Вдох и выдох

Для эффективного дыхания необходима постоянная смена воздуха в альвеолах — вентиляция. Она обеспечивается регулярными движениями грудной клетки — вдохом и выдохом.

 

Вдох осуществляется за счет сокращения наружных межреберных мышц и диафрагмы — куполообразной сухожильно-мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной. Межреберные мышцы приподнимают и отводят ребра несколько в стороны. При сокращении диафрагмы ее купол опускается, в результате чего объем грудной полости увеличивается. Ткань легких обладает эластическими свойствами — она способна растягиваться, поэтому легкие следуют за грудной клеткой. Этому способствуют возрастание разрежения в плевральной полости и увеличение присасывающей силы. Увеличение объема легких ведет к падению давления в альвеолах, и в них через дыхательные пути засасывается атмосферный воздух.

При спокойном дыхании выдох происходит пассивно. Наружные межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, ребра возвращаются в исходное положение, и объем грудной клетки уменьшается. Так как легкие обладают определенной упругостью, они принимают первоначальную форму. Вследствие этого давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и он выходит наружу.

При физической нагрузке выдох становится активным. В его осуществлении принимают участие внутренние межреберные мышцы и мышцы брюшной стенки.

Частота и глубина дыхания

В состоянии покоя взрослый человек делает в среднем 15—17 дыхательных движений в минуту. При мышечной работе дыхание может учащаться в несколько раз. У тренированных людей оно редкое и глубокое. При глубоком дыхании воздух проникает в большее количество альвеол и растягивает их. В результате условия газообмена улучшаются, и кровь дополнительно насыщается кислородом.

Жизненная емкость легких

При спокойном дыхании в легкие поступает около 500 см3 воздуха — это дыхательный объем. После спокойного выдоха можно дополнительно выдохнуть еще примерно 1500 см3 — это резервный объем выдоха. После спокойного вдоха человек может дополнительно вдохнуть еще 1500 см3. Это резервный объем вдоха. Сумма трех указанных объемов составляет жизненную емкость легких, которая в среднем равна 3500 см3. Измерить величину жизненной емкости легких можно с помощью специальных приборов — спирометра или спирографа, а представить графически в виде спирограммы (рис.).

На жизненную емкость легких влияют занятия спортом. Например, у пловцов и лыжников жизненная емкость легких может достигать 6000 см3 и более.

Газообмен в легких

При спокойном дыхании в альвеолах поддерживается относительно постоянный газовый состав (табл. 3).

Таблица 3. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха

Воздух	Содержание газов, %
	Кислород (O2)	Углекислый газ (CO2)	Азот (N2)
Вдыхаемый	20,94	0,03	79,03
Альвеолярный	14,44	5,56	80
Выдыхаемый	16,3	4	79,7

Альвеолярный воздух не должен существенно менять свой газовый состав. В противном случае нарушится стабильность процессов диффузии газов из крови (рис.). Так как в альвеолах кислорода всегда больше, чем в крови капилляров, он перемещается в зону пониженного давления. Содержание углекислого газа больше в крови, чем в альвеолах, поэтому он следует из капилляров в альвеолы. Как видите, вентиляция и газообмен в легких осуществляются в соответствии с законами физики.