Дыхания – Дыхание. Типы и виды дыхания, значение дыхания

Содержание

Дыхание. Типы и виды дыхания, значение дыхания

Дыхание… Без него немыслима жизнь. Все живые существа на земле вынуждены осуществлять процесс дыхания, за исключением некоторых простейших организмов. Дышат люди, дышат животные, дышат растения. С воздухом мы потребляем прану. Прана — это жизненная энергия, пронизывающая всё пространство. Всё состоит из праны. Можно верить или не верить в данную концепцию, но научные исследования косвенно это подтверждают. На микромолекулярном уровне всё, что мы видим вокруг, состоит из пустоты и пучка света, который вращается по кругу. То есть из пучка энергии.


Подробнее о таких исследованиях можно посмотреть в советской научной телепередаче «Путешествие в наномир».  Итак, всё состоит из праны, и именно прана даёт жизнь всему живому. Поэтому контроль над праной — это контроль над своим телом и своей жизнью.


Согласно «Йога-сутрам Патанджали», четвёртой ступенью в йоге является пранаяма. Само слово «пранаяма» состоит из двух слов: «прана» — ‘жизненная энергия’ и «яма» — ‘контроль’, то есть пранаяма — это контроль над энергией. Во время процесса дыхания мы потребляем прану, которая содержится в воздухе. Те, кто достиг такого уровня, что могут потреблять из воздуха достаточное для жизни количество энергии, называются «праноедами» и могут обходиться без физической пищи. Научными исследованиями такие феномены не подтверждены, но периодически появляются люди, которые утверждают, что могут обходиться без пищи.  Практикующие пранаяму также обретают и другие сиддхи.


Дело в том, что во время обычного дыхания мы не усваиваем и четверти той праны, которая содержится в воздухе, и именно пранаяма — контроль над праной — позволяет нам научиться усваивать большее количество энергии и, как следствие, более эффективно жить. В теле человека 72 000 энергетических каналов нади. И любые проблемы на физическом, психическом или духовном уровне — это засорение каких-то из этих каналов. Практика пранаямы позволяет очистить каналы и тем самым устранить практически любую проблему.


Важно! Практика пранаямы требует вегетерианской диеты, в противном случае яды из кишечника будут активно распространяться по организму, и физическое тело будет разрушаться, также на уровне сознания будут возникать определённые проблемы. Перед практикой пранаямы рекомендуется очистить кишечник по методу Шанк Пракшалана, чтобы во время интенсивных дыхательных практик не было различных побочных эффектов: тошноты, головокружения и т. д., которые могут вызвать яды, содержащиеся в кишечнике.

Пранаяма

Типы и виды дыхания


Все мы привыкли дышать определённым образом, но как это ни странно, типы и виды дыхания существует самые разнообразные. Всего их четыре:

  • Брюшное дыхание. Такое дыхание осуществляется за счёт движения диафрагмы и стенки брюшной полости. Во время вдоха диафрагма напрягается и распрямляется по направлению вниз. Диафрагма сдавливает брюшную полость и кишечник, внешняя стенка брюшной полости выталкивается вперёд. В процессе такого дыхания грудная клетка расширяется, и самые нижние отделы легких заполняются воздухом. Проблема большинства людей в том, что чаще всего они не задействуют в процессе дыхания нижние отделы лёгких, и там скапливается застоявшийся воздух и слизь. И это крайне негативно влияет на наше тело. В случае брюшного дыхания происходит эффективная вентиляция нижней части лёгких, что позволяет в достаточной мере снабжать кислородом кишечник и другие органы брюшной полости. Этот вариант дыхания является оптимальным, так как при наименьших мышечных усилиях в лёгкие попадает максимальное количество воздуха и это количество равномерно распространяется, заполняя даже самые дальние отделы лёгких. Также при таком типе дыхания происходит постоянный массаж органов брюшной полости, что препятствует застойным явлениям в кишечнике.
  • Среднее дыхание. При данном типе дыхания уже не происходит интенсивной вентиляции нижних отделов лёгких. За счёт более интенсивного сокращения мышц, происходит расширение грудной клетки и последующее заполнение лёгких кислородом, затем, вследствие расслабления мышц грудной клетки, рёбра сжимаются, и происходит выдох. При данном типе дыхания мышцы совершают боле интенсивную работу, чем при брюшном дыхании.
  • Верхнее дыхание — наиболее энергозатратный тип дыхания, при котором мышцы совершают максимально интенсивную работу, при том, что количество поступающего в лёгкие воздуха минимально. Мышцы, напрягаясь, поднимают плечи и ключицы и, таким образом, происходит вдох. Однако в силу того, что данное движение практически не расширяет грудную клетку и, как следствие, не увеличивает её объём, количество вдыхаемого воздуха минимальное и недостаточное для полноценного функционирования организма.
  • Дыхание йогов или полное йоговское дыхание. Следует отдельно отметить этот тип дыхания, так как он наиболее гармоничный, поскольку сочетает в себе сразу все три типа дыхания и позволяет наполнить лёгкие воздухом по максимуму и, как следствие, обеспечить максимальное снабжение организма кислородом на физическом плане, а на духовно-психическом обеспечить спокойствие ума и более адекватное восприятие реальности.

Пранаяма, йога

Как происходит дыхание


Итак, как происходит дыхание? В нашей грудной клетке находятся два эластичных прочных мешка, которые могут принимать любую форму; они могут как сжаться, вытолкнув весь воздух наружу, так и полностью заполниться воздухом. Неопытные ныряльщики поначалу совершают одну ошибку — они стремятся как можно сильнее заполнить лёгкие кислородом и, таким образом, не могут глубоко нырнуть — воздух, который содержится в лёгких, выталкивает их наружу. Однако, если перед погружением в воду, сильно выдохнуть, то человек без всяких усилий сам пойдёт ко дну, это свидетельствует о том, что мышечным усилием можно практически полностью сжать лёгкие, выдавив из них весь воздух.


Процесс дыхания осуществляется за счёт усилия мышц. С помощью мышц рёбра раздвигаются в разные стороны, грудная клетка расширяется, а диафрагма напрягается и, сдавливая органы брюшной полости, входит вниз. Далее процесс заполнения воздухом происходит автоматически — воздух просто заполняет освободившееся пространство без всяких усилий со стороны человека. Выдох происходит в обратном порядке: мышцы расслабляются, грудная клетка автоматически сжимается, расслабленная диафрагма возвращается в своё первоначальное положение — движется вверх, и воздух под давлением грудной клетки и диафрагмы покидает лёгкие.


Дыхательный цикл завершён — клетки снабжены кислородом, и организм продолжает свою жизнедеятельность. И, в зависимости от того, насколько правильно был совершён вдох, снабжение клеток организма будет полноценным или оставлять желать лучшего. Чем шире разошлись ребра во время вдоха и чем ниже «ушла» диафрагма, тем более полноценным был вдох и более достаточным наполнение организма кислородом.

