Что мы вдыхаем и выдыхаем. Дыхание человека • Лечение дыханием • Как правильно дышать? Сколько человек вдыхает и выдыхает кислорода

Для дыхания человек использует воздух, содержащийся в атмосфере. Однако состав его существенно отличается от того, который он выдыхает. В частности, изменяется количество кислорода и углекислого газа.

Воздух

Обыкновенный атмосферный воздух, пригодный для дыхания людей и остальных живых существ, представляет собой многокомпонентную смесь газов. Основную часть его объема составляет азот, доля которого достигает примерно 78%. На втором месте по этому показателю находится кислород, на долю которого приходится около 21% объема воздуха. Таким образом, суммарно эти два газа составляют около 99% объема воздуха.

Оставшиеся 1-1,5% объема большей частью приходятся на аргон и углекислый газ , а также незначительное количество других газов - неон, гелий, ксенон и другие. При этом доля углекислого газа в обыкновенном атмосферном воздухе, не подверженном какому-либо воздействию, чаще всего составляет около 0,3% по объему.

Выдыхаемый воздух

При этом состав воздуха, который получается в результате дыхательного процесса человека, существенно отличается от первоначального по содержанию ряда элементов. Так, известно, что в процессе дыхания организм человека потребляет кислород, поэтому закономерно, что его количество в выдыхаемом воздухе оказывается существенно меньше, чем во вдыхаемом. Если в первоначальном составе воздуха содержалось около 21% кислорода, то в воздухе на выдохе его будет лишь порядка 15,4%.

Другое значительное изменение, которое происходит с воздухом в процессе дыхания, касается содержания углекислого газа. Так, если в воздухе, попадающем в организм человека, его содержание обычно не превышает 0,3% объема, то в выходящем из организма воздухе объем углекислого газа достигает 4%. Это связано с тем, что в процессе функционирования человеческого организма его органы и ткани выделяют углекислый газ, который выводится в процессе дыхания. А вот содержание других газов в выдыхаемом воздухе практически не изменяется по отношению к первоначальному. Это связано с тем, что для человеческого организма они являются инертными, то есть никак не взаимодействуют с ним - не усваиваются и не выделяются.

При этом стоит иметь в виду, что воздух, выдыхаемый человеком, изменяет не только свой состав, но и некоторые физические характеристики. Его температура приближается к температуре человеческого тела, которая в норме составляет 36,6оС. Таким образом, если человек вдохнул холодный воздух, его температура повысится, а если горячий - понизится. Кроме того, выдыхаемый воздух обычно характеризуется более высоким уровнем влажности по сравнению с вдыхаемым.

Дыхание - важный физиологический процесс, без которого невозможна жизнедеятельность человека. Благодаря налаженному механизму клетки снабжаются кислородом и могут участвовать в метаболизме. Виды дыхания различают в зависимости от того, какие мышцы и органы задействованы в процессе.

Физиология дыхания

Дыхание сопровождается поочередным вдохом (потребление кислорода) и выдохом (выделение За короткое время между ними происходит множество процессов. Их можно разделить на следующие основные этапы дыхания:

внешнее (вентиляция и диффузия газов в легких);
транспортировка кислорода;
дыхание тканей.

Обеспечивает следующие процессы:

Вентиляция легких - воздух проходит через дыхательные пути, увлажняется, становится теплее и чище.
Газообмен - происходит в коротком промежутке прекращения дыхания (между выдохом и новым вдохом). В обмене участвуют альвеолы и легочные капилляры. Кровь поступает через альвеолы в капилляры, где насыщается кислородом и разносится по всему организму. Углекислый газ транспортируется из капилляров обратно в альвеолы и на выдохе выводится из организма.

Начальный этап дыхания способствует передаче кислорода из альвеол в кровь и накоплению углекислого газа в легочных пузырьках для дальнейшего выведения из организма.

Транспортировка и конечный результат обмена

Транспортировка газов кровью происходит благодаря эритроцитам. Они разносят кислород к тканям органов, где начинаются дальнейшие обменные процессы.

Диффузия в тканях характеризует процесс тканевого дыхания. Что это значит? Эритроциты, связанные с кислородом, поступают в ткани, а затем и в тканевую жидкость. Одновременно растворенный углекислый газ движется обратно к альвеолам легких.

Через тканевую жидкость кровь поступает в клетки. Запускаются химические процессы расщепления питательных веществ. Окончательный продукт оксидации - углекислый газ - вновь попадает в кровь в виде раствора и переносится к альвеолам легких.

Независимо от того, какой тип дыхания используется отдельным организмом, происходящие процессы обмена одинаковы. Работа мышц позволяет изменять объем , т. е. выполнять вдох или выдох.

Значение мышц в процессах дыхания

Виды дыхания возникли в результате сокращения мышц разных отделов позвоночника. Дыхательные мышцы обеспечивают ритмичное изменение объема полости грудной клетки. В зависимости от выполняемых функций, их подразделяют на инспираторные и экспираторные.

Первые участвуют в процессе вдыхания воздуха. К основным мышцам данной группы относятся: диафрагма, межреберные наружные, межхрящевые внутренние. Вспомогательные инспираторные мышцы составляют лестничные, грудные (большая и малая), грудино-ключичные (сосцевидные). В процессе выдоха участвуют и межреберные внутренние.

Лишь благодаря мышцам возможно вдыхание и выдыхание воздуха: легкие повторяют их движения. Существует два возможных механизма изменения объема грудной клетки с помощью сокращения мышц: движения ребер или диафрагмы, что и составляет основные виды дыхания у человека.

Грудное дыхание

При таком типе активно участвует в процессе лишь верхняя часть легких. Задействованы ребра либо ключицы, вследствие чего грудной тип дыхания делят на реберное и ключичное. Это наиболее частый, но далеко не оптимальный метод.

Реберное дыхание осуществляется при помощи межреберных мышц, которые позволяют грудной клетке расшириться до необходимого объема. На выдохе внутренние межреберные мышцы сжимаются, и воздух выходит. Процесс происходит и благодаря тому, что ребра обладают подвижностью и способны смещаться. Такое дыхание обычно присуще женскому полу.

Ключичное дыхание распространено среди пожилых людей в связи с уменьшением работоспособности легких, а также встречается у детей младшего школьного возраста . На вдохе ключицы вместе с грудной клеткой приподнимаются, на выдохе - опускаются. Дыхание с помощью грудино-ключичных мышц очень поверхностное, больше рассчитанное на спокойные и размеренные циклы вдоха-выдоха.

Брюшное (диафрагмальное) дыхание

Диафрагмальный тип дыхания считается более полноценным, чем грудной, вследствие лучшего снабжения кислородом. В процессе участвует большая часть объема легких.

Способствует дыхательным движениям диафрагма. Это перегородка между брюшной и грудной полостями, состоящая из мышечной ткани и способная достаточно сильно сокращаться. Во время вдоха она опускается вниз, оказывая давление на брюшину. При выдохе, наоборот, поднимается вверх, расслабляя мышцы живота.

Диафрагмальное дыхание распространено среди мужчин, спортсменов, певцов и детей. Научиться брюшному дыханию несложно, существует множество упражнений для развития необходимых навыков. Стоит ли этому учиться - решать каждому, но именно брюшное дыхание позволяет качественно снабдить организм необходимым кислородом за минимальное количество движений.

