Во время вдоха диафрагма опускается а межреберные мышцы

Для определения величины дыхательной экскурсии грудной клетки измеряют окружность ее на уровне сосков во время спокойного дыхания на высоте вдоха и выдоха (рис. 24).

Рис. 24. Измерение окружности грудной клетки.
Рис. 25. Грудной (а) и брюшной (б) типы дыхания.

Особое внимание обращают на характер дыхательных движений, которые у здорового человека совершаются за счет сокращения дыхательных мышц: межреберных, диафрагмальных и частично мышц брюшной стенки. Различают грудной, брюшной (рис. 25) и смешанный типы дыхания.

При грудном (реберном) типе дыхания, который чаще встречается у женщин, дыхательные движения осуществляются за счет сокращения межреберных мышц. При этом грудная клетка расширяется и слегка приподнимается во время вдоха, суживается и несколько опускается при выдохе.

При брюшном (диафрагмальном) типе дыхания, чаще встречающемся у мужчин, дыхательные движения осуществляются преимущественно диафрагмой. Во время вдоха диафрагма сокращается и опускается, что увеличивает отрицательное давление в грудной полости, и легкие заполняются воздухом. Внутрибрюшное давление при этом повышается и брюшная стенка выпячивается. Во время выдоха диафрагма расслабляется, поднимается, брюшная стенка возвращается в исходное положение.

При смешанном типе в акте дыхания участвуют межреберные мышцы и диафрагма.

Грудной тип дыхания у мужчин может быть обусловлен воспалением диафрагмы или брюшины (перитонит), повышением внутрибрюшного давления (асцит, метеоризм).

Брюшной тип дыхания у женщин наблюдается при сухом плеврите, межреберной невралгии, переломе ребер, что делает движения их болезненными.

Если вдох или (и) выдох затруднен, в акт дыхания включаются вспомогательные дыхательные мышцы, что не отмечается у здоровых людей. В случае хронического затруднения дыхания грудинно-ключично-сосковые мышцы гипертрофируются и выступают в виде плотных тяжей. При частом, длительном кашле гипертрофируются и уплотняются прямые мышцы живота, особенно в верхней части.

Дыхание здорового человека ритмичное, отличается одинаковой частотой вдоха и выдоха (16—20 дыханий в минуту). Частоту дыхания определяют по движению грудной или брюшной стенки. При физической нагрузке, после обильной еды дыхание учащается, во время сна — урежается. Однако учащение или урежение дыхания может быть обусловлено и патологическими состояниями.

Учащение дыхания наблюдается, например, при сухом плеврите (в этом случае оно из-за болевого синдрома носит одновременно и поверхностный характер), при воспалении легких, ателектазах (спадение легкого) различного происхождения, эмфиземе, пневмосклерозе, вызывающих уменьшение дыхательной поверхности, при высокой температуре тела, приводящей к раздражению дыхательного центра. Иногда учащенное дыхание обусловливается сразу несколькими причинами.

Урежение дыхания бывает в случае угнетения функции дыхательного центра, что встречается при заболеваниях головного мозга и его оболочек (кровоизлияние, менингит, травма). При воздействии на дыхательный центр токсических продуктов, накапливающихся в организме, при почечной и печеночной недостаточности, диабетической коме и других заболеваниях наблюдается редкое, но шумное и глубокое дыхание (большое дыхание Куссмауля; рис. 26, а).

Рис. 26. Изменения глубины (а) и ритма (б, в) дыхания по сравнению с нормальным (г).

Если изменяется частота дыхания, меняется и его глубина: частое дыхание обычно бывает поверхностным, уреженное же сопровождается увеличением его глубины. Однако бывают и исключения из этого правила. Например, в случае резкого сужения голосовой щели или трахеи (сдавление опухолью, аневризмой аорты и т. д.) дыхание редкое и поверхностное.

При тяжелых поражениях головного мозга (опухоли, кровоизлияния), иногда при диабетической коме дыхательные движения время от времени прерываются паузами (больной не дышит — апноэ), длящимися от нескольких секунд до полминуты. Это так называемое дыхание Биота (рис. 26, в).