Свойства дыхания


Как уже было сказано выше, во время дыхания, мы потребляем жизненную энергию — прану. Свойства нашего дыхания напрямую влияют на нашу жизнь.  Чем более глубоким будет наше дыхание, тем больше праны мы получим из воздуха. Растягивая своё дыхание и тем самым делая его более глубоким, мы позволяем воздуху намного дольше задержаться в наших лёгких, и именно в этот момент происходит процесс усвоения праны. Таким образом, чем дольше воздух находится в лёгких, тем больше праны нам удаётся усвоить. А это в свою очередь обеспечивает более гармоничную, эффективную и продолжительную жизнь. Обращали внимание на то, как дышит собака? Она совершает несколько десятков вдохов в минуту и совершенно очевидно, что усвоение праны при таком дыхании минимальное. В сравнении с собакой, человек дышит намного медленнее, а значит, лучше усваивает прану.

Пранаяма, дыхание


Каков же итог? Продолжительность жизни собаки в разы меньше, чем продолжительность жизни человека. А если же сравнивать дыхание человека, к примеру, с некоторыми видами черепах, то черепахи дышат ещё медленнее и в результате живут более 200 и даже 500 лет. Замечаете закономерность? Качество и частота дыхания влияет на продолжительность жизни. А всё по той простой причине, что при растянутом и глубоком дыхании усвоение праны происходит намного эффективнее, энергетические затраты на мышечные движения меньше, а КПД такого дыхания намного выше. Представьте себе озеро, из которого нужно набрать воды. Можно делать это кружкой и полдня бегать к озеру, чтобы набрать нужное количество. А можно набирать воду ведром и, таким образом, набрать нужное количество быстрее и потратив на это меньшее количество энергии. То же самое происходит с дыханием.


Каждый наш вдох — это как поход к озеру, который требует определённых мышечных сокращений и затрат энергии на эти сокращения. И неразумно тратить какое-то количество времени и энергии на поход к озеру, чтобы набрать воду кружкой. Поверхностное и быстрое дыхание — это как раз можно сравнить с зачерпыванием воды кружкой. Энергия потрачена на сокращение мышц, а количество праны, которую мы получили, минимально. Гораздо разумнее сделать полный  и правильных вдох, с наполнением всех (в том числе нижних отделов лёгких) воздухом, и получить энергии больше, чем потратить. Однако в йоге есть практики, которые позволяют пойти дальше и усвоить ещё больше праны за один вдох.


Кумбхака — задержка дыхания. Во время задержки дыхания (на вдохе) происходит максимально возможное усвоение той праны, которую мы вдохнули, и, таким образом, КПД нашего дыхания увеличивается буквально в разы. Кумбхака на вдохе позволяет наполнить наше тело энергией, что же касается Кумбхаки на выдохе, то она более сложна в исполнении и используется для очищения физического и энергетического тела. Именно Кумбхака на выдохе прочищает энергетические каналы нади. Есть достаточно продвинутые практики пранаямы, в которых достигается задержка в 40 минут. Интересно, что об этом думает современная медицина, которая утверждает, что через 4–7 минут после остановки дыхания у человека отмирает мозг? Реанимационная бригада прекращает любые манипуляции с пациентом, если у него отсутствует дыхание свыше 10 минут.


Совершенно очевидно, что современная медицина, мягко говоря, далека от совершенства, и йогины совершают то, что с точки зрения современной науки невозможно. Существует мнение, что если человек сможет растянуть своё дыхание таким образом, что будет утром совершать вдох, а вечером выдох, то срок его жизни будет превышать тысячу лет. И нет оснований не верить таким утверждениям, ведь на примере сравнения собаки, человека и черепахи мы можем видеть, что от частоты и качества дыхания напрямую зависит продолжительность жизни.

Значение дыхания


Значение дыхания сложно переоценить. Без пищи обычный человек сможет прожить несколько недель, без воды — несколько дней, а без воздуха — едва ли сможет протянуть несколько минут. Существует мнение, что большинство наших проблем возникает от неправильного питания. И мнение, скорее всего, верное. Но если исходить из вышеуказанной пропорции, то степень значимости дыхания в разы выше, чем степень значимости питания. Таким образом, если отрегулировать правильность и качество своего дыхания, можно решить многие проблемы, как на уровне тела, так и на уровне сознания. К примеру, если человек дышит верхним дыханием, о котором написано выше, то совершенно очевидно, что процесс очищения организма от углекислого газа и прочих продуктов жизнедеятельности клеток не происходит.


А загрязнённый организм здоровым быть не может — это аксиома. И в данном аспекте питание, конечно, также играет важную роль, но даже при правильном питании, но при неправильном дыхании — вряд ли получиться достичь абсолютного здоровья. Хорошо сказано в таком тексте, как «Хатха-йога Прадипика»: «Кто дышит наполовину — тот и живёт наполовину». И речь тут идёт как о продолжительности жизни, так и о её качестве. Есть даже такое мнение, что каждому живому существу отведено определённое количество вдохов на жизнь, и тот, кто дышит медленнее, дольше живёт. И это неслучайно. Чаще всего ускоренное дыхание происходит во время стресса, который, как известно, причиняет вред здоровью и укорачивает жизнь. Глубокое и растянутое дыхание, наоборот, приводит к успокоению ума.


На этом принципе построена такая замечательная дыхательная практика, как Апанасати Хинаяна. Суть её в том, чтобы постепенно растягивать своё дыхание и вместе с тем успокаивать свой ум. Эту практику, именно с целью успокоения ума, дал своим ученикам Будда Шакьямуни. И, как известно, спокойный ум способен к более адекватному мышлению, адекватному восприятию реальности и, как следствие, более здоровой во всех отношениях жизни. Поэтому значение правильного дыхания в нашей жизни сложно переоценить. И в какой-то мере можно даже сказать, что следить за своим дыханием важнее, чем за питанием. Впрочем, к вопросу здравого образа жизни следует подходить комплексно. И от дыхания, как и от питания, в равной степени будет зависеть работа нашего мышления, качество сознания и здоровье тела.

Развитие дыхания. Упражнения на развитие дыхания


Итак, процесс дыхания невероятно важен для адекватной физической и духовной эволюции. Как же подойти к вопросу развития дыхания? В первую очередь, следует освоить технику брюшного дыхания. Для освоения этого дыхания лучше подойдёт такая пранаяма, как Капалабхати — быстрые выдохи воздуха из лёгких с помощью надавливания на нижнюю часть лёгких мышцами брюшного пресса с последующим расслаблением этих мышц, в результате чего происходит пассивный вдох. Следует отметить, что вдох сознательно производится в нижнюю часть легких с напряжением диафрагмы.

Пранаяма, дыхание


Далее следует резко сократить мышцы брюшного пресса и как бы вытолкнуть воздух из нижней части легких. По мере освоения следует увеличивать частоту и скорость движений. На начальном этапе можно держать руку на животе, чтобы отслеживать, правильно ли вы дышите. Пупок должен двигаться по направлению к позвоночнику и обратно. Во время дыхания двигаться должен только живот, всё остальное тело должно оставаться неподвижным. Следите за тем, чтобы не было движения плечами и грудной клеткой. Данная пранаяма позволяет провентилировать нижние отделы лёгких, промассировать органы брюшной полости, а также снабдить организм достаточным количеством кислорода. Эта пранаяма относится к шаткармам — очистительным практикам.