Бывает, что за один цикл дыхания человек задействует и грудной, и брюшной отделы. Расширяются ребра, а вместе с тем работает и диафрагма. то называют смешанным (полным) дыханием.

Виды дыхания в зависимости от характера дыхательных движений

Дыхание зависит не только от задействованной группы мышц, но и от таких показателей, как глубина, частота, время перерыва между выдохом и новым вдохом. При частом, прерывистом и неглубоком дыхании легкие вентилируются не полностью. Это создает благоприятные условия для бактерий и вирусов.

Полное дыхание задействует нижнюю, среднюю и верхнюю часть легких, что позволяет полностью их провентилировать. Используется весь полезный объем грудной клетки, и воздух в легких своевременно обновляется, не позволяя размножаться вредоносным микроорганизмам. Человек, практикующий полное дыхание, делает около 14 вдохов в минуту. Для хорошей вентиляции легких рекомендуется выполнять не более 16 вдохов в минуту.

Влияние дыхания на здоровье

Дыхание - основной источник кислорода, который постоянно необходим организму для нормальной жизнедеятельности. Качественная вентиляция легких обеспечивает кровь достаточным количеством кислорода, стимулируя работу сердечно-сосудистой системы и самих легких.

Стоит отметить пользу диафрагмального дыхания: являясь наиболее глубоким и полным, оно естественным образом массажирует внутренние органы брюшины и грудной клетки. Улучшаются процессы пищеварения, давление диафрагмы при выдохе стимулирует перикард.

Нарушения дыхания приводят к ухудшению обменных процессов на клеточном уровне. Токсины не выводятся вовремя, создавая благоприятную среду для развития заболеваний. Часть функций газообмена переходит на кожу, что приводит к ее увяданию и развитию дерматологических болезней.

Патологические виды дыхания

Существует несколько видов патологического дыхания, которые разделяют на группы в зависимости от причины нарушений вентиляции легких. Нарушения регуляции могут вызывать:

брадипноэ - угнетение функций дыхания, больной совершает менее 12 дыхательных циклов в минуту;
тахипноэ - слишком частое и поверхностное дыхание (более 24 дыхательных циклов в минуту);
гиперноэ - частое и глубокое дыхание, связанное с интенсивной рефлекторной и гуморальной стимуляцией при разных заболеваниях;
апноэ - временное прекращение дыхания, связано со снижением возбудимости дыхательного центра при поражениях мозга или вследствие наркоза, возможна также рефлекторная остановка дыхания.

Периодическое дыхание - это процесс, при котором дыхание чередуется с апноэ. Выявлено два типа такого поступления кислорода в организм, которые получили названия: дыхание Чейна-Стокса и дыхание Биота.

Первое характеризуется нарастающими глубокими движениями, постепенно убывающими до апноэ длительностью 5-10 секунд. Второе составляют нормальные дыхательные циклы , чередующиеся с кратковременным апноэ. Развитие периодического дыхания провоцирует прежде всего нарушения дыхательного центра вследствие травм или заболеваний мозга.

Терминальные виды дыхания

Необратимые нарушения дыхательного процесса со временем приводят к полной остановке дыхания. Различают несколько видом фатальной деятельности:

дыхание Куссмауля - глубокое и шумное, характерно при отравлениях токсинами, гипоксии, диабетической и уремической коме;
апнейстическое - продолжительный вдох и короткий выдох, характерно для травм мозга, сильного токсического воздействия;
гаспинг-дыхание - признак глубокой гипоксии, гиперкапнии, редкие вдохи с в 10-20 секунд перед выдохом (распространено при серьезных патологических состояниях).

Стоит отметить, что при удачной реанимации больного возможно восстановление дыхательной функции до нормального состояния.

Из книги в книгу мелькает информация: «Человек должен и может жить до 120–150 лет. Этот возраст заложен природой». Но лишь единицам удается дожить до преклонной старости и при этом сохранить силы и здоровье. Большинство людей достигает 60–70 лет и приходит к этому рубежу с целым букетом различных заболеваний .

Что мешает нам быть здоровыми хотя до 50–60 лет?

С первых минут появления на свет человек подвергается воздействию различных раздражителей. Организм готов к ним, он обладает удивительными способностями приспосабливаться к очень разным условиям: жара или холод, полный покой или активные действия. Но лишь при условии, что мы ему не мешаем, доверяем. Иначе организм перестает справляется с проблемами и подает сигнал бедствия - болеет. И мы его лечим. Не важно чем - таблетками травами или голоданием. Иногда проблема отступает, но вскоре возникает новая. Почему? Потому что прежде чем лечить, надо задуматься о сути болезни, о том, зачем она нам дана. Ответ на этот вопрос вы можете дать уже сейчас, прочитав всего один абзац этой главы: болезнь - это показатель того, что мы что-то делаем неправильно - мешаем организму. И чаще всего мы мешаем ему правильно дышать.

Дыхание с точки зрения традиционной и нетрадиционной медицины

С дыхания начинается жизнь. Первое действие ребенка, появившегося на свет - это глубокий глоток воздуха. От дыхания зависит функционирование наших органов и систем. Красота, молодость и долголетие напрямую связаны с нашими дыхательными процессами. Они регулируют нашу физическую и умственную активность. От дыхания зависят также наши мысли и эмоции, настроение и даже проявление творческих способностей. Дыхание является отражением нашего внутреннего состояния и взаимодействия с окружающим миром. Каждый вдох и выдох формирует человека. Но в то же время это настолько естественный механизм, что мы не обращаем на него никакого внимания.

Как правило, мы не задумываемся, как дышим и чем дышим. И напрасно. С одной стороны, дыхание - это физиологический процесс, во время которого происходит естественный газообмен в организме. Но с другой стороны, дыхание - это такой же важный источник получения энергии, как и питание. Во время вдоха вместе с кислородом поступают жизненные силы. На выдохе организм освобождается не только от углекислого газа, но и от негативной энергии и напряжения.

Дыхание - это полуавтономная функция. То есть мы вроде как не задумываемся над тем как вдохнуть или выдохнуть, но при желании можем сознательно контролировать дыхание, в отличие от сердцебиения.

Вернемся к началу главы и постараемся ответить - как же, нарушая естественный процесс дыхания, человек мешает организму пополнять запас энергии и очищаться - вспомним, что представляет собой дыхательная система и как она работает.

Строение дыхательной системы

Дыхание - это результат сложной работы целой системы органов.

Центральным органом дыхательной системы являются легкие . Они состоят из мельчайших пузырьков (альвеол), окружающих бронхиолы. Их насчитывается около 700 млн. К альвеолам через легочные артерии поступает венозная кровь, а через дыхательные пути - атмосферный воздух.

Главная функция легких - газообмен . Газообмен - это перемещение газов и изменение их состава внутри организма. В ходе газообмена из потребляемых газовых смесей забирается кислород и выделяется углекислый газ, различные газовые примеси, инертный азот и пары воды.

Отвечает за тонус сосудов, бронхов, обмен веществ, секрецию гормонов, электролитный состав крови и тканей;

Опосредованно влияет на активность ферментов и скорость почти всех биохимических реакций организма.

Кислород же служит только энергетическим материалом, и его регулирующие функции ограниченны.

Увеличивается концентрация холестерина вне зависимости от питания.

Причина бессонницы!