При тяжелых интоксикациях, а также при заболеваниях, сопровождающихся глубокими, почти всегда необратимыми нарушениями мозгового кровообращения, наблюдается дыхание Чейна — Стокса (рис. 26, б). Оно характеризуется тем, что у больных после некоторого количества дыхательных движений наступает длительное апноэ (от 1/4 до 1 мин), а затем появляется редкое поверхностное дыхание, которое постепенно учащается и углубляется, пока не достигнет максимальной глубины. Далее дыхание становится все более редким и поверхностным вплоть до полного прекращения и наступления новой паузы. Во время апноэ больной может терять сознание. В это время у него замедляется пульс и суживаются зрачки.

Довольно редко встречается дыхание Грокко — Фругони: в то время как верхняя и средняя части грудной клетки находятся в фазе вдоха, нижняя ее часть производит как бы выдыхательные движения. Такое расстройство дыхания бывает при тяжелых поражениях головного мозга, иногда в агональном состоянии. Оно является результатом нарушения координационной способности дыхательного центра и характеризуется нарушением гармонической работы отдельных групп дыхательных мышц.

Благодаря ритмически совершающимся актам вдоха и выдоха происходит обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, находящимся в легочных пузырьках.

В легких нет мышечной ткани, и поэтому они не могут активно сокращаться. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит скелетным дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.

Рис. 80 Положение ребра во время вдоха (пунктирная линия) и выдоха (сплошная линия).

При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону. Объем грудной полости при этом увеличивается в направлении спереди назад и в стороны (рис. 80). При сокращении диафрагмы ее купол уплощается (рис. 81). Опускание диафрагмы вызывает увеличение объема грудной клетки в направлении сверху вниз. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие, находясь в герметически закрытой грудной полости, пассивно следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками. Этому способствует отрицательное давление в плевральной полости. Грудная клетка растет быстрее, чем легкие, отчего легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растянутая эластичная ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого стремится сжаться за счет эластичности, противодействует атмосферному давлению. Атмосферное давление действует на легкие изнутри через воздухоносные пути, растягивает их, прижимает к грудной стенке, и они заполняют плевральную полость.

В результате противодействия атмосферному давлению растянутых легких, в плевральной полости давление не атмосферное, а ниже атмосферного на величину эластической тяги легких.

Давление в плевральной полости можно измерить, проколов грудную стенку полой иглой, соединенной с манометром (рис. 82). Как только игла попадает в плевральную полость, манометр покажет давление ниже атмосферного. Такое давление часто назы вают отрицательным, условно принимая атмосферное давление за нулевое. Оставаясь все время ниже атмосферного, давление в плевральной полости меняется: во время вдоха это давление ниже атмосферного на 9—12 мм рт. ст., а во время выдоха — на 2—6 мм рт. ст. За счет отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой. Легкие при этом растягиваются. В растянутом легком давление становится ниже атмосферного и за счет разницы давления атмосферный воздух через дыхательные пути устремля ется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются легкие, тем глубже вдох.

Рис. 81. Положение диафрагмы во время вдоха и выдоха

Отрицательное давление в плевральной полости имеет большое значение для движения крови и лимфы, обусловливая так называемое присасывающее действие грудной полости. Благодаря тому, что часть венозного русла, прилежащая к сердцу, находится под давлением ниже атмосферного, а другая часть, лежащая вне грудной полости, под давлением выше атмосферного, создается разность давлений, способствующая присасыванию венозной крови к сердцу.

При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.

Если в плевральную полость при ранении, внутригрудных операциях, переломах попадает воздух, давление в ней становится равным атмосферному, легкое спадается и перестает принимать участие в дыхании. Если воздух попадает в плевральную щель с двух сторон, человек может погибнуть от удушья. Поступление воздуха в плевральную полость называют пневмотораксом- Частичный пневмоторакс находит применение при лечении туберкулеза легких. При поражении туберкулезом легкого ему надо создать покой, ограничив движения. Для этого полой иглой прокалывают грудную клетку и вводят в плевральную полость некоторое количество воздуха. Движения легкого теперь будут ограничены, лечебный эффект, как правило, положительный. Через некоторое время воздух из плевральной полости рассасывается и легкое расправляется.