Капалабхати очищает нас на трёх уровнях: на уровне тела, на уровне энергии и на уровне сознания. На энергетическом плане она позволяет поднять энергию со второй чакры выше. Капалабхати хорошо устраняет глубинные страхи и разного рода зависимости, которые и являются негативным проявлением второй чакры. Во время выполнения следует концентрироваться на межбровье, куда, собственно, и направлено движение энергии в этой пранаяме. Со временем процесс брюшного дыхания станет естественным и бессознательным, и вы сможете его практиковать не только на коврике, но и в повседневной жизни.


Далее следует освоить технику среднего дыхания. С этим будет намного проще, так как большинство из нас используют её в повседневной жизни. Если в предыдущей практике мы осуществляли дыхание животом, то в этом типе дыхания, напротив, живот должен оставаться неподвижным. Для этого следует напрячь мышцы брюшного пресса и оставить их в статичном состоянии. Далее расширяйте грудную клетку и медленно вдыхайте. Когда почувствуете, что достигнут предел, начинайте процесс сжимания грудной клети и выдыхайте воздух.


Следующий тип дыхания, который следует освоить, — это верхнее дыхание. В данном случае ни живот, ни грудная клетка не должны участвовать, это важно. Дыхание происходит исключительно за счёт движения ключицами и плечами. Во время вдоха следует поднимать плечи, а во время выдоха – опускать. Для контроля за правильностью выполнения можно одну руку положить на живот, а вторую — на грудную клетку, чтобы отслеживать отсутствие их движения.


Теперь, когда освоены все три типа дыхания, следует перейти к основному этапу. Дыхание йогов — это сочетание всех трёх типов дыхания. В процессе вдоха следует, как бы начиная снизу вверх, заполнить свои лёгкие кислородом. На первом этапе напрягаем диафрагму и направляем воздух в нижний отдел лёгких, то есть выполняем брюшной вдох, затем, без перерыва, продолжаем заполнять воздухом средний отдел лёгких — расширяем грудную клетку. После того, как почувствуете, что грудная клетка расширена до предела, следует поднять плечи и вдохнуть воздух в верхние отделы лёгких.


Продолжайте вдыхать до тех пор, пока не почувствуете полное наполнение лёгких воздухом. Когда возможности вдыхать больше нет, начинайте выдыхать воздух в обратном порядке. Сначала расслабьте плечи и опустите их вниз, затем начинайте сжимать грудную клетку, а на последнем этапе расслабляйте диафрагму и выталкивайте остаток воздуха мышцами брюшного пресса. Старайтесь максимально прижать мышцы пресса по направлению к позвоночнику. Когда почувствуете, что выдыхать больше нет возможности, задержите дыхание на пару секунд и можете начинать новый цикл. Не стоит фанатично подходить к вопросу освоения йоговского дыхания — начать можно с 5–10 циклов и со временем увеличивать количество.


По мере освоения вы научитесь дышать правильным йоговским дыханием и в повседневной жизни. После освоения данной практики на коврике старайтесь постепенно вводить её в свою жизнь. К примеру, во время ходьбы дышать полным йоговским дыханием. И постепенно дыхание ваше будет растягиваться и становиться всё более глубоким и спокойным. Это начальная практика по работе со своим дыханием и контролем над праной. Со временем можно перейти к более продвинутым практикам: пранаямам с задержками дыхания, которые позволяют усвоить гораздо большее количество праны и очистить энергетические каналы. Контроль над своим дыханием и повышение его качества позволит вам усваивать максимальное количество праны из воздуха и жить более эффективно. Также спокойное и  глубокое дыхание — это своего рода медитация, которую можно практиковать практически всегда и везде. И, таким образом, со временем, ум будет успокаиваться. Так, освоив основные упражнения на развитие дыхания, вы сможете достичь гармоничного развития как тела, так и сознания.

www.oum.ru

Самые опасные типы дыхания: когда сил нет дышать


241 год назад, 3 февраля 1777 года, в Шотландии родился Джон Чейн — врач, чье имя навеки останется в медицинской истории, став частью названия определенного типа дыхания — Чейн-Стокса. MedAboutMe разбирается, какие типы опасного для жизни дыхания существуют и о чем они говорят.

Тело и дыхание

Тело и дыхание


Все клетки, ткани и органы человеческого тела нуждаются в кислороде, чтобы жить. Для того, чтобы получать кислород, наше тело «оборудовано» дыхательной системой, а весь процесс состоит из трех основных звеньев:

  • Внешнее дыхание.


Речь идет о газообмене между нашим телом и окружающей средой. Для его осуществления у нас есть дыхательные пути, через которые воздух попадают в организм, легкие, где происходит газообмен, грудная клетка, мышцы и диафрагма, которые обеспечивают забор свежего воздуха и выведение отработанного наружу. В легких тело забирает кислород и выводит углекислый газ.

  • Транспорт кислорода и углекислого газа.


Кровеносная система собирает со всего тела углекислый газ в обмен на живительный кислород.

  • Внутреннее дыхание.


Доставленный кислород попадает в ткани (тканевое дыхание), а там происходит поступление кислорода в клетки и выведение из них углекислого газа (клеточное дыхание).


Все эти процессы объединяются в дыхательный цикл: вдох, выдох, пауза. Вдыхаем мы быстрее (0,9-4,7 с), чем выдыхаем (1,2-6 с). Частота дыхания в среднем у здорового взрослого человека за одну минуту равняется 12-18 экскурсий грудной клетки.


Итак, в норме дыхание у человека равномерное, вдох короче выдоха. Но существуют так называемые патологические типы дыхания. Они отличаются от нормального дыхания человека ритмом, глубиной, длительностью вдоха и выдоха. При описании периодических патологических типов используют понятия диспноэ и апноэ, то есть, дыхания и его остановки, соответственно.

Дыхание Чейн-Стокса: болезни сердца и сосудов

Дыхание Чейн-Стокса: болезни сердца и сосудов


Впервые эту разновидность дыхания описали шотландский доктор Джон Чейн, день рождения которого мы как раз сегодня отмечаем, и Уильям Стокс, медик из Ирландии.


Дыхание Чейн-Стокса выглядит довольно характерно. Человек начинает дышать все чаще, его вдохи становятся все глубже, доходя до шумного частого дыхания, которое можно услышать даже на расстоянии нескольких метров от больного, достигают пика — и ситуация разворачивается в обратном направлении. Период диспноэ может длиться от 15 до 75 с, а апноэ — от 5 до 60 с. Весь цикл, соответственно, длится от 30 с до 3 мин.


Дыхание Чейн-Стокса, по мнению врачей, развивается на фоне снижения возбудимости дыхательного центра, например, при недостатке углекислого газа, который необходим для его возбуждения. При этом может развиваться помрачение сознания, а при дальнейшем ухудшении состояния — кома. На пике фазы диспноэ иногда развивается бред, галлюцинации, ощущение дезориентации. До момента потери сознания пациента можно привести в чувство при помощи шума, общения или укола. Зачастую дыхание его восстанавливается, но при помещении человека в спокойную обстановку высок риск, что дыхание Чейн-Стокса вернется. Эта патология ярче проявляется по ночам, а в период бодрствования иногда и вовсе исчезает. Известны случаи, когда дыхание Чейн-Стокса не прекращалось до гибели человека.


