Дыхательные движения

Jl&C^OUJULfLmfi1&<£^ ^ G^^^Q Вдыхательные и выдыхательны? мышцы. Кровь, прите­кающая к легким, богата углекислотой, но бедна кислородом, а в воздухе легочных пузырьков, наоборот, мало углекислоты и много кислорода. По закону диффузии через стенки легочных капилля­ров углекислота устремляется из крови в легкие, а кислород — из легких в кровь. Этот процесс может происходить .лишь при усло­вии вентиляции легких, что и осуществляется путем дыхательных движений, т. е. попеременного увеличения и уменьшения объема . грудной клетки. Когда объем грудной клетки увеличивается, лег­кие растягиваются и в них устремляется наружный воздух, подобно тому как он устремляется в кузнечный раздувательный мех во вре­мя его растягивания.. При уменьшении объема грудной полос­ти легкие сжимаются, а избыток находящегося в них воздуха выхо­дит наружу. Попеременное увеличение и уменьшение объема груд­ной полости заставляет воздух то входить в легкие, то выходить из них.

Грудная полость может увеличиваться как в длину (сверху вниз), так и в ширину (по окружности). Увеличение в длину про­исходит благодаря сокращению грудобрюшной преграды, или диафрагмы. Эта мышца, сокращаясь, тянет купол диафрагмы кни­зу и делает его более плоским (рис. 72).

Объем грудной полости зависит от положения не только диа­фрагмы, но и ребер. Ребра отходят от позвоночника в косом на­правлении сверху вниз, направляясь сначала в сторону, а затем вперед. Они соединены с позвонками подвижно и при сокращении соответствующих мышц могут подниматься и опускаться. Подни­маясь, они тянут грудину вверх, увеличивая окружность грудной клетки, а опускаясь, уменьшают ее (рис. 73).

Объем грудной полости меняется под влиянием работы мышц., Наружные межреберные, поднимая грудную клетку, увеличивают объем грудной полости. Это — вдыхательные мышцы. К ним же относится диафрагма. Другие, а именно внутренние межреберные мышцы и брюшные мышцы, опускают ребра. Это — выдыхатель­ные мышцы.

Покойное и глубокое дыхание. Когда человек спокойно лежит или сидит, во время вдоха сокращаются диафрагма и вдыхательные межреберные мышцы. При этом диафрагма оказывает неболь­шое давление на брюшные внутренности, а ребра поднимаются, натягивая хрящи, соединяющие их с грудиной. Как только пре­кращается сокращение вдыхательных мышц, натянувшиеся квер­ху реберные хрящи возвращаются в свое нормальное положение, тем самым опуская ребра, а диафрагма выпячивается вверх вслед­ствие давления со стороны брюшных органов. Таким образом, во время покойного дыхания мышцы сокращаются только при

рдохе. Выдох происходит пассивно в результате расслабления мышц.

При глубоком дыхании вентиляция легких может увеличи­ваться в несколько раз путем усиления и вдоха, и выдоха. Глубо­кий вдох совершается при помощи не только уже упомянутых выше мышц, но и ряда дополнительных (например, мышц, идущих к реб­рам от лопаток и от плечевой кости, а также шейных мышц). При глубоком выдохе диафрагма становится выпуклее, чем обычно, а ребра сильно оттягиваются книзу. Это достигается сокращением межреберных выдыхательных мышц, а также дополнительных вы­дыхательных мышц, главным образом брюшных, которые своим верхним концом прикреплены к нижнему краю грудной клетки. Сокращаясь, они тянут грудную клетку книзу и сдавливают по­лость живота (живот «подтягивается»), заставляя диафрагму силь­нее выпячиваться в грудную полость.

Значение глубокого дыхания. При интенсивной мышечной дея­тельности потребление кислорода и образование углекислоты мо­жет возрасти в 10—15 раз, что требует соответствующего повыше­ния вентиляции легких. Она может увеличиваться путем как учащения дыхания, так-и усиления каждого дыхательного движе­ния. При чрезмерном учащении — до 40—50 вдохов в минуту — дыхание становится настолько поверхностным, что лишь незначи­тельная часть атмосферного воздуха входит в легочные пузырьки. В результате легкие вентилируются недостаточно и обмен газов между легочным воздухом и кровью протекает плохо. Наоборот, глубокое дыхание хорошо вентилирует воздух в легких и способ­ствует усиленному обмену газов.

\^/ Жизненная емкость легких. Изменение объема грудной поло-гти зависит от глубины дыхания. При покойном вдохеее объем увеличивается всего лишь на 500 мл, а нередко и еще меньше. Уси­лением вдоха можно ввести в легкие 1500—2000 лм дополнитель­ного воздуха, а после покойного выдоха можно выдохнуть еще примерно 1000—1500. мл резервного воздуха. ^количр^тв" ипдпуу^уптг.рпр человек может вдохнуть после ся-

-_могр глубокого выдо,»а (или, наоборот, выдохнуть после самого глубокого вдоха), называют, жизненной емкостью легких. Она скла­дывается из дыхатсльного_врзд11ха, т. е. того количества, которое вводится при покойном вдохе, .дополнительного воздуха, и резерв­ного. У взрослого она составляет 3—4 л. Для ее определения поль­зу юте я_с/шдйм^^рл<. Предварительно вдохнув как можно.больше, воздуха, берут в рот мундштук и производят через трубку макс.и-мальный выдох. Стрелка спирометра показывает количество вы­дохнутого воздуха., Жизненная емкость легких зависит ^пт р"^л человека, от окружности груди, от пола (у женщин она'меньше, ч1м~7 мужчин), от общего состояния здоровья.

