Дыхание

Большинство биологических процессов как на уровне отдельной клетки, так и организма в целом происходит с применением энергии. Эффективное ее образования требует постоянного доставки до митохондрий клеток кислорода. Весь путь поступления кислорода, использование его в окислительных процессах и обратное транспортировки образованного углекислого газа составляет единую систему дыхания. Традиционно сложилось, что клеточное дыхание изучает биохимия, а другие звенья - физиология.

Функциональная система транспортировки газов состоит из дыхательных путей, легких, сердечно-сосудистой системы и крови.

Потребление кислорода.

Основная задача всей системы транспортировки газов-обеспечение организма и его отдельных органов таким количеством кислорода, которая адекватна их энергетическим потребностям. Суммарный показатель активности дыхательной системы-потребления кислорода (СК) за 1 мин. У взрослого человека в состоянии покоя этот показатель составляет около 3,5 мл1хв1кг. Повышение функциональной активности любого органа приводит к росту потребления им кислорода. Сильнее всего он увеличивается во время мышечной работы, ведь мышцы - самый большой орган человеческого организма. К тому же выполнение физической работы требует интенсификации функций многих "вспомогательных" органов и всех органов системы транспортировки газов. На уровне дыхательной системы это оказывается форсированным дыханием -одышкой. Одышка возникает и при многих заболеваниях, так или иначе нарушают функцию системы дыхания.

Механизм газоперенесення.

На отдельных этапах дыхания перенос газов обеспечивают два основных механизма: диффузия и конвекция.

Движущая сила диффузии - градиент концентрации газа (АР =* Р, - Р2): чем он выше, тем интенсивнее газообмен. Физико-химические закономерности, определяющие этот вид транспортировки, обеспечивают газообмен без затраты энергии. Однако при диффузии скорость движения газов относительно низкая, вследствие чего в организме в такой способ они перемещаются на незначительные расстояния. При применении диффузии осуществляется перенос газов между воздухом, что поступило в воздухоносные пути, и альвеолами, альвеолярным воздухом и кровью, кровью и тканями.

Другой путь газоперенесення - конвекция (приношение, струйное перемещение масс газа, жидкости) - основывается на градиенте давления. Создание градиента давления требует энергии. Струйно перемещается воздух из внешней среды в дыхательные пути, кислород с кровью от легких к тканям, а углекислый газ - из тканей в легкие.

В системе дыхания можно выделить пять основных этапов газоперенесення:

1. Конвекционное поступление воздуха в воздухоносные пути.

2. Конвекция воздуха и диффузия газов между воздухоносными путями и альвеолами.

3. Диффузия газов между альвеолами и кровью.

4. Конвекционное перенос газов кровью.

5. Диффузия газов между капиллярной кровью и тканями.

Внешнее дыхание

Этап внешнего дыханием начинает обмен газов между внешней средой и альвеолами.

Дыхательные движения

Первый этап дыхание осуществляется путем чередования вдоха (инспирации) и выдоха (экспирации). При вдохе порция воздуха поступает в легкие, а при выдохе - выводится из них. Воздух перемещается вследствие попеременного увеличения и уменьшения размеров грудной полости и легких, которые содержатся в ней. Размеры грудной полости изменяются во время движения ребер и уплощения диафрагмы. Ребра, образуя подвижные соединения с телами и поперечными отростками позвонков, во время своего движения вращаются вокруг осей, проходящих через места фиксации. Ось вращения для верхних ребер почти поперечная и поэтому во время их движения увеличиваются передньозадні размеры грудной полости. Ось вращения нижних ребер более сагітальна и во время их движений

Схема дыхательных движений во время сокращения дыхательных мышц:

г

Рис. 76. Схема дыхательных движений во время сокращения дыхательных мышц:

а - в положении вдоха: 1 - наружные межреберные мышцы; 2 - внутренние межреберные мышцы; 3,4 - увеличение вертикальных и передньозадніх размеров грудной клетки; б - удлинение выдоха; г - механизм движения ребер и направленность действия сил

изменяются преимущественно боковые размеры грудной полости. Возможная амплитуда движений зависит от силы сокращения мышц. Но в таком случае определенную роль играют подвижность соединений передних концов ребер с грудиной, эластичность реберных хрящей. Так, возрастное уменьшение эластичности хрящей затрудняет выполнение дыхательных экскурсий грудной клетки.

Дыхательные мышцы.

Спокойное и форсированное дыхание отличаются по многим параметрам. И прежде всего - количеством мышц, осуществляющих дыхательные движения. Все мышцы, которые выполняют дыхательные движения, - скелетные. В спокої475 инспирации осуществляется диафрагмой (рис. 76, а). Сокращение мышечной части диафрагмы, передаваясь на сухожилковий центр, приводит к уплощение ее купола и увеличение вертикальных размеров грудной полости. При этом органы брюшной полости отжимаются вниз и при расслабленных мышцах брюшной стенки растягивают ее вперед и вбок. Такой тип дыхания называют брюшным.

Движение ребер могут осуществлять практически все мышцы, прикрепляющихся к ним. Различают основные и вспомогательные дыхательные мышцы. Основные мышцы выполняют спокойное дыхание, а вспомогательные присоединяются к ним для осуществления более глубокого, форсированного дыхания. Основные инспираторные мышцы - внешние міжреброві и внутренние межхрящевые. Во время своего сокращения они притягивают два ребра друг к другу. Направление движения зависит от отношения рычагов места приложения сил и точки фиксации ребер (рис. 76, в, г). Точка прикрепления мышц к ребру, что лежит ниже, расположена дальше от центра вращения, чем точка прикрепления к ребру, лежит выше (для міжребрових мышц это позвоночник, а міжхрящових - грудина). Поэтому при сокращении этих мышц каждое нижнее ребро подтягивается к верхнему.

Следствие действия сил при сокращении внутренних міжребрових мышц противоположный, что и определяет приближение каждого ребра, что лежит выше, к тому, что лежит ниже, через что размеры грудной полости уменьшаются. Поэтому внутренние міжреброві мышцы являются мышцами выдоха.

К вспомогательным інспіраторних мышц относятся все мышцы, прикрепляющиеся одним концом к ребрам, грудине, а другим - к черепа, плечевого пояса или до высшего позвонка: большие и малые грудные, драбинчасті, грудино-ключично-сосковидные, трапециевидные, мышцы - піднімачі лопатки. Важнейшие вспомогательные експіраторні мышцы - мышцы живота, что сжимают органы брюшной полости и тем самым ускоряют поднятия диафрагмы. Кроме того, мышцы живота, как и мышцы-сгибатели позвоночника, способствуют еще и опусканию ребер.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >