Благодаря ритмичному сокращению диафрагмы (16—18 раз в минуту) и других дыхательных мышц (наружны межреберных мышц, мышц плечевого пояса, шеи) объемгрудной клетки то увеличивается (при вдохе), то уменшается(при выдохе). При расширении грудной клетки
легкие пассивно растягиваются, расширяются. При этом
давление в легких понижается и становится ниже атмос-
ферного (на 3—4 мм рт. столба). Поэтому воздух через ды-
хательные пути извне устремляется в легкие. Так про-
исходит вдох. При глубоком вдохе, форсированном дыха-
нии сокращаются не только дыхательные мышцы, но и
вспомогательные. Выдох осуществляется при расслаблении
мышц вдоха и сокращении мышц выдоха (внутренние
межреберные мышцы, мышцы передней брюшной стен-
ки). Приподнятая и расширенная при вдохе грудная клет-
ка в силу своей тяжести и при действии ряда мышц опус-
кается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности
уменьшаются в объеме. При этом давление в легких резко
возрастает и воздух покидает легкие. Так происходит вы-
дох. При кашле, чихании, в быстром выдохе участвуют
мышцы живота, брюшного пресса, ребра (грудная клет-
ка) опускаются, диафрагма резко поднимается.
При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает
500 мл воздуха. Это количество воздуха (500 мл) называют
дыхательным объемом. При глубоком (дополнительном)
вдохе в легкие поступит еще 1500 мл воздуха. Это резервный
объем вдоха. При равномерном дыхании после спокойного
выдоха человек при напряжении дыхательных мышц мо-
жет выдохнуть еще 1500 мл воздуха. Это резервный объем
выдоха. Объем воздуха (3500 мл), складывающийся из ды-
хательного объема (500 мл), резервного объема вдоха (1500
мл), резервного объема выдоха (1500 мл), называют жиз-
ненной емкостью легких. У тренированных, физически раз-
витых людей жизненная емкость легких может достигать
7000—7500 мл. У женщин в связи с меньшей массой тела
жизненная емкость легких меньше, чем у мужчин.
После того как человек выдохнет 500 мл воздуха (ды-
хательный объем), а затем еще сделает глубокий выдох
(1500 мл), в его легких все еще остается примерно 1200
мл остаточного объема воздуха, удалить который из лег-
ких практически невозможно. Дышавшее легкое всегда
содержит воздух. Поэтому легочная ткань в воде не тонет.
В течение 1 минуты человек вдыхает и выдыхает 5—8 л
воздуха. Это минутный объем дыхания, который при интен-
сивной физической нагрузке может достигать 80—120 л в
минуту.
Из 500 мл вдыхаемого воздуха (дыхательный объем)
только 360 мл проходит в альвеолы и отдает кислород в
кровь. Остальные 140 мл остаются в воздухоносных путях и
в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути
называют мертвым пространством.
Газообмен в лёгких и тканях.
Газообмен в легких
В легких происходит газообмен между поступающим в
альвеолы воздухом и протекающей по капиллярам кровью
(рис. 55). Интенсивному газообмену между воздухом альве-
ол и кровью способствует малая толщина так называемого
аэрогематического барьера. Этот барьер между воздухом и
кровью образован стенкой альвеолы и стенкой кровенос-
ного капилляра. Толщина барьера — около 2,5 мкм. Стенки
альвеол построены из однослойного плоского эпителия
(альвеолоцитов), покрытого изнутри, со стороны просвета
альвеол, тонкой пленкой фосфолипида — сурфактантом,
Сурфактант препятствует слипанию альвеол при выдохе и
понижает поверхностное натяжение. Альвеолы оплетены
густой сетью кровеносных капилляров, что сильно увели-
чивает площадь, на которой совершается газообмен между
воздухом и кровью.Во вдыхаемом воздухе — в альвеолах концентрация (пар-
циальное давление) кислорода намного выше (100 мм рт,
ст.), чем в венозной крови (40 мм рт. ст.), протекающей по
легочным капиллярам. Поэтому кислород легко выходит
из альвеол в кровь, где он быстро вступает в соединение
с гемоглобином эритроцитов. Одновременно углекислый
газ, концентрация которого в венозной крови капилля-
208Рис. 55. Схема обмена газами между кровью и воздухом альвеол:
1 — просвет альвеолы, 2 — стенка альвеолы, 3 — стенка кровеносно-
го капилляра, 4 — просвет капилляра, 5 — эритроцит в просвете капил-
ляра.Стрелками показан путь кислорода (О2), углекислого газа (СО,) че-
рез аэрогематический барьер между кровью и воздухом
ров высокая (47 мм рт. ст.), диффундирует в альвеолы, где
парциальное давление СО2 значительно ниже (40 мм рт.
ст.), Из альвеол легкого углекислый газ выводится с вы-
дыхаемым воздухом.Таким образом, разница в давлении (напряжение) кис-
лорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе, в арте-
риальной и венозной крови дает возможность кислороду
диффундировать из альвеол в кровь, а из крови в альвео-
лы — углекислому газу/