Дыхательные движения
Вентиляция легких
Вентиляция легких — это смена воздуха, осуществляемая за счет повторяющихся изменений объема грудной полости.
Вдох (инспирация) характеризуется увеличением объема грудной полости. Выдох (экспирация) сопровождается уменьшением объема грудной полости. Фазы вдоха и выдоха образуют дыхательный цикл.
При вдохе атмосферный воздух поступает в легкие посредством воздухоносных путей, а во при выдохе часть воздуха уходит из дыхательных путей.
Сокращения дыхательных мышц изменяют объем грудной полости:
- инспираторные мышцы в случае сокращения увеличивают объем грудной полости — и сопровождают, таким образом, вдох;
- экспираторные мышцы в случае сокращения приводят к уменьшению объема грудной полости — человек глубоко и активно выдыхает.
Если дыхание спокойное, то выдох будет пассивным — за счет эластичной энергии, которая аккумулируется во время вдоха.
Дыхательные мышцы
Остановимся подробно на инспираторных и экспираторных мышцах, которые обеспечивают дыхательные движения.
Инспираторные мышцы:
- диафрагма. Ее образует поперечнополосатая мышечная ткань. Верхняя часть диафрагмы, в том числе сухожильный центр, в случае сокращения наружных ее частей, перемещается вниз. Не имеющие способности сжиматься органы брюшной полости отодвигаются вниз и в разные стороны — в процессе происходит растяжение стенок брюшной полости.
Спокойный вдох сопровождается опусканием купола диафрагмы приблизительно на 1,5 см. Вертикальный размер грудной полости увеличивается;
- наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы. Расположение мышечных волокон — косое. По этой причине расстояние от места прикрепления хрящей к грудине и ребрам до позвоночника больше у нижних ребер грудной клетки. При этом момент силы для нижнего ребра будет существенно больше. Если дыхание спокойное, то возбуждаются только межреберные и межхрящевые мышцы верхних 3-5 межреберных промежутков. В результате поднятия ребер увеличивается смещение вперед грудины и боковых частей ребер в стороны;
- вспомогательные дыхательные мышцы. К ним относятся малая и большая грудные, передняя зубчатая, ромбовидные, лестничные, трапециевидная, поднимающая лопатку. Все они принимают участие в процессе глубокого дыхания.
Экспираторные мышцы:
- мышцы брюшной стенки. Это косые, прямая и поперечная. Когда эти мышцы сокращаются, то обеспечивают уменьшение объема брюшной полости. При этом происходит повышение давления в брюшной полости с последующим распространением через органы брюшной полости на диафрагму. В результате диафрагма поднимается;
- внутренние косые межреберные мышцы. Благодаря им латеральные края ребер сближаются, а ребра — опускаются;
- вспомогательные мышцы. Это мышцы, которые сгибают позвоночник.
Упругие свойства легких
Легкие характеризуются эластичной тягой. Ее обуславливают несколько причин:
- поверхностное натяжение. Оно возникает на пленке жидкости, находящейся на внутренней поверхности альвеол;
- упругость стенок альвеол. Это объясняется присутствием эластических волокон;
- тонус бронхиальных мышц.
При устранении силы поверхностного натяжения легких, происходит снижение эластической тяги.
Сурфактант — то, что покрывает внутреннюю поверхность альвеол.
Его вырабатывают пневмоциты и специальные альвеолярные клетки. Пленка суфрактанта обеспечивает снижение поверхностного натяжения в случае уменьшения размера альвеол.
Количественно упругие свойства легких выражаются растяжимостью.
Растяжимость у взрослых в норме равна 200 мл/см. Если наблюдаются легочные заболевания, то этот показатель используют в качестве диагностики.
Мертвое пространство
В воздухоносных путях и альвеолах находится атмосферный воздух. Воздух дыхательных путей, за исключением дыхательных бронхиол, не принимает участия в газообмене.
Анатомическое мертвое пространство является просветом дыхательных путей. При вдохе последние порции воздуха поступают в мертвое пространство и покидают его при выдохе — состав их при этом не меняется.
При спокойном вдохе происходит обновление только седьмой части альвеолярного воздуха.