Механизм вдоха (инспирации).
Инспирация — активный процесс даже при дыхании в покое. Под влиянием нервных импульсов сокращаются мышцы, участвующие в акте вдоха: диафрагма (купол диафрагмы уплощается), наружные межрёберные мышцы и др. При сокращении наружных межрёберных и некоторых других мышц поднимаются рёбра, при этом увеличиваются переднезадний и поперечный размеры грудной полости. Таким образом, в результате сокращения мышц увеличивается объём грудной клетки. Вследствие того, что в полости плевры воздух отсутствует и давление в ней отрицательное, одновременно с увеличением объёма грудной клетки расширяются и лёгкие. При расширении лёгких давление воздуха внутри них понижается (оно становится ниже атмосферного) и атмосферный воздух устремляется по дыхательным путям в лёгкие(насасывается). Следовательно, при вдохе последовательно происходит: сокращение мышц - увеличение объёма грудной клетки - расширение лёгких и уменьшение давления внутри лёгких - поступление воздуха по воздухоносным путям в лёгкие.
У здорового молодого мужчины разница между окружностью грудной клетки в положении вдоха и выдоха равна 7–10 см, женщин равна 5–8 см.
При усиленном вдохе сокращаются диафрагма, три пары лестничных мышц, грудино-ключично-сосцевидные, подниматели ребер, наружные межреберные, задняя и передняя зубчатые мышцы, подниматели лопаток, широкие мышцы спины, трапециевидные мышцы, большая и малая грудные мышцы.
Механизм выдоха (экспирации)
Выдох происходит вслед за вдохом. Мышцы, участвующие в акте вдоха, расслабляются (диафрагма при этом поднимается), рёбра в результате сокращения внутренних межрёберных и других мышц и вследствие своей тяжести опускаются. Объём грудной клетки уменьшается, лёгкие сжимаются, давление в них повышается (становится выше атмосферного), и воздух по воздухоносным путям устремляется наружу.
Т. о. экспирация обеспечивается за счет: тяжести грудной клетки; эластичности реберных хрящей; эластичности легких; давления органов брюшной полости на диафрагму. В состоянии покоя выдох происходит пассивно, т. е. без сокращения мышц.
При усиленном выдохе сокращаются внутренние межреберные, наружный и частично средний отделы крестцово-остистой мышцы, задняя нижняя зубчатая мышца, косые и прямая мышцы живота.
Существуют 3 типа дыхания: грудной (за счет сокращения дыхательной мускулатуры грудной клетки) брюшной (за счет сокращения диафрагмы) и смешанный. Грудной тип преобладает у женщин, брюшной – у мужчин. У спортсменов, как правило, смешанный тип дыхания.
Легочные объемы. Легочная вентиляция.
Дыхательный объем — количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Его объем составляет 300 — 700 мл.
Резервный объем вдоха — количество воздуха, которое может быть введено в легкие, если вслед за спокойным вдохом произвести максимальный вдох. Резервный объем вдоха равняется 1500—2000 мл.
Резервный объем выдоха — тот объем воздуха, который удаляется из легких, если вслед за спокойным вдохом и выдохом произвести максимальный выдох. Он составляет 1500—2000 мл.
Остаточный объем — это объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха. Остаточный объем равняется 1000—1500 мл воздуха. Благодаря наличию остаточного воздуха легкое, опущенное в воду, не тонет. У плода до рождения легочное дыхание отсутствует и легкие не содержат воздуха. Кусочек такого легкого в воде тонет. Воздух поступает в легкие после рождения при первом вдохе.
Дыхательный объем, резервные объемы вдоха и выдоха составляют так называемую жизненную емкость легких.
Жизненная емкость легких у мужчин молодого возраста
составляет 3,5—5 л, у женщин — 3—3,5 л.
Общая емкость легких состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема воздуха.
Легочная вентиляция — количество воздуха, обмениваемое в 1 мин.
Легочную вентиляцию определяют путем умножения дыхательного объема на число дыханий в 1 мин (минутный объем дыхания). У взрослого человека в состоянии относительного физиологического покоя легочная вентиляция составляет 6—8 л в 1 мин.
Легочные объемы могут быть определены с помощью специальных приборов — спирометра и спирографа.