Кроме того, наукой установлена тесная взаимосвязь между дыханием и тонусом нервной системы. Очевидно, что глубокое дыхание максимально полно выводит углекислый газ. Но приносит ли это пользу для организма? Наблюдения показали, что углекислота является снотворным, успокаивающим и, даже, наркотическим веществом. Поэтому ее уменьшение в нервных клетках приводит к их возбуждению. В результате появляются такие симптомы как бессонница, раздражительность, ухудшение памяти, и как следствие, астма, гипертония, инфаркты, инсульты и т. д. Кроме того, уменьшение углекислого газа в крови приводит к понижению уровня pH. В итоге среда в организме сдвигается в щелочную сторону, что нарушает активность ферментов и витаминов и неизбежно ведет к неправильному обмену веществ, ослаблению иммунитета, аллергическим реакциям.

Как же поддержать оптимальный баланс глубины дыхания, баланс между кислородом и углекислым газом, чтобы не навредить организму?

Что такое правильное дыхание

Большинство людей уверены, что они дышат правильно. Ну а что, казалось бы, здесь сложного. Но в большинстве случаев мы ограничиваемся поверхностным дыханием, или наоборот, делаем упор на глубоком. И то и другое отклоняется от природной нормы. Только когда начинаются проблемы со здоровьем, мы вспоминаем о своем дыхании.

Правильное дыхание предполагает использовать весь объем своих легких и предоставлять в распоряжение организма достаточное количество кислорода и углекислого газа.

Фазы правильного дыхания

Правильное, оздоровляющее дыхание человека состоит из трех фаз:

1) непроизвольного беззвучного вдоха (обязательно через нос);

2) выдоха;

3) краткой паузы - передышки.

Все три фазы всегда присутствуют в акте дыхания. Выдох составляет около одной секунды, затем следует пауза - около полутора секунд, и возврат дыхания (вдох) - около секунды. Временное соотношение может изменяться в зависимости от вида и интенсивности нагрузок. Трехфазное дыхание предусмотрено законами природы. И могу вас уверить оно является наиболее оптимальным и эффективным. Кстати говоря, именно во сне здоровый человек дышит максимально правильно, т. к. дыхание сознательно не контролируется, потому что во сне управление этим процессом целиком передается дыхательному центру.

Трехфазное дыхание представляет собой цикл, который у нетренированного человека повторяется в среднем 16 раз в минуту, а у тренированного - примерно 8-10 раз в минуту.

Правильное дыхание облегчает работу сердца, усиливает дыхательные движения грудной клетки и диафрагмы и стимулируют внесердечный механизм кровообращения. Оно укрепляет сразу все органы человеческого тела, связанные с дыханием (голосовой аппарат, легкие и диафрагму). Благодаря правильному дыханию восстанавливается нормальная деятельность нервной системы, увеличивается жизненная емкость легких, кровь и ткани активно насыщаются кислородом, что влияет на значительное улучшение общего состояния и работоспособности.

Проследите за своим дыханием

Для того чтобы определить ритм правильного дыхания, необходимо сесть на стул в свободной, расслабленной позе. Одежда не должна стеснять тело.

Закройте глаза и сосредоточьтесь на своем дыхании. Проследите за ним, но не пытайтесь сознательно вмешиваться в процесс. Вашей задачей является проследить за последовательностью заполнения и освобождения легких:

Сначала плавно наполните воздухом нижнюю часть легких так, чтобы живот выдвинулся вперед, диафрагма опустилась вниз, затем среднюю (при этом поднимутся ребра и грудь), и наконец верхнюю (при этом должны подняться ключицы, а живот подтянуться к позвоночнику);

Во время выдоха у вас должен втянуться живот, подняться диафрагма, а затем опуститься грудь и плечи;

Движения при вдохе и выдохе должны быть мягкими, плавными, без резких толчков и напряжения;

Повторите 3 раза;

На четвертом вдохе задержите дыхание и засеките время в секундах;

Сделайте выдох и снова зафиксируйте время, в течение которого вы можете обходиться без поступления воздуха в легкие;

Сравните полученные результаты.

В большинстве случаев продолжительность вдоха и выдоха будет различной. У кого-то слишком короткий вдох, а у кого-то - выдох. При правильном дыхании продолжительность вдоха и выдоха должны совпадать. Если у вас есть разница между вдохом и выдохом, настало время серьезно взяться за свое здоровье. Как только вы овладеете техникой правильного дыхания, оно станет для вас первоочередной потребностью и привычкой.

Техники правильного дыхания

О том, что такое правильное дыхание люди задумывались издавна. Первые сведения по этому вопросу датируются VI веком до нашей эры. Старейшие изречения о методе правильного дыхания высечены на камне: «При дыхании нужно поступать следующим образом: задержать дыхание, оно накапливается, если накопилось, распространяется дальше, если распространяется дальше, то спускается вниз, становится спокойным, если становится спокойным, то укрепляется. Если выпустить, то оно растет, когда выросло, нужно снова сжать. Если его сжать, оно достигнет макушки головы. Там оно давит на голову, давит вниз».

Народы Востока придавали дыхательным упражнениям философский смысл. Дыхание должно было управлять энергией человека, существовать в гармонии с чувствами и мыслями.

В европейской философии и медицине утверждалась связь дыхания души, здоровья и жизни. Научно-техническая революция позволила осознать, что дыхание оказывает существенное влияние на все основные функции и процессы организма. Благодаря ему можно заниматься профилактикой заболеваний.

Исследования XX в. в области дыхания привели к созданию ряда методик правильного дыхания. Первоначально эти методики использовались при заболеваниях органов дыхания, а также в профессиональной подготовке певцов, дикторов, учителей и спортсменов.

И лишь во второй половине XX в. разработка дыхательной гимнастики нашла широкое применение как в традиционной, так и в нетрадиционной медицине.

Существует множество техник, которые нормализуют дыхание, делают его правильным. Среди них:

Восточная дыхательная гимнастика тайцзи цигун;

Техника дыхательной гимнастики бодифлекс;

Гипервентиляционная техника дыхания;

Метод трехфазного дыхания Л. Кофлера - Лобановой-Лукьяновой;

Парадоксальная гимнастика А. Н. Стрельниковой;

Метод волевой ликвидации глубокого дыхания К. П. Бутейко.

Какой же выбрать, подумаете вы? И насколько он будет безопасным? Скажу откровенно, все эти методики чудесно сочетаются друг с другом и каждый может найти оптимальную только для него дыхательную гимнастику. В таблице ниже вы сможете подобрать дыхательные техники исходя из состояния здоровья. Описания всех упомянутых техник вы найдете в этой книге. Некоторые из них я испробовала на собственном опыте и добилась существенных сдвигов в состоянии здоровья. Но, конечно, самое большое открытие я сделала для себя пять лет назад, когда нашла описание метода рыдающего дыхания Юрия Вилунаса. Ничего проще и естественнее придумать нельзя!

Любая из дыхательных техник требует усилий и времени на освоение и выполнение упражнений. Вы не сможете дышать по-йоговски, идя на работу или с работы, моя полы или готовя обед. Может быть, поэтому и результаты от применения всех перечисленных дыхательных гимнастик не столь впечатляющи. Пока болит - занимаюсь, чуть отпустила - начал ленится. Так уж устроен человек. Но метод Вилунаса смог победить даже человеческую лень.

Комплексное лечение и профилактика заболеваний дыхательными техниками

Главным условием существования животных является наличие в окружающей среде кислорода, необходимого для окислительного процесса, благодаря которому клетки получают энергию, используемую для основных проявлений жизни - ассимиляции и диссимиляции. В результате жизнедеятельности организма образуются различные продукты метаболизма, важнейшим из которых является диоксид углерода (С0 2). При этом нормальная жизнедеятельность клетки возможна только при условии удаления этих продуктов из организма. Обмен кислорода и диоксида углерода между окружающей средой и тканями - одно из главных условий жизни организма.

Дыхание - совокупность процессов, в результате которых происходит поступление кислорода в организм и выделение из него углекислого газа.

Функциональная система дыхания - совокупность структур, которые обеспечивают необходимый объем легочной вентиляции (внешнее звено саморегуляции), поддерживая оптимальный для метаболизма уровень pO2, pCO2 и рН крови и тканей (внутреннее звено саморегуляции).

Нормальное функционирование организма животных возможно только при условии пополнения энергией, которая непрерывно расходуется. Организм получает энергию за счет окисления - белков, жиров, углеводов. При этом высвобождается скрытая химическая энергия, которая служит источником жизнедеятельности, развития и роста организма. Таким образом, значение дыхания состоит в поддержании в организме оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов.

Этапы дыхания

Комплекс последовательных физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих дыхание, подразделяют на пять этапов.

1-й этап - внешнее дыхание , или - процессы, обеспечивающие ритмическое поступление определенных объемов атмосферного воздуха в легкие (вдох) и удаление его из легких в атмосферу (выдох).

2-й этап - диффузия газов в легких () - процессы, обеспечивающие переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа в обратном направлении.

3-й этап - - процессы, обеспечивающие растворение кислорода и углекислого газа в крови, связывание их с гемоглобином и другими веществами и перенос с током крови.

4-й этап - диффузия газов в тканях () - процессы, обеспечивающие диссоциацию оксигемоглобина в крови тканевых капилляров и диффузию кислорода из крови в тканевые структуры, а также диффузию углекислого газа в обратном направлении, его растворение и связывание с гемоглобином.

5-й этап - клеточное дыхание - биохимические и физико-химические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки. При этом образуются углекислый газ, вода и азотистые основания (при окислении белков).

Такое выделение этапов дыхания удобно для последовательного его изучения. В клинической практике часто применяют иное подразделение, в частности под термином «внешнее дыхание» подразумевают как вентиляцию легких, так и газообмен между кровью и альвеолярным воздухом. В курсе физиологии человека изучаются преимущественно первые четыре этапа дыхания. Клеточное дыхание подробно изучается в курсе биохимии.

Внешнее дыхание

Вентиляция легких - процесс обмена воздуха между внешней средой и альвеолами легких.

Вентиляция легких (смена воздуха) осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение объема грудной полости обеспечивает вдох (инспирацию ), уменьшение - выдох (экспирацию ). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл.

Изменение объема грудной полости совершается за счет сокращений. Мышцы, при сокращении которых объем грудной полости увеличивается, называются инспираторными. К ним относятся диафрагма и наружные межреберные мышцы. При спокойном дыхании объем грудной клетки изменяется в основном за счет сокращения диафрагмы и перемещения ее купола. При глубоком форсированном дыхании в инспирации участвуют вспомогательные мышцы вдоха: трапециевидная, передние лестничные и грудино-ключично-сосцевидные мышцы. Спокойный выдох осуществляется в результате расслабления инспираторных мышц, что приводит к уменьшению объема грудной полости благодаря опусканию ребер (под действием силы тяжести) и расслаблению диафрагмы. Глубокий выдох происходит при сокращении экспираторных мышц, которыми являются внутренние межреберные мышцы и мышцы живота. К вспомогательным экспираторным мышцам относятся мышцы, сгибающие позвоночник.

Легкие располагаются в герметически замкнутой плевральной полости , которая образована наружным и внутренним листками плевры.

При спокойном дыхании давление в плевральной полости равно минус 6-8 мм рт. ст., т.е. на 6-8 мм рт. ст. ниже атмосферного. Его можно измерить, если ввести в щель иглу шприца, соединенного с манометром. Это обусловлено тем, что внутрилегочное давление равно атмосферному, а снаружи давление отсутствует или равно нулю. Эластическая сила легких уменьшает давление легких на пристеночную плевру. Следовательно, внутриплевральное давление равно

Р пл = Р лег - Р эл

где Р пл - внутриплевральное давление; Р лег - внутрилегочное давление, которое в состоянии покоя равно атмосферному; Р эл - эластическая сила легких.

В момент вдоха, когда сокращаются наружные межреберные мышцы и ребра поднимаются, наружный листок плевры отходит от внутреннего, вследствие чего увеличивается объем плевральной полости. Поскольку легкие всегда стремятся занять максимально возможный объем в грудной полости в связи с разностью давления внутри и снаружи органа, при увеличении объема плевральной полости происходят растяжение легких и поступление в них воздуха. Это приводит к увеличению эластической тяги легких и, следовательно, уменьшению внутриплеврального давления. Чем глубже вдох, тем больше уменьшается давление. В момент глубокого вдоха оно может достигать минус 12-15 мм рт. ст. (рис. 1).

Когда в межреберных мышцах заканчивается процесс возбуждения, они расслабляются и ребра пассивно возвращаются в исходное положение; точно так же прекращение сокращения диафрагмы приводит к тому, что она занимает свое прежнее куполообразное положение. Возвращение ребер и диафрагмы в исходное положение приводит к уменьшению объема грудной полости, а следовательно, к сдавлению легких. При возвращении ребер в исходное положение давление в плевральной полости повышается, т.е. в ней уменьшается отрицательное давление, так как уменьшается эластическая тяга легких. При глубоком выдохе оно становится равным минус 3-4 мм рт. ст. При сдавлении легких из них пассивно выходит воздух - осуществляется выдох.

Упругие свойства легких. Эластическая тяга легких обусловлена тремя факторами:

поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол;
упругостью ткани стенок альвеол вследствие наличия в них эластических волокон;
тонусом бронхиальных мышц.

Устранение сил поверхностного натяжения (заполнение легких солевым раствором) снижает эластическую тягу легких на 2/3

Если бы внутренняя поверхность альвеол была покрыта водным раствором, поверхностное натяжение должно было быть в 5-8 раз больше. В таких условиях наблюдалось бы полное спадение одних альвеол (ателектаз) при перерастяжении других. Этого не происходит потому, что внутренняя поверхность альвеол выстлана веществом, имеющим низкое поверхностное натяжение, так называемым сурфактантом , имеющим толщину 20-100 нм и состоящим из белков и липидов. Пленка сурфактанта обладает замечательным свойством: уменьшение размеров альвеол сопровождается снижением поверхностного натяжения; это важно для стабилизации альвеол.

Сурфактант необходим для начала дыхания при рождении ребенка. До рождения легкие находятся в спавшемся состоянии. Ребенок после рождения делает несколько сильных дыхательных движений, легкие расправляются, а сурфактант удерживает их от спадения (коллапса). Недостаток или дефекты сурфактанта вызывают тяжелое заболевание (синдром дыхательного дистресса). Поверхностное натяжение в легких у таких детей высокое, поэтому многие альвеолы находятся в спавшемся состоянии.

Показатели системы дыхания

Деятельность системы дыхания характеризуют определенные: частота дыхательных движений и легочные объемы.

Дыхательным объемом называют объем воздуха, который поступает в легкие при вдохе в состоянии покоя. Дыхательный объем у овец составляет 0,3-0,5 л, у лошадей - 4-6 л. Сверх данного количества животные могут вдохнуть еще определенный объем воздуха, который называется резервным объемом вдоха. После нормального выдоха животные могут выдохнуть приблизительно такое же количество воздуха. Этот объем называется резервным объемом выдоха. Объем воздуха, оставшийся в легких после выдоха резервного объема, называется остаточным объемом. Соответственно этому емкость легких называется общей.

Количество воздуха, которое животное или человек может максимально выдохнуть после самого глубокого вдоха, называется жизненной емкостью легких. Она складывается из дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. Жизненная емкость у лошадей составляет до 26 л, у крупного рогатого скота - 30 л.

Жизненную емкость легких и дыхательные объемы можно определить с помощью спирометрии.

Объем воздуха, который остается в легких после спокойного выдоха, называется функциональной остаточной емкостью , или альвеолярным воздухом. Та часть общей емкости, которая вмещает дыхательный объем, называется емкостью вдоха.

Физиологическое мертвое пространство - воздух, который находится в воздухоносных путях (полости носа, носоглотке, трахее) и не участвует в газообмене. Хотя в воздухоносных путях не происходит газообмена, они необходимы для нормального дыхания, так как в них вдыхаемый воздух увлажняется, согревается, очищается от пыли и микроорганизмов. При раздражении пылевыми частицами и накопившейся слизью рецепторов носоглотки, гортани и трахеи возникает кашель, а при раздражении рецепторов полости носа - чиханье. Кашель и чиханье являются защитными дыхательными рефлексами.

Частота дыхательных движений или вентиляция легких определяется объемом воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого в единицу времени. Количественной характеристикой легочной вентиляции является минутный объем дыхания - объем воздуха, проходящего через легкие за 1 мин.

Частота дыхательных движений в 1 мин в покое у лошадей составляет 8- 16, крупного рогатого скота - 10-30, свиней - 8-18. Минутный объем у лошадей достигает 40-60 л, у крупного рогатого скота - 25-30 л.

При адаптации организма к условиям внешней среды число дыхательных движений может увеличиться в 4-5 раз, дыхательный объем воздуха - в 4-8 раз, минутный объем дыхания - в 10-25 раз.

Газообмен в легких

Газообмен в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров осуществляется в результате диффузии 0 2 из альвеолярного воздуха в кровь и СО 2 , из крови в альвеолярный воздух. Диффузия происходит вследствие разности парциального давления (давление отдельного газа в смеси газов) этих газов в альвеолярном воздухе и в крови. Парциальное давление 0 2 в альвеолярном воздухе составляет около 100 мм рт. ст. Напряжение 0 2 в венозной крови равно 40 мм рт. ст. В результате этой разницы парциального давления 0 2 из альвеолярного воздуха поступает в кровь. Напряжение СО 2 , в венозной крови, поступающей к легким, составляет 46 мм рт. ст., а парциальное давление С0 2 в альвеолярном воздухе - около 40 мм рт. ст. Вследствие этого С0 2 поступает из крови в альвеолярный воздух до выравнивания его парциального давления в крови и в альвеолярном воздухе.

Способствует большая поверхность альвеол и малая толщина легочной мембраны. В течение суток из альвеол в кровь переходит у коровы около 5000 л О 2 , а из крови в альвеолярный воздух поступает около 4300 л СО 2 .

Контакт крови с альвеолярным воздухом происходит за 0,3-0,7 с, и за этот период парциальное давление газа полностью выравнивается.

Транспорт газов кровью

В нормальных условиях транспорт кислорода и диоксида углерода кровью осуществляется в растворенном и химически связанном виде. Из общего количества кислорода, который содержится в артериальной крови, только 0,3% его растворено в плазме, а остальное количество находится в химической связи с гемоглобином. Поэтому главное значение имеет транспорт дыхательных газов в связанном с гемоглобином состоянии.

Кровью осуществляется в основном за счет обратимого присоединения молекул 0 2 к молекуле гемоглобина. Более 90% кислорода крови, выходящей из легких, переносится в виде оксигемоглобина (НЬ0 2). Одна молекула гемоглобина присоединяет к себе четыре молекулы кислорода; 1 г гемоглобина способен присоединить 1,34 мл кислорода. Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной емкостью крови. В нормальных условиях количество кислорода, связанного с гемоглобином, зависит от парциального напряжения кислорода в крови или тканях. При уменьшении парциального напряжения кислорода в среде количество гемоглобина, находящегося в форме оксигемоглобина, уменьшается. Гемоглобин представляет собой белок, состоящий из четырех субъединиц, каждая из которых содержит один гем. Гем - протопорфин, состоящий из четырех пиррольных колец, связанных между собой метиловыми мостиками. В центре гема находится двухвалентное железо. Одна молекула гемоглобина присоединяет к себе четыре молекулы кислорода.

Сродство гемоглобина к кислороду возрастает при высоком парциальном давлении последнего. Такие условия создаются в легких, где почти весь гемоглобин (98%) насыщается кислородом. Сродство гемоглобина к кислороду снижается при увеличении концентрации СО 2 и Н + . Такие условия создаются в тканях, где интенсивно протекают процессы обмена веществ. Оксигемоглобин поэтому быстро диссоциирует, 0 2 освобождается и поступает в ткани, где его напряжение значительно ниже, чем в артериальной крови (100 мм рт. ст.). В венозной крови напряжение 0 2 составляет всего 35-45 мм рт. ст. Протекая по тканевым капиллярам, кровь отдает кислород тканям.

Графическое изображение степени насыщения гемоглобина кислородом, т.е. образование оксигемоглобина, называется кривой диссоциации оксигемоглобина. Она имеет S-образную форму. Кривая диссоциации гемоглобина может сдвигаться вправо при повышении парциального давления СО 2 и снижении рН. Это уменьшает сродство гемоглобина к кислороду и улучшает его отдачу в тканях. Сдвиг влево происходит при снижении парциального давления С0 2 и повышении рН. В этом случае увеличивается сродство гемоглобина к кислороду и ухудшается его отдача в тканях.

Диоксид углерода в крови транспортируется в трех видах: физически растворенном (2-3%), химически связанном в виде бикарбонатов (80%) и химически связанном с гемоглобином в виде карбгемоглобина (4-5%).

