ДЫХАНИЕ

ДЫХАНИЕ — совокупность постоянно протекающих в живом организме физиологических процессов, в результате которых он поглощает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ и воду.

Дыхание обеспечивает газообмен в организме, являющийся необходимым звеном обмена веществ.

В основе дыхания лежат процессы окисления органических веществ — углеводов, жиров и белков, в результате чего освобождается энергия, обеспечивающая жизнедеятельность организма.

У одноклеточных и некоторых многоклеточных животных (например, у плоских червей) дыхание осуществляется всей поверхностью тела.

У человека (и позвоночных животных) процесс дыхания состоит из трех взаимосвязанных этапов — внешнего дыхания, переноса газов кровью и тканевого дыхания.

Сущность внешнего дыхания заключается в обмене газами между внешней средой и кровью, происходящем в специальных дыхательных органах (у человека — в легких, у рыб — в жабрах): из внешней среды в кровь поступает кислород, а из крови выделяется наружу углекислый газ (поверхностью тела, т. е. через кожу, обеспечивается только 1-2% всего газообмена).

Смена воздуха в легких достигается ритмичными дыхательными движениями грудной клетки, осуществляемыми специальными мышцами, благодаря чему получается поочередное увеличение и уменьшение объема грудной полости.

У человека грудная полость при вдохе увеличивается в трех направлениях: передне-заднем и боковом — за счет поднятия и вращения ребер, и в вертикальном — за счет опускания грудобрюшной преграды (диафрагмы).

В зависимости от того, в каком направлении преимущественно увеличивается объем грудной клетки, различают грудной, брюшной и смешанный типы дыхания.

Типы дыхания вырабатываются и изменяются под влиянием многих воздействий; особенно большую роль при этом играют физический труд и спорт, способствующие развитию смешанного дыхания, при котором вентилируются все участки легких.

При дыхании легкие пассивно следуют за грудными стенками, расширяясь при вдохе и спадаясь при выдохе.

Вдыхаемый воздух через воздухоносные пути (полость носа, гортань, трахея, бронхи) достигает легочных пузырьков (альвеол), через стенки которых, обильно оплетенных кровеносными капиллярами, происходит газообмен между воздухом и кровью.

Общая площадь поверхности легочных альвеол у человека равна в среднем 90 м2.

Если герметичность грудной клетки нарушается (например, при ранении), легкое спадается и больше не следует за движениями грудной клетки (см. Пневмоторакс).

Человек (взрослый) в состоянии покоя делает 16-18 дыхательных циклов (т. е. вдохов и выдохов) в 1 мин.

При каждом вдохе в легкие входит примерно 500 мл воздуха, который называется дыхательным.

При максимальном вдохе человек может вдохнуть еще около 1 500 мл т. наз. дополнительного воздуха. Если после спокойного выдоха сделать дополнительный усиленный выдох, то выводится еще 1 500 мл т. наз. резервного воздуха.

Дыхательный, дополнительный и резервный воздух составляют в сумме т. наз. жизненную емкость легких.

Однако и после самого усиленного выдоха в легких все еще остается 1 000 - 1 500 мл т. наз. остаточного воздуха.

Объем вдыхаемого в одну минуту воздуха (или приблизительно равный ему объем выдыхаемого воздуха) равен произведению числа дыханий на средний объем дыхательного воздуха.

Этот т. наз. минутный объем дыхания, или вентиляция легких, колеблется в зависимости от потребности организма в кислороде и составляет у взрослого человека в покое 5-9 л воздуха в 1 мин.

Во время физической работы, когда резко возрастает потребность организма в кислороде, вентиляция легких увеличивается до 60-80 л в 1 мин., а у тренированных спортсменов даже до 120 л в мин.

При старении организма уменьшается обмен веществ, уменьшается и размер вентиляции легких.

При повышении температуры тела частота дыхания несколько возрастает и при некоторых заболеваниях достигает 30-40 в 1 мин.; при этом глубина дыхания уменьшается.

Тонкое и быстрое приспособление дыхания к потребностям организма осуществляется регуляцией дыхания центральной нервной системой.

У человека и позвоночных животных в продолговатом мозгу имеется дыхательный центр, который регулирует деятельность дыхательной мускулатуры.

У человека, помимо этого, в регуляции дыхания играет большую роль кора головного мозга, обеспечивающая изменение характера дыхательных движений, необходимых для речи (и пения).

Перенос газов кровью. В сосудистых капиллярах легких происходит диффузия (переход) кислорода из вдыхаемого воздуха в кровь и углекислого газа из крови.

Кровь благодаря наличию в ее красных кровяных тельцах гемоглобина способна переносить значительное количество кислорода и углекислоты.

Тканевое дыхание — сложный физиологический процесс, проявляющийся в потреблении клетками и тканями организма кислорода и в образовании ими углекислоты.

В основе тканевого дыхания лежат окислительно-восстановительные процессы, сопровождающиеся освобождением энергии.

За счет этой энергии осуществляются все жизненные процессы — непрерывное обновление, рост и развитие тканей, секреции желез, сокращение мышц и т. д.

Источником этой энергии в организме является потенциальная химическая энергия пищевых веществ, которая освобождается при их окислении.

Внутриклеточный окислительный распад углеводов, жиров и белков (аминокислот), входящих в состав пищевых веществ, осуществляется при помощи специальных т. наз. окислительных ферментов.

Разные ткани нуждаются в различном количестве кислорода для осуществления своих функций.

Особо велико потребление кислорода в тканях различных желез, в коре полушарий головного мозга.

В зависимости от состояния покоя или деятельности интенсивность потребления тканями кислорода может значительно изменяться.