זמן הנשימה כֶּרֶך הוא נפח האוויר בלחץ הסביבה הנשאף וננשף ליחידת זמן. מבחינה טכנית זהו קצב זרימת האוויר דרך הריאות ליחידת זמן, שניתן למדוד ישירות או לחשב כמוצר נשימה כֶּרֶך וקצב הנשימה. זמן הנשימה כֶּרֶך משתנה מאוד, בהתאם לדרישת החשמל מצד הגוף ולחץ האוויר הסביבתי.
מהו נפח זמן נשימה?
נפח זמן הנשימה כולל את נפח האוויר הכולל שעובר דרך הריאות ליחידת זמן בלחץ אוויר סביבתי. נפח זמן הנשימה כולל את נפח האוויר הכולל שעובר דרך הריאות ליחידת זמן בלחץ אוויר סביבתי, כלומר בשאיפה ובנשיפה. אם נבחרים דקות כהפניה לזמן, נפח זמן הנשימה מכונה גם נפח דקה נשימתי (AMV). בבני אדם בריאים, גודל נפח הזמן הנשימתי תלוי מאוד בדרישת הכוח של הגוף, אך גם בגובה ובטמפרטורה. ביסודו של דבר, ניתן להשיג התאמה לדרישת הגוף על ידי שינוי נפח הנשימה, נפח נשימה בודדת או על ידי שינוי קצב הנשימה. בדרך כלל, שני הפרמטרים משתנים באופן לא מודע במהלך הסתגלות לדרישה. בדרך כלל, ההסתגלות מתרחשת באופן לא רצוני דרך האוטונומי מערכת העצבים. במנוחה, נפח הדקות הנשימתי במבוגר בריא הוא כ8 עד 10 ליטר. ניתן להגדיל ערך זה לשלוש עד חמש פעמים במהלך מאמץ פיזי כבד. אצל אתלטים מובילים מאומנים זה יכול אפילו לעלות עד חמש עשרה פעמים. הניצול המרבי של נפח הנשימה בתדירות מקסימאלית תואם את מה שמכונה ערך סף נשימה. ניתן להשיג זאת על ידי רצון, מודע נשימה וניתן להגדיל אותו במגבלות מסוימות על ידי הכשרת ה- חזה ושרירי צלעות.
פונקציה ומשימה
נפח זמן הנשימה, קצב זרימת האוויר דרך הריאות, הוא משתנה הבקרה החשוב ביותר להתאמה של חמצן אספקה לצרכי הגוף. נפח זמן נשימתי מוגזם, שניתן להשיג באמצעות היפרוונטילציה, תוצאות ב חמצן היצע יתר, גורם לתסמינים אופייניים ומסוכן לתנאים מסכני חיים. ההפך, היפוקסיה, שיכול להתרחש באמצעות היוווונטילציה או מעט מדי חמצן בנשימה, גורם גם לתסמינים אופייניים ולמצבים מסכני חיים. בבני אדם בריאים, השליטה על נפח זמן הנשימה מתרחשת באופן לא מודע דרך מרכז הנשימה, אזור מיוחד במרכז מערכת העצבים במדולה אובלאונגאטה, במדולה אובלאונגאטה. מרכז הנשימה מקבל הודעות על הלחץ החלקי של חמצן (O2) ושל פַּחמָן דו חמצני (CO2), וכן בערך ערך ה- pH של ה- דם, באמצעות כימפטורים הממוקמים בנקודות ספציפיות בזרם הדם. אלו הם שלושת הפרמטרים החשובים ביותר המאפשרים למרכז הנשימה לשלוט על נפח זמן הנשימה באופן שהפרמטרים הנ"ל נמצאים באופן קבוע ככל האפשר בטווח הנורמלי. עם זאת, השליטה בנפח הזמן הנשימתי אינה אפשרות ההגדרה היחידה לגוף. כאשר יש ביקוש חזק לחמצן מרקמת השריר, הגוף מגיב גם עם תפוקת לב מוגברת כדי לתמוך בספיגת חמצן וב פַּחמָן שחרור דו חמצני באמצעות מוגבר דם תפוצה בנימים המקיפים את הכליות. אתגר מיוחד לשליטה בנפח דקה נשימתי קיים לא רק כשיש דרישה יוצאת דופן לכוח, אלא גם כשיש תנאים סביבתיים יוצאי דופן כמו אלה שנתקלים בגבהים גדולים. לחץ האוויר יורד עם העלייה בגובה. בגובה 4,810 מ 'מעל פני הים (הר בלאן), זהו רק 53.9% מלחץ האוויר בגובה פני הים. זה אומר שבאותו דבר נשימה נפח זמן, רק קצת יותר ממחצית החמצן שיהיה זמין בגובה פני הים. במהלך שהות ארוכה יותר של מספר שבועות בגבהים גדולים, הגוף מגיב בנוסף על ידי הגדלת האדום דם תאים (אריתרוציטים) על מנת לתמוך בחילופי גז בקירות הנימים (אימון לגובה).
