Вопросы в начале параграфа.

Вопрос 1. Как поддерживается газообмен в легких?

Поскольку углекислый газ непрерывно поступает из крови в альвеолярный Воздух, а кислород поглощается кровью и расходуется, для поддержания газового состава альвеол необходима вентиляция альвеолярного воздуха. Она достигается благодаря дыхательным движениям: чередованию вдоха и выдоха. Сами легкие не могут нагнетать или изгонять воздух из своих альвеол. Они лишь пассивно следуют за изменением объема грудной полости. Поскольку давление в плевральной полости, щелевидном пространстве между легкими и стенками грудной полости меньше, чем давление воздуха в легких, легкие всегда прижаты к стенкам грудной полости и точно следуют за изменением ее конфигурации. При вдохе и выдохе легочная плевра скользит по пристеночной плевре, повторяя ее форму.

Вопрос 2. За счет чего происходит вдох и выдох?

Вдох заключается в том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны. Объем грудной полости увеличивается, и легкие следуют этим увеличением, поскольку содержащиеся в легких газы прижимают их к пристеночной плевре.

Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляются. Под действием силы тяжести грудная стенка опускается вниз, а диафрагма поднимается вверх, поскольку растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, а они - на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, легкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. Все это происходит при спокойном дыхании.

Вопрос 3. Как работает дыхательный центр?

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Он состоит из центров вдоха и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. Спадение легочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох.

На работу дыхательных центров оказывают влияние и другие центры, в том числе расположенные в коре больших полушарий. Благодаря их влиянию дыхание изменяется при разговоре и пении. Возможно также сознательно изменять ритм дыхания во время физических упражнений.

Вопрос 4. Что происходит во время кашля и чихания?

Раздражение слизистой носа пылью или неприятно пахнущим веществом вызывает кратковременную остановку дыхания и смыкание голосовой щели. Затем начинается интенсивный (форсированный) выдох. Давление воздуха нарастает, и наступает момент, когда он с силой прорывается через сомкнутые голосовые связки. Струя воздуха направляется наружу, и возникает характерный звук чихания. Вместе с воздухом и слизью выделяются наружу и раздражители слизистой оболочки.

При кашле происходит то же самое, что и при чихании, только основной поток воздуха выходит через рот. Причиной кашля может быть раздражение слизистой оболочки легких, бронхов, трахеи, гортани, а также плевры. Таким образом, чихание и кашель имеют защитный характер.

Вопрос 5. Как осуществляется гуморальная регуляция дыхания?

При мышечной работе усиливаются процессы окисления. Следовательно, в кровь выделяется больше углекислого газа. Когда кровь с избытком углекислого газа доходит до дыхательного центра и начинает его раздражать, активность центра повышается. Человек начинает глубоко дышать. В итоге избыток углекислого газа удаляется, а недостаток кислорода восполняется. Если концентрация углекислого газа в крови понижается, работа дыхательного центра тормозится и наступает непроизвольная задержка дыхания. Благодаря нервной и гуморальной регуляциям в любых условиях концентрация углекислого газа и кислорода в крови поддерживается на определенном уровне.

Вопрос 6. В чем вред курения?

Наркогенные вещества, к которым принадлежит и никотин, содержащийся в табаке, включаются в обмен веществ и вмешиваются в нервную и гуморальную регуляции, нарушая и ту и другую. Кроме того, вещества табачного дыма раздражают слизистую оболочку дыхательных путей, что ведет к увеличению выделяемой ею слизи. Поэтому у курящих людей бывает кашель: легкие защищаются от вредного воздействия курения.

Вопрос 7. Важно ли знать, чем мы дышим?

Очень важно знать, чем мы дышим. Даже в очень душной комнате содержание кислорода снижается незначительно, но концентрация углекислого газа растет быстро. При этом неблагоприятно действует на организм не только он, но и табачный дым, и водочный перегар, и другие вредные вещества. Поэтому пребывание в душном помещении ведет к головной боли, вялости, снижению работоспособности.

Там, где используют печное отопление, в воздухе может оказаться примесь окиси углерода (СО) - угарного газа, который чрезвычайно ядовит. Он легко образует с гемоглобином крови прочное соединение - карбоксигемоглобин. Захватившие угарный газ молекулы гемоглобина надолго лишаются возможности переносить кислород из легких в ткани. Возникает недостаток кислорода в крови и тканях, что отражается на работе головного мозга и других органов.

Вопросы в конце параграфа.

Вопрос 1. Почему вентиляция легких возможна только при условии, когда полости, в которых находятся легкие, герметически замкнуты, в плевральной полости поддерживается давление ниже атмосферного?

Благодаря эластичности легких, герметичной замкнутости плевральной полости и наличия в ней давления ниже атмосферного, легкие следуют за движущимися стенками грудной клетки и пассивно растягиваются. Давление воздуха в альвеолах легких становится меньше атмосферного, что приводит к движению воздуха из окружающей среды в легкие - происходит вдох. Если происходит разгерметизация плевральной полости, легкие теряют связь с плеврой и возможность расширяться вслед за грудной клеткой - спадаются.

Вопрос 2 Почему при ранении, когда рана достигает плевральной полости, воздух со свистом врывается внутрь, легкое спадается и функционировать не может?

При ранении, когда рана достигает плевральной полости, легкое спадается, так как давление в плевральной полости сравнивается с атмосферным и сила, удерживающая легкое в прижатом к плевральной полости (и грудной клетке) положении, пропадает.

Вопрос 3. Почему неповрежденное легкое может работать несмотря на то, что второе легкое выведено из строя?

Это происходит из-за того, что каждое легкое изолированно друг от друга.

Вопрос 4. Где находится дыхательный центр?

Дыхательный центр находится в продолговатом мозге.

Вопрос 5. Почему вдох сменяет выдох?

Спадение легочных альвеол при выдохе рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох. Осуществляется также гуморальная регуляция дыхания. Активность дыхательного центра повышается при увеличении концентрации углекислого газа в крови.

Вопрос 6. Какова роль кашля и чихания?

Чихание и кашель носят защитный характер, при которых вместе с воздухом и слизью наружу выделяются раздражители слизистой оболочки дыхательных путей.

Вопрос 7. Как изменяется воздух в помещении при большом скоплении людей и плохой вентиляции?

В таких условиях в помещениях происходит снижение содержания кислорода и быстрый рост концентрации углекислого газа.

Вопрос 8. Какие меры первой помощи необходимо осуществить при отравлении угарным или бытовым газом?

При отравлении угарным или бытовым газом пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух и заставить дышать глубже. Можно дать ему понюхать нашатырный спирт, затем напоить чаем. При потере сознания или остановке дыхания - сделать искусственное дыхание.

Вопрос 9. При поражении угарным газом в крови образуется карбоксигемоглобин. Каковы его свойства и почему угарный газ так опасен?

Угарный газ (CO) образует с гемоглобином довольно стойкое соединение - карбоксигемоглобин. В результате молекулы гемоглобина оказываются занятыми и не могут переносить кислород, что приводит к кислородному голоданию тканей. Особенно чувствительны к дефициту кислорода клетки мозга.

Длительное пребывание в атмосфере угарного газа приводит к смерти.

Вопрос 10. В чем вредное действие пыли?

Пыль может механически травмировать стенки легочных пузырьков, воздухоносных путей, вызывать аллергию, затруднять газообмен. На пылинках оседают микробы, вирусы, вызывающие инфекционные заболевания. Также пыль может вызвать и химические отравления, если она содержит частички свинца, никеля, хрома.

Вопрос 11. Каковы источники загрязнения атмосферного воздуха?

К основным источникам загрязнения можно отнести выхлопы автомобильного транспорта, промышленные выбросы газов, вредных химических веществ, использование ядохимикатов, минеральных удобрений в сельском хозяйстве и др.

Дыхание – это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его тканями и выведение из организма углекислого газа.

Весь процесс дыхания в организме можно представить как совокупность последовательных процессов:

Обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких (внешнее дыхание или вентиляция легких);

Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей через легочные капилляры (диффузия газов в легких);

Транспорт газов кровью;

Обмен газов между кровью и тканями в тканевых капиллярах (диффузия газов в тканях);

Потребление кислорода клетками и выделение ими углекислоты (клеточное дыхание).

Внешнее дыхание обеспечивается трахеей, бронхами, бронхиолами и альвеолами. Газообмен между легкими и окружающей средой осуществляется за счет вдоха и выдоха. Вдох и выдох - это дыхательный цикл.

