Особенности внешнего дыхания (механизм вдоха и выдоха)

Кислород в составе воздуха поступает в организм пре­имущественно через небольшие отверстия носа и сравни­тельно узкие ходы носовой полости, а иногда через рот и ро­товую полость. Воздух проходит через носоглотку, гортань, а затем в дыхательное горло - трахею и бронхи. Эти органы составляют воздухоносные пути. В них не происходит обмен газов с кровью. Ноздри служат основными воротами для воз­духа, а рот предназначен для питания и речи. Для дыхания им следует пользоваться лишь в особых случаях в качестве за­пасного или воздушного дополнительного хода - при за­трудненном дыхании через нос и в период высокоинтенсивной двигательной нагрузки. Прошедший по верхним дыха­тельным путям, подогретый, увлажненный и очищенный атмосферный воздух поступает в трахею, бронхи, бронхиолы и альвеолы.

Вентиляция легких осуществляется ритмическими чередо­ваниями вдохов и выдохов. При вдохе благодаря сокращению наружных межреберных мышц происходит поднимание ре­бер, и, следовательно, увеличение грудной полости в переднее – заднем (сагиттальном) и боковом (фронтальном) направлениях.

Когда вдох окончен, мышцы, обеспечивающие увеличение объема легких, расслабляются и возвращают грудную клетку в исходное перед вдохом положение: ребра в силу упругости их соединений и веса тяжести (особенно в положении сидя или стоя) опускаются, диафрагма поднимается вверх. В ре­зультате уменьшается объем грудной клетки и соответствен­но — объем легких. Воздух из «мертвого пространства» - тро­хеи, бронхов и из альвеол — выталкивается наружу. Так в спокойном состоянии, пассивно, без активного участия дыха­тельных мышц, осуществляется выдох, после которого на­ступает пауза. Затем цикл повторяется. При усиленном произвольном дыхании или во время напряженной физической работы выдох может быть и активным. В глубоком и быстром выдохе принимают участие мышцы брюшной стенки: прямая, внутренняя, косые наружные и поперечные мышцы живота. Внутренние межреберные мышцы тянут ребра вниз и внутрь, уменьшая объем грудной клетки.

Во время максимального вдоха (без поступления воздуха в дыхательные пути) давление в легких по сравнению с атмо­сферным может снизиться на 60-80 мм рт ст. Если дышать через трубку, соединенную с манометром, то можно убедиться в снижении давления в легких на вдохе и повышении его на выдохе. Разность давлений при вдохе и выдохе в покое равна приблизительно 2 мм рт. ст. При прекращении дыхательных движений давление в трубке становится равным атмосферному.

При нарушениях герметичности в плевральной полости, на­пример, при проникающих ранениях грудной клетки или при разрыве пораженной каким - либо заболеванием ткани легко­го, устанавливается постоянное сообщение полости плевры с атмосферным воздухом, легкие спадаются, и дыхательные движения грудной клетки не приводят к их растяжению и за­полнению воздухом. Нарушается и венозный приток к серд­цу. Двустороннее нарушение герметичности межплевральной полости несовместимо с жизнью.

Обычно человек не замечает, какую работу ежеминутно вы­полняют его дыхательные мышцы. Однако любая физическая нагрузка, приводя к усилению дыхания, делает весьма ощутимыми движения грудной клетки. При этом во время интен­сивной двигательной деятельности расходуется на работу дыхательных мышц до 20-22 % энергии и кислорода, затра­чиваемых всем организмом.

При затрудненном дыхании, которое проявляется в период некоторых заболеваний, также возможен чрезмерный расход кислорода на функционирование самого дыхательного аппа­рата, возникает кислородное голодание. В критических слу­чаях дыхание настолько затрудняется, что становится само­целью для сохранения жизни.

Хотя ритм и глубина дыхания регулируются автоматически, мы можем вмешиваться в его работу, произвольно меняя объем легочной вентиляции, и даже на некоторое время за­держивать дыхание. Сознательное регулирование акта дыха­ния осуществляется посредством высшего отдела централь­ной нервной системы (ЦНС) - коры головного мозга. Поэто­му различные психические состояния отражаются на харак­тере дыхания. В тоже время произвольное управление дыханием может в определенной степени влиять на психическое состояние человека.