Физиология дыхания

Дыхание – это процесс газообмена между организмом и внешней средой. Из внешней среды организм потребляет кислород, обратно выделяет углекислый газ. Кислород необходим клеткам, тканям организма для окисления питательных веществ (углеводов, жиров, белков), в результате чего освобождается энергия. Углекислый газ является конечным продуктом обмена веществ. Остановка дыхания ведет к немедленному прекращению обмена веществ. Ниже в табл. 4 приведено содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного воздуха и воздуха мертвого пространства (воздух газоносных путей), состав которого мало отличается от вдыхаемого воздуха.

Таблица 4

Содержание кислорода и углекислого газа

во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, %

Воздух		Содержание кислорода	Содержание углекислого газа
Вдыхаемый		20,94	0,03
Выдыхаемый		16,30	4,00
Альвеолярный		14,40	5,60

Процесс дыхания включает в себя следующие этапы:

• внешнее дыхание – газообмен между окружающей средой и альвеолами легких;

• газообмен между альвеолами и кровью. Поступающий по газоносным путям в легкие кислород через стенки легочных альвеол и кровеносных капилляров поступает в кровь и захватывается эритроцитами, а углекислый газ выводится из крови в альвеолы;

• транспорт газов кровью – кислорода из легких ко всем тканям организма, а углекислого газа – в обратном направлении.

• газообмен между кровью и тканями. Кислород из крови через стенки кровеносных капилляров поступает к клеткам и другим тканевым структурам, где включается в обмен веществ.

• тканевое или клеточное дыхание – основное звено дыхательного процесса; оно заключается в окислении ряда веществ, в результате чего высвобождается энергия. Процесс тканевого дыхания происходит при участии специальных ферментов.

Механизм вдоха и выдоха

Дыхательный цикл состоит из ритмично повторяющихся фаз вдоха и выдоха. Поступление атмосферного воздуха при вдохе и удаление его при выдохе происходит в результате изменения объема герметичной грудной полости за счет сокращения и расслабления дыхательных мышц.

Вдох – активный процесс, обусловленный синхронным сокращением наружных межреберных мышц и диафрагмы. При расширении грудной клетки легкие пассивно растягиваются, расширяются. При этом давление в легких понижается и становится меньше атмосферного (на 3‒4 мм рт. ст.), поэтому воздух извне устремляется в легкие.

Нормальный нефорсированный выдох – процесс пассивный, обусловленный расслаблением мышц вдоха. Приподнятая и расширенная при вдохе грудная клетка в силу своей тяжести и при действии ряда мышц опускается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности уменьшаются в объеме. При этом давление в легких резко возрастает, и воздух покидает легкие. При нарушении дыхания выдох может быть активным. Например, при кашле, чихании быстрый выдох осуществляется за счет сокращения мышц живота и брюшного пресса, при этом ребра опускаются, диафрагма резко поднимается.

Взрослый человек в состоянии покоя совершает 16‒20 дыхательных движений в 1 мин, при этом продолжительность вдоха и выдоха соотносится как 1:1,3.