מחלות ומחלות
שליטה בלתי רצונית בנפח הזמן הנשימתי וכוונון לביקוש החמצן בגבולות הסובלנות הצרים מחייבת כי הכימותרצפטורים המעורבים יספקו כראוי למרכז הנשימה במדולה אובלונגטה נתונים על חמצן פַּחמָן ריכוז דו-חמצני ו- pH בדם. תנאי נוסף לשליטה נכונה הוא שמרכז הנשימה שולח את הכיווץ המתאים ו הַרפָּיָה פקודות לשרירי הנשימה. תנאים נוספים לוויסות נפח זמן הנשימה בהתאם לדרישה הם עמידות דרכי הנשימה הרגילה ללא הפרעות באוורור ותפקוד תקין של החלפת גז בנימי הכבד. כמובן שהסביבה האטמוספרית מבחינת תכולת חמצן ולחץ הסביבה חייבת להיות גם בגבולות שעדיין ניתן לשלוט על ידי מרכז הנשימה מבחינת בקרת נשימה. גורם שיכול עוֹפֶרֶת לזמני או כרוני היפרוונטילציה בטוחים ריאות מחלות או הפרעות במרכז הנשימה. מרכז הנשימה יכול להיפגע בתפקודו על ידי א טראומה craniocerebral או על ידי הפרעה במחזור הדם במרכז הנשימה - למשל על ידי א שבץ או על ידי חרדה קשה או לחץ מצבים. ממושך היפרוונטילציה, עלייה בנפח זמן הנשימה מעבר לנדרש, גורמת לנשיפה מוגברת של פחמן דו חמצני. בדרך כלל, שריר התכווצויות, סְחַרחוֹרֶת, וחרדה נכנסת. טיפוסים לא פחות הם paresthesias כגון קהות חושים או תחושות כוזבות עור קולטנים ושיתוקים, רעידות שרירים ושרירים כְּאֵב. הסימפטומים נוצרים על ידי נשימה אלקלוזיס, עלייה ב- pH, מה שמוביל לירידה ב- סידן יונים בדם (היפוקלצמיה). להפרעה הפוכה, ירידה בנפח הנשימה עקב היוווונטילציה, יכולים להיות גם גורמים רבים ושונים. גורמי ההדק הנפוצים ביותר הם חסימתיים ריאות מחלות כגון אסתמה בסימפונות או השפעה של אופיואידים תרופות במרכז הנשימה או כשל מוטורי חלקי של שרירי הנשימה (paresis). מה שנקרא תסמונת פיקוויק מתרחשת במקרים מובהקים השמנה. מוּפרָז רקמה שומנית בחלל הבטן והחזה מוביל לגובה סרעפתי וללחיצה חיצונית קשורה של הריאות. זה גורם hypoventilation כרוני, אשר מוביל חומציות יתר של הדם בגלל מוגבר פחמן דו חמצני ריכוז.
