d'air lors de l'inspiration et de l'expiration est mesuré en litres par seconde (l/s).
Chez les personnes en bonne santé et non entraînées, le rapport entre le débit volumétrique d'inspiration et le débit volumétrique d'expiration (la puissance d'inspiration et d'expiration) est proche de un. Chez les malades, ce rapport est toujours inférieur à un. Chez les athlètes, la puissance d'inspiration dépasse la puissance d'expiration et ce rapport atteint 1,2-1,4.
Pour une évaluation plus précise de la perméabilité bronchique, il est plus simple d'utiliser le calcul des valeurs appropriées. Pour calculer la valeur appropriée, la valeur réelle de la capacité vitale est multipliée par 1,24. La perméabilité bronchique normale est égale à la puissance d'inspiration et d'expiration, c'est-à-dire 100 ± 20 % de sa valeur propre.
Les indicateurs PTM varient chez les femmes de 3,5 à 4,5 l/s ; pour les hommes - de 4,5 à 6 l/s. Pour les athlètes féminines, les valeurs PTM sont de 4 à 6 l/s, pour les athlètes de 5 à 8 l/s.
Ces dernières années, la fonction de la respiration externe a été déterminée à l'aide d'un ordinateur IBM PC sur un appareil Spiroscope TM utilisant la spirographie et la boucle de volume de sortie forcé (FVO), comme la plus appropriée pour la recherche dynamique de la respiration. Ainsi, les valeurs les plus élevées de capacité vitale, de volume expiratoire forcé en 1 s (VEMS 1), MVL ont été trouvées dans le groupe d'endurance, légèrement inférieures, mais également élevées - dans le groupe des arts martiaux et des sports d'équipe, ce qui indique que dans ces sports, une attention considérable est accordée au développement de la qualité de l'endurance (Dyakova P.S., 2000).
Spirographie- une méthode d'étude approfondie du système respiratoire externe avec enregistrement des indicateurs de fréquence respiratoire (RR), de profondeur respiratoire (RD), de volume respiratoire minute (MRV), de capacité vitale des poumons avec ses composants : volume de réserve inspiratoire - ( RIVD), volume de réserve expiratoire - (ROVSH), volume courant - (TO), capacité vitale forcée (FVC), ventilation pulmonaire maximale (MVV) et consommation d'oxygène (PO2).
BH Normalement, au repos, chez des adultes pratiquement en bonne santé, le rythme varie de 14 à 16 respirations par minute. Chez les athlètes, avec un entraînement croissant, le RR peut diminuer et aller de 8 à 12 par minute, chez les enfants - un peu plus.
GV, ou volume courant (VT)également mesuré sur un spirogramme de respiration calme et uniforme. La BC représente environ 10 % de la capacité pulmonaire ou 15 à 18 % de la capacité vitale et est égale à 500 à 700 ml chez l'adulte ; chez les athlètes, la BC augmente et peut atteindre 900 à 1 300 ml.
MPV (ventilation pulmonaire) est le produit de DO et RR en 1 min (avec une respiration uniforme d'égale profondeur). Au repos, dans des conditions normales, cette valeur varie de 5 à 9 l/min. Chez les sportifs, sa valeur peut atteindre 9-12 l/min ou plus. Il est important que le MRR augmente en raison de la profondeur, et non de la fréquence, de la respiration, ce qui n'entraîne pas une consommation d'énergie excessive pour le travail des muscles respiratoires. Parfois, une augmentation de la MOD au repos peut être associée à une récupération insuffisante des charges d'entraînement.
Volume de réserve inspiratoire (VRI)- c'est le volume d'air que le sujet peut inhaler à l'effort maximum suite à une inspiration normale. Au repos, ce volume est approximativement égal à 55-63 % de la capacité vitale. Ce volume est principalement utilisé pour approfondir la respiration pendant l’exercice et détermine la capacité des poumons à se dilater et à se ventiler davantage.
Volume de réserve expiratoire (VRE)- c'est le volume d'air que le sujet peut expirer à l'effort maximum suite à une expiration normale. Sa valeur varie de 25 à 345 de capacité vitale selon la position du corps.
Capacité vitale forcée (test FVC ou Tiffno-Watchel)- le volume maximum d'air pouvant être expiré en 1 s. Lors de la détermination de cette valeur à partir de la position d'inspiration maximale, le sujet effectue l'expiration la plus forcée. Cet indicateur est calculé en ml/s et exprimé en pourcentage de la capacité vitale normale. Chez les individus en bonne santé qui ne pratiquent pas de sport, ce chiffre varie de 75 à 85 %. Chez les sportifs, cet indicateur peut atteindre des valeurs importantes avec une augmentation simultanée de la VC et de la FVC : leurs pourcentages changent légèrement. Une CVF inférieure à 70 % indique une obstruction bronchique altérée.
Ventilation maximale (MVL)- il s'agit du plus grand volume d'air ventilé par les poumons en 1 minute avec une augmentation maximale de la respiration due à une augmentation de sa fréquence et de sa profondeur. MVL est l'un des indicateurs qui caractérisent le mieux la capacité fonctionnelle du système respiratoire externe. La valeur du MVL est influencée par la capacité vitale, la force et l'endurance des muscles respiratoires et la perméabilité bronchique. De plus, le MVL dépend de l'âge, du sexe, du développement physique, de l'état de santé, de la spécialisation sportive, du niveau d'entraînement et de la période de préparation. Normalement, chez les femmes, la MVL est de 50 à 77 l/min, chez les hommes de 70 à 90 l/min. Chez les sportifs, il peut atteindre 120-140 l/min chez les femmes, 190-250 l/min chez les hommes. Lors de la détermination du MVL, le volume de ventilation est mesuré à l'augmentation volontaire maximale de la respiration pendant 15 à 20 s, puis les données obtenues sont réduites à une minute et exprimées en l/min. Une hyperventilation prolongée entraîne une hypocapnie, qui provoque une diminution de la tension artérielle et des vertiges chez les sujets. Une évaluation du niveau de capacité fonctionnelle du système respiratoire externe peut être obtenue en comparant le MVL avec le MVL approprié (DMVL) :

DMVL = (VEL/2F) x 35

MVL, en % MVL = (MVL réelle x 100) / MVL

La valeur normale de MVL est de 100 ± 10 MVL. Chez les athlètes, le MVL atteint 150 % du MVL ou plus. Si nous soustrayons le MPV au repos du MVL, nous obtenons une valeur indiquant dans quelle mesure un athlète peut augmenter la ventilation des poumons, ce qu'on appelle la réserve respiratoire. Normalement, il s'agit de 91 à 92 % de la MVL.
Equivalent respiratoire (ER) est une quantité abstraite exprimant le nombre de litres d'air qui doivent être ventilés pour utiliser 100 ml d'oxygène. DE est calculé à l'aide de la formule : DE = MODD consommation appropriée d'oxygène xY), où la consommation appropriée d'oxygène est calculée comme le quotient de le taux métabolique de base approprié (kcal) selon le tableau Harris-Benedict à un coefficient de 7,07.