Рис. 82. Схема опыта, иллюстрирующего наличие отрицательного давления в плевральной полости:

1 — левое легкое; 2 — сердце; 3 — плевра; 4 — диафрагма; 5 — игла, введенная в плевральную щель; d и d ₁ — уровень ртути в коленах манометра

Глубина и частота дыхания. Человек делает в среднем 15—17 дыхательных движений в минуту. За один вдох взрослый человек при спокойном дыхании вдыхает 500 см 3 воздуха. Частота дыхания у человека непостоянна. Новорожденный ребенок совершает до 40 дыхательных движений в минуту, а у подростка насчитывается 18 дыхательных движений в минуту.

При мышечной работе дыхание учащается в 2—3 раза. При некоторых видах спортивных упражнений частота дыхания доходит до 40—45 раз в минуту.

Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у нетренированных.

Дыхательные движения можно зарегистрировать. Резиновую манжету (можно использовать манжету от прибора для измерения кровяного давления) укрепите на самой подвижной части грудной клетки (рис. 83). В зависимости от типа дыхания это будет либо нижняя треть грудной клетки (брюшной тип дыхания), либо средняя треть грудной клетки (грудной тип дыхания). Через отводную трубку тройника вдуйте немного воздуха в манжету. Метод основан на принципе воздушной передачи.

При расширении грудной клетки во время вдоха воздух в манжете сдавливается. Это давление через резиновую трубку передается в капсулу Марея и заставляет подниматься писчик вверх. (Обязательным условием является герметичность всей системы, заполненной воздухом.) Писчик подведите по касательной к закопченной поверхности барабана кимографа и направьте в сторону вращения барабана.

Писчик запишет на барабане кривую, подъем на которой соответствует вдоху, а спуск — выдоху.

Рис. 83. Запись дыхательных движений человека.

Получаемая запись дыхательных движений позволяет судить о частоте, глубине, ритмичности дыхания; на ней видна задержка дыхания. Необходимо добиться хорошей, четкой записи дыхательных движений (следует попробовать ослабить или затянуть завязки на манжете, увеличить или уменьшить количество воздуха в ней, попробовать переменить местоположение манжеты на грудной клетке, проверить герметичность системы).

После этого предложите испытуемому сесть спиной к барабану, на котором идет запись, и в течение 1 мин ведите запись дыхательных движений. Затем испытуемый делает подряд 30 глубоких приседаний, быстро садится на стул, и снова в течение 1 мин регистрируйте его дыхание. Подсчитайте число дыхательных движений за 1 мин в покое и после физической нагрузки. Измерьте глубину (высоту) дыхательных движений в миллиметрах на кривой.

Опыт проводят на двух группах учащихся, занимающихся и не занимающихся спортом.

Полученные данные внесите в таблицу.

Жизненная емкость легких

В покое человек может вдохнуть и выдохнуть относительно постоянный объем воздуха, называемый дыхательным. У взрослого он составляет 500 см 3 . Но при усиленном дыхании можно вдохнуть еще около 1500 см 3 . Этот объем называют дополнительным воздухом. Точно так же после обычного выдоха человек может еще выдохнуть 1500 см воздуха; этот объем называют резервным воздухом.

Сумма объемов дыхательного, дополнительного и резервного воздуха составляет в среднем 3500 см 3 . Ее называют жизненной емкостью легких. Это наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха.

Через резиновый шланг со стеклянным наконечником (наконечник дезинфицируйте, опуская в раствор марганцовокислого калия) выдохните воздух из легких во внутренний цилиндр. Цилиндр заполняется воздухом и поднимается вверх Пробка во внутреннем цилиндре во время выдыхания воздуха закрыта. После каждого измерения объема выдохнутого воздуха из внутреннего цилиндра выпускайте воздух, открыв пробку или кран.

Рис. 84. Схема устройства спирометра:

А — наружный цилиндр; Б — стеклянное окошечко в наружном цилиндре, через которое видна шкала спиромет ра; В — внутренний цилиндр (колокол спирометра); Г — баллон с воздухом для уравновешивания внутреннего цилиндра в воде: Д — вода.

Для определения объема дыхательного воздуха возьмите в рот наконечник и 5 раз спокойно вдохните через нос, и выдохните через рот в спирометр.

