Дыхательный цикл. Механизм вдоха и выдоха. Объёмы и ёмкости легких.

А.Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и паузы. Обычно вдох короче выдоха. Длительность вдоха у взрослого человека составляет от 0,9 до 4,7 С, длительность выдоха - 1,2-6 с. Дыхательная пау­за различна по величине и может даже отсутствовать. Частота дыхания, определяемая по числу экскурсий грудной клетки в минуту, составляете норме у взрослых 12-18 в минуту, у новорожденных - 60, у пятилетних детей - 25 экскурсий в минуту. В любом возрасте частота дыхания меньше частоты сердечных сокращений примерно в 4-5 раз.

На частоту и глубину дыхания влияют многие факторы: физическая нагрузка, степень тренированности организма, температурный фактор, эмоциональное состояние, интенсивность обмена веществ и т.д. Чем чаше и глубже дыхание, тем больше кислорода поступает в легкие и соответст­венно больше углекислого газа выводится из организма.

Б. Вдох (инспирации) совершается вследствие увеличения объема грудной клетки в трех направлениях: вертикальном, сагиттальном, фрон­тальном, в основном за счет сокращения наружных межреберных мыши и уплощения купола диафрагмы. При вдохе легкие пассивно следуют за уве­личивающейся в размерах грудной клеткой. Дыхательная поверхность лег­ких увеличивается, давление же в них понижается и становятся на 2 мы рт.ст. ниже атмосферного. Это способствует поступлению воздуха через дыхательные пути в легкие. Быстрому выравниванию давления в легких препятствует голосовая щель, так как в этом месте воздухоносные пути сужены. Только на высоте вдоха происходит полное заполнение воздухом расширенных альвеол легких.

В. Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение, и дыхательная по­верхность легких уменьшается. Растянутые легкие благодаря своей эла­стичности уменьшаются в объеме. Давление воздуха в легких становится на 3-4 мм рт.ст. выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду. Медленному выходу воздуха из легких способствует сужение голосовой щели.

Механизм изменения объема легких при дыхании может быть проде­монстрирован с помощью модели Ф.Дондерса. Она доказывает, что непо­средственной причиной изменения объема легких при вдохе и выдохе яв­ляется изменение размеров грудной клетки и давления в плевральной по­лости.

В повседневной клинической практике широко используют определение четырех легочных объемов и четырех емкостей легких. Для этой цели применяют специальные приборы: спирометры, спирографы и др.

1) Дыхательный объем - количество воздуха, которое человек вдыха­ет и выдыхает в покое. Равен 300-700 мл (в среднем 500 мл).

2) Резервный объем вдоха - количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального спокойного вдоха. Со­ставляет 1500-2000 мл (чаще 1500 мл).

3) Резервный объем выдоха - количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. Составляет также 1500-2000 мл (чаще 1500 мл).

4) Остаточный объем - количество воздуха, остающееся в легких после максимального выдоха. Равен 1000-1500 мл (в среднем 1200 мл).

Емкости легких.

1) Жизненная емкость легких - наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Равна сумме дыхательного объема, резервного объема вдоха и выдоха (от 3500 до 4700 мл).

2) Общая емкость легких - количество воздуха, содержащееся в лег­ких на высоте максимального вдоха. Равна сумме жизненной емкости лег­ких и остаточного объема (4700-6000 мл).

3) Резерв (емкость) вдоха - максимальное количество воздуха, к*г торое можно вдохнуть после спокойного выдоха. Равен сумме дыха­тельного объема и резервного объема вдоха (2000 мл).

4) Функциональная остаточная емкость - количество воздуха, остаю­щееся в легких после спокойного выдоха. Равна сумме резервного объема выдоха и остаточного объема (2700-2900 мл). Физиологическое значение функциональной остаточной емкости состоит в том. что она способствует выравниванию колебаний содержания кислорода и углекислого газа в альвео­лярном воздухе вследствие разной концентрации этих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

Легочная вентиляция - это количество воздуха, проходящее через легкие в единицу времени. Обычно измеряют минутный объем дыхания (МОД), равный произведению дыхательного объема на частоту дыхания. В покое минутный объем дыхания равен 6-8 л/мин. При средней мышечной работе он составляет 80 л/мин, а при тяжелой мышечной работе достигает 120-150 л/мин. Не весь объем вдыхаемого воздуха участвует в вентиляции альвеол. Часть его (140-150 мл) остается в воздухоносных путях. Поэтому при спокойном дыхании в альвеолы поступает не 500 мл, а только около 350 мл. Вот почему просвет воздухоносных путей называют анатомическим мертвым пространством: воздух, находящийся в них, не участвует в газооб­мене. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе.