Дихальний цикл. Механізм вдиху і видиху

Дихальний цикл складається з:

• вдиху,

• видиху і

• дихальної паузи.

Вдих і видих здійснюються завдяки роботі дихальних м`язів та руху ребер.

Під час дихальних рухів відбува­ється:

• перенесення (конвекція) дихальних газів (кисню і вуглекислого газу),

• дифузія газів за градієнтом їх концентрації (кисню з бронхіол в альве­оли і вуглекислого газу у зворотному на­прямку).

Створення і підтримання такого градієнта концентрацій дихальних газів забезпечує конвекція газів у провіднико­вій та перехідній зонах дихальних шляхів.

Швидкість руху повітря в дихальних шля­хах у зв'язку зі значним їх розгалужен­ням і зростанням загальної площі попе­речного перерізу поступово знижується і в дихальних бронхіолах стає майже в 5000 разів меншою порівняно з трахеєю, що практично припиняє конвекцію газів, і на перше місце виступає їх дифузія.

Тиск в альвеолах дорівнює атмосфер­ному лише на максимумі спокійного вдиху перед видихом або в паузі між видихом і вдихом і при дуже повільних вдиху і видиху. Під час нормального дихання аль­веолярний тиск відрізняється від атмо­сферного, і причиною цього є нееластичний опір дихальних шляхів. Під час вдиху че­рез опір, що його чинять потоку повітря голосова щілина і бронхи, воно не встигає наповнювати альвеоли, що розтягуються, і тиск у них падає на 2-3 мм рт. ст. Під час видиху, навпаки, газ із альвеол з тієї самої причини не встигає виходити і тиск в альвеолах зростає.

Дихальні рухи.

Перший етап дихання відбувається шляхом чергування вдиху (інспірації) і видиху (експірації).

Повітря переміщується завдяки позмінному збільшенню і зменшенню розмірів грудної порожни­ни. Розміри грудної порожнини змінюються у разі руху ребер і сплющен­ня діафрагми за рахунок скорочення дихальних м'язів.

Роль ребер і дихальних м'язів у змінах об'єму грудної порожнини.

Механізм дихальних рухів: А - зміни об’єму грудної клітки (за рахунок діафрагми і м’язів черевного пресу); Б - скорочення зовнішніх міжреберних м’язів (зліва модель руху ребер)

Під час спокійного вдиху скорочення зовніш­ніх міжребрових м'язів піднімає опущені передні кінці ребер і груднину догори і вперед.

Грудна клітка розширюється за ра­хунок скорочення дихальних м'язів: ос­новних інспіраторних — діафрагми, зов­нішніх міжребрових м'язів.

Під час актив­ного глибокого вдиху підключаються до­даткові інспіраторні м'язи — деякі м'я­зи грудей, спини.

Поверхня розслабленої діафрагми майже вдвічі більша від площі поперечного перерізу грудної клітки, тому під час видиху вона під тиском органів черевної порожнини випинається в грудну по­рожнину.

Під час вдиху м'язові волокна діафрагми скорочуються, купол діафрагми опускається і грудна порожнина збіль­шується (див. мал. 51).

Спокійний видих у людини відбувається пасивно значною мірою під впливом гра­вітаційної сили: зовнішні міжреброві м'я­зи і діафрагма розслаблюються, ребра опус­каються донизу, грудна клітка звужується, розслаблена діафрагма випинається в груд­ну порожнину, об'єм якої зменшується. Так відбувається, коли людина перебуває у вер­тикальному положенні.

В горизонтальному положенні вплив гравітаційного чинника на видих значно зменшується і до його здійс­нення залучаються внутрішні міжреброві м'язи — видих стає активним. Так само активний видих має місце у людини і під час фізичних навантажень, коли до дихаль­них рухів залучаються допоміжні дихальні експіраторні м'язи: косий, прямий, попе­речний м'язи живота, а також м'язи, що зги­нають хребет.

Розрізняють такі типи дихання:

• грудний,

• черевний і

• зміша­ний

При грудному дихання здійснюється головним чином за допомогою м'язів грудної клітки.

У дихан­ні черевного типу переважну роль віді­грають м'язи живота (косі, поперечний і прямий) і діафрагма.

Переважання того чи іншого типу дихання залежить від:

• статі (у жінок переважає грудний тип дихання, особливо під час вагітності, у чоловіків — черевний),

• віку (у новонароджених і ді­тей грудного віку переважає черевний тип дихання, у 2 роки тип дихання стає змішаним, у 3-7 років — грудним, у хлоп­чиків 8-10 років — черевним),

• конститу­ції (у гіперстеніків — найчастіше черев­ний, у астеніків — грудний),

• професії (у людей фізичної праці переважає че­ревний тип дихання).

Черевний тип ди­хання є ефективнішим, оскільки скорочен­ня діафрагми забезпечують більші зміни об'єму грудної порожнини, ніж скорочен­ня міжребрових м'язів. Найсприятливішим для вентиляції легень є змішаний тип ди­хання.