Системы дыхательных упражнений

Функция дыхательной системы

Поступление в организм кислорода, необходимого для жизнедеятельности, выделение образующейся при этом двуокиси углерода обеспечивается сложной совокупностью процессов, обозначаемых понятием «дыхание». Процессы эти следующие: обмен газов между атмосферой и альвеолами легких (вентиляция легких) и обмен газов между воздухом альвеол и кровью (легочная диффузия газов), обозначаемые как внешнее дыхание; связывание и транспорт газов кровью; обмен газов между кровью и тканями (тканевая диффузия газов). В тканях кислород используется в сложном биохимическом процессе окисления питательных веществ (тканевое дыхание), в итоге которого выделяется энергия и образуется двуокись углерода и вода.

Вентиляция легких осуществляется ритмическими чередованиями вдохов и выдохов. Главная мышца вдоха - диафрагма. При вдохе диафрагма сокращается, ее сухожильный центр смещается книзу, оттесняя брюшные внутренности вперед и вниз. Поэтому увеличивается вертикальный размер грудной клетки. Смещение диафрагмы при спокойном дыхании составляет 1—1,5 см, а при глубоком вдохе и выдохе ее полная экскурсия достигает 7-10 см. Движение диафрагмы обусловливает около 50-70% глубины вдоха.

Выдох при спокойном дыхании осуществляется пассивно, так как трудная клетка и легкие после вдоха стремятся занять положение, из которого они были выведены сокращением дыхательных мышц. В глубоком выдохе принимают участие мышцы брюшной стенки: прямая, внутренняя и наружные косые и поперечная мышцы живота. Их сокращение оттесняет брюшные внутренности и диафрагму вверх. Поскольку грудная клетка представляет собой замкнутое пространство, а легкие сообщаются с атмосферой, то давление в легких в состоянии покоя равно атмосферному.

В акте дыхания дыхательные мышцы преодолевают сопротивление, которое оказывают грудная клетка, органы брюшной полости, ткань легких и масса воздуха в дыхательных путях и альвеолах. В покое и при умеренном увеличении вентиляции во время не слишком тяжелой работы дыхательный акт обеспечивается главным образом дыхательными мышцами. При этом отмечается наибольшая активность диафрагмы и межреберной мускулатуры. Выдох выполняется в большей степени пассивно, так как при растяжении легких увеличиваются эластические силы, способствующие их спаданию. Во время тяжелой работы, когда вентиляция легких превышает 50 л/мин, в дыхательных движениях участвуют также вспомогательные дыхательные мышцы. Мышцы брюшного пресса содействуют окончанию выдоха. При предельном увеличении вентиляции все вспомогательные дыхательные мышцы активно участвуют в выполнении как вдоха, так и выдоха.

Мышечная деятельность вообще, как и всякое усиление дыхания, увеличивает сопротивление воздушному потоку в дыхательных путях. Увеличиваются колебания альвеолярного давления, обеспечивающие вентиляцию легких, а также становится выше уровень альвеолярного давления, приходящийся на единицу скорости воздушного потока (1 л/с). У тренированных людей относительное увеличение альвеолярного давления выражено меньше, у нетренированных - больше. Подобные изменения связаны с увеличением неравномерности вентиляции легких во время работы и с меньшими нарушениями равномерности вентиляции у тренированных людей по сравнению с нетренированными. При неравномерной вентиляции отдельных участков легочной ткани суммарное сопротивление бронхиального русла оказывается больше, чем при равномерном вентилировании всей легочной ткани.

Значительно различается сопротивление воздушному потоку при дыхании через нос и через рот. При интенсивной мышечной работе возрастающее сопротивление носовых ходов может ограничить рост газообмена и работоспособность человека. Нетяжелая работа увеличивает воздухонаполнение, в то время как в условиях выраженного утомления оно уменьшается и после работы обнаруживаются признаки преходящего застоя крови в сосудах малого круга. Неутомительная работа не меняет внутригрудного объема крови, поэтому легкая мышечная работа уменьшает эластическое сопротивление, а утомительная - вызывает его заметное увеличение. Легкие становятся на некоторое время более ригидными (твердыми), т.е. жесткими.

Основным участком высокого сопротивления воздухоносных путей являются бронхи, а также гортань и верхние дыхательные пути. В процессе вдоха и выдоха сопротивление бронхов изменяется. Это связано с тем, что при вдохе увеличивающаяся эластическая тяга легочной ткани растягивает бронхи, и диаметр их увеличивается, а сопротивление уменьшается. При выдохе нарастающее внутригрудное давление сдавливает внутрилегочные дыхательные пути, увеличивая их сопротивление. При глубоком и быстром, форсированном выдохе, когда внутригрудное давление становится выше атмосферного, оно может превысить внутрибронхиальное давление и преодолеть сопротивление хрящевых и гладкомышечных элементов стенок некоторых бронхов, и эти бронхи закроются - «феномен закрытия дыхательных путей при выдохе или клапанный механизм».

 
Посмотреть оригинал