Механизм вдоха является активным процессом. При вдохе происходит увеличение объема грудной клетки за счет сокращения мышц диафрагмы и наружных межреберных мышц. При сокращении мышц диафрагмы купол ее уплощается, диафрагма опускается, смещая органы брюшной полости вниз. В результате опускания диафрагмы увеличивается вертикальный (↕) размер грудной полости. Наружные межреберные мышцы, сокращаясь, увеличивают размер грудной клетки в поперечном (фронтальном - ↔) и переднезаднем (сагиттальном - /) направлениях.

Увеличение объема грудной клетки, а, следовательно, и легких ведет к падению в них давления, что и служит причиной поступления в них через дыхательные пути атмосферного воздуха. Это объясняется тем, что воздух стремиться перейти из области высокого давления в область низкого давления.

Механизм выдоха. Как только вдох окончен мышцы грудной клетки расслабляются и она возвращается к своим обычным размерам. При этом объем легких уменьшается, давление в них возрастает, воздух из альвеол устремляется через воздухоносные пути наружу. Таким образом, спокойный выдох, в отличие от вдоха, происходит пассивно. При физической нагрузке выдох становится активным.

Количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха, составляет общую емкость легких, величина которой у взрослого человека равна 4-6 л.

В общей емкости легких выделяют четыре ее компонента:

Дыхательный объем;

Резервный объем вдоха;

Резервный объем выдоха;

Остаточный объем.

Дыхательный объем (ДО) - это объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек во время спокойного дыхания. У взрослого человека дыхательный объем составляет примерно 400-500 мл.

Резервный объем вдоха (РОвд) – это максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть человек после спокойного вдоха. Величина РОвд составляет 1,5-1,8 л.

Резервный объем выдоха (РОвыд) - это максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть после спокойного выдоха. РОвыд может быть равен 1 - 1,5 л.

Остаточный объем (ОО) - это объем воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха - 1- 1,2 л.

Сумма дыхательного объема, резервного объема вдоха и выдоха составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ), равную 3,5 - 5 л.

Акт дыхания состоит из ритмично повторяющихся вдоха и выдоха.

Вдох осуществляется следующим образом. Под влиянием нервных импульсов сокращаются мышцы, участвующие в акте вдоха: диафрагма, наружные межрёберные мышцы и др. Диафрагма при своём сокращении опускается (уплощается), что ведёт к увеличению вертикального размера грудной полости. 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. 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.

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.

Механизм регуляции дыхания очень сложный. В схематическом изложении он сводится к следующему. В продолговатом мозгу имеется скопление нервных клеток, регулирующих дыхание, - дыхательный центр. В дыхательном центре различают два отдела: отдел вдоха и отдел выдоха. Функция обоих отделов взаимосвязана: при возбуждении отдела вдоха происходит торможение отдела выдоха и, наоборот, возбуждение отдела выдоха сопровождается торможением отдела вдоха. Помимо дыхательного центра, заложенного в продолговатом мозгу, в регуляции дыхания участвуют специальные скопления нервных клеток в мосту и в промежуточном мозгу. Своё влияние на дыхательные мышцы, от которых зависит изменение объёма грудной клетки при вдохе и выдохе, дыхательный центр оказывает не прямо, а через спинной мозг. В спинном мозгу находятся группы клеток, отростки которых (нервные волокна) идут в составе спинномозговых нервов к дыхательным мышцам. При возбуждении дыхательного центра (отдела вдоха) нервные импульсы передаются в спинной мозг, а оттуда по нервам к дыхательным мышцам, вызывая их сокращение; в результате происходит расширение грудной клетки и вдох. Прекращение передачи импульсов из дыхательного центра (при торможении отдела вдоха) в спинной мозг, а от него к дыхательным мышцам сопровождается расслаблением этих мышц; в результате грудная клетка спадается и наступает выдох.

В дыхательном центре происходит попеременно смена состояния возбуждения и торможения (отдела вдоха и отдела выдоха), что обусловливает ритмичные чередования вдоха и выдоха. Изменение состояния дыхательного центра зависит от нервных и гуморальных влияний. При этом важная роль принадлежит рецепторам лёгких и углекислоте, находящейся в крови. Во время вдоха лёгкие растягиваются и благодаря этому раздражаются окончания блуждающего нерва, заложенные в ткани легкого. Нервные импульсы, возникшие в рецепторах, передаются по блуждающему нерву в дыхательный центр, вызывая возбуждение отдела выдоха и одновременно торможение отдела вдоха. В результате передача импульсов из дыхательного центра в спинной мозг прекращается и происходит выдох. При выдохе ткань лёгкого спадается, рецепторы лёгкого не раздражаются, нервные импульсы из рецепторов в дыхательный центр не поступают. В результате отдел выдоха приходит в состояние торможения, одновременно отдел вдоха возбуждается и наступает вдох. Затем снова всё повторяется. Таким образом осуществляется автоматическая саморегуляция дыхания: вдох вызывает выдох, а выдох обусловливает вдох.

Углекислота является специфическим возбудителем дыхания. При накоплении углекислоты в крови до определённой концентрации раздражаются специальные рецепторы стенок кровеносных сосудов. Возникшие в рецепторах импульсы передаются по нервным волокнам в дыхательный центр (отдел вдоха) и вызывают его возбуждение, что сопровождается углублением и учащением дыхания. Помимо этого, углекислота оказывает и прямое воздействие на дыхательный центр: повышение концентрации углекислоты в крови, омывающей дыхательный центр, вызывает его возбуждение. Уменьшение концентрации углекислоты в крови сопровождается, наоборот, снижением возбудимости дыхательного центра (отдела вдоха).

Если в результате интенсивной мышечной работы или по другим причинам в крови скапливается избыточное количество углекислого газа, то вследствие возбуждения дыхательного центра дыхание становится учащённым - возникает одышка. В результате этого углекислый газ быстро выводится из организма и содержание его в крови становится нормальным. Нормальной становится и частота дыхания. Скопление углекислого газа автоматически вызывает быстрое его выведение и тем самым снижение возбудимости дыхательного центра (отдела вдоха).

Наряду с избытком углекислого газа возбуждение дыхательного центра вызывают и недостаток кислорода, а также нeкоторые другие вещества, поступившие в кровь, в частности специальные лекарственные вещества. Следует отметить, что рефлекторное влияние на дыхательный центр оказывает не только раздражение рецепторов стенок кровеносных сосудов и рецепторов самих лёгких, но и другие воздействия (например, раздражение слизистой оболочки носа нашатырным спиртом, раздражение кожи холодной водой и др.).

Дыхание подчинено коре головного мозга, доказательством чего является то, что человек может произвольно задерживать дыхание (правда, на очень короткое время) или изменять его глубину и частоту. Свидетельством корковой регуляции дыхания является и учащение дыхания при эмоциональных состояниях.

С дыханием связаны защитные акты: кашель и чиханье. Осуществляются они рефлекторно, причём центры этих рефлексов находятся в продолговатом мозгу.

Кашель возникает в ответ на раздражение слизистой оболочки гортани, глотки или бронхов (при попадании туда частиц пыли, пищи и др.). При кашле после глубокого вдоха воздух с силой выталкивается из дыхательных путей и приводит при этом в движение голосовые связки (возникает характерный звук). Вместе с воздухом удаляется то, что раздражало дыхательные пути.

Чиханье происходит в ответ на раздражение слизистой оболочки носа по тому же принципу, что и кашель.

Кашель и чиханье являются защитными дыхательными рефлексами.

Критерии оценки деятельности дыхательной системы .

Определяют три типа дыхания: грудной, брюшной (диафрагмальный) и смешанный. При грудном типе дыхания на вдохе заметно поднимаются ключицы и происходит движение рёбер. При этом типе дыхания объём лёгких возрастает главным образом за счёт движения верхних и нижних рёбер. При брюшном типе дыхания увеличение объёма лёгких происходит в основном за счёт движения диафрагмы - на вдохе она опускается вниз, несколько смещая органы брюшной полости. Поэтому стенка живота на вдохе при брюшном типе дыхания слегка выпячивается. У спортсменов, как правило, смешанный тип дыхания, где участвуют оба механизма увеличения объема грудной клетки.

Перкуссия (поколачивание) позволяет определить изменение (если оно есть) плотности лёгких. Изменения в лёгких являются обычно следствием некоторых заболеваний (воспаление лёгких, туберкулёз и др.).

