Механизм дыхательных движений

Акт вдоха (инспирация).

Вдох представляет собой активный процесс, в осуществлении которого важное значение имеет изменение объема грудной полости. Вдох в покое в среднем продолжается 2 с. Легкие через воздухоносные пути сообщаются с внешней средой. Давление воздуха в легких равно атмосферному. Легкие находятся в растянутом состоянии. Во время вдоха растяжение увеличивается, во время выдоха — уменьшается. В осуществлении вдоха принимают участие наружные межреберные мышцы и диафрагма. При сокращении наружных межреберных мышц ребра поднимаются, приводя к увеличению объема грудной полости. Диафрагма, сокращаясь, занимает более плоское положение, благодаря чему объем грудной полости увеличивается. Вследствие уменьшения давления в грудной полости создается эластическая тяга легких: легкие расширяются, в них устремляется воздух — происходит вдох. Осуществлению вдоха способствует уменьшение давления в плевральной полости. При спокойном дыхании оно равно минус 6—8 мм рт. ст., т. е. на 6—8 мм рт. ст. ниже атмосферного.

В момент вдоха увеличивается объем плевральной полости, давление в ней уменьшается. Чем глубже вдох, тем больше уменьшается давление. В момент глубокого вдоха оно может достигать минус 30 мм рт. ст.

У разных людей преимущественное значение в осуществлении акта вдоха могут иметь либо межреберные мышцы, либо диафрагма. Поэтому говорят о разных типах дыхания: грудном (или реберном) и брюшном (или диафрагмальном).

Определения

Брюшное дыхание — тип дыхания, при котором активно сокращаются диафрагма и мышцы брюшной полости при относительном покое стенок грудной клетки.

Грудное дыхание — тип дыхания, при котором наиболее активно работают наружные и внутренние межреберные мышцы; внешние дыхательные движения сводятся к активным движениям стенок грудной клетки; диафрагма малоподвижна; живот при вдохе втянут.

Смешанное дыхание проявляется в зависимости от условий (например, во время беременности у женщин затруднено диафрагмальное дыхание и преобладает грудное).

Акт выдоха (экспирация). В покое выдох представляет собой пассивный процесс, который в среднем продолжается 3 с. Межреберные мышцы расслабляются, ребра пассивно возвращаются в исходное положение, диафрагма приходит в прежнее куполообразное положение. Эти процессы приводят к уменьшению объема грудной полости, уменьшению в ней давления. Одновременно при возвращении ребер в исходное положение давление в плевральной полости повышается, легкие сдавливаются, из них пассивно выходит воздух — осуществляется выдох (рис. 6.3).

Важно отметить

Усиленный выдох является активным процессом. При сокращении внутренних межреберных мышц ребра опускаются вниз и объем грудной полости уменьшается. Усиленному выходу способствует сокращение мышц брюшного пресса, которые давят на диафрагму, увеличивая ее купол, уменьшают объем грудной полости, что приводит к увеличению в ней давления, вследствие чего воздух выталкивается из легких — происходит активный выдох. Па вершине выхода давление в легких может быть больше атмосферного па 3—4 мм рт. ст.

Акт вдоха и выдоха ритмически сменяют друг друга. За 1 мин взрослый человек делает 15—20 дыхательных движений, физически тренированные люди — до 8—12, их дыхание более редкое и глубокое.

Рис. 63. Схема вдоха и выдоха Для характеристики деятельности дыхательной системы важное значение имеют следующие показатели.

Дыхательный объем — объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох или выходящий из легких при последующем выдохе при спокойном дыхании (норма 0,4—0,5 л, у детей 3—5 мл/кг). Поскольку организм потребляет больше О₂(~250 мл/мин), чем образует С0₂(~200 мл/мин), объем воздуха на вдохе примерно на 4% больше объема воздуха на выдохе.

Максимальная вентиляция легких (МВД) — максимальное количество воздуха, которое может быть провентилировано через легкие за 1 мин — произведение частоты дыхательных движений па емкость вдоха. Средние значения МВД у мужчин — 140 л/мин, у женщин — 130 л/мин.

Дыхательный коэффициент (R) — отношение скорости поступающего в альвеолы из крови диоксида углерода к скорости вдыхаемого кислорода. Значение коэффициента зависит от преобладания в пище углеводов или жиров и варьирует от 0,7 до 1,0.

Жизненная емкость легких (ЖЕД) — максимальный объем воздуха, изгоняемый из легких вслед за максимальным вдохом (см. параграф 6.3).