Показания спирометра разделите на 5 и получите величину дыхательного объема воздуха.

Для измерения жизненной емкости легких после нескольких спокойных дыхательных движений максимально вдохните и сразу максимально выдохните в спирометр. Спирометр покажет величину жизненной емкости легких. Иногда с первого раза трудно сделать максимальный вдох и максимальный выдох. Поэтому определение делают 2—3 раза и за величину жизненной емкости легких принимают не среднюю, а максимальную из полученных величин.

Сравните величины жизненной емкости у учащихся, не занимающихся спортом, и у учащихся спортсменов.

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит она также от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Обычно она больше у мужчин, чем у женщин. У детей жизненная емкость легких мала (табл. 15), у спортсменов она больше, чем у нетренированных людей. У штангистов, например, она составляет около 4000 см 3 , у футболистов — 4200 см 3 , гимнастов — 4300 см 3 , у пловцов — 4900 см 3 , у гребцов — 5500 см 3 .

Средние величины жизненной емкости легких (в л)

8.2. Дыхательные движения. Акты вдоха и выдоха

Благодаря ритмически совершающимся актам вдоха и выдоха происходит обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, находящимся в легочных пузырьках. В легких нет мышечной ткани, поэтому активно они сокращаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.

При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону, объем грудной клетки при этом увеличивается. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, это также ведет к увеличению объема грудной клетки. В глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие, находясь в герметически закрытой грудной клетке, пассивны и следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует и отрицательное давление в грудной полости: отрицательным называют давление ниже атмосферного. Во время вдоха давление в грудной полости ниже атмосферного на 9-12 мм рт. ст., а во время выдоха – на 2–6 мм рт. ст.

В ходе развития грудная клетка растет быстрее, чем легкие, поэтому легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растянутая эластичная ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого сжимается, противодействует атмосферному давлению. Вокруг легких, в плевральной полости, создается давление, равное атмосферному минус эластическая тяга легких. Таким образом вокруг легких создается отрицательное давление. За счет него в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой; легкие при этом растягиваются. В растянутом легком давление становится ниже атмосферного, благодаря чему атмосферный воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются легкие и тем глубже вдох.

При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.

Типы дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. Поэтому у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным.

В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.

Глубина и частота дыхания. Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми. Взрослый же человек делает в среднем 15–17 дыхательных движений в минуту; за один вдох при спокойном дыхании он вдыхает 500 мл воздуха. При мышечной работе дыхание учащается в 2–3 раза. У тренированных людей при одной и той же работе объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, так как дыхание становится более редким и глубоким. При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80–90 %. Это обеспечивает большую диффузию газов через альвеолы. При неглубоком и частом дыхании вентиляция альвеолярного воздуха значительно меньше и относительно большая часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве – в носоглотке, ротовой полости, трахее, бронхах. Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у людей нетренированных.

Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох, – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебаниям: 48–63 дыхательных цикла в минуту во время сна. Частота дыхательных движений в минуту во время бодрствования составляет: 50–60 – у детей первого года жизни; 35–40 – у детей 1–2 лет; 25–35 – у детей 2–4 лет; 23–26 – у детей 4–6 лет. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания – до 18–20 раз в минуту.

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию. Объем дыхательного воздуха у ребенка составляет: 30 мл – в 1 месяц; 70 мл – в 1 год; 156 мл – в 6 лет; 230 мл – в 10 лет; 300 мл – в 14 лет.

За счет большой частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы). Минутным объемом дыхания называют количество воздуха, которое человек вдыхает за 1 мин. Он определяется произведением величины дыхательного воздуха на число дыхательных движений в 1 мин. Минутный объем дыхания составляет:

650–700 мл воздуха – у новорожденного;

2600–2700 мл – к концу первого года жизни;

3500 мл – к 6 годам;

4300 мл – к 10 годам;

4900 мл – в 14 лет;

5000–6000 мл – у взрослого человека.

Жизненная емкость легких. В покое взрослый человек может вдохнуть и выдохнуть около 500 мл воздуха, при усиленном дыхании – еще около 1500 мл воздуха. Наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называют жизненной емкостью легких.