Аускультация (выслушивание) определяет состояние воздухоносных путей (бронхов, альвеол). При различных заболеваниях органов дыхания прослушиваются весьма характерные звуки - различные хрипы, усиление или ослабление дыхательного шума и т.д.

Исследование внешнего дыхания проводят по показателям, характеризующим вентиляцию, газообмен, содержание и парциальное давление кислорода и углекислого газа в артериальной крови и по другим параметрам. Для исследования функции внешнего дыхания пользуются спирометрами, спирографами и специальными аппаратами открытого и закрытого типа.

Параметры дыхательной системы .

Остаточный воздух (ОВ) - объём воздуха, оставшийся в невозвратившихся в исходное положение лёгких.

Частота дыхания (ЧД) - количество дыханий в 1 мин. Определение ЧД производят по спирограмме или по движению грудной клетки. Средняя частота дыхания у здорового человека - 16-18 в минуту, у спортсменов - 8-12. В условиях максимальной нагрузки ЧД возрастает до 40-60 в 1 мин.

Глубина дыхания (ДО) - объём воздуха спокойного вдоха или выдоха при одном дыхательном цикле. Глубина дыхания зависит от роста, веса, пола и функционального состояния спортсмена. У здоровых лиц ДО составляет 300-800 мл.

Минутный объём дыхания (МОД) характеризует функцию внешнего дыхания.

В спокойном состоянии воздух в трахее, бронхах, бронхиолах и в неперфузируемых альвеолах в газообмене не участвуют, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кровотоком - это так называемое "мёртвое" пространство. Часть дыхательного объёма, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объёмом. С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция - наиболее существенная часть наружного дыхания, так как она является тем объёмом вдыхаемого за 1 мин воздуха, который обменивается газами с кровью легочных капилляров.

МОД измеряется произведением ЧД на ДО. У здоровых лиц ЧД - 16-18 в минуту, а ДО колеблется в пределах 350-750 мл, у спортсменов ЧД - 8-12 мл, а ДО - 900-1300 мл. Увеличение МОД (гипервентиляция) наблюдается вследствие возбуждения дыхательного центра, затруднения диффузии кислорода и др.

В покое МОД составляет 5-6 л, при напряженной физической нагрузке может возрастать в 20-25 раз и достигать 120-150 л в 1 мин и более. Увеличение МОД находится в прямой зависимости от мощности выполняемой работы, но только до определённого момента, после которого рост нагрузки уже не сопровождается увеличением МОД.

Даже при самой тяжёлой нагрузке МОД никогда не превышает 70-80% уровня максимальной вентиляции. Расчёт должной величины МОД основан на том, что у здоровых лиц из каждого литра провентилированного воздуха поглощается примерно 40 мл кислорода (это так называемый коэффициент использования кислорода).

Вентиляционным эквивалентом (ВЭ) называются соотношение между МОД и величиной потребления кислорода. В состоянии покоя 1 л кислорода в лёгких поглощается из 20-25 л воздуха. При тяжёлой физической нагрузке вентиляционный эквивалент увеличивается и достигает 30-35 л. Под влиянием тренировки на выносливость вентиляционный эквивалент при стандартной нагрузке уменьшается. Это свидетельствует о более экономном дыхании у тренированных лиц.

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) состоит из дыхательного объёма лёгких, резервного объёма вдоха и резервного объёма выдоха. ЖЕЛ зависит от пола, возраста, размера тела и тренированности. ЖЕЛ составляет в среднем у женщин 2,5-4 л, а у мужчин - 3,5-5 л. Под влиянием тренировки ЖЕЛ возрастает, у хорошо тренированных спортсменов она достигает 8 л.

Общая ёмкость лёгких (ОЕЛ) представляет собой сумму ЖЕЛ и остаточного объёма лёгких, то есть того воздуха, который остается в лёгких после максимального выдоха и может быть определён только косвенно. У молодых здоровых людей - 75-80% ОЕЛ занимает ЖЕЛ, а остальное приходится на остаточный объём. У спортсменов доля ЖЕЛ в структуре ОЕЛ увеличивается, что благоприятно отражается на эффективности вентиляции.

Максимальная вентиляция лёгких (МВЛ) - это предельно возможное количество воздуха, которое может быть провентилировано через лёгкие в единицу времени. Обычно форсированное дыхание проводится в течение 15 с и умножается на 4. Это и будет величина МВЛ. Большие колебания МВЛ снижают диагностическую ценность определения абсолютного значения этих величин. Поэтому полученную величину МВЛ приводят к должной.