Principes d'évaluation. Normalement, au repos, l'équivalent respiratoire varie de 1,8 à 3,0 et est en moyenne de 2,4.
Équivalent ventilation (VE), est essentiellement le même indicateur que DE, mais est calculé non pas par rapport à l'absorption correcte de l'oxygène, mais par rapport à l'absorption réelle.
La VE est calculée à l'aide de la formule : VE = MOD/par consommation d'oxygène en litres. Principes d'évaluation : plus la valeur VE est élevée, plus l'efficacité respiratoire est faible.
Coefficient de réserve respiratoire (RRC) reflète les capacités de réserve du système respiratoire externe. KRD = (MVL - MOD) x 10 / MVL. Principes d'évaluation: RHL inférieur à 70% indique une diminution significative de la fonctionnalité respiratoire.

8. CAPACITÉ DE DIFFUSION DES POUMONS (DL) - la quantité de gaz traversant la membrane alvéolo-capillaire par minute, calculée pour 1 mm Hg. Art. différence de pression partielle du gaz des deux côtés de la membrane. Les méthodes existantes pour déterminer la capacité de diffusion des poumons sont complexes et longues et ne sont utilisées que dans certaines cliniques spécialisées. Seuls les principes de ces méthodes sont donc présentés ici.
Méthodes de détermination. Pour déterminer la capacité de diffusion des poumons, on utilise des gaz mieux solubles dans le sang que dans les membranes alvéolo-capillaire. Ces gaz comprennent l'oxygène et le monoxyde de carbone. Étant donné que de petites concentrations de monoxyde de carbone sont utilisées (0,1 à 0,2 %) et que le gaz est inhalé pendant une courte période, l'utilisation de ce gaz pour déterminer la capacité de diffusion des poumons est sûre.
Détermination de la capacité de diffusion des poumons à l'aide du monoxyde de carbone par la méthode de la respiration unique. Le mélange gazeux est inhalé : 0,3 % CO, 10 % hélium, 21 % O ; en azote. Après une apnée de 10 secondes, le sujet est invité à expirer de manière forcée. La capacité vitale et le volume résiduel ont été préalablement déterminés. DL est calculé par la formule : où TLC est la capacité pulmonaire totale ; F est la concentration alvéolaire initiale de monoxyde de carbone, F est la concentration de CO dans le gaz expiré ; --temps de rétention de la respiration en secondes.

La concentration alvéolaire initiale de monoxyde de carbone est calculée à partir de la concentration d'hélium dans l'échantillon de gaz expiré (Fa), l'hélium étant insoluble, sa dilution dans l'air alvéolaire est égale à la dilution du monoxyde de carbone avant qu'il ne commence à être absorbé dans l'air alvéolaire. sang. Ce calcul s'effectue à l'aide de la formule :

Le compteur de gaz détermine la concentration de monoxyde de carbone dans l'air expiré après une apnée de 10 secondes.

Détermination de la capacité de diffusion pulmonaire à l'aide de monoxyde de carbone dans des conditions d'état d'équilibre. Le patient respire de l'air atmosphérique pendant 15 minutes, puis inhale un mélange d'air contenant 0,1 % de monoxyde de carbone pendant 6 minutes (ou prend 6 respirations de ce mélange). Aux 2ème et 6ème minutes, la concentration de monoxyde de carbone dans l'air expiré est mesurée. La tension alvéolaire du monoxyde de carbone est déterminée à partir d'un échantillon de gaz alvéolaire ou calculée en déterminant d'abord l'espace mort. La différence entre la quantité de CO dans les gaz inhalés et expirés déterminera la quantité de monoxyde de carbone absorbée pendant la période d'étude. La diffusivité du monoxyde de carbone est calculée à l'aide de la formule :

où Vco est la quantité de monoxyde de carbone absorbée par minute ; PACO~~ CO tension dans l’air alvéolaire.

Pour obtenir la capacité de diffusion des poumons en oxygène, la valeur DLC0 résultante est multipliée par 1,23.

En raison de la complexité importante de la méthodologie, la détermination de la diffusivité de l'oxygène ne s'est pas généralisée. La description de la méthode n’est donc pas donnée ici.

Valeurs normales. L'ampleur de la capacité de diffusion des poumons dépend de la méthode de recherche et de la surface du corps. Il est plus faible chez les femmes que chez les hommes. La limite inférieure de DL0 au repos est d'environ 15 ml d'OgminmmHg. Art.

La capacité de diffusion maximale des poumons est observée lors d’une activité physique. A ce moment, il atteint 60 ml 0,minmm Hg. Art. et plus.

Il y avait une diminution de la capacité maximale de diffusion des poumons avec l’âge. La dépendance de la diffusivité maximale sur l'âge est exprimée par la formule :

DL0(Max = 0,67 X taille (en cm) -0,55 X âge (en années) -40,9.

Options de pathologie. Des altérations de la capacité de diffusion des poumons sont observées dans les cas de pneumosclérose, de sarcoïdose, de silicose, d'emphysème et de sténose mitrale accompagnées d'une congestion sévère des poumons.