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. Например, у штангистов жизненная емкость легких составляет около 4000 мл, у футболистов – 4200 мл, у гимнастов – 4300, у пловцов – 4900, у гребцов – 5500 мл и более.

Так как измерение жизненной емкости легких требует активного и сознательного участия исследуемого, то она может быть определена у ребенка только после 4–5 лет.

К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляютсЯ. Под действием силы тяжести грудная стенка опускается вниз, а диафрагма поднимается вверх, поскольку растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, а они – на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, легкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. Все это происходит при спокойном дыхании. При глубоком вдохе и выдохе включаются дополнительные мышцы.

Вдох заключается в том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны. Объем грудной клетки увеличивается, и легкие следуют за этим увеличением, поскольку содержащиеся в легких газы прижимают их к пристеночной плевре. Вследствие этого давление внутри легочных альвеол падает и наружный воздух поступает в альвеолы.

Поскольку углекислый газ непрерывно поступает из крови в альвеолярный воздух, а кислород поглощается кровью и расходуется, для поддержания газового состава альвеол необходима вентиляция альвеолярного воздуха. Она достигается благодаря дыхательным движениям: чередованию вдоха и выдоха. Сами легкие не могут нагнетать или изгонять воздух из своих альвеол. Они лишь пассивно следуют за изменением объема грудной полости. Поскольку давление в плевральной полости, щелевидном пространстве между легкими и стенками грудной полости меньше, чем давление воздуха в легких, легкие всегда прижаты к стенкам грудной полости и точно следуют за изменением ее конфигурации. При вдохе и выдохе легочная плевра скользит по пристеночной плевре, повторяя ее форму.

Общая емкость легких – 4-5 литров. В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает примерно 450 миллилитров, кроме того, он может вдохнуть еще 1500 миллилитров и выдохнуть тоже 1500 миллилитров. В воздушных путях в легких, в мертвом пространстве остается остаточный объем. Жизненная емкость легких –это наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. Жизненная емкость легких зависит от возраста: у детей – 1,2 литра, у женщин – 3,5 литра, у мужчин – 5 литров, у спортсменов – 5,5 литра. Измеряется спирометром.

Каждое легкое одето оболочкой – легочной плеврой, которая состоит из соединительной ткани. Плевра выстилает грудную полость с внутренней стороны. Это пристеночная плевра. Между легочной и пристеночной плеврой – узкая щель. Она называется плевральной полостью и заполнена тончайшим слоем жидкости, которая облегчает скольжение легочной стенки во время вдоха и выдоха. В полости отрицательное давление.

Ацинус - структурная единица легкого. Состоит из однослойного эпителия, оплетен кровеносными капиллярами. В легких примерно 800.000 ацинусов и приблизительно 500.000.000 альвеол. Следовательно, площадь легких приблизительно 100 – 150 метров квадратных.

Легкие – парный орган. Правое состоит из 3-х долей. Левое – из 2-х. доли состоят из сегментов (по 10 в каждом легком). Разделение осуществляют соединительно тканные прокладки.

Строение легких. Механизм дыхательных движений. Жизненная емкость легких. Значение дыхательной гимнастики. Газообмен в легких и тканях. Транспорт газов кровью.

У человека те же системы органов, что и у других млекопитающих: покровная, костно-мышечная, дыхательная, кровеносная, пищеварительная, выделительная, система органов размножения, нервная и эндокринная. Последние две системы обеспечивают согласованную работу всех органов. Нервная система осуществляет регуляцию с помощью электрохимических сигналов, нервных импульсов. Эндокринная система действует с помощью биологически активных веществ – гормонов, которые поступают в кровь и дойдя до органов, изменяют их работу. Нервная и эндокринная системы работают вместе и дополняют одна другую.

Внешнее дыхание.

Признаки	Вдох	Выдох
Межреберные мышцы	Сократились	Расслабление
Диафрагма	Сократилась	Расслабление
Грудная клетка	Приподнимается	Опускается
Объем легких	Увеличивается	Уменьшается
движение воздуха	Увеличивается в легких	Уменьшается из легких
Давление	Уменьшилось	Увеличилось

Вывод: Грудную клетку приподнимают грудные мышцы. Причина движения воздуха – разница давления в атмосфере и легких. (Объем * Давление = const)

Нервная регуляция дыхания. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Он состоит из центров вдоха и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. Спадение легочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох.

• Свежие записи
• Архив
• Друзья
• Личная информация
• Memories

Дыхание - газообмен и энергообмен

Данная глава убирает различные противоречия. в толковании такого сложного и важного процесса, как дыхание, и наиболее полно с современной точки зрения освещает истинную суть его. Превратности толкования науки о дыхании не учитывают два взаимных процесса, протекающих одновременно: газообмена и энергообмена организма с окружающей средой, которые осуществляются через носовую полость и легкие, но имеют совершенно различные физиологические механизмы. Поэтому дыхание необходимо рассматривать с вышеуказанных двух позиций, что и будет сделано.

Таким образом, дыхание представляет собой сложный и непрерывный биологический процесс, в результате которого организм из внешней среды потребляет свободные электроны и кислород, а выделяет углекислый газ и воду, насыщенную водородными ионами.

Прежде, чем приступить к рассмотрению энергетического и газообменного аспектов дыхания, разберем дыхательный процесс в целом, анатомию дыхательных путей и ряд других особенностей, связанных с этим процессом.

Внешнее дыхание осуществляется через следующие самостоятельные органы: нос, носоглотку, трахею, бронхи, легкие и легочные альвеолы, а также 1—2 процента газообмена осуществляются через кожу и пищеварительный тракт.

Первым поток входящего внутрь организма воздуха встречает носовая полость. Анатомически нос рассматривают как наружный нос и внутренний нос.

Наружный нос — это то, что мы видим на лице. Он состоит из хрящей, покрытых кожей. В области ноздрей кожа заворачивается внутрь носа и постепенно переходит в слизистую оболочку.

Внутренний нос (носовая полость) разделен примерно на две равные половины. В каждой носовой полости расположены три носовые раковины: нижняя, средняя и верхняя. Эти раковины дополнительно в каждой носовой полости образуют отдельные носовые ходы: нижний, средний и верхний. Причем, каждый носовой ход, помимо пропускания воздуха, несет еще дополнительные функции.

Так, в высшей точке нижнего носового хода находится отверстие слезно-носового канала; в средний носовой ход открываются почти все придаточные пазухи носа; в верхний носовой ход открываются задние ячейки решетчатого лабиринта и через отверстия в решетчатой кости в эту область спускаются обонятельные нервы из полости черепа. Таким образом, обонятельная часть ограничена поверхностью верхней раковины и частью средней. Вся остальная часть полости носа относится к дыхательной области.

Воздушная струя, поднимаясь кверху через носовые отверстия, проходит главной своей массой по среднему носовому ходу, после чего, дугообразно опускаясь вниз сзади и снизу, направляется в носоглоточную полость. Этим достигается более продолжительное соприкосновение воздуха со слизистой оболочкой. Проходя через носовую полость, воздух согревается, увлажняется и очищается. Увлажняется воздух почти до полного насыщения за счет носовой слизи, которую выделяет слизистая оболочка носа (около 500 граммов влаги за сутки).

Далее воздух идет через носоглотку, гортань и попадает в трахею, которая имеет вид цилиндрической трубки длиной 11—13 сантиметров и диаметром от 1,5 до 2,5 сантиметра. Она состоит из хрящевых полуколец, соединенных между собой волокнистой соединительной тканью. Трахея выстлана изнутри слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием. Движения ворсинок мерцательного эпителия позволяют либо выводить наружу попавшую в нее пыль и другие чужеродные вещества, либо благодаря высокой всасывающей способности эпителия всосать их внутрь и далее вывести их вон внутренними путями.

Далее трахея разветвляется на бронхи, а те в свою очередь на бронхиолы — более мелкие воздухоносные пути. В отличие от трахеи, бронхи уже имеют в составе стенки мышечные волокна. Причем с уменьшением калибра (просвета) мышечный слой становится сильнее развитым, а волокна идут в несколько косом направлении; сокращение этих мышц вызывает не только сужение просвета бронхов, но и некоторое укорочение их, благодаря чему они участвуют в выдохе. В стенках бронхов располагаются слизистые железы, которые покрыты мерцательным эпителием. Совместная деятельность слизистых желез, бронхов, мерцательного эпителия и мускулатуры способствует увлажнению поверхности слизистой оболочки, разжижению и выведению наружу вязкой мокроты при патологических процессах, а также выведению частиц пыли и микробов, построение альвеол и газообмен павших в бронхи с потоком в них воздуха.