Объем воздуха, остающегося в лёгких после максимального выдоха (ОО) наиболее полно и точно характеризует газообмен в лёгких.

Одним из основных показателей внешнего дыхания является газообмен (анализ респираторных газов - углекислоты и кислорода в альвеолярном воздухе), то есть поглощение кислорода и выведение углекислоты. Газообмен характеризует внешнее дыхание на этапе "альвеолярный воздух - кровь легочных капилляров". Он исследуется методом газовой хроматографии.

Функциональная проба Розенталя позволяет судить о функциональных возможностях дыхательной мускулатуры. Проба проводится на спирометре, где у обследуемого 4-5 раз подряд с интервалом в 10-15 с определяют ЖЕЛ. В норме получают одинаковые показатели. Снижение ЖЕЛ на протяжении исследования указывает на утомляемость дыхательных мышц.

Пневмотонометрический показатель (ПТП, мм рт. ст.) даёт возможность оценить силу дыхательной мускулатуры, которая является основой процесса вентиляции. ПТП снижается при гиподинамии, при длительных перерывах в тренировках, при переутомлении и др. Исследование проводится пневмотонометром В.И. Дубровского и И.И. Дерябина (1972). Исследуемый производит выдох (или вдох) в мундштук аппарата. В норме у здоровых лиц ПТП в среднем составляет у мужчин на выдохе 328 ± 17,4 мм рт. ст., на вдохе - 227 ± 4,1 мм рт. ст., у женщин, соответственно, - 246 ± 1,8 и 200 ± 7,0 мм рт. ст. При заболеваниях лёгких, гиподинамии, переутомлении эти показатели снижаются.

Пробы Штанге и Генчи дают некоторое представление о способности организма противостоять недостатку кислорода.

Проба Штанге . Измеряется максимальное время задержки дыхания после глубокого вдоха. При этом рот должен быть закрыт и нос зажат пальцами. Здоровые люди задерживают дыхание в среднем на 40-50 с; спортсмены высокой квалификации - до 5 мин, а спортсменки - от 1,5 до 2,5 мин.

Проба Генчи . После неглубокого вдоха сделать выдох и задержать дыхание. У здоровых людей время задержки дыхания составляет 25-30 с. Спортсмены способны задержать дыхание на 60-90 с. При хроническом утомлении время задержки дыхания резко уменьшается.

В акте дыхания легкие играют пассивную роль. Они не могут расширяться и сжиматься активно, так как в них нет мускулатуры. Легкие находятся в герметически закрытой грудной полости. Каждое легкое покрыто плеврой , которая состоит из двух листков: висцерального, срастающегося с легочной тканью и затем по краям легких переходит в париетальный листок, который выстилает грудную полость. Между висцеральными и париетальными листками имеется плевральная полость, заполненная серозной жидкостью. Это уменьшает трение при дыхательных движениях. Давление в плевральной полости ниже атмосферного на 10-30 мм рт. ст.

Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной полости за счет сокращения мышц диафрагмы и наружных межреберных мышц. Эти мышцы называются инсператорами.

При поступлении импульсов из центра дыхания наружные межреберные мышцы сокращаются, клетка расширяется в продольном и поперечном направлениях. Расширению грудной полости спереди назад способствует и сокращение диафрагмы . В результате сокращения диафрагма уплощается и отходит назад. Грудная полость увеличивается в объеме, давление в ней понижается у крупных животных до 30 мм рт. ст., легкие следуют за расширением грудной клетки и воздух засасывается в них — происходит акт вдоха — инспирация. В процессе вдоха принимают участие и другие мышцы (грудные, брюшные и др.).

Между листками плевры отрицательное давление, что обеспечивает движения легких за изменением грудной полости. При проникновении воздуха в плевральную полость (пневмоторокс ) легкие спадаются (ателектаз ) и не следуют за дыхательными движениями грудной клетки.

Акт выдоха (экспирация ). В конце вдоха мышцы инспираторы расслабляются, грудная клетка в силу своей тяжести и эластичности возвращается к исходному положению, диафрагма поддается вперед и ее купол становится выпуклым в грудную полость под действием брюшных органов. Грудная полость уменьшается в объеме, из легких выжимается воздух, происходит выдох. В акте выдоха принимает участие внутренние межреберные мышцы, помогают мышцы живота, поперечные и прямые брюшные мышцы и др. Давление в межплевральной полости увеличивается, но и при выдохе оно ниже атмосферного на 5-7 мм рт. ст.

