1.3. Механізм вдиху і видиху

Під час вдиху об'єм грудної порожнини зростає, а видиху, навпаки, зменшується. Що тут причина, а що наслідок? Розглянемо механізм цих процесів.

Роль ребер і дихальних м'язів у змінах об'єму грудної порожнини. 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 іпспіраторні 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 випнута в грудну порожнину. Під час вдиху м'язові волокна діафрагми скорочуються, купол діафрагми опускається і грудна порожнина збільшується [33].

Спокійний видих у людини відбувається пасивно значною мірою під виливом 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 грудний, черевний і змішаний типи дихання. У першому випадку 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 [14].

У стані спокою людина робить 12-16 вдихів за хвилину і щоразу вдихає й видихає приблизно 500 мл (300-800 мл) повітря — це дихальний об'єм легень (мал. 1). Отже, хвилинний об'єм дихання становить 6-8 л/хв. Під час фізичного чи емоційного напруження він може досягти 50-100 л/хв [33].

Розрізняють кілька легеневих об'ємів. Найчастіше визначають життєву ємність легень (ЖЄЛ). Це максимальна кількість повітря, яку може видихнути людина після максимального вдиху. ЖЄЛ в середньому становить 4-5 л, а у людей з професійно розвиненою грудною кліткою (співаків, плавців) може досягати 6-8 л. ЖЄЛ складається з дихального об'єму легень — кількості повітря, яке людина вдихає або видихає під час спокійного дихання (300-800 мл); резервного об'єму вдиху (додаткового повітря) — додаткового об'єму повітря, яке можна вдихнути після нормального вдиху (1,5-2,5 л); резервного об'єму видиху — повітря, яке додатково можна видихнути після нормального видиху (1-1,5 л). Крім того, розрізняють ємність вдиху — суму дихального об'єму легень і резервного об'єму вдиху (2-3 л) та функціональну залишкову ємність (ФЗЄ — 2,5л) — суму резервного об'єму видиху і залишкового об'єму легень — це об'єм повітря, яке залишається в леге­нях після максимального видиху (1-1,5 л). Загальна ємність легень складається з життєвої ємності і залишкового об'єму легень [18].

Легеневі об'єми визначають також у відсотках відносно життєвої ємності легень. В такому разі залишковий об'єм легень становить у середньому 33 %, а дихальний об'єм, резервні об'єми вдиху й видиху — відповідно 15-20, 45 і 30-40 % ЖЄЛ.