Когда капиллярная кровь протекает по тканям с высоким парциальным давлением диоксида углерода, последний устремляется в кровь и растворяется в плазме. Диоксид углерода быстро диффундирует из плазмы крови в эритроциты. Соединяясь с водой, он образует слабую угольную кислоту. В плазме крови эта реакция протекает замедленно, а в эритроцитах под влиянием фермента карбоангидразы реакция ускоряется в несколько тысяч раз. Здесь угольная кислота быстро диссоциирует на ионы Н + и НСО 3 - , и большая часть НСО 3 - , снова выходит в плазму крови. Основная масса свободных ионов водорода связывается с дезоксигемоглобином. Одновременно дезок- сигемоглобин теряет сродство к ионам калия, поэтому эти ионы освобождаются и идут на образование КНСО 3 ,. Бикарбонат свободно диффундирует через мембрану эритроцита в окружающую плазму в силу разницы концентраций этого аниона. Благодаря избирательной проницаемости мембраны эритроцита диффузия бикарбоната создает трансмембранную разность потенциалов. С учетом того, что в эритроците образуется большое количество анионов НСО 3 - , часть их выходит из эритроцитов в плазму крови, где связывается с ионами натрия, образуя бикарбонат натрия. В обмен на вышедшие анионы НСО 3 - , внутрь эритроцитов проникают анионы хлора. Поэтому эритроциты наывают фабрикой бикарбонатов. В целом же, пройдя через эритроцит, угольная кислота в итоге превращается в бикарбонат натрия в плазме крови и бикарбонат калия в эритроцитах и в таком виде переносится к легким. Одновременно в эритроците небольшая часть С0 2 образует карбаминовую связь с гемоглобином и в результате переносится внутри эритроцитов в виде карбгемоглобина. В целом в капиллярах легких при низком парциальном давлении и напряжении диоксида углерода происходит процесс, направленный на выделение присоединенного в тканях С0 2 . Напряжение С0 2 , в клетках может достигать 60 мм рт. ст. В тканевой жидкости оно в среднем составляет 46 мм рт. ст. Диффундируя в направлении более низкого напряжения, С0 2 переходит из клеток в тканевую жидкость, а далее в кровь и делает ее венозной.

Дыхание в условиях пониженного и повышенного атмосферного давления

Дыхание при. При подъеме на высоту животные и человек оказываются в условиях пониженного атмосферного давления. При этом развивается гипоксия (недостаток кислорода в организме) в результате низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. На высоте 5 км барометрическое давление составляет около 60 мм рт. ст. и насыщенность крови кислородом снижается до 80% , что способствует развитию горной болезни.

На высоте от 2,5 до 5 км повышается вентиляция легких, что вызвано стимуляцией каротидных хеморецепторов. Одновременно происходит повышение артериального давления и увеличение частоты сердечных сокращений. Эти реакции направлены на усиление снабжения тканей кислородом.

В случае увеличения высоты более 7 км могут наступить опасные для жизни нарушения дыхания, кровообращения и потеря сознания.

Длительное пребывание или обитание животных и людей в горной местности сопровождается акклиматизацией к кислородному голоданию, которая проявляется в следующем:

увеличивается концентрация эритроцитов в крови в результате усиления эритропоэза;
повышается содержание гемоглобина в крови и увеличивается ее кислородная емкость;
активизируется вентиляция легких;
повышается плотность кровеносных капилляров в тканях в результате увеличения их длины и извитости.

Дыхание при. При погружении животных и человека под воду возрастает атмосферное давление. Например, на глубине 10 м давление возрастает до 2 атм, на глубине 20 м - до 3 атм. В этом случае парциальное давление газов в альвеолярном воздухе возрастает и в крови растворяется большое количество газов - кислорода, азота. Само пребывание на большой глубине не опасно, но при быстром подъеме и переходе от повышенного давления к обычному растворенные в крови газы вскипают и вызывают газовую эмболию сосудов (кессонная болезнь), что может привести к смерти. Кессонная болезнь характеризуется болями в мышцах, головокружением, одышкой, потерей сознания. При медленном подъеме на поверхность газы постепенно удаляются из организма, что профилактирует развитие кессонной болезни. Особенно важны эти закономерности при проведении водолазных работ. В случае погружения водолазов на большие глубины для дыхания применяют гелиево-кислородные смеси. Водолазы поднимаются с глубины очень медленно, а после подъема проходят постепенную декомпрессию.

У некоторых животные выработались специальные дыхательные приспособительные реакции, позволяющие им нырять на определенную глубину. К таким животным относятся ластоногие, киты, выдра, калан и многие другие. Например, крупные киты могут погружаться на глубину 100-200 м и находиться под водой в течение 50-60 мин, а морские львы могут нырять на глубину до 750 м. Физиологически это обусловлено тем, что их дыхательный центр малочувствителен к накоплению в организме СО 2 , что позволяет длительно задерживать дыхание и более полно использовать 0 2 , содержащийся в крови и легких. Кроме того, их мышцы богаты миоглобином. Миоглобин - красный железосодержащий белок (специализированная разновидность гемоглобина), находящийся в сердечной и скелетной мышцах и активно переносящий 0 2 . Так, в скелетных мышцах лошадей и человека содержится 4-9 мг миоглобина на 1 г массы мышц, а у морских львов - 55-75 мг/г.

Ошибочно думать, что процесс дыхания у человека происходит только в легких.

Его можно разделить на три основных этапа. Кислород, вдыхаемый легкими, поглощается кровью. Легкие представляют собой как бы губку, построенную из выростов в виде легочных пузырьков. Концевые части этих пузырьков носят название альвеол. Они оплетены густой сетью кровеносных сосудов. Общая поверхность легочных альвеол огромна. На этой большой поверхности и происходит соприкосновение кислорода с кровью.

Через тонкие стенки альвеол диффузией кислород проникает в кровеносные сосуды.

Далее наступает второй этап процесса дыхания. Кровь разносит кислород по всему телу и доставляет его тканям. Наконец, третий этап - клетки впитывают своей поверхностью принесенный к ним кислород и употребляют его на медленное горение, или окисление. В результате образуется углекислый газ. Кровь захватывает углекислый газ и уносит его в легкие, откуда он выделяется наружу при выдохе. Обычно процесс дыхания воспринимается только как ритмичное движение дыхательных органов.

Что же заставляет дыхательные органы - легкие - ритмично двигаться, всасывая воздух при расширении и выдыхая его при сжатии?

Дыхательные движения создаются специальными дыхательными мышцами. Эти мышцы, сокращаясь, вызывают уменьшение объема грудной клетки, а расширяясь, увеличивают его. За короткий промежуток времени между вдохом и выдохом в крови успевает произойти газовый обмен, то есть кровь отдает принесенный из организма углекислый газ и захватывает свежую порцию кислорода.

Сколько же воздуха поглощает человек при каждом вдохе?

В спокойном состоянии каждым вдохом человек вбирает в себя и выдыхает около 500 кубических сантиметров воздуха. Максимально сильным вдохом человек может вобрать в себя дополнительно 1500 кубических сантиметров воздуха. При глубоком выдохе, кроме обычных 500 кубических сантиметров, человек может отдать еще 1500 кубических сантиметров запасного воздуха.

Но легкие человека никогда не остаются пустыми, в них всегда содержится около 1500 кубических сантиметров остаточного газа.

Таким образом, если после максимального выдоха сделать сильный вдох, можно вобрать в себя до 3,5 литра воздуха. Добавив к этим 3,5 литра воздуха еще 1500 кубических сантиметров газа, которые остаются в легких даже при максимальном выдохе, получим общий объем газа, который может поместиться в легких человека.

Этот объем составляет около 5 литров.

В спокойном состоянии и при нормальных метеорологических условиях, когда температура воздуха держится в пределах 18-22° и относительная влажность составляет 40-70 процентов, человек может пропустить через свои легкие около 8 литров воздуха в минуту, то есть около 500 литров в час. При этом человеческий организм получает примерно 22 литра кислорода.

При выполнении тяжелой физической работы или при быстрых движениях дыхание у человека учащается и количество воздуха, пропускаемого через легкие, увеличивается в 10 и более раз. Так, например, спортсмены при беге или плавании вдыхают и выдыхают в минуту 120-130 литров воздуха; соответственно увеличивается и количество кислорода, получаемого организмом.