Воздух, пройдя путь по вышеописанным воздухоносным путям, очищенный и нагретый до температуры тела, попадает в альвеолы, смешивается с имеющимся там воздухом и приобретает 100-процентную относительную влажность. Газообмен между внешним воздухом и кровью в Диафрагма при выдохе и вдохе легких происходит в основном в альвеолах, которых насчитывается свыше 700 миллионов; они покрыты густой сетью кровеносных капилляров. Каждая альвеола имеет диаметр 0,2 и толщину стенки 0,04 миллиметра. Общая поверхность, через которую происходит газообмен, в среднем равна 90 квадратным метрам.

Воздух попадает в альвеолы благодаря изменению объема легких из-за дыхательных движений грудной клетки. Так, при вдохе объем легких увеличивается, давление воздуха в них становится ниже атмосферного воздуха и последний засасывается в легкие. При выдохе объем легких уменьшается, давление в них воздуха становится выше атмосферного и воздух из легких устремляется наружу. Во время вдоха давление в воздухоносных путях становится на 10—25 мм водного столба ниже атмосферного; во время выдоха оно на 20—40 мм водного столба выше атмосферного. Чем интенсивнее осуществляются вдох и выдох, тем интенсивнее падение давления воздуха в легких при вдохе и повышение его при выдохе.

Сам механизм дыхательных движений осуществляется диафрагмой и межреберными мышцами. Диафрагма — мышечно-сухожильная перегородка, отделяющая грудную полость от брюшной. Главная ее функция заключается в создании отрицательного давления в грудной полости и положительного в брюшной. Края ее соединены с краями ребер, а сухожильный центр диафрагмы сращен с основанием сумки перикарда. Ее можно сравнить с двумя куполами, правый расположен над печенью, левый над селезенкой. Вершины этих куполов обращены к легким.

Когда мышечные волокна диафрагмы сокращаются, оба ее купола опускаются, а боковая поверхность диафрагмы отходит от стенок грудной клетки. Центральная сухожильная часть диафрагмы опускается незначительно. Вследствие объем грудной полости увеличивается в направлении сверху вниз, создается разряжение и воздух входит в легкие. Сокращаясь, она давит на органы брюшной полости, которые выжимаются вниз и вперед — живот выпячивается.

Когда же мышечные волокна диафрагмы расслабляются, оба купола поднимаются вверх, вытесняемые органами брюшной полости, в которой давление всегда выше, чем в грудной. Сокращение мышц брюшного пресса еще больше усиливает это давление. Вследствие этого объем грудной полости уменьшается, создается давление и воздух выходит из легких.

Межреберные мышцы за счет разворачивания ребер в стороны и некоторого поднятия их вверх увеличивают объем грудной полости, что и приводит к засасыванию в нее воздуха. При выдохе они расслабляются и в силу анатомических особенностей устройства ребер и грудной клетки и их тяжести грудная клетка принимает свое исходное положение. В результате этого в легких создается повышенное давление и воздух устремляется наружу. Внутренние межреберные мышцы и мышцы живота помогают сделать форсированный выдох.

В зависимости от того, какие мышцы задействованы во время дыхания, различают четыре типа дыхания: нижнее, среднее, верхнее и смешанное.

Нижнее дыхание, или, по-другому, брюшное, диафрагмальное, когда в дыхательных движениях участвует только диафрагма, а грудная клетка остается без изменений. При этом в основном вентилируется нижняя часть легких и немного средняя.

Верхнее дыхание, или, по-другому, ключичное, когда дыхание осуществляется только за счет поднятия ключиц и плеч вверх, при неподвижной грудной клетке и некотором втягивании диафрагмы. При этом в основном вентилируются верхушки легких и немного средняя часть.