Что интересно: сами пациенты далеко не всегда видят в своем дыхании что-то особенное. Они могут ночами не спать, страдать от бессонницы, но не связывают это с патологией дыхания.


В норме дыхание Чейн-Стокса иногда наблюдается у детей и у пожилых лиц на начальных этапах сна, а при переходе в глубокий сон пропадает. У взрослых здоровых людей эта разновидность дыхания может развиваться в период адаптации к высокогорью.


Однако чаще дыхание Чейн-Стокса является симптомом некоторых тяжелых состояний. Например, оно может быть симптомом сердечной недостаточности, развившейся на фоне гипертонии, которая, в свою очередь, нередко представляет собой последствия хронических болезней почек. При поражениях клапанов сердца эта разновидность дыхания практически никогда не наблюдается. Его отмечают при поражения сосудов мозга, черепно-мозговых травмах и опухолях, воспалительных заболеваниях, при которых повышается внутричерепное давление.


Данное состояние может развиваться в терминальной (предсмертной) фазе заболевания при различных инфекциях (дифтерия, грипп и др.). Еще одной причиной данной патологии дыхания может оказаться отравление углекислым газом, некоторыми лекарствами и некоторыми другими соединениями, влияющими на дыхательный центр.


На дыхание Чейн-Стокса похоже дыхание Грока, но вместо фазы апноэ (паузы) наблюдается слабое поверхностное дыхание, причем оно изменяется по глубине и частоте от минимальных до пиковых показателей и обратно.

Дыхание Биота: болезни мозга

Дыхание Биота: болезни мозга


Данная разновидность дыхания была впервые описан Камилем Био (Camille Biot), чья французская фамилия в транслитерации превратилась в Биот. Врач обратил внимание на характерное дыхание молодого пациента с менингитом, вызванным туберкулезной палочкой.


При этом типе фаза дисапноэ внезапно начинается и также внезапно останавливается, но в период диспноэ больной дышит ритмично. А вот продолжительность периодов апноэ может достигать 30 с и более.


Дыхание Биота чаще всего говорит о тяжелых поражениях головного мозга. Это могут быть результаты интоксикации, шока, нарушения кровообращения, инфекционные поражения дыхательного центра (энцефаломиелит, энцефалит), менингит (поэтому дыхание также называют «менингитным»), опухоли и абсцессы мозга. Этот тип дыхания нередко развивается при терминальных состояниях человека и говорит об угрозе остановки сердца и дыхания.


Отдельно также выделяют типы дыхания, которые наблюдаются только в состояниях, предшествующих гибели человека, отсюда их название — терминальные.

Терминальные типы дыхания: Куссмауля, апнейстическое и гаспинг-дыхание


Дыхание Куссмауля получило свое название благодаря немецкому терапевту Адольфу Куссмаулю, который, кстати, является одним из отцов-основателей метода гастроскопии. Он впервые обнаружил, что при кетоацидозе наблюдается характерное дыхание с запахом ацетона. При этом типе человек страдает от гипервентиляции, он делает глубокие и шумные, но редкие вдохи, дыхательные циклы — ритмичные. Такое дыхание — симптом нарушения кислотно-щелочного баланса в организме человека и развития состояния гипоксии мозга (острой нехватки кислорода). Обычно оно развивается при диабетической коме, как результат нехватки инсулина, при голодании, отравлении метанолом, а также при некоторых инфекционных заболеваниях, которые приводят к ацидозу.


Дыхание Куссмауля может говорить и о сердечной недостаточности на фоне почечной недостаточности в терминальной стадии. При этом рН крови изменяется в сторону ацидоза (более кислых показателей) из-за увеличения концентрации молочной и пировиноградной кислот в крови.


Еще одна разновидность терминального типа дыхания — апнейстическое. Длительность вдохов при этом намного больше длительности выдохов. Со стороны такое дыхание выглядит как очень продолжительный вдох с задержкой дыхания на пике — так называемый, инспираторный спазм, и короткий резкий выдох. Такое дыхание может говорить об ишемическом инсульте, инфаркте мозга, тяжелых формах менингита.


Апнейстическое дыхание при умирании человека может переходить в гаспинг-дыхание. Гаспинг-синдром получил свое название от английского слова gasping — судорожное, конвульсивное дыхание. Выглядит как глубокие, но короткие, резкие, ослабевающие вдохи.

Выводы


Патологические типы дыхания очень редко являются нормой — разве что в случаях, описанных нами выше. Во всех остальных ситуация такое дыхание — это повод для немедленного вызова скорой помощи. В ожидании ее приезда следует уложить больного и приподнять верхнюю часть туловища. Следует максимально облегчить ему возможность дышать — расстегнуть рубашку (бюстгальтер, если речь идет о женщине), ослабить галстук.

Пройдите тестТест: ты и твое здоровьеТест: ты и твое здоровье
Пройди тест и узнай насколько ценно для тебя твое здоровье.

medaboutme.ru

📌 Дыхание — это… 🎓 Что такое Дыхание?

Дыха́ние — основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. Дыхание — это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О2) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО2, H2O и другие). В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через лёгкие в среднем около 5 — 18 литров углекислого газа (СО2), и 50 грамм воды в час. А с ними — около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон). В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород.

Под внешним дыханием понимают газообмен между организмом и окружающей средой, включающий поглощение кислорода и выделение углекислого газа, а также транспорт этих газов внутри организма по системе дыхательных трубочек (трахейнодышащие насекомые) или в системе кровообращения.

Клеточное дыхание включает биохимические процессы транспортировки белков через клеточные мембраны; а также собственно окисление в митохондриях, приводящее к преобразованию химической энергии пищи.

У организмов, имеющих большие площади поверхности, контактирующие с внешней средой, дыхание может происходить за счёт диффузии газов непосредственно к клеткам через поры (например, в листьях растений, у полостных животных). При небольшой относительной площади поверхности транспорт газов осуществляется за счёт циркуляции крови (у позвоночных и других) либо в трахеях (у насекомых).

Дыхание у растений

Основная статья: Фотодыхание

Большинство растений в светлое время суток вырабатывают кислород, но в их клетках идёт и обратный процесс: кислород поглощается в процессе дыхания. Ночью в комнате, плотно уставленной растениями, можно наблюдать снижение концентрации кислорода и увеличение концентрации углекислого газа.

На самом деле, в живых клетках растений процесс дыхания происходит круглосуточно. Просто на свету скорость образования кислорода в результате фотосинтеза обычно превышает скорость его поглощения. Так же как и у животных, клеточное дыхание растений протекает в специальных клеточных митохондриях.

Общие принципы организации процесса дыхания на молекулярном уровне у растений и животных схожи. Однако в связи с тем, что растения ведут прикрепленный образ жизни, их метаболизм постоянно должен подстраиваться к изменяющимся внешним условиям, поэтому и их клеточное дыхание имеет некоторые особенности (дополнительные пути окисления, альтернативные ферменты).

Газообмен с внешней средой осуществляется через устьица чечевичек, трещины в коре (у деревьев).

Дыхание у человека

Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту[1]. Вместе с тем, частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту)[1]. У детей частота дыхания составляет 20-30 дыхательных движений в минуту; у грудных детей — 30-40; у новорождённых — 40-60[1].