Во время выдоха альвеолы спадаются, но не слипаются, потому что внутренняя их поверхность покрыта нерастворимой в воде пленкой — сурфактантом.

Акт вдоха активный процесс, а выдоха — пассивный. Вдох короче выдоха. Продолжительность выдоха в 1,1-1,8 раза превышает время вдоха.

Механизм дыхательных движений легких может быть продемонстрирован с помощью модели Дондерса (рис. 25).

Рис. 25. Модель Дондерса.

Модель представляет собой стеклянный сосуд, затянутый внизу резиновой мембраной, имеется пробка, через которую проходят две стеклянные трубочки, на одну из которых надевают резиновую трубку с зажимом, а другую вставляют в трахею легких кролика и плотно привязывают нитками. Легкие осторожно вводят внутрь колпака. Плотно закрывают пробку. Резиновую мембрану вдавливают внутрь колпака и зажимом перекрывают резиновую трубку. Если оттянуть вниз мембрану, объем сосуда увеличивается, давление в нем уменьшается, и в легкие будет засасываться воздух, т.е. произойдет акт вдоха. Если отпустить мембрану, она возвратиться в исходное положение, объем сосуда уменьшится, давление внутри его увеличится и воздух из легких выйдет наружу. Произойдет акт выдоха.

Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной полости в трех направлениях - вертикальном, сагиттальном и фронтальном. Это происходит вследствие поднятия ребер и опускания диафрагмы (рис. 49 ).

Ребра соединены с грудиной хрящами, а с позвоночником они сочленены в двух точках: головка ребра - с телом позвонка, а бугорок ребра - с боковым отростком позвонка. В состоянии выдоха ребра опущены книзу; в состоянии вдоха ребра принимают более горизонтальное положение, поднимаясь кверху. При этом нижний конец грудины отходит вперед, благодаря чему сечение грудной клетки становится больше и в поперечном и в
продольном направлении.

Поднятие ребер совершается в результате сокращения наружных межреберных (mm. intercostales extcrni) и межхрящевых (mm. Intercartilagihci) мыщц. Наружные межреберные мышцы идут от ребра к ребру в косом направлении: сзади и сверху, вперед и вниз.

Во время вдоха мышечные волокна диафрагмы сокращаются, в результате чего купол диафрагмы становится более плоским и опускается; брюшные внутренности оттесняются вниз, в стороны и вперед; объем грудной полости увеличивается, особенно в вертикальном направлении. Электрофизиологические исследования различных дыхательных мышц показали, что биоэлектрические колебания (потенциалы действия) возникают сначала в диафрагме, затем в межреберных мышцах.

В первые месяцы после рождения дыхательные движения осуществляются в основном за счет сокращения диафрагмы. Поэтому если у котёнка парализовать диафрагму, перерезав nn. phrеnici, то он погибает.

У разных людей, в зависимости от возраста и пола, от одежды и условий труда, дыхание совершается или преимущественно за счет межреберных мышц - реберный, или грудной, тип дыхания, или преимущественно за счет диафрагмы - диафрагмальный, или брюшной, тип дыхания.

Тип дыхания не является строго постоянным и может приспособляться к условиям данного момента. Так, при переносе на спине больших гpyзов грудная клетка служит опорой для груза, а потому фиксируется мышцами туловища и межреберий неподвижно вместе с позвоночником; дыхание же совершается исключительно за счет движений диафрагмы. У беременных женщин смещение диафрагмы вниз затруднено и поэтому преобладает реберный тип дыхания.

При форсированном, т. е. усиленном, дыхании, например при одышке, в акте вдоха участвует ряд дополнительных или вспомогательных дыхательных мышц: поднимающие верхние ребра (mm. sternocleidomasto-idei, mm. scalcni) и фиксирующие плечевой пояс с откинутыми назад плечами (mm. trapecii, mm. rhomboidci, mm.levatores scapulae).

К вспомогательным дыхательным мышцам относятся: mm. pectorales major, et minor., mm. serrati anter., которые также могут поднимать ребра.