Глава 7 Механика дыхания

Как легкие закреплены в грудной клетке, и как они движутся

Из гл. 2 мы узнали, что в процессе легочной вентиляции воздух перемещается в альвеолы и обратно. Здесь мы рас­смотрим силы, приводящие в движение легкие и грудную клетку, и сопротивления, которые этим силам приходится преодолевать.

Дыхательные мышцы

Вдох

Важнейшая инспираторная (т. е. отвечающая за вдох) мышца—диафрагма. Она представляет собой тонкую купо­лообразную пластину, прикрепленную к нижним ребрам. К диафрагме подходят нервы от 3-го, 4-го и 5-го шейных сег­ментов спинного мозга. При сокращении диафрагмы органы брюшной полости смещаются вниз и вперед, и вертикальные размеры грудной полости возрастают. Кроме того, при этом поднимаются и расходятся ребра, приводя к увеличению ее поперечника (рис. 7.1).

При спокойном дыхании диафрагма смещается примерно на 1 см, а при форсированном амплитуда ее движений (эк­скурсия) может достигать 10 см. Парализованная диафрагма при вдохе смещается не вниз, а вверх в связи с уменьше­нием внутригрудного давления. Это ее так называемое

94

Глава 7

Вдох

Мышцы

брюшной

стенки

•—”- Активный

-—*- Пассивный

Рис. 7.1. При вдохе диафрагма сокращается, становится менее выпуклой, внутренние органы брюшной полости смещаются вниз и вперед и ребра поднимаются. Все это приводит к увеличению объема грудной клетки. При форсированном выдохе мышцы брюшной стенки сокращаются и органы брюшной полости смещают диафрагму вверх

парадоксальное движение можно увидеть на рентгеноскопии, если попросить больного вдохнуть.

Соседние ребра соединяются наружными межреберными. мышцами. Их волокна направлены вперед вниз (рис. 7.2). При сокращении этих мышц ребра поднимаются и смещаются вперед, что приводит к увеличению размеров грудной клетки в боковом и передне-заднем направлении (расширение ее в стороны связано с тем, что ребра поднимаются, как ведерные ручки). К этим мышцам подходят межреберные нервы, выхо­дящие из спинного мозга на уровне соответствующих ребрам сегментов. При параличе межреберных мышц серьезных расстройств дыхания не возникает, так как движения диа­фрагмы прекрасно обеспечивают вентиляцию.

К вспомогательным инспираторным мышцам относятся лестничные, поднимающие два верхних ребра, и грудино-клю-

Межреберные

МЫШЦЫ

1^, / Наружные Позво- ^Х.ВнУтрен-

ночмик (^/'Л .^^{s ние} Ребра

Ось вращения

Рис. 7.2. При сокращении наружных межреберных мышц ребра смещают­ся вверх и вперед. При этом они вращаются вокруг оси, соединяющей позвонки и головки ребер. В результате грудная клетка увеличивается как в поперечном, так и в продольном направлениях. При сокращении внутренних межреберных мышц происходят обратные процессы

95

МЕХАНИКА ДЫХАНИЯ

чично-сосцевидные, поднимающие грудину. В спокойном ды­хании эти мышцы практически не участвуют, однако при фи­зической нагрузке могут очень интенсивно работать. Мень­шую роль играют мышцы крыльев носа, вызывающие разду­вание ноздрей, и мелкие мышцы головы и шеи.

Выдох

При спокойном дыхании выдох происходит пассивно. Дело в том, что легкие и грудная клетка обладают упругостью, и поэтому после вдоха, когда они активно растягиваются, стре­мятся вернуться в прежнее положение. При физической на­грузке и произвольной гипервентиляции выдох становится ак­тивным. Важнейшими экспираторными (отвечающими за выдох) мышцами служат мышцы передней брюшной стен­ки—прямая, внутренняя и наружная косые и поперечная. При их сокращении повышается внутрибрюшное давление и диафрагма поднимается вверх. Кроме того, эти мышцы сильно сокращаются при кашле, рвоте и дефекации.

В активном выдохе участвуют также внутренние межре­берные мышцы. При их сокращении ребра смещаются вниз и внутрь (т. е. эти мышцы действуют в направлении, обрат­ном действию наружных межреберных) и объем грудной клетки уменьшается. Кроме того, сокращение этих мышц способствует укреплению межреберных промежутков; в про­тивном случае мягкие ткани выпячивались бы через них при напряжении.