В течение одного вдоха (в спокойном состоянии) в лёгкие поступает 400—500 мл воздуха. Этот объём воздуха называется дыхательным объёмом (ДО). Такое же количество воздуха поступает из лёгких в атмосферу в течение спокойного выдоха. Максимально глубокий вдох составляет около 2000 мл воздуха. Максимальный выдох также составляет около 2000 мл.

После максимального выдоха в лёгких остаётся воздух в количестве около 1500 мл, называемый остаточным объёмом лёгких. После спокойного выдоха в лёгких остаётся примерно 3000 мл. Этот объём воздуха называется функциональной остаточной ёмкостью (ФОЁ) лёгких.

Благодаря ФОЁ в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше ДО. Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции.

Взрослый человек (при дыхательном объёме 0,5 литра и частоте 14 дыхательных движений в минуту) пропускает через лёгкие 7 литров воздуха в минуту[1]. В состоянии физической нагрузки минутный объём дыхания может достигать 120 литров в минуту[1].

Соотношение вдоха и выдоха по времени 1:2 — 1:3.[источник не указан 663 дня]

Без дыхания человек обычно может прожить до 5-7 минут, после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и смерть.

Дыхание — одна из немногих способностей организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком — наоборот, снижается. Люди с ослабленной нервной системой дышат на 12 % чаще, чем люди с сильной нервной системой [источник не указан 623 дня].

Виды дыхания: глубокое и поверхностное, частое и редкое, верхнее, среднее (грудное) и нижнее (брюшное).

Особые виды дыхательных движений наблюдаются при икоте и смехе.

Внешнее дыхание

Дыхание у человека включает внешнее дыхание и тканевое дыхание.

Функция внешнего дыхания обеспечивается как дыхательной системой, так и системой кровообращения. Атмосферный воздух попадает в лёгкие из носоглотки (где предварительно очищается от механических примесей, увлажняется и согревается) через гортань и трахеобронхиальное дерево (трахею, главные бронхи, долевые бронхи, сегментарные бронхи, дольковые бронхи, бронхиолы и альвеолярные ходы) попадает в лёгочные альвеолы. Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, а вышеуказанные структуры отходящие от одной конечной бронхиолы образуют функционально-анатомическую единицу дыхательной паренхимы лёгкого — а́цинус (лат. ácinus — гроздь). Смена воздуха обеспечивается дыхательной мускулатурой, осуществляющей вдох (набор воздуха в лёгкие) и выдох (удаление воздуха из лёгких). Через мембрану альвеол осуществляется газообмен между атмосферным воздухом и циркулирующей кровью[2]. Далее кровь, обогащённая кислородом возвращается в сердце, откуда по артериям разносится ко всем органам и тканям организма. По мере удаления от сердца и деления, калибр артерий постепенно уменьшается до артериол и калилляров, через мембрану которых происходит газообмен с тканями и органами. Таким образом, граница между внешним и клеточным дыханием пролегает по клеточной мембране периферических клеток.

Внешнее дыхание человека включает две стадии:

  1. вентиляция альвеол,
  2. диффузия газов из альвеол в кровь и обратно.

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

Выделяют два типа дыхания по способу расширения грудной клетки:

  1. грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер),
  2. брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы).

Тип дыхания зависит от двух факторов:

  1. возраст человека (подвижность грудной клетки уменьшается с возрастом),
  2. профессия человека (при физическом труде преобладает брюшной тип дыхания).
Патология внешнего дыхания

Основная форма патологии внешнего дыхания — дыхательная недостаточность. В зависимости от характера течения патологического процесса различают острую и хроническую дыхательную недостаточность. Кроме того, выделяют три типа дыхательной недостаточности:

  • обструктивый тип;
  • рестриктивный тип;
  • смешанный тип.

Тахипно́э или «дыхание загнанного зверя» — учащённое поверхностное дыхание (ЧД свыше 20 дыхательных движений в минуту). Учащённое дыхание возникает обычно при раздражении дыхательного центра продуктами жизнедеятельности организма (углекислый газ). Наблюдается при анемии, лихорадке, заболеваниях крови. При желании может вызываться усилием воли (гипервентиляция), например, перед предполагаемой задержкой дыхания. При истерии частота дыхательных движений может достигать 60—80 в минуту.

Брадипно́э — патологическое урежение дыхания — развивается при понижении возбудимости дыхательного центра, либо при угнетении его функции, которое может быть вызвано повышением внутричерепного давления (опухоль головного мозга, менингит, кровоизлияние в мозг, отёк мозга) или воздествием на дыхательный центр накопившихся в значительных количествах в крови токсических продуктов метаболизма (уремия, печёночная или диабетическая кома, некоторые острые инфекционные заболевания и отравления)[3].

Апно́э (др.-греч. ἄπνοια, дословно «безветрие»; отсутствие дыхания) — отсутствие или остановка дыхательных движений. Патологический процесс, связанный с патологией дыхательной мускулатуры, например, отравление ядом, действующим подобно кураре либо параличом дыхательного центра, например, в результате отёка мозга или черепно-мозговой травмы. Отдельно выделяют синдром обструктивного апноэ сна[4], вызываемый провисанием верхних дыхательных путей. Этот вид апноэ обычно встречается у людей, которые храпят во сне и является плохим прогностическим признаком в плане риска развития острой сердечно-сосудистой недостаточности.

Так называемое рефлекторное или «ложное апноэ» иногда наступает при сильном раздражении кожи (например, при погружении тела в холодную воду). Апноэ (как патологическое состояние) также следует отличать от искусственно вызванной задержки дыхания (например при погружении в жидкость) — в результате развившегося кислородного голодания (на фоне прекращения поступления кислорода из атмосферного воздуха в альвеолы) происходит отключение коры головного мозга (потеря сознания или прекращение процессов высшей нервной деятельности) после чего подкорковые и стволовые структуры (дыхательный центр) дают команду на вдох. Если при этом атмосферный воздух проникает в лёгкие, то по мере достижения кислородом тканей и органов (в том числе и ЦНС) происходит спонтанное восстановление сознания. Если тело находится в жидкой среде, то происходит проникновение жидкости в дыхательные пути и развивается утопление (обычное или «сухое», связанное с ларингоспазмом).

Одышка или диспно́э — нарушение частоты и глубины дыхания, сопровождающееся ощущением нехватки воздуха. В случае патологических изменений сердечной мышцы одышка поначалу появляется при физической нагрузке, а затем возникает и в покое, особенно в горизонтальном положении (в связи с увеличением венозного возврата крови к сердцу), заставляя пациента принимать вынужденное положение сидя, способствующее депонированию венозной крови системы нижней полой вены в ногах (ортопное). Приступы резкой одышки (чаще ночные) при заболеваниях сердца — проявление сердечной астмы: одышка в этих случаях инспираторная (затруднён вдох). Экспираторная одышка (затруднён выдох) возникает при сужении просвета мелких бронхов и бронхиол (например, при бронхиальной астме) или при потере эластичности лёгочной ткани (например, при развитии хронической эмфиземе лёгких). «Мозговая» одышка возникает при непосредственном раздражении дыхательного центра (опухоли, кровоизлияния и другие этиологические факторы).

