Дыхательные движения. Внешнее дыхание — это ритмический процесс, частота которого у здорового взрослого человека составляет 16-20 циклов в 1 мин. Каждый дыхательный цикл состоит из вдоха и выдоха, связанных с изменениями объема легких.

В легких нет мышц, поэтому они самостоятельно не могут сжиматься или растягиваться. Это им обеспечивают мышцы, изменяющие объем грудной клетки (так называемые дыхательные мышцы). Главными из них являются диафрагма и межреберные мышцы.

Вдох обусловлен увеличением объема грудной клетки. Благодаря этому вдыхаемый воздух перемещается по дыхательным путям в легкие. При вдохе внешние межреберные мышцы сокращаются и поднимают ребра. Диафрагма, в расслабленном состоянии имеющая форму купола (ил. 40 а), сплющивается. Это приводит к увеличению объема грудной клетки (ил. 40 б), а соответственно — и к увеличению объема легких. В результате давление в плевральной полости уменьшается и вдыхаемый воздух поступает в легкие — так происходит спокойный вдох.

Выдох обусловлен уменьшением объема грудной клетки: выдыхаемый воздух перемещается из легких наружу. При выдохе внешние межреберные мышцы расслабляются и опускают ребра. Диафрагма расслабляется, и ее купол поднимается. Это приводит к уменьшению объема грудной клетки (ил. 40 в), а соответственно — и к уменьшению объема легких. В результате давление в плевральной полости увеличивается и выдыхаемый воздух выходит из легких — так происходит спокойный выдох.

При глубоких вдохе и выдохе, кроме наружных межреберных мышц и диафрагмы, в процессе участвуют и другие мышцы груди, спины и живота.

Ил. 40. Дыхательные движения. Объем грудной полости: а — в покое после выдоха; б — при вдохе; в — при выдохе

Нервная регуляция дыхательных движений. Регуляция дыхания осуществляется центральной нервной системой. В продолговатом мозге находится дыхательный центр, отвечающий за дыхательный цикл. Дыхательный центр пребывает в постоянной ритмической активности, которая обычно осуществляется автоматически. Ритмические импульсы передаются от дыхательного центра к дыхательным мышцам, обеспечивая последовательное осуществление вдоха и выдоха (ил. 41).

В регуляции дыхания может участвовать кора больших полушарий головного мозга. Человек может произвольно на время задержать дыхание, изменить его ритм и глубину.

Гуморальная регуляция дыхательных движений. Ощутимо влияет на дыхательный центр состав крови. Так, дыхательный центр чувствителен к концентрации углекислого газа в крови. Если его концентрация увеличивается, в дыхательном центре усиливается возбуждение и растет частота нервных импульсов, поступающих в дыхательные мышцы. В результате частота и глубина дыхательных движений также увеличиваются.

Гормон адреналин способен непосредственно влиять на дыхательный центр, стимулируя дыхательные движения. Такое же действие может вызвать молочная кислота, образующаяся при работе мышц.

Жизненная емкость легких. Важной функциональной характеристикой дыхания и одним из основных показателей физического развития человека является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Это максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. Он состоит из дыхательного объема и резервных объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (ЖЕЛ = ДО + РОвд. + РОвыд.).

Дыхательный объем (ДО) — это объем вдыхаемого воздуха при каждом спокойном дыхательном цикле. В норме он составляет 400-800 мл.

Резервный объем вдоха (РОвд.) — дополнительный воздух, который можно вдохнуть в результате максимального усилия после спокойного вдоха. Резервный объем выдоха (РОвыд.) — дополнительный воздух, который можно выдохнуть в результате максимального усилия после спокойного выдоха. Резервные объемы вдыхаемого и выдыхаемого воздуха примерно одинаковы и составляют 40-45 % ЖЕЛ.

Ил. 41. Нервная регуляция дыхательных движений

ЖЕЛ зависит от пола, возраста, тренированности дыхательных мышц. Так, у мужчин она составляет 3 500-4 800 мл, а у женщин — 3 000-3 500 мл. У тренированных людей (в том числе у гребцов, пловцов) ЖЕЛ может достигать 6 000-7 000 мл.

Дыхательный цикл. Дыхательные движения: вдох, выдох. Жизненная емкость легких. Нервная регуляция дыхательных движений. Гуморальная регуляция дыхательных движений

1. Что такое дыхательный цикл? 2. Как осуществляются дыхательные движения? 3. По ил. 40, 41 составьте краткое описание процессов: а) вдоха; б) выдоха. 4. Какова роль диафрагмы в процессе дыхания? 5. В каком состоянии находится диафрагма при вдохе, а в каком — при выдохе? 6. Что такое дыхательный объем? 7. Что такое ЖЕЛ? От чего зависит этот показатель? С помощью какого прибора его определяют? 8. Как осуществляется нервная регуляция дыхательных движений? 9. В чем заключается гуморальная регуляция дыхательных движений? 10. Решите задачу. Сколько воздуха (в литрах) использует для дыхания 28 учеников 8-А класса за урок (45 мин), если один ученик в среднем делает 16 дыхательных циклов в 1 мин? При каждом вдохе в легкие поступает 500 мл воздуха. 11. Проведите наблюдение за движениями своей грудной клетки. Измерьте мерной лентой окружность грудной клетки: а) при вдохе и выдохе; б) при спокойном и глубоком дыхании. Отличаются ли показания? О чем это говорит?