Дихальні рухи. Зовнішнє дихання — це ритмічний процес, частота якого у здорової дорослої людини становить 16-20 циклів за 1 хв. Кожний дихальний цикл складається з вдиху та видиху, які пов’язані зі змінами об’єму легень.

У легенях немає м’язів, тому вони самі не можуть стискуватися чи розтягуватися. Це їм забезпечують м’язи, які змінюють об’єм грудної клітки (так звані дихальні м’язи). Головними з них є діафрагма та міжреберні м’язи.

Вдих зумовлений збільшенням об’єму грудної клітки. Завдяки цьому вдихуване повітря переміщується по дихальних шляхах у легені. Під час вдиху зовнішні міжреберні м’язи скорочуються і піднімають ребра. Діафрагма, яка в розслабленому стані має форму купола (іл. 40 а), сплющується. Це спричиняє збільшення об’єму грудної клітки (іл. 40 б), а відповідно — й збільшення об’єму легень. Унаслідок цього тиск у плевральній порожнині зменшується і вдихуване повітря входить у легені — так відбувається спокійний вдих.

Видих зумовлений зменшенням об’єму грудної клітки: видихуване повітря переміщується з легень назовні. Під час видиху зовнішні міжреберні м’язи розтягуються й опускають ребра. Діафрагма розслаблюється, і її купол піднімається. Це спричиняє зменшення об’єму грудної клітки (іл. 40 в), а відповідно — й зменшення об’єму легень. Унаслідок цього тиск у плевральній порожнині збільшується і видихуване повітря виходить з легень — так відбувається спокійний видих.

Іл. 40. Дихальні рухи. Об’єм грудної порожнини: а — у спокої після видиху; б — під час вдиху; в — під час видиху

За глибоких вдиху та видиху, крім зовнішніх міжреберних м’язів і діафрагми, беруть участь й інші м’язи грудей, спини та живота.

Нервова регуляція дихальних рухів. Регуляція дихання здійснюється центральною нервовою системою. У довгастому мозку міститься дихальний центр, що відповідає за дихальний цикл. Дихальний центр перебуває в постійній ритмічній активності, яка здебільшого здійснюється автоматично. Ритмічні імпульси передаються від дихального центру до дихальних м’язів, що забезпечуть послідовне здійснення вдиху і видиху (іл. 41).

У регуляції дихання може брати участь кора великих півкуль головного мозку. Людина може довільно на певний час затримати дихання, змінити його ритм і глибину.

Гуморальна регуляція дихальних рухів. Відчутно впливає на дихальний центр склад крові. Так, дихальний центр чутливий до концентрації вуглекислого газу в крові. Якщо його концентрація збільшується, у дихальному центрі посилюються збудження і зростає частота нервових імпульсів, які надходять до дихальних м’язів. Унаслідок цього частота й глибина дихальних рухів теж збільшуються.

Іл. 41. Нервова регуляція дихальних рухів

Гормон адреналін здатний безпосередньо впливати на дихальний центр, стимулюючи дихальні рухи. Таку саму дію може викликати молочна кислота, яка утворюється під час роботи м’язів.

Життєва ємність легень. Важливою функціональною характеристикою дихання та одним з основних показників фізичного розвитку людини є життєва ємність легень (ЖЄЛ). Це той максимальний об’єм повітря, який можна видихнути після максимального вдиху. Він складається з дихального об’єму та резервних об’ємів вдихуваного та видихуваного повітря (ЖЄЛ = ДО + РОвд. + РОвид.).

Дихальний об’єм (ДО) — це об’єм вдихуваного повітря за кожного спокійного дихального циклу. У нормі він становить 400-800 мл.

Резервний об’єм вдиху (РОвд) — додаткове повітря, яке можна вдихнути в результаті максимального зусилля після спокійного вдиху. Резервний об’єм видиху (РОвид) — додаткове повітря, яке можна видихнути в результаті максимального зусилля після спокійного видиху. Резервні об’єми вдихуваного і видихуваного повітря є приблизно однаковими і становлять 40-45 % ЖЄЛ.

ЖЄЛ залежить від статі, віку, тренованості дихальних м’язів. Так, у чоловіків вона становить 3 500-4 800 мл, а в жінок — 3 000-3 500 мл. У тренованих осіб (зокрема у веслувальників, плавців) ЖЄЛ може сягати 6 000-7 000 мл.

Дихальний цикл. Дихальні рухи: вдих, видих. Життєва ємність легень. Нервова регуляція дихальних рухів. Гуморальна регуляція дихальних рухів

1. Що таке дихальний цикл? 2. Як здійснюються дихальні рухи? 3. За іл. 40, 41 складіть короткий опис процесів: а) вдиху; б) видиху. 4. Яка роль діафрагми під час дихання? 5. У якому стані перебуває діафрагма під час вдиху, у якому — під час видиху? 6. Що таке дихальний об’єм? 7. Що таке ЖЄЛ? Від чого залежить цей показник? За допомогою якого приладу його визначають? 8. Як здійснюється нервова регуляція дихальних рухів? 9. У чому полягає гуморальна регуляція дихальних рухів? 10. Розв’яжіть задачу. Скільки повітря (у літрах) витрачає на дихання 8-А клас із 28 учнів упродовж уроку (45 хв), якщо один учень у середньому робить 16 дихальних циклів за 1 хв? Під час кожного вдиху в легені надходить 500 мл повітря. 11. Проведіть спостереження за рухами своєї грудної клітки. Виміряйте мірною стрічкою окружність грудної клітки: а) під час вдиху і видиху; б) під час спокійного і глибокого дихання. Чи відрізняються покази? Про що це свідчить?