Патологические типы внешнего дыхания:

  • периодическое дыхание по типу Чейна — Стокса — дыхание, при котором поверхностные и редкие дыхательные движения постепенно учащаются и углубляются и, достигнув максимума на пятый — седьмой вдох, вновь ослабляются и урежаются, после чего наступает пауза. Затем цикл дыхания повторяется в той же последовательности и переходит в очередную дыхательную паузу. Название дано по именам медиков Джона Чейна и Уильяма Стокса, в чьих работах начала XIX века этот симптом был впервые описан. Механизм патологического дыхания Чейна — Стокса объясняется снижением чувствительности дыхательного центра к СО2: во время фазы апноэ снижается парциальное напряжение кислорода в артериальной крови (РаО2) и нарастает парциальное напряжение углекислого газа (гиперкапния), что приводит к возбуждению дыхательного центра, и вызывает фазу гипервентиляции и гипокапнии (снижение PaCO2). Дыхание Чейна — Стокса встречается в норме у детей младшего возраста, иногда у взрослых во время сна; патологическое дыхание Чейна — Стокса может быть обусловлено черепно-мозговой травмой, гидроцефалией, интоксикацией, выраженным атеросклерозом сосудов головного мозга, при сердечной недостаточности (за счёт увеличения времени кровотока от лёгких к мозгу).
  • большое и шумное дыха́ние Куссма́уля — глубокое, редкое, шумное дыхание[5], является одной из форм проявления гипервентиляции, часто ассоциируется с тяжёлым метаболическим ацидозом, в частности, диабетическим кетоацидозом, ацетонемическим синдромом (недиабетическим кетоацидозом) и терминальной стадии почечной недостаточности. Данный тип патологического дыхания носит имя Адольфа Куссмауля — немецкого врача, опубликовавшего своё исследование в 1874 году[6] и описавшего появление этого типа дыхания как знак комы и неминуемой смерти лиц с сахарным диабетом. В настоящее время в научной литературе упоминается как симптом Куссмауля — глубокое шумное ритмичное дыхание пациента, находящегося в бессознательном состоянии, вызываемое раздражением дыхательного центра ацетоуксусной и бета-оксимасляной кислотами. Указывает на наличие метаболического ацидоза[7].

Основные типы нарушений внешнего дыхания:

  • альвеолярная гиповентиляция,
  • альвеолярная гипервентиляция,
  • нарушения лёгочной перфузии,
  • нарушения вентиляционно-перфузионных отношений,
  • нарушения диффузии.

Часто наблюдается сочетание типов нарушений.

Альвеолярная гиповентиляция

Альвеолярная гиповентиляция характеризуется недостаточной альвеолярной вентиляцией, в результате чего в кровь поступает меньше кислорода и обычно происходит недостаточный вывод из крови углекислого газа. Гиповентиляция приводит к снижению количества кислорода в крови (гипоксемия) и к увеличению количества углекислого газа в крови (гиперкапния).

Причины альвеолярной гиповентиляции:

  • нарушения проходимости дыхательных путей,
  • уменьшение дыхательной поверхности лёгких,
  • нарушение расправления и спадения альвеол,
  • патологические изменения грудной клетки,
  • механические препятствия экскурсиям грудной клетки,
  • расстройства деятельности дыхательной мускулатуры,
  • расстройства центральной регуляции дыхания.

Нарушения проходимости дыхательных путей:

  • спазм мелких бронхов (обструктивный бронхит, бронхиальная астма),
  • западение языка,
  • попадание в трахею или бронхи пищи, рвотных масс, инородных тел,
  • закупорка дыхательных путей новорождённых слизью, мокротой или меконием,
  • воспаление или отёк гортани,
  • обтурация или компрессия опухолью или абсцессом.

Тканевое дыхание

Тканево́е или кле́точное дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в процессе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (молекул аденозинтрифосфорной кислоты и других макроэргов) и может быть использована организмом по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. На клеточном уровне рассматривают два основных вида дыхания: аэробное (с участием окислителя-кислорода) и анаэробное. При этом, физиологические процессы транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению из них углекислого газа рассматриваются как функция внешнего дыхания.

Аэро́бное дыха́ние. В цикле Кребса основное количество молекул АТФ вырабатывается по способу окислительного фосфорилирования на последней стадии клеточного дыхания: в электронтранспортной цепи. Здесь происходит окисление НАД∙Н и ФАДН2, восстановленных в процессах гликолиза, β-окисления, цикла Кребса и т. д. Энергия, выделяющаяся в ходе этих реакций, благодаря цепи переносчиков электронов, локализованной во внутренней мембране митохондрий (у прокариот — в цитоплазматической мембране), трансформируется в трансмембранный протонный потенциал. Фермент АТФ-синтаза использует этот градиент для синтеза АТФ, преобразуя его энергию в энергию химических связей. Подсчитано, что молекула НАД∙Н может дать в ходе этого процесса 2,5 молекулы АТФ, ФАДН2 — 1,5 молекулы. Конечным акцептором электрона в дыхательной цепи аэробов является кислород.

Анаэро́бное дыха́ние — биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O2 других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала, использующегося АТФ-синтазой для синтеза АТФ.

Дыхание и физические нагрузки

При физических нагрузках дыхание, как правило, усиливается. Обмен веществ ускоряется, мышцам требуется больше кислорода.

Приборы для исследования параметров дыхания

  • Капнограф — прибор для измерения и графического отображения содержания углекислоты в воздухе, выдыхаемом пациентом, в течение определённого периода времени.
  • Пневмограф — прибор для измерения и графического отображения частоты, амплитуды и формы дыхательных движений, в течение определённого периода времени.
  • Спирограф — прибор для измерения и графического отображения динамических характеристик дыхания.
  • Спирометр — прибор для измерения ЖЕЛ (жизненной емкости лёгких).

См. также

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 Физиология человека. В 3-х т. Т. 2. Пер с англ. / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. — М.: Мир, 1996. — 313 с.: ил. — ISBN 5-03-002544-8.
  2. Анатомия человека / Привес М. Г., Лысенков Н. К. — 9-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1985. — С. 300—314. — 672 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 110 000 экз.
  3. Пропедевтика внутренних болезней / В. Х. Василенко. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1989. — С. 93. — 512 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01540-9
  4. Синдром обструктивного апноэ сна.
  5. Клиническая эндокринология. Руководство / Старкова Н. Т. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб: Питер, 2002. — С. 244. — 576 с. — («Спутник Врача»). — 4000 экз. — ISBN 5-272-00314-4
  6. Kussmaul A. Zur Lehre vom Diabetes mellitus. Über eine eigenthümliche Todesart bei Diabetischen, über Acetonämie, Glycerin-Behandlung des Diabetes und Einspritzungen von Diastase in’s Blut bei dieser Krankheit// Deutsches Archiv für klinische Medicin, Leipzig. — 1874, 14. — P. 1-46. // English translation in Ralph Hermon Major (1884—1970), Classic Descriptions of Disease. Springfield, C. C. Thomas, 1932. 2nd edition, 1939, 3rd edition, 1945.
  7. Симптомы и синдромы в эндокринологии / Под ред. Ю. И. Караченцева. — 1-е изд. — Х.: ООО «С.А.М.», Харьков, 2006. — С. 15-16. — 227 с. — (Справочное пособие). — 1000 экз. — ISBN 978-966-8591-14-3

Литература

  • Дыхание // Малая медицинская энциклопедия. — Т. 2. — С. 146.