Легкие в зависимости от глубины вдоха и выдоха заполняются воздухом различно. Воздух, содержащийся в легких после максимального выдоха, называется остаточным. Объем вдоха и выдоха при спокойном дыхании составляет 500 миллилитров и называется дыхательным воздухом. Разница между дыхательным воздухом и остаточным — который выдыхается только при максимальном выдохе, — называется резервным воздухом. И, наконец, то количество воздуха, которое человек может вдохнуть сверх среднего вдоха при максимальном, называется дополнительным. Воздух, не участвующий в газообмене, но находящийся в воздухоносных путях, называется вредным пространством. Его объем примерно равен 150 миллилитрам. Сумма дыхательного, резервного и дополнительного воздуха называется жизненной емкостью легких.

Вдыхаемый воздух является смесью альвеолярного и атмосферного воздуха, имеющегося в воздухоносных путях. Если собирать выдыхаемый воздух последовательными порциями за один выдох, то получается следующее: вначале выходит воздух, состав которого такой же, как и атмосферного, далее процент углекислого газа растет, а кислорода снижается. В самом конце выдоха в воздухе содержится 5,5% углекислого газа, а кислорода только 14%. Разница в составе объясняется тем, что выдыхаемый воздух содержит не только воздух, заполнивший альвеолы и участвующий в газообмене с кровью, но и воздух вредного пространства.

В зависимости от степени вентиляции легких различают поверхностное и глубокое дыхание. При поверхностном используется только дыхательный объем воздуха, при глубоком, помимо дыхательного, используется еще дополнительный и резервный. В зависимости от этого меняется и частота дыхания. При поверхностном она составляет 16—18 раз в минуту, при глубоком и медленном (растянутом) — 4 — 8. Сразу же подчеркну, что глубокое и быстрое дыхание вымывает из организма углекислый газ, дефицит которого в организме вызывает сужение бронхов и сосудов, приводит к кислородному голоданию клеток мозга, сердца, почек и других органов, поднимает артериальное давление, нарушает обмен веществ. Физиолог Д. Гендерсон многочисленными экспериментами на животных доказал пагубность такого дыхания, убивая их быстрым и глубоким дыханием. Эти эксперименты проводились им в начале нынешнего столетия.

Дыхание человека в течение жизни меняется. Так, в раннем детском возрасте оно поверхностное. Пропорции тела и внутренних органов ограничивают развертывание легких во время вдоха. Выдыхаемый воздух у детей раннего возраста содержит больше кислорода и меньше углекислого газа, чем у детей более старшего возраста. Поэтому частота дыхания тем выше, чем моложе ребенок: у новорожденного — от 40 до 50—55 раз в минуту; у ребенка 1—2 лет — 30—40; 6 лет - 20; 10 лет -18—20.

Тип дыхания у новорожденного и грудного ребенка — диафрагмальный (нижний), с 2 лет — смешанный реберно-диафрагмальный, а с 8—10 лет у мальчиков вырабатывается по преимуществу дыхание диафрагмального типа, у девочек — ключичное (верхнее).

После достижения половой зрелости и до 40 лет дыхательная функция находится в наивысшем состоянии. Но после сорока лет в легких наблюдаются инволютивные процессы. Так, в бронхах начинается атрофия слизистой и подслизистой тканей с замещением их жировой и склерозированной соединительной тканью, обызвествление хрящей. Это ведет к уменьшению эластичности бронхиальных путей и к потере тонуса. В самой легочной ткани начинается атрофия, которая выражается в истончении альвеолярных перегородок и уменьшении их упругости; следствием этого является расширение альвеол в результате уменьшения сопротивления их стенок атмосферному давлению. Так, у новорожденных диаметр альвеол составляет 0,05 миллиметра, у взрослого человека уже 0,2—0,25 миллиметра, а в старости он увеличивается до 0,34 миллиметра. Естественно, все это отражается на дыхании, оно становится все более и более углубленным при той же частоте. И по мере приближения смерти человека оно все более и более углубляется.

В заключение общих сведений о дыхании укажем, что легкие являются одновременно не только органом дыхания, но и выделения, регуляции температуры тела и даже принимают участие в выработке физиологически активных веществ, участвующих в регуляции свертывания крови, обмена белков, жиров и углеводов. Поэтому, чем чище организм, тем лучше легкие выполняют свои обязанности, в противном случае они заняты в основном выделительной функцией в ущерб остальным.