Механизмы вдоха и выдоха.

ДЫХАНИЕ

Дыханием называется комплекс физиологических процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение углекислого газа тканями живого организма.

Кислород необходим для окислительных реакций в клетках организма. При окислительных реакциях выделяется углекислый газ. Избыток углекислого газа выводится из организма при дыхании.

При окислительных реакциях выделяется энергия, используемая организмом для жизнедеятельности.

Обмен газов, или потребление кислорода и выделение углекислого газа, между организмом и окружающей газовой средой осуществляется путем взаимодействия трех систем:

· дыхания,

· кровообращения

· крови.

Утилизация кислорода, выделение углекислого газа и выделение энергии происходит внутри клеток, в специальных структурах, которые называются митохондрии.

Газообмен является многозвенным процессом. Можно выделить 5 основных этапов процесса дыхания.

1) внешнее (легочное) дыхание, или обмен газов между атмосферным воздухом и альвеолярным газом в легких.

2) обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких;

3) перенос кровью кислорода и углекислого газа;

4) обмен газов между кровью капилляров и тканями организма;

5) внутриклеточное, или тканевое, дыхание (подробно рассматривается в курсе биохимии).

§ 1. Внешнее дыхание

Атмосферный воздух при вдохе последовательно проходит

1. через нос,

2. глотку,

3. гортань,

4. трахею,

5. в правый и левый главные бронхи.

Главные бронхи ведут соответственно в правое и левое легкое. В легких главные бронхи делятся на долевые бронхи. Долевые делятся на сегментарные, и сегментарные бронхи древовидно ветвятся на бронхи 2, 3, 4 и т.д. порядка, всего до 20 порядков. На конце бронхиального дерева расположены альвеолы (легочные пузырьки). Эпителий альвеол изнутри покрыт специальным веществом – сурфактантом, – а снаружи эти пузырьки оплетены кровеносными капиллярами. Сквозь альвеолярную мембрану происходит обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей по капиллярам, оплетающим легочные пузырьки.

Состав воздуха в альвеолах практически постоянный.

Но поскольку кислород постоянно уходит из альвеол в кровь, а углекислый газ поступает из крови в альвеолы, необходимо постоянное обновление воздуха. Это обновление происходит за счет дыхательных движений. Дыхательные движения периодически изменяют объем грудной клетки. На вдохе объем увеличивается, на выдохе – уменьшается. Изменения объема грудной клетки происходят в результате сокращения особых дыхательных мышц. К ним относятся основные дыхательные мышцы, и дополнительные дыхательные мышцы. Основные дыхательные мышцы работают автоматически без участия сознания в состоянии сна или бодрствования при нагрузке на организм не превышающей обычную повседневную нагрузку. К основным дыхательным мышцам относятся межреберные мышцы и диафрагма. Дополнительные дыхательные мышцы усиливают дыхательные движения при необходимости. К ним относятся большая и малая грудные мышцы, задние верхняя и нижняя зубчатые мышцы, передняя зубчатая мышца, мышцы живота.

Механизмы вдоха и выдоха.

Дыхательные движения - вдох и выдох - периодически изменяют объем грудной клетки. При вдохе объем грудной клетки увеличивается, благодаря сокращению диафрагмы и наружных межреберных мышц. Сокращение мышечных волокон диафрагмы вызывает уплощение ее купола. Перегородка между грудной и брюшной полостями опускается, что приводит к увеличению размера грудной клетки в вертикальном направлении. При этом происходит некоторое сдавливание органов брюшной полости. Сокращение наружных межреберных мышцвызывает приподнимание ребер и грудины и, следовательно, увеличение грудной полости в передне-заднем и боковых направлениях.

После окончания сокращения наружных межреберных и диафрагмальной мышц начинается выдох.В условиях спокойного дыхания опускание ребер при выдохе происходит пассивно, за счет эластической тяги растянутого при вдохе связочного аппарата. При более глубоком дыхании опускание ребер происходит активно, в результате сокращения внутренних межреберных мышц. Кроме того, сокращение мышц передней стенки живота сдавливает органы брюшной полости, и те в свою очередь, вдавливают купол диафрагмы в грудную полость, уменьшая ее размеры в вертикальном направлении. Таким образом, выдох характеризуется уменьшением всех размеров грудной полости.

В конце выдоха ребра вместе с грудиной опущены, купол диафрагмы глубоко вдается в грудную полость. Дыхательные мышцы расслаблены.

Причины перемещения воздуха при дыхательных движениях. При вдохелегкие следуют за движением грудной клетки. Работа дыхательных мышц совершается для растяжения эластических волокон, пронизывающих легкие.