Гранулема зуба - воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар

Оставшиеся 1-1,5% объема большей частью приходятся на аргон и углекислый газ, а также незначительное количество других газов - неон, гелий, ксенон и другие. При этом доля углекислого газа в обыкновенном атмосферном воздухе, не подверженном какому-либо воздействию, чаще всего составляет около 0,3% по объему.

Выдыхаемый воздух

В разделе Наука, Техника, Языки на вопрос почему мы вдыхаем кислород,а выдыхаем углекислый газ? заданный автором ЈлАдКаЯ ШтИшНяШкА лучший ответ это Это элементарно. Клетке для функционирования нужен кислород, участвующий в окислительных процессах, а в процессе окислительных реакций выделяется углекислый газ, который и выводится через легкие - так называемый газообмен.

Ответ от 2 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: почему мы вдыхаем кислород,а выдыхаем углекислый газ?

Ответ от Xenny X [новичек]
Не знаю, СОРРИ!

Ответ от ~ТравмА~ [гуру]
..мы НЕ вдыхаем кислород и НЕ выдыхаем углекислый газ! ! мы вдыхаем и выдыхаем ВОЗДУХ, который на вдохе насыщен кислородом, а на выдохе - углекислым газом. .
Вдыхаемый воздух содержит 20% кислорода, 0,0З% углекислого газа, оставшуюся часть составляет азот. Выдыхаемый воздух содержит 16% кислорода, а количество углекислого газа составляет 4%. Выдыхаемый воздух насыщен водными парами - это невидимая потеря воды из организма составляет примерно 1 л в день.
..по сути вопроса. .
Дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение из организма углекислого газа.
Кислород необходим живому организму для протекания реакций окисления (расщепления при участии кислорода) веществ с освобождением энергии. Освободившаяся в результате окисления энергия используется для процессов жизнедеятельности.
Основными конечными продуктами полного окисления любого вещества в организме являются углекислый газ и вода. Избыток воды может быть удален через почки или вместе с потом, а избыток углекислого газа удаляется через легкие.
..и ещё..часто слышу такое мнение, что животные (в т. ч. , и человек) дышат кислородом, а растения - углекислым газом.. это полный бред! конечно, растения поглощают СО2, однако, этот процесс называется фотосинтезом, а дыхание так же присуще растениям, как и животным, только, в отличие от животных, растения не имеют специальных органов дыхания и дышат всей своей поверхностью..

Ответ от Пользователь удален [гуру]
Вы ошибаетесь!
Мы вдыхаем смесь, содержащую азот, кислород, углекислый газ (в относительно небольшой концентрации) и еще несколько десятков компонентов, а выдыхаем смесь, в которой также присутствуют и азот, и кислород (но уже в меньших количествах) , и углекислый газ (его концентрация увеличивается) .
А вот дышать чистым кислородом здоровому человеку незачем!

Ответ от Пользователь удален [гуру]
Сдесь физико химический процесс обмена веществ в легких, с учетом выше сказанных ОТЕТОВ

Ответ от Lyuda Dm... [гуру]
Ещё незабвенный А. Райкин возмущался: " все вдыхают кислород, а наровят углекислый газ выдохнуть"... это ладно б.. а некоторые еще и перегаром обдают. .
Зато растения умеют усваивать углекислый газ и выделять кислород!
БЕРЕГИТЕ ПРИРОДУ - МАТЬ ВАШУ!!

Общеизвестно, что мы при дыхании потребляем кислород и выдыхаем CO2. Однако, задумывались ли вы о том, почему именно углекислый газ?

Клеточное дыхание

Говоря о дыхании, первое, что приходит на ум – это наши нос, рот, горло и легкие. Однако, есть еще понятие “клеточное дыхание” . Как следует из названия – это то, что происходит на клеточном уровне в наших телах. Более конкретно, это куча метаболических процессов и реакций, которые протекают в клетках организма для преобразования биохимической энергии, полученной из жизненно важных питательных веществ в источник энергии для поддержания клеточной активности.

Хотя многие биохимические реакции происходят в наших телах все время, то, что происходит внутри наших клеток и отвечает за выработку энергии, вероятно, является самым важным из всего. Реагентами, участвующими в этой реакции, в основном, являются сахара, углеводы, жиры и белки, и поскольку это происходит в присутствии кислорода, то известно как аэробное дыхание.

Эта биохимическая реакция протекает в клетках наших тел, в ее процессе выделяется газообразный диоксид углерода (углекислый газ) в качестве побочного продукта. Именно так он образуется внутри тела. Поскольку глюкоза, жиры и белки используются в качестве источников топлива для этой реакции, скорость производства двуокиси углерода ниже, чем скорость потребления кислорода. Говоря простыми словами, мы производим меньше двуокиси углерода, чем количество потребляемого нами кислорода.

Как углекислый газ удаляется из организма?

Всем известно, что углекислый газ в высоких концентрациях ядовит для нас. Следовательно, он должен быть надлежащим образом удален из организма.

Это достигается с помощью трех основных биологических процессов: молекулы углекислого газа растворяются непосредственно в крови, связываются с белками (в частности, гемоглобином в крови) или посредством бикарбонатного буфера. В рамках этой статьи нас больше интересуют первые два процесса.

1. Растворение СО2 в крови

Из-за определенных химических свойств углекислого газа, он гораздо более растворим в крови человека, чем кислород. Это свойство очень удобно для удаления углекислого газа из клеток, в которых он образовался. Растворенный диоксид углерода переносится в легкие, где альвеолы выводят его из крови, после чего мы выдыхаем его в атмосферу.

2. Удаление двуокиси углерода с помощью гемоглобина.

Молекулы углекислого газа также могут проникать в эритроциты и связываться с гемоглобином – белком в крови, который переносит кислород по всему телу.

Когда углекислый газ связывается с гемоглобином, то образуется молекула, называемая карбаминогемоглобином. Он отвечает за 30% от общего количества диоксида углерода, присутствующего в организме человека. Поскольку такая связь углекислого газа и гемоглобина является обратимым процессом, молекулы углекислого газа отделяются от гемоглобина, когда они достигают легких. Тут снова, газообмен происходит в альвеолах – они насыщают кровь кислородом и удаляют из нее углекислый газ, который в последствии мы выдыхаем.

Еще около 60% углекислого газа в организме транспортируется в крови в виде бикарбонатных ионов (гидрокарбонат) в составе бикарбонатной буферной системы, которая регулирует баланс ионов двуокиси углерода, угольной кислоты и бикарбоната.

Бикарбонатная буферная система поддерживает на должном уровне рН крови для нормального протекания различных метаболических процессов в организме.

Таким образом, углекислый газ вырабатывается в организме в результате клеточного дыхания, при котором жизненно важные питательные вещества в присутствии кислорода преобразуются в энергию. Выделенный CO2 затем удаляется из тела путем растворения в крови и связывания с гемоглобином. После этого вместе с кровью он переносится в легкие, откуда уже при выдохе он удаляется через нос и рот.

В заключение, несколько фактов о дыхании:

Ежедневно мы делаем около 23000 вдохов и еще столько же выдохов.

За час вы выдыхаете от 5 до 20 литров СО2 (зависит от скорости обмена веществ) и около пятидесяти граммов воды.

Вместимость левого легкого ниже, чем у правого.

Если часто выдыхать через рот, а вдохи делать через нос, то в организме может произойти нарушение баланса СО2.

А что вам интересного известно о дыхании?