Ссылки

dic.academic.ru

Дыхание — Циклопедия

Пять тайн дыхания

Дыхание — процесс вентиляции легких и газообмена, сопровождается поглощением кислорода и выделением углекислого газа. Газообмен является важнейшей функцией системы органов дыхания. Без него невозможна жизнь, поскольку образование энергии в организме происходит в результате окисления питательных веществ, для которого нужен кислород. Высвобождение углекислого газа — одного из конечных продуктов обмена веществ — также важная функция газообмена. Состоит из трех последовательных этапов: внешнего дыхания, транспорта газов кровью, внутреннего дыхания.

Дыхание людей и отдельных животных возможно через нос и через ротовую полость. Человек без дыхания может прожить до 5—7 минут, даже меньше. После такого промежутка времени отмирают невозобновляемые клетки мозга.

[править] Эволюция типов дыхания

Дыхание возникло в конце докембрия, около 2 млрд лет назад, когда в атмосфере в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов появился свободный кислород. До этого живые существа использовали анаэробные, бескислородные источники энергии.[1]

[править] Дыхание животных

Одноклеточные организмы используют диффузное дыхание, которое происходит в результате непосредственного проникновения газов через оболочку клетки. В низших многоклеточных, например у червей, низших насекомых, обмен газами происходит вследствие кожного дыхания — через клетки поверхности тела. Кожное дыхание играет большую роль и у низших позвоночных (рыб, амфибий, пресмыкающихся), у которых есть и другие, специальные, в зависимости от среды, органы дыхания.

Органами водного дыхания являются жабры, имеющие разнообразную строение и обеспечивающие жаберное дыхание, а органами воздушного дыхания — трахеи и легкие (трахейное, легочное дыхание). У всех рыб жаберное дыхание, а у некоторых рыб, кроме жаберного, есть еще кожное и кишечное дыхание. Кишечное дыхание обеспечивается через плавательный пузырь, клетки которого активно поглощают кислород (секреция газа). Например, в плавательном пузыре щуки 35 % кислорода, а у морского окуня — до 88 %.

У водных позвоночных бывают как внешние, так и внутренние жабры. У беспозвоночных органами воздушного дыхания нередко являются преобразованные жабры. У большинства насекомых существует трахейная система, состоящая из сложной сети тонких ветвей трахеи, через которые ткани снабжаются кислородом. У рептилий и амфибий газообмен осуществляется на 2/3 через кожу и на 1/3 — через легкие (легочное дыхание).

У птиц органы дыхания имеют особое строение. В них, как и у рептилий, нет диафрагмы. Трахея делится на 2 бронхов, проходящих через легкие в воздушные мешки. Легкие небольшие и сросшиеся с ребрами. Воздух из легких поступает через разветвления бронхов, бронхиол и воздушные капилляры в воздушные мешки. Небольшие воздушные мешки расположены в грудной, а большие — в брюшной полости. Во всех воздушных мешках имеются отростки, некоторые из них проникают в трубчатые длинные кости конечностей. При вдохе происходит значительное увеличение объема грудной клетки в вертикальном направлении за счет увеличения угла между частями ребер. Газообмен осуществляется в легких и в воздушных капиллярах (обильно снабженных кровеносными капиллярами), через которые воздух проходит при вдохе и выдохе дважды (в воздушные мешки и обратно). Воздушные мешки способствуют поддержанию тела птицы в полете, а также охлаждению тела и сохранению жизни при длительном отсутствии дыхания. У водоплавающих птиц они уменьшают плотность тела, в результате чего птицы мало погружаются в воду.[2]

[править] Дыхание растений

Схема цикла дыхания растений

Дыхание присуще всем органам, тканям и клеткам растения. Интенсивность дыхания можно представить, измеряя количество углекислого газа, выделяемого тканью, или измеряя кислород, который поглощается ею. Более интенсивно дышат молодые, быстро растущие органы и ткани растений. Наиболее активно дыхание репродуктивных органов, затем листьев; слабее дышат стебли и корни. Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Для высокогорных растений, адаптированных к пониженному парциальному давлению кислорода, характерна повышенная интенсивность дыхания. Очень активно дыхание плесневых грибов, бактерий. Дыхание усиливается с повышением температуры (на каждые 10 °C — примерно в 2-3 раза), останавливаясь при температуре в 45-50 °C. В тканях зимующих органов растений (почки лиственных деревьев, иглы хвойных) дыхание продолжается (с резко сниженной интенсивностью) и при значительных морозах. Дыхание растений стимулируют механические и химические раздражения (ранения, некоторые яды, наркотики). Закономерно изменяется дыхание во время развития растения и его органов. Сухое семя дышит достаточно слабо. При набухании и последующем прорастании семян дыхание усиливается в сотни и тысячи раз. С окончанием периода активного роста растений дыхание их тканей ослабевает, что связано с процессом старения протоплазмы. При созревании семян, плодов интенсивность дыхания уменьшается.

Согласно теории советского биохимика А. М. Баха, процесс дыхания, то есть окисления углеводов, жиров, белков, осуществляется с помощью окислительной системы клетки в два этапа[3]:

  • активация кислорода воздуха путем его присоединения к ненасыщенным, способных самопроизвольно окисляться соединениям, содержащимся в живой клетке (оксигеназы) с образованием перекиси;
  • активация перекисей с освобождением атомарного кислорода, способного окислять трудноокисляемые органические вещества.

По теории дегидрирования русского ботаника В. И. Палладина, важнейшее звено дыхания — активация водорода субстрата, осуществляемая дегидрогеназой. Обязательный участник сложной цепи процессов дыхания — вода, водород которой вместе с водородом субстрата используется для восстановления самоокисяющихся соединений — так называемых дыхательных пигментов. Углекислый газ, который выделяется при дыхании, образуется без участия кислорода воздуха, то есть анаэробно. Кислород воздуха идет на окисление дыхательных хромогенов, превращающиеся при этом в дыхательные пигменты. Дальнейшее развитие теория дыхания получила в исследованиях советского ботаника С. П. Костычева, согласно которым первые этапы аэробного дыхания аналогичны процессам, присущим анаэробам. Преобразование создаваемого при этом промежуточного продукта могут идти с участием кислорода, что свойственно для аэробных. В анаэробных же эти преобразования идут без участия молекулярного кислорода.

По современным представлениям, процесс окисления, который составляет химическую основу дыхания, заключается в потере веществом электрона. Способность присоединять или отдавать электроны зависит от величины окислительного потенциала соединения. Кислород обладает самым высоким окислительным потенциалом и, следовательно, максимальной способностью присоединять электроны. Однако потенциал кислорода сильно отличается от потенциала дыхательного субстрата. Поэтому роль промежуточных переносчиков электронов от дыхательного субстрата к кислороду выполняют специфические соединения. Поочередно окисляясь и восстанавливаясь, они образуют систему переноса электронов. Присоединив к себе электрон от менее окисленного компонента, такой переносчик восстанавливается и, отдавая его следующему компоненту с более высоким потенциалом, окисляется. Так электрон передается от одного звена дыхательной цепи к другому и, в конце концов, кислороду. Это заключительный этап дыхания.