Lors d'un effort physique maximal, la ventilation réelle des poumons ne représente que 50 % du volume courant maximum. De plus, l'hémoglobine du sang artériel est saturée d'oxygène même lors des activités physiques les plus intenses. Le système respiratoire ne peut donc pas être un facteur limitant la capacité d’une personne en bonne santé à tolérer une activité physique. Cependant, pour les personnes en mauvaise condition physique, l’entraînement des muscles respiratoires peut poser problème. Un facteur limitant la capacité d'exercice est la capacité du cœur à pomper le sang vers les muscles, ce qui affecte à son tour le taux de transfert maximal de 02. La fonction cardiovasculaire est un problème courant. Les mitochondries des muscles en contraction sont les consommateurs finaux d’oxygène et le déterminant le plus important de la performance d’endurance.
Pression dans la bouche. La mesure des pressions inspiratoires et expiratoires maximales dans la cavité buccale est le test le plus courant de la force musculaire inspiratoire et expiratoire globale. Les manœuvres requises sont difficiles à réaliser pour certains patients car elles reposent sur une tentative volontaire maximale. Il existe des limites normales, mais elles varient considérablement même chez les sujets sains. La valeur minimale de la limite normale est due à une légère faiblesse ou à une tentative sous-maximale chez un sujet sain. A pression normale, une faiblesse des muscles respiratoires est clairement exclue. Pression dans la cavité nasale. La pression nasale inspiratoire lors d'un reniflement rapide est basée sur une manœuvre plus simple à réaliser que la pression inspiratoire maximale et constitue une mesure précise, simple et non invasive de la force musculaire inspiratoire globale. Il est particulièrement utile pour décider s'il existe des signes de pression inspiratoire maximale faible ou si la force musculaire inspiratoire est sous-estimée dans la BPCO lorsque la transmission de la pression depuis l'intérieur de la poitrine est ralentie. Les équipements nécessaires à ces recherches sont de plus en plus disponibles. Pression pendant la toux. La pression ou le débit maximum pendant la toux aide à déterminer la force des muscles expiratoires. Tests de force musculaire inspiratoire spécifiques ou invasifs Les tests non invasifs reposent sur le transfert rapide de la pression de la poitrine vers la cavité buccale, ainsi que sur la bonne compréhension, la communication et la motivation du patient pour déterminer la force musculaire inspiratoire et expiratoire globale. En insérant des cathéters à pression dans l'œsophage et l'estomac, des mesures spécifiques de la pression inspiratoire, expiratoire et transdiaphragmatique peuvent être prises lors d'une inhalation nasale rapide et d'une toux. En combinant une mesure de pression invasive avec une stimulation électrique ou magnétique du nerf phrénique, une mesure involontaire de la force diaphragmatique est obtenue. Ces tests détectent une faiblesse diaphragmatique unilatérale ou une atteinte du nerf phrénique mais sont rarement utilisés en dehors des laboratoires spécialisés. La détermination de l’activité des muscles respiratoires joue un rôle important dans la compréhension de la façon dont les poumons sont ventilés. Une approche par étapes de l’examen des muscles respiratoires donne un aperçu de la progression de diverses pathologies et de symptômes respiratoires inexpliqués.

9. L'effet de l'activité physique sur le système cardiovasculaire
La recherche sur le cœur physiologique du sport (appareil circulatoire), les voies de son développement et les méthodes d'évaluation est une tâche importante de la cardiologie du sport. L'utilisation correcte et rationnelle de l'exercice physique entraîne des changements positifs significatifs dans la morphologie et le fonctionnement du système cardiovasculaire. L'état fonctionnel élevé du cœur physiologique du sportif est le résultat d'une adaptation à long terme à un entraînement régulier. Pour comprendre la nature des changements adaptatifs qui se produisent dans le cœur physiologique du sportif, il est nécessaire de considérer les idées modernes sur les lois fondamentales de l'adaptation du corps à l'activité physique. L'adaptation d'un individu est un processus qui permet au corps d'acquérir une résistance auparavant absente à un certain facteur environnemental et ainsi d'avoir la possibilité de vivre dans des conditions auparavant considérées comme insolubles (Meyerson F.Z., 1986). Le caractère par étapes du processus d'adaptation de l'appareil circulatoire à une augmentation continue à long terme de la fonction a été prouvé dans les monographies de F.Z. Meyerson et son équipe (1965-1993). L'auteur a identifié 4 étapes d'adaptation cardiaque lors de son hyperfonctionnement compensatoire : étapes d'adaptation d'urgence, transitionnelle et durable, la quatrième étape - l'usure- accompagné d'une insuffisance cardiaque fonctionnelle. Lors de la mobilisation de la fonction de l'appareil circulatoire provoquée par l'influence de facteurs environnementaux, et en particulier l'influence de l'activité physique, une étape aussi claire du processus d'adaptation ne peut être identifiée. On peut parler des étapes d'adaptation de l'appareil circulatoire à l'activité physique de manière très conditionnelle, en distinguant dans le processus à long terme de développement de l'esprit sportif l'étape initiale (plus précisément précédente) d'adaptation urgente et l'étape ultérieure d'adaptation à long terme.
Étape urgente d’adaptationà l'activité physique se produit immédiatement après le début de l'activité physique sur le corps d'une personne non entraînée et est mise en œuvre sur la base de mécanismes physiologiques prêts à l'emploi. L'adaptation urgente comprend tous les mécanismes de régulation de l'appareil circulatoire, conçus pour maintenir l'homéostasie dans des conditions d'activité physique. Cependant, effectuer une charge par une personne non préparée ne lui permet pas d'obtenir une réaction motrice rapide et d'effectuer la charge pendant suffisamment temps long... Une réaction adaptative urgente, en règle générale, n'est pas assez parfaite pour obtenir le résultat souhaité.
Étape d'adaptation à long terme se produit progressivement, en raison des effets suffisants et fractionnés du facteur adaptogène, c'est-à-dire en transformant la quantité en qualité. C'est grâce à l'impact fractionné sur le corps de l'activité physique utilisée dans le processus d'entraînement moderne que l'athlète parvient à obtenir des résultats sportifs élevés. En revanche, pour un athlète bien adapté à certaines activités physiques, ce niveau d'adaptation déjà atteint est le point de départ pour atteindre un résultat encore plus élevé.
10. Tout d'abord, cela concerne la question des soi-disant caractéristiques du système circulatoire de l'athlète et, deuxièmement, la triade de signes considérés comme caractéristiques d'un niveau élevé de l'état fonctionnel du système cardiovasculaire de l'athlète et évaluant même l'état de sa condition physique dans son ensemble. On parle de bradycardie, d'hypotension et d'hypertrophie myocardique. Certains auteurs appellent ces 3 signes « syndrome cardiaque sportif » [Khemer R., 1974].
Quant aux caractéristiques du « cœur sportif » physiologique, par exemple, l'ECG d'un athlète, reflétant des changements physiologiques positifs dans le cœur, est caractérisé par une bradycardie sinusale, une arythmie sinusale modérée (avec une différence d'intervalles R-R de 0,10 à 0,15 s), position électrique verticale ou semi-verticale du cœur, diminution de l'amplitude de l'onde P, grande amplitude des ondes R et T, notamment au niveau des dérivations thoraciques, légère élévation des segments ST au-dessus du niveau isoélectrique. Avec une augmentation du niveau d'état fonctionnel, des changements positifs significatifs sont notés, basés sur l'inclusion de mécanismes compensatoires et adaptatifs sous l'influence d'une augmentation du tonus du nerf vague, qui se manifeste par ses effets inotropes négatifs et négatifs. influence chronotrope.
Les caractéristiques physiologiques de l'appareil circulatoire sportif décrites par G. F. Lang ont été pleinement confirmées dans les travaux de ces dernières années. Nous parlons, par exemple, d'un volume infime de circulation sanguine chez les sportifs que chez ceux qui ne pratiquent pas de sport, ce qui est nécessaire pour alimenter les muscles qui travaillent, ce qui est dû à une meilleure utilisation de l'oxygène du sang en périphérie. G. F. Lang attachait une importance particulière à l'amélioration de la circulation sanguine capillaire dans le muscle cardiaque lors de l'exercice physique. G. F. Lang a également considéré à juste titre la capacité d'augmenter le volume infime de circulation sanguine pendant l'activité physique, non pas tant en raison d'une augmentation de la fréquence cardiaque, mais en raison d'une augmentation du volume systolique, comme une caractéristique du « cœur sportif » physiologique.
Attachant une grande importance aux caractéristiques du système cardiovasculaire de l'athlète, G. F. Lang a souligné à juste titre que dans la chaîne des changements dans le corps dans son ensemble, ses systèmes et organes individuels, il ne s'agit que d'un maillon, bien que très important.
À partir d’une brève liste des caractéristiques physiologiques du « cœur de l’athlète », il devient évident qu’il est impossible d’en fournir une analyse détaillée dans ce livre.
Quant à la deuxième question, à savoir sur les trois principaux signes d'un niveau fonctionnel élevé (bradycardie, hypotension et hypertrophie du myocarde), à ​​la lumière des données modernes, cette idée nécessite une révision. Ces 3 signes étaient et sont toujours considérés comme les principaux signes de la forme physique d’un athlète.
Tout d’abord, il semble erroné de parler de la condition physique d’un athlète en se basant uniquement sur des données médicales, car la condition physique est un concept pédagogique. De plus, il ne faut pas parler de l'état de forme d'un système ou d'un organe particulier (en particulier le système cardiovasculaire), ce qui, malheureusement, est souvent fait. Mais l'essentiel est que, d'une part, un état de bonne forme physique ne s'accompagne pas toujours de tous ces signes, et d'autre part, dans certains cas, ces signes peuvent être une manifestation de changements pathologiques dans le corps.
La bradycardie est le signe le plus constant et le plus obligatoire d’un état fonctionnel élevé du cœur d’un athlète. En effet, dans ce cas, la fréquence cardiaque diminue, et une bradycardie prononcée (inférieure à 40 battements/min), qui fait toujours douter de son origine physiologique, survient plus souvent chez les maîtres du sport et les athlètes de premier ordre, et chez les hommes plus souvent que chez les hommes. chez les femmes. Cependant, si la fréquence cardiaque d’un athlète est inférieure à 30-40 battements/min, il doit être soumis à un examen médical approfondi, principalement pour exclure un bloc cardiaque complet ou toute autre lésion.