Жизненную емкость л егки?~счТГгактГ^дн им из показателей фи­зического развития. У человека со слабым физическим развитием

.174

Рис. 73. Схема изменения объема грудной клетки при вдохе и выдохе.

она, как правило, невелика, чаще всего ^500—ЗООО.ли. Для такого. человека максимальный минутный объем дыхания, т. е. объем воз­духа, вдыхаемого за 1 минуту, составит 35—45_л, и при каждом дыхании будет обмениваться 'около "50 %воздуха легочных пу­зырьков.

Человек, физически хорошо развитый, занимающийся физкуль­турой, обладает значительно большей жизненной емкостью легких. Если она равна 40QQ мл. то максимальный минутный объем дыха­ния превысит 9Q л. а обмениваться будет при каждом дыхании бо­лее 50% воздуха легочных пузырьков.

*^1 аким образом, при большой жизненной емкости легкие гораз-^;о лучше вентилируются, а потому .значительно увеличивается и •обдегчдгхся обеспечение кислородом.всякий раз, когда организм остро в нем нуждается, в ^астносПГПри оольшой и длительной ра­боте мьгщц, а также при заболеваниях, связанных с резким повы­шением температуры тела, и при недостаточном содержаний кисло­рода в воздухе, например в условиях высокогорья.

Регуляция дыхания. В продолговатом мозгу находится дыха­тельный центр—участок центральной нервной системы, при раз­рушении которого дыхание тотчас прекращается. От этого центра по нервным волокнам через спинной мозг идут импульсы к дыха­тельным мышцам, причем в строго определенном порядке возбуж­даются то вдыхательные, то выдыхательные мышцы. При покой­ном дыхании, когда вдох совершается активно, а выдох — пассив­но, импульсы идут только к вдыхательным мышцам.

Ритмическая активность вдыхательного и выдыхательного отделов дыхательного центра поддерживается центростремитель­ными импульсами, поступающими в него как с легких, так и с ды­хательных мышц.

В легких находягся рецепторы, которые возбуждаются и посы­лают импульсы в дыхательный центр при растяжении легочной ткани (иными словами, при вдохе). Рецепторы дыхательных мышц, чувствительные к изменению напряжения, тоже посылают импуль­сы, которые поочередно то возбуждают вдыхательный и тормозят выдыхательный центр, то, наоборот, тормозят вдыхательный и воз­буждают выдыхательный центр. Таким образом происходит реф­лекторная саморегуляция дыхательных движений: вдох вызывает выдох, а выдох, вызывает вдох.

К саморегуляции дыхательной системы следует отнести защит­ные реакции, возникающие в ответ на раздражение слизистой обо­лочки дыхательных путей. Так, поднесение к носу ватки, смоченной нашатырным спиртом, раздражает окончания обонятельного нерва, что вызывает рефлекторную остановку дыхания; при этом голосо­вая щель закрывается, и вредные вещества не могут проникнуть в органы дыхания. Более слабое, раздражение слизистой оболочки носа вызывает чихание. Попадание раздражающих веществ на слизистую оболочку гортани, трахеи или бронхов вызывает реф­лекторный кашель.

Как при чихании, так и при кашле голосовая щель после пред­варительного глубокого вдоха закрывается и выдыхательные мыш­цы сокращаются, что ведет к сжатию находящегося в легких воз­духа; затем голосовая щель сразу широко раскрывается, и сжа­тый воздух с силой устремляется наружу. При чихании он прохо­дит через нос, а при кашле через рот.

Приспособление частоты и силы дыхательных движений к по­требностям организма происходит в основном как реакция на изме­нение содержания в крови кислорода и углекислоты. При усилен­ной физической работе в крови накопляется углекислота, которая возбуждает дыхательный центр, и в результате дыхательные дви­жения совершаются чаще и глубже. Наоборот, при пониженном содержании углекислоты возбудимость дыхательного центра уменьшается, и дыхание становится реже и слабее. Не меньшее значение имеют импульсы, идущие с рецепторов, чувствительных к содержанию кислорода. Они расположены в стенках кровенос­ных сосудов. Чем меньше в крови кислорода, тем больше импуль­сов поступает в дыхательный центр, что ведет к рефлекторному учащению и усилению дыхательных движений.

Хар.актер дыхательных движений может изменяться в ответ на раздражение кожи и других участков тела. Так, временная задерж­ка дыхания, наступающая при внезапном погружении в холодную воду, ' связана с раздражением окончаний центростремительных нервов в коже. Дыхательные движения могут происходить и без участия коры больших полушарий. Тем не менее она всегда влияет на дыхание, посылая импульсы к дыхательному центру. Об этом свидетельствует возможность произвольно-изменять частоту и силу дыхательных движений, например во время разговора.