Дек 30, 2018 Ольга

Опишите строение легких и их место в теле человека.

Назовите мышцы гортани и опишите их функции.

Назовите хрящи гортани и опишите их.

Назовите воздухоносные придаточные пазухи и их функции.

Перечислите органы, относящиеся к воздухопроводящим путям.

2. Сколько и каких носовых раковин и носовых ходов имеется в полости носа?

5. Какие складки имеются у гортани? Как они устроены, какие функции выполняют?

7. Какое строение имеют трахея и главные бронхи?

8. Что такое бронхиальное дерево и дыхательное дерево? Что у них общего и в чем отличие?

Дыхание представляет собой сложный процесс газообмена между внешней средой и организмом. В организм из внешней среды поступает кислород, а наружу выделяется углекислый газ. Кислород – необходимый элемент для обмена веществ. Вдыхаемый воздух существенно отличается по своему составу (табл. 7) от выдыхаемого.

У человека выделяют три фазы газообмена: внешнее дыхание, транспорт газов кровью и тканевое дыхание. Процессы поступления воздуха в легкие и газообмен в легких называют внешним дыханием. Кровь приносит к клеткам и тканям кислород, а от тканей к легким – углекислый газ. Постоянно циркулируя между легкими и тканями, кровь, таким образом, обеспечивает непрерывный процесс снабжения клеток и тканей кислородом и выведения углекислого газа. В тканях кислород из крови выходит к клеткам, а из тканей в кровь переносится углекислый газ. Этот процесс тканевого дыхания происходит при участии особых дыхательных ферментов.

Механизм выдоха и вдоха. Благодаря ритмичному сокращению диафрагмы и других дыхательных мышц в ответ на импульсы из дыхательного центра продолговатого мозга грудная клетка то увеличивается в объеме (при вдохе), то уменьшается (при выдохе). В процессе расширения грудной клетки легкие расширяются, давление в них понижается и становится ниже атмосферного на 3 – 4 мм рт. ст. Воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Так происходит вдох. Выдох осуществляется при расслаблении дыхательных мышц. Приподнятая и расширенная при вдохе грудная клетка в силу своей тяжести опускается. Растянутые легкие, благодаря своей эластичности, сжимаются, уменьшаются в объеме. При этом давление в них резко возрастает и воздух выходит из легких. Так происходит выдох. При глубоком вдохе сокращаются не только дыхательные мышцы, но и другие, вспомогательные. При кашле, чихании задействованы мышцы брюшного пресса, диафрагма резко поднимается, грудная клетка опускается.

Таблица 7

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает 500 см 3 воздуха. Это количество воздуха называют дыхательным объемом. Если сделать дополнительный глубокий вдох, то в легкие поступит еще 1500 см 3 воздуха, который называют резервным объемом вдоха. После спокойного выдоха человек может выдохнуть еще 1500 см 3 воздуха – резервного объема выдоха. Количество воздуха (3500 см 3), складывающееся из дыхательного объема (500 см 3), резервного объема вдоха (1500 см 3), резервного объема выдоха (1500 см 3), получило название жизненной емкости легких. У тренированных, физически развитых людей жизненная емкость легких может быть существенно больше и достигать 7000 – 7500 см 3 . У женщин жизненная емкость меньше, чем у мужчин.

После того как человек выдохнет 500 см 3 (дыхательный объем), а затем еще сделает глубокий выдох (1500 см 3), в его легких все еще остается примерно 1200 см 3 остаточного объема воздуха, который удалить практически невозможно. Поэтому легочная ткань в воде не тонет.

В течение 1 мин человек вдыхает и выдыхает 5 – 8 л воздуха. Это минутный объем дыхания, который при интенсивной физической нагрузке может достигать 80 – 120 л1мин.

Из 500 см 3 вдыхаемого воздуха только 360 см 3 проходят в альвеолы и отдают кислород в кровь. Остальные 140 см 3 остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути называют «мертвым пространством».

Газообмен в легких. В легких происходит газообмен между поступающим в альвеолы воздухом и протекающей по капиллярам кровью. Альвеолы оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Стенки альвеол тонкие и влажные изнутри, легко обеспечивают диффузию газов. В связи с тем, что во вдыхаемом воздухе концентрация кислорода намного выше, чем в венозной крови, протекающей по капиллярам легкого, кислород легко диффундирует из альвеол в кровь, где он быстро вступает в соединение с гемоглобином эритроцитов (рис. 72).

Рис. 72. Обмен газов в легких:

1 – просвет альвеолы,

2 – стенки альвеол,

3 – стенки кровеносных капилляров,

4 – эритроцит в просвете кровеносного капилляра,

5 – просвет кровеносного капилляра.

Стрелками показан путь кислорода (О 2) и углекислого газа (СО 2) через аэрогематический барьер (между кровью и воздухом).

Одновременно углекислый газ, которого много в венозной крови, из крови диффундирует в альвеолы и выводится из легких с выдыхаемым воздухом.

Транспорт газов кровью. Благодаря удивительному свойству гемоглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом, кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве. В 100 мл артериальной крови содержится до 20 мл кислорода и 52 мл углекислого газа.

В тканях организма в результате непрерывного обмена веществ, интенсивных окислительных процессов расходуется кислород и образуется углекислый газ. При поступлении крови в ткани организма гемоглобин отдает кислород и присоединяет к себе углекислый газ. Быстрому соединению гемоглобина с углекислым газом способствует фермент карбонгидраза, находящийся в эритроцитах.

Гемоглобин эритроцитов способен соединяться и с другими газами. Так, с оксидом углерода (СО), образующимся при неполном сгорании топлива, гемоглобин соединяется в 150 – 300 раз быстрее и прочнее, чем с кислородом. Поэтому даже при небольшом содержании оксида углерода (угарного газа) в воздухе гемоглобин соединяется не с кислородом, а с оксидом углерода. При этом снабжение организма кислородом прекращается. Человек в этих условиях начинает задыхаться, потому что кислород не поступает в ткани организма.

Недостаточное поступление кислорода в ткани – гипоксия – может возникнуть и при уменьшении содержания гемоглобина в крови (при значительных кровопотерях), при недостатке кислорода в воздухе (высоко в горах).

При попадании инородного тела в дыхательные пути, при отеке голосовых связок в связи с заболеванием может произойти остановка дыхания. Развивается удушье – асфиксия. При остановке дыхания делают искусственное дыхание с помощью специальных аппаратов, а при их отсутствии – по методу «рот в рот», «рот в нос» или специальными приемами (рис. 73).

Рис 73. Примеры искусственного дыхания.

Регуляция дыхания. Человек за одну минуту совершает 16 – 18 дыхательных движений. Ритмичное, автоматическое чередование вдохов и выдохов регулируется из дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозге. Из этого центра импульсы поступают к двигательным нейронам блуждающих и межреберных нервов, иннервирующих диафрагму и другие дыхательные мышцы. Работу дыхательного центра координируют высшие отделы головного мозга. Поэтому человек может на короткое время задержать или усилить дыхание, как это бывает, например, при разговоре.

На глубину и частоту дыхания влияет содержание СО 2 и O 2 в крови. Эти вещества раздражают хеморецепторы в стенках крупных кровеносных сосудов, нервные импульсы от них поступают в дыхательный центр. При увеличении в крови содержания СО 2 дыхание углубляется, при уменьшении О 2 – дыхание становится чаще.