11. Les changements dans la régulation de la circulation systémique sous l'influence de charges physiques de nature dynamique s'inscrivent pleinement dans les principes bien connus et discutés ci-dessus d'économie de la fonction des systèmes au repos et à faibles charges et de productivité maximale lors de l'exécution de charges maximales.

G.F. Lang (1936) a noté une nette diminution de la pression artérielle chez les athlètes, qui ne dépassait cependant pas les limites inférieures de la normale. Plus tard, ces observations ont été confirmées à plusieurs reprises par de nombreux chercheurs (Dembo A.G., Levin M.Ya., 1969 ; Graevskaya N.D., 1975 ; Karpman V.L., Lyubina B.G., 1982).

L'effet de l'entraînement systématique sur les niveaux de tension artérielle au repos a été étudié en détail par A.G. Dembo et M.Ya. Lévine (1969). Ils ont prouvé qu'une diminution de la pression artérielle chez les athlètes qui s'entraînent en endurance se produit plus souvent, plus le niveau d'esprit sportif, l'expérience de l'entraînement sportif, son volume et son intensité sont élevés. Cette dernière circonstance est confirmée par l'augmentation de l'hypotension de la période préparatoire à la période compétitive.

Ainsi, on peut affirmer qu'un entraînement dynamique régulier s'accompagne d'une hypotension artérielle, dont le développement repose sur des changements adaptatifs du système vasculaire artériel.

En effet, il est difficile d'imaginer une augmentation des performances d'un cœur sportif sans une augmentation de la conductivité hydraulique des vaisseaux de la circulation systémique (Blomgvist C, Saltin B., 1983).

Une autre manifestation de l'économie de la fonction de l'appareil circulatoire chez les athlètes est la modification adaptative de la vitesse du flux sanguin, qui diminue considérablement chez les athlètes à mesure que l'entraînement augmente. Ceci, à son tour, crée des conditions favorables pour une extraction maximale de l'oxygène du sang vers les tissus (Yakovlev N.N., 1974).

De plus, dans le processus d'adaptation aux charges physiques de nature dynamique, la distensibilité des artères augmente, leur résistance élastique diminue et, finalement, la capacité du lit artériel augmente. Ainsi, une diminution du tonus constricteur vasculaire facilite la circulation sanguine et contribue à réduire les dépenses énergétiques du cœur.

Une diminution du tonus des parois artérielles, qui se produit sous l'influence d'un entraînement régulier, principalement d'endurance, se manifeste par une diminution de la vitesse de propagation des ondes de pouls (PWV). L’intensité du flux sanguin dans les extrémités de ces athlètes est également réduite. Il a été démontré que lors d'une activité physique standard, le flux sanguin vers les muscles qui travaillent chez les athlètes est inférieur à celui des individus non entraînés (Ozolin P.P., 1984).

Toutes ces données confirment l'idée d'une économisation de la fonction du système vasculaire au repos. Les mécanismes des modifications du tonus vasculaire décrits ci-dessus lors d'un entraînement systématique ne sont actuellement pas tout à fait clairs. Il est difficile d'admettre que la principale raison de la diminution du tonus vasculaire au repos chez les sportifs est une diminution de l'activité métabolique du tissu musculaire. Ceci est contredit par l'augmentation significative de la différence artério-veineuse en oxygène révélée chez les athlètes par rapport aux individus non entraînés (Vasilieva V.D., 1971 ; Ekblom B. et al., 1968).

Ces données indiquent plutôt qu'avec un entraînement systématique, la capacité des muscles à utiliser l'oxygène augmente. Selon les concepts modernes, trois types de mécanismes interviennent dans l'amélioration de la régulation des vaisseaux de type résistif : humoral, local et réflexe (Ozolin P.P., 1984).

Bien que les mécanismes humoraux d'augmentation du tonus vasculaire participent sans aucun doute à la réponse des artères au stress, leur rôle dans la régulation du tonus vasculaire n'est pas le premier. Un certain nombre d'études ont montré qu'un entraînement dynamique régulier réduit considérablement le niveau de catécholamines sanguines en réponse à la charge de test. Cela donne des raisons de croire que la réaction des vaisseaux sanguins n'est pas déterminée par le niveau de catécholamines sanguines, mais par la sensibilité élevée des dispositifs nerveux de la paroi vasculaire.

Les réactions vasculaires locales participent également activement à la régulation du flux sanguin, mais la place centrale dans la régulation du tonus vasculaire au repos appartient aux mécanismes de régulation neuro-réflexes.

Les résultats des études de V. Saltin et al. (1977) indiquent que la mobilisation de la fonction du système cardiovasculaire lors d'une activité physique s'effectue par réflexe à l'aide de signaux émanant des récepteurs des muscles qui travaillent. Ces réactions réflexes subissent des modifications importantes sous l'influence d'une activité physique systématique. Les auteurs émettent l'hypothèse fondée que les réflexes cardiovasculaires, améliorés avec un entraînement régulier, se forment grâce à la stimulation des chimiorécepteurs des muscles squelettiques.

En conclusion, il convient de souligner que les mécanismes réflexes jouent un rôle majeur dans la modification des réactions vasculaires sous l'influence d'une activité physique systématique, car ils sont les seuls capables d'assurer l'interaction subtile de divers systèmes de survie et la régulation précise du sang régional. circuler dans diverses zones.

Au cours de l'activité physique statique décrite ci-dessus, aucun changement adaptatif du tonus vasculaire ne se produit. Au contraire, lors d'un entraînement visant à développer la force, l'intensité du flux sanguin au repos augmente (Ozolin P.P., 1984). Comme on le sait, les haltérophiles ont tendance à augmenter la tension artérielle (Volnov N.I., 1958 ; Dembo A.G., Levin M.Ya., 1969 ; Matiashvili K.I., 1971).

G.F. Lang considérait l’amélioration du flux sanguin capillaire dans les muscles comme le principal facteur garantissant une meilleure utilisation de l’oxygène. Quant au muscle cardiaque, une augmentation du flux sanguin capillaire, selon G.F. Lang, est une condition indispensable à une adaptation réussie à l’activité physique. Aujourd'hui, le fait d'une augmentation du débit du lit coronaire et de sa capacité résultant de l'adaptation à l'activité physique est pleinement confirmé et ne fait aucun doute (Pshennikova M.G. 1986).

Il existe des différences significatives dans la manière dont le système circulatoire s'adapte aux charges répétées d'une nature ou d'une autre. Si nous entendons effectuer des exercices de nature dynamique ou statique avec la participation de grands groupes musculaires, alors les différences dans la réponse hémodynamique sont détectées avec des charges uniques, c'est-à-dire au stade des réactions adaptatives urgentes.

La valeur du volume systolique (SV) n'augmente linéairement que jusqu'à 1/3 du MOC, l'augmentation de la valeur de SV est alors insignifiante. Cependant, le CIO augmente linéairement jusqu'à ce que le niveau de MOC soit atteint, principalement en raison de l'augmentation de la fréquence cardiaque.

La détermination de la fréquence cardiaque maximale autorisée, en fonction de l'âge, peut être calculée à l'aide de la formule R.Marshall & J.Shepherd (1968) : FCmax = 220 - T (battements/min).

Le taux d’augmentation de la valeur SV est nettement supérieur au taux d’augmentation de la fréquence cardiaque. En conséquence, le volume systolique approche de sa valeur maximale à VO 2 , égale à environ 40 % de VO2 max et une fréquence cardiaque autour de PO battements/min. L'augmentation de SV pendant l'activité physique est assurée grâce à l'interaction d'un certain nombre de mécanismes de régulation décrits ci-dessus. Ainsi, avec une charge croissante sous l'influence d'un retour veineux croissant, le remplissage des ventricules cardiaques augmente, ce qui, combiné à une augmentation de la compliance myocardique, entraîne une augmentation du volume télédiastolique. Cela signifie à son tour la possibilité d’augmenter le volume sanguin en raison de la mobilisation du volume de réserve basal des ventricules. Une augmentation de la contractilité du muscle cardiaque est également associée à une augmentation de la fréquence cardiaque. Un autre mécanisme de mobilisation du volume de réserve basal est le mécanisme neurohumoral, régulé par l'effet des catécholamines sur le myocarde.

La mise en œuvre des mécanismes d'adaptation urgente répertoriés se produit à travers le système de régulation intracellulaire des processus se produisant dans les myocardiocytes, qui comprennent leur excitation, le couplage de l'excitation et de la contraction, la relaxation des cellules myocardiques, ainsi que leur soutien énergétique et structurel. Il va sans dire qu'au cours du processus de réactions adaptatives urgentes à l'activité physique, tous les processus vitaux ci-dessus des cellules myocardiques sont intensifiés, ce qui est largement déterminé par la nature de la charge.

Compte tenu des particularités de la réponse hémodynamique à la charge dynamique, on pense que parmi les mécanismes cardiaques, une augmentation du SV, le rôle principal est joué par une augmentation du taux de relaxation myocardique et l'amélioration associée du transport du Ca 2+ . Lors de la pratique d'une activité physique dynamique, une augmentation de la pression artérielle est observée en réponse aux modifications du débit cardiaque et du tonus vasculaire. La mesure directe de la pression artérielle à l'aide de cathéters insérés dans les artères brachiales et fémorales de jeunes personnes en bonne santé pratiquant divers sports a montré qu'avec des charges de 150 à 200 W, la pression systolique augmentait jusqu'à 170-200 mmHg, tandis que la pression diastolique et moyenne changeait très légèrement. (5-10 mmHg). Dans le même temps, la résistance périphérique diminue naturellement ; sa diminution est l'un des mécanismes extracardiaques les plus importants d'adaptation urgente aux charges dynamiques.

Un autre mécanisme de ce type est l’augmentation de l’utilisation d’oxygène par unité de volume de sang. La preuve de l'inclusion de ce mécanisme est la modification de la différence artério-veineuse d'oxygène pendant l'exercice. Ainsi, selon les calculs de V.V. Vasilieva et N.A. Stepochkina (1986), au repos, le sang veineux emporte environ 720 ml d'oxygène inutilisé en 1 minute, tandis qu'au plus fort de l'activité physique maximale, le sang veineux circulant des muscles ne contient pratiquement pas d'oxygène (Bevegard B., Shephard J. , 1967) .

Lors de charges dynamiques, accompagnées d'une augmentation du débit cardiaque, le tonus vasculaire augmente. Cette dernière est caractérisée par la vitesse de propagation de l'onde de pouls qui, selon de nombreux chercheurs, lors d'une activité physique augmente considérablement dans les vaisseaux élastiques et musculaires (Smirnov K.M., 1969 ; Vasilyeva V.V., 1971 ; Ozolin P.P., 1984) .

Parallèlement à ces réactions vasculaires générales, en réponse à une telle charge, le flux sanguin régional peut changer de manière significative, comme le montre V.V. Vasiliev (1971), il y a une redistribution du sang entre les organes fonctionnels et non fonctionnels.

La légère augmentation de la COI observée lors de charges statiques n'est pas obtenue par une augmentation du volume systolique, mais par une augmentation de la fréquence cardiaque. Contrairement à la réaction du système circulatoire à une charge dynamique, dans laquelle la pression artérielle augmente tout en maintenant le niveau initial, avec la pression artérielle statique, elle augmente légèrement et la pression artérielle augmente de manière significative. Dans ce cas, la résistance vasculaire périphérique ne diminue pas, comme c'est le cas avec les charges dynamiques, mais reste pratiquement inchangée. Ainsi, la différence la plus significative dans la réponse de l'appareil circulatoire aux charges statiques est une augmentation prononcée de la pression artérielle, c'est-à-dire augmentation de la postcharge. Comme on le sait, cela augmente considérablement la tension myocardique et, à son tour, détermine l'activation des mécanismes d'adaptation à long terme qui assurent un apport sanguin adéquat aux tissus dans ces conditions.

12. Comparaison des performances (effectuées lors d'un test de charge) et de l'adaptabilité (réponse), c'est-à-dire le prix de ce travail caractérise suffisamment pleinement l'état de préparation fonctionnelle et l'état du sujet. Même des performances élevées en cas de stress hémodynamique excessif, d'acidose métabolique sévère, de VO2 max faible et de pouls d'oxygène inférieur à 20 ml par battement ou de VO2 max élevé avec un pouls d'oxygène faible, d'inversion d'onde T ou l'apparition de dents pointues hautes (plus de 6-8 mm), une diminution du segment ST plus de 1,5 mm (surtout ascendants ou en forme de creux), une diminution ou une forte augmentation de la tension des ondes R, l'apparition de divers types de troubles du rythme, notamment des extrasystoles polytopiques et de groupe, une discoordination des fonctions indique une détresse fonctionnelle.

Des signes défavorables doivent également être considérés comme une diminution de la teneur en hémoglobine et en érythrocytes avec une diminution de l'hémoglobinisation moyenne des érythrocytes, une hyperleucocytose avec un déplacement prononcé de la formule leucocytaire vers la gauche, une baisse de la concentration de lymphocytes et d'éosinophiles, ainsi que comme des changements identiques avec une leucopénie croissante, une augmentation isolée prolongée après l'exercice de l'hématocrite ou une diminution de la quantité d'hémoglobine dans le contexte d'une augmentation du nombre de réticulocytes, une diminution prononcée de la teneur en protéines dans le sang (Makarova G.A., 1990), changements brusques du métabolisme minéral, en particulier diminution de la teneur en ions potassium, sodium et phosphatides (Viru A.A. et al., 1963 ; Laitsberg L. A., Kalugina G.E., 1969 ; Vorobyov A.V., Vorobyova E.I., 1980 ; Finogenov V.S., 1987, etc.), acidose métabolique non compensée (pH compris entre 7 et 7,1), apparition dans les urines de protéines (plus de 0,066 g/l) et d'éléments formés, diminution prononcée de sa densité, détérioration de la fonction de le système nerveux central et le système neuromusculaire. Les tensions excessives (y compris l'incoordination) des fonctions et leur lente récupération avec de faibles indicateurs de performance sont particulièrement défavorables. Des performances élevées, même avec une réaction significative (mais adéquate) de l'hémodynamique, du métabolisme et de la régulation sympatho-surrénalienne au cours du déroulement normal des processus de récupération, indiquent une fonctionnalité élevée et la capacité du corps à les mobiliser lorsque des exigences maximales sont présentées. Par exemple, un coureur de fond très entraîné avec une puissance de travail maximale de 2 650 kgm/min (310 kgm/kg) et une capacité maximale d'oxygène de 78 l/kg avait une fréquence cardiaque de 210 battements/min et une tension artérielle systolique. de 220 mmHg. à zéro diastolique, le volume systolique a augmenté jusqu'à 180 m3, le volume minute - jusqu'à 36 l/min, des changements prononcés ont été observés sur le PCG et l'ECG, mais sans perturbation du rythme ni déformation de la partie finale de la courbe, la dette en oxygène était 15 l, mais dès la 2ème minute après l'extinction de la charge, une partie importante du lactate était utilisée, les changements hémodynamiques étaient restaurés dans les 25 minutes. L'économie du pouls d'oxygène à un niveau sous-critique peut être considérée comme significative. L'efficacité et la stabilité du système de respiration externe aux charges maximales se manifestent par une puissance aérobie élevée : CMI 5-6 l/min (70-80 ml/kg), volume respiratoire minute - 70-80 l, impulsion d'oxygène - 25-30 ml par battement, coefficient élevé et stable d'utilisation de l'oxygène et de libération de CO2.

13. Test fonctionnel- c'est la charge confiée au sujet pour déterminer l'état fonctionnel et les capacités de tout organe, système ou organisme dans son ensemble. Utilisé principalement dans la recherche en médecine sportive. Souvent, le terme « test fonctionnel avec activité physique » est remplacé par le terme « test ». Cependant, bien que « sample » et « test » soient essentiellement des synonymes (de l'anglais teste - test), « test » est néanmoins un terme plus pédagogique et psychologique, car il implique une détermination de la performance, du niveau de développement des qualités physiques, Traits de personnalité. La performance physique est étroitement liée aux moyens de l'assurer, c'est-à-dire avec la réaction du corps à ce travail, mais pour l'enseignant, pendant le processus de test, sa détermination n'est pas nécessaire. Pour un médecin, la réaction du corps à ce travail est un indicateur de l’état fonctionnel. Même des indicateurs de performance élevés avec un stress excessif (et plus encore un échec) d'adaptation ne permettent pas une évaluation élevée de l'état fonctionnel du sujet.

structure du mouvement puissance de travail sujet - spécifique non spécifique équipement utilisé(« simple et complexe »), selon ("ouvriers") (« après le travail »), etc.

14. Pour que les tests fonctionnels avec activité physique fournissent des informations suffisantes dans les études dynamiques, ils doivent répondre aux exigences suivantes :

La charge donnée doit être familière au sujet et ne doit pas nécessiter de développement de compétences supplémentaires ;

Causer une fatigue générale plutôt que locale ;

Éliminez la possibilité de risque, de sensations douloureuses et d'attitudes négatives.

Le même schéma de charge, les mêmes conditions extérieures, la même routine quotidienne, l'heure de la journée, les heures de repas doivent être garantis, l'utilisation de charges lourdes doit être évitée le jour et la veille de l'examen, l'exclusion de toute maladie et plainte, fatigue générale et utilisation de médicaments ou d'agents réparateurs.

Lors de l'interprétation des données obtenues, les éléments suivants doivent être pris en compte :

Comparaison des performances et adaptation ;

Correspondance de la réaction au travail effectué ;

Évaluation individuelle des données obtenues.

Le diagnostic de la condition physique (sa composante fonctionnelle) dans les cycles d'entraînement annuels et pluriannuels est déterminé par le calendrier des compétitions, la santé et le niveau d'esprit sportif. Avec le bon système d'entraînement, le niveau de condition physique augmente progressivement, atteignant son maximum lors des compétitions principales, puis diminue progressivement. Il peut y avoir (selon l'importance de la compétition et le moment de sa tenue) plusieurs périodes de forme sportive au cours de la saison.

15. Classification des tests fonctionnels
Dans la pratique de la médecine du sport, divers tests fonctionnels sont utilisés - avec un changement de position du corps dans l'espace, retenir la respiration pendant l'inspiration et l'expiration, faire des efforts, changer les conditions barométriques, stress nutritionnel et pharmacologique, etc. Mais dans cette section, nous aborderons uniquement sur les principaux tests d'activité physique, obligatoires lors de l'examen des personnes pratiquant l'exercice physique. Ces tests sont souvent appelés échantillons du système cardiovasculaire, car on utilise principalement des méthodes d'étude de la circulation sanguine et de la respiration (fréquence cardiaque, tension artérielle, etc.), mais ce n'est pas tout à fait exact ; ces tests doivent être considérés plus largement, car ils refléter l'état fonctionnel de tout l'organisme.

Ils peuvent être classés selon différents critères : structure du mouvement(squats, course, pédalage, etc.), selon puissance de travail(modéré, sous-maximal, maximum), selon multiplicité, rythme, combinaison de charges(à un et deux moments, combinés, avec charge uniforme et variable, charge de puissance croissante), selon conformité de la charge avec la direction de l'activité motrice sujet - spécifique(par exemple courir pour un coureur, pédaler pour un cycliste, faire du shadowboxing pour un boxeur, etc.) et non spécifique(avec la même charge pour tous les types d'activité motrice), selon équipement utilisé(« simple et complexe »), selon capacité à déterminer les changements fonctionnels pendant le chargement("ouvriers") ou seulement pendant la période de récupération(« après le travail »), etc.

Un test idéal se caractérise par : 1) la conformité du travail donné avec le caractère habituel de l'activité motrice du sujet et le fait que le développement de compétences particulières n'est pas requis ; 2) une charge suffisante, provoquant une fatigue majoritairement générale plutôt que locale, la possibilité d'enregistrer quantitativement le travail effectué, d'enregistrer les équipes de « travail » et de « post-travail » ; 3) la possibilité d'une application en dynamique sans beaucoup de temps et un grand nombre de personnel ; 4) l'absence d'attitude négative et d'émotions négatives du sujet ; 5) absence de risque et de douleur.

Pour comparer les résultats des études dans le temps, les éléments suivants sont importants : 1) stabilité et reproductibilité (indicateurs proches avec des mesures répétées, si l'état fonctionnel du sujet et les conditions d'examen restent sans changements significatifs) ; 2) objectivité (indicateurs identiques ou similaires obtenus par différents chercheurs) ; 3) contenu informatif (corrélation avec les performances réelles et évaluation de l'état fonctionnel dans des conditions naturelles).

L'avantage est donné aux échantillons avec une charge suffisante et des caractéristiques quantitatives du travail effectué, la capacité d'enregistrer les quarts de travail « travail » et « post-travail », qui permettent de caractériser aérobie (reflétant le transport de l'oxygène) et anaérobie (capacité à travailler en mode sans oxygène, c'est-à-dire résistance à l'hypoxie).

Les contre-indications aux tests sont toute maladie aiguë, subaiguë ou exacerbation d’une maladie chronique, une augmentation de la température corporelle ou un état général grave.

Afin d'augmenter la précision de l'étude, de réduire la part de subjectivité dans les évaluations et la possibilité d'utiliser des échantillons dans des enquêtes de masse, il est important d'utiliser la technologie informatique moderne avec analyse automatique des résultats.

Afin que les résultats soient comparables lors de l'observation dynamique (pour suivre l'évolution de l'état fonctionnel lors d'un entraînement ou d'une rééducation), même nature et modèle de charge, mêmes (ou très similaires) conditions environnementales, heure de la journée, routine quotidienne (sommeil, alimentation, activité physique, degré de fatigue générale, etc.), repos préalable (avant l'étude) d'au moins 30 minutes, exclusion des influences supplémentaires sur le sujet (maladies intercurrentes, médicaments, violations du régime, surexcitation, etc. ). Les conditions énumérées s'appliquent pleinement à l'examen dans des conditions de repos musculaire relatif.

16. Évaluer la réaction du sujet de test à la charge peut être basé sur des indicateurs reflétant l'état de divers systèmes physiologiques. Il est obligatoire de déterminer les indicateurs végétatifs, car les changements dans l'état fonctionnel du corps se reflètent davantage dans la partie la moins stable de l'acte moteur - son soutien végétatif. Comme l'ont montré nos études particulières, les indicateurs végétatifs lors de l'activité physique sont moins différenciés selon le sens de l'activité motrice et le niveau de compétence et sont davantage déterminés par l'état fonctionnel au moment de l'examen. Tout d'abord, cela s'applique au système cardiovasculaire, dont l'activité est étroitement liée à toutes les parties fonctionnelles du corps, déterminant en grande partie son activité vitale et ses mécanismes d'adaptation, et reflète donc largement l'état fonctionnel du corps dans son ensemble. Apparemment, à cet égard, les méthodes d'étude de la circulation sanguine en clinique et en médecine sportive ont été développées de manière très détaillée et sont largement utilisées dans tout examen des athlètes. Lors d'essais avec des charges sous-maximales et maximales Sur la base des données sur les échanges gazeux et les indicateurs biochimiques, le métabolisme, les performances aérobies et anaérobies sont également évalués.

Lors du choix d'une méthode de recherche, le sens de l'activité motrice de l'étudiant et son influence prédominante sur l'un ou l'autre maillon fonctionnel du corps revêtent une certaine importance. Par exemple, lors d'un entraînement caractérisé par une manifestation prédominante d'endurance, outre l'étude du système cardiovasculaire, il est nécessaire de déterminer des indicateurs reflétant la fonction respiratoire, le métabolisme de l'oxygène et l'état de l'environnement interne du corps ; dans les sports techniques et de coordination complexes. - l'état du système nerveux central et les analyseurs ; les sports de force, ainsi qu'en cours de rééducation après des blessures et des maladies du système musculo-squelettique, après des maladies cardiaques - des indicateurs de l'apport sanguin et de la contractilité du myocarde, etc.

La détermination de la fréquence et du rythme cardiaques, de la tension artérielle et de l'ECG avant et après l'exercice est obligatoire dans tous les cas.. L'évaluation de la réponse à la charge, qui s'est récemment généralisée (notamment dans les études physiologiques et pédagogiques du sport), uniquement par sa valeur de pouls (par exemple, dans la version classique du step test et du test PWC-170) ne peut être considéré comme suffisant, car la même fréquence cardiaque peut refléter un état fonctionnel différent du sujet, par exemple bon avec des changements conjugués et défavorable avec des changements multidirectionnels de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle. Parallèlement au comptage du pouls, la mesure de la pression artérielle permet de juger de la relation entre les différentes composantes de la réaction, c'est-à-dire sur la régulation de la circulation sanguine et l'électrocardiographie - sur l'état du myocarde, qui souffre le plus d'un stress excessif.

L'amélioration de l'état fonctionnel se manifeste par une économie de réaction sous des charges standards d'intensité modérée : la demande en oxygène est satisfaite avec moins de contraintes sur les systèmes de soutien, principalement la circulation sanguine et la respiration. Sous des charges extrêmes exécutées jusqu'à l'échec, un organisme plus entraîné est capable d'une plus grande mobilisation des fonctions, ce qui détermine la capacité à exécuter cette charge, c'est-à-dire performances supérieures. Dans le même temps, les changements dans la respiration, la circulation sanguine et l’environnement interne du corps peuvent être très importants. Cependant, la capacité de mobiliser au maximum les fonctions d’un corps entraîné, établie par B.C. Farfel en 1949, grâce à une réglementation parfaite, il est utilisé de manière rationnelle - uniquement lorsque les exigences présentées sont vraiment maximales. Dans tous les autres cas, le principal mécanisme de protection de l'autorégulation fonctionne - une tendance à un plus petit écart par rapport à l'équilibre physiologique avec une relation de changements plus appropriée. Avec l'amélioration de l'état fonctionnel, la capacité de fonctionner correctement dans un large éventail de changements temporaires de l'homéostasie se développe : il existe une unité dialectique entre l'économisation et la préparation à la mobilisation maximale.

Ainsi, lors de l'évaluation de la réponse à l'activité physique, le facteur décisif ne devrait pas être l'ampleur des changements (bien sûr, à condition qu'ils se situent dans les limites des fluctuations physiologiques admissibles), mais leur rapport et leur conformité avec le travail effectué.. L'amélioration des connexions réflexes conditionnées, l'établissement d'un travail coordonné des organes et des systèmes, le renforcement des relations entre les différentes parties du système fonctionnel (principalement les fonctions motrices et autonomes) lors de l'activité physique sont un critère important pour évaluer les réactions.

Plus la réserve fonctionnelle du corps est élevée, plus le degré de tension des mécanismes de régulation sous charge est faible, plus l'efficacité et la stabilité du fonctionnement des organes effecteurs et des systèmes physiologiques du corps sous certaines actions (données) sont élevées, et plus le niveau de fonctionnement sous des influences extrêmes.

P.E. Guminer et R.E. Motylanekaya (1979) distingue trois options de régulation : 1) stabilité relative des fonctions dans une large plage de puissance, qui reflète un bon état fonctionnel, un niveau élevé de capacités fonctionnelles de l'organisme ; 2) une diminution des indicateurs avec une augmentation de la puissance de fonctionnement, ce qui indique une détérioration de la qualité de la régulation ; 3) une augmentation des équipes avec une puissance croissante, ce qui indique la mobilisation des réserves dans des conditions difficiles.

L'indicateur le plus important et presque absolu pour évaluer l'adaptation à la charge et à l'entraînement est la vitesse de récupération.. Même des changements très importants accompagnés d’une reprise rapide ne peuvent pas être évalués négativement.

Les tests fonctionnels utilisés lors de l'examen médical peuvent être divisés en simples et complexes. Les tests simples comprennent des tests qui ne nécessitent pas d'équipement spécial ni beaucoup de temps, ils peuvent donc être utilisés dans toutes les conditions (squats, sauts, course sur place). Des tests complexes sont réalisés à l'aide d'appareils et d'appareils spéciaux (vélo ergomètre, tapis roulant, rameur, etc.).