Все эти процессы (активация кислорода, водорода, перенос электрона цепной реакцией на кислород) осуществляются главным образом в митохондриях благодаря разветвленной системе окислительно-восстановительных ферментов. Путем прохождения к кислороду электроны, мобилизуются сначала от молекулы органического вещества, постепенно отдают заложенную в них энергию, которую клетка запасает в форме химических соединений, главным образом АТФ.

Благодаря совершенным механизмам запасания и использования энергии процессы энергообмена в клетке идут с очень высоким коэффициентом полезного действия, пока недостижимым в технике. Биологическая роль дыхания не исчерпывается использованием энергии, накопленной в окисляемой органической молекуле. В ходе окислительных превращений органических веществ образуются активные промежуточные соединения — метаболиты, которые живая клетка использует для синтеза специфических составных частей своей протоплазмы, образования ферментов. Всем этим определяется центральное место, которое занимает дыхание в комплексе процессов обмена веществ живой клетки. В дыхании скрещиваются и связываются между собой процессы обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров и других компонентов протоплазмы.

[править] Дыхание человека

Чудо строения дыхательной системы

Дыхание человека состоит из следующих процессов:

  • Внешнее дыхание (вентиляция легких) — поступления воздуха в воздухоносные пути и газообмен между альвеолами и внешней средой. К этому процессу относятся дыхательные движения — вдох и выдох, направленные на прохождение воздуха в дыхательные пути, а из них — в легких и в обратном направлении.
  • Диффузия газов между альвеолами и в кровь.
  • Транспортировка газов кровью. Она заключается в разнесении кислорода к клеткам всего организма и переносе углекислого газа, образующегося в клетках, в легкие.
  • Диффузия газов между кровью и тканями в тканевых капиллярах.
  • Внутреннее (тканевое) потребление кислорода клетками и выделение углекислого газа.

[править] Значение дыхания для человека

  • Газообмен между организмом и внешней средой (поступление кислорода к клеткам организма, а также вывод углекислого газа из организма).
  • Терморегуляция
  • Функции выделения — через органы дыхания из организма выводятся: углекислый газ, вода, аммиак, пыль, микроорганизмы, ионы минеральных солей.
  • В носовой полости находится орган обоняния человека.
  • Участие в создании звуков, общении людей (голосовой аппарат — гортань).

[править] Верхние дыхательные пути

Носовая полость делится хрящевой перегородкой на две половины — правую и левую. На перегородке располагаются три носовые раковины, которые образуют носовые ходы: верхний, средний и нижний. Стенки полости носа покрыты слизистой оболочкой с реснитчатыми эпителием. Реснички эпителия, двигаясь резко и быстро в направлении ноздрей и медленно и плавно в направлении легких, задерживают и выводят наружу пыль и микроорганизмы, которые оседают на слизистой оболочке. Железы слизистой оболочки выделяют слизь, которая увлажняет стенки полости и снижает жизнеспособность бактерий которые попадают с воздуха.

Слизистая оболочка имеет густую сетку кровеносных сосудов и капилляров. Кровь, текущая по этим сосудам, участвует в терморегуляции тела человека, согревает или охлаждает воздух, который он вдыхает. Таким образом, воздух, поступающий в легкие через носовую полость, очищается, согревается и обеззараживается, чего не происходит при дыхании через ротовую полость. В слизистой оболочке верхней носовой раковины и верхнего отдела перегородки носа находятся специальные обонятельные клетки (рецепторы), которые образуют периферическую часть обонятельного анализатора (органа обоняния). Рядом с обонятельной полостью расположены четыре воздухоносные придаточные пазухи носа. Самые крупные из них гайморовы (содержатся в верхних челюстях) и лобная (в центре лба). Пазухи соединяются каналами с полостью носа.

Из полости носа воздух поступает в носоглотку. В ней содержатся скопления лимфатических миндалин, которые в случае воспаления могут увеличиваться и превращаться в аденоиды, затрудняющих носовое дыхание. Из носоглотки воздух попадает в глотку, в которой перекрещиваются дыхательные и пищеварительные пути. От глотки начинаются две трубки: дыхательная — гортань, и пищеварительная — пищевод, размещенный позади гортани. Вход в гортань при глотании пищи закрывается надгортанным хрящом. Благодаря этому воздух попадает только в гортань, а еда — в пищевод.

[править] Нижние дыхательные пути

Лёгкие

Легкие не имеют собственных мышц, и поэтому не могут активно сокращаться или растягиваться. Свой объем они меняют пассивно, вслед за изменением объема грудной полости. Дыхательные движения — вдох и выдох — происходят вследствие ритмического сокращения и расслабления дыхательных мышц — межреберных, диафрагмы и мышц передней брюшной стенки. Дыхательные движения регулируются дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге, с двумя узлами — центром вдоха и центром выдоха.

Примерно каждые 4 секунды в дыхательном центре возникают возбуждения, которые в спинном мозге проводятся в межреберные дыхательные мышцы и диафрагму. Наружные межреберные мышцы сокращаются и поднимают ребра. При сокращении диафрагмы ее купол, выступающий в сторону грудной полости, становится плоским и опускается вниз. Благодаря этому объем грудной полости увеличивается. В плевральной щели давление всегда несколько ниже атмосферного, поэтому при увеличении объема грудной полости легкие словно присасываются к стенкам грудной клетки и растягиваются. Легкие заполняются воздухом — происходит вдох.

При возбуждении центра выдоха одновременно тормозится центр вдоха и дыхательные мышцы (межреберные и диафрагма) расслабляются, ребра опускаются вниз, а органы брюшной полости выпирают диафрагму куполом вверх. В результате объем грудной полости уменьшается, и происходит спокойный пассивный выдох без участия мышц.

При глубоком вдохе происходит одновременное сокращение межреберных мышц, диафрагмы, а также некоторых мышц грудной клетки и плечевого пояса, поднимающих ребра выше, чем при спокойном вдохе. Глубокий выдох обусловлен, кроме расслабления наружных межреберных мышц и диафрагмы, сокращением внутренних межреберных мышц, а также мышц брюшной стенки, что приводит к более сильному выпячиванию диафрагмы в сторону грудной полости. Объем уменьшается в вертикальном направлении.

Различают брюшной и грудной типы дыхания, в зависимости от того, какие мышцы преобладают в акте выдоха (диафрагма или межреберные). Эффективным считают брюшной тип, потому что он обеспечивает более глубокую вентиляцию легких. Тип дыхания зависит от пола (у мужчин преобладает брюшной), профессии, возраста.

Ритм дыхательных движений поддерживается импульсами, поступающими в нервную систему (продолговатый мозг) из рецепторов легких и дыхательных мышц. Во время вдоха возбуждаются нервные импульсы, которые тормозят выдох. При активном выдохе возникают импульсы, которые тормозят вдох. Выдох является рефлексом на раздражение, вызванное вдохом, и наоборот.

На частоту и глубину дыхательных движений влияют различные раздражители внешней среды, действующие на рецепторы кожи, слуха, зрения, обоняния, вкуса. Процесс возбуждения попадает в различные участки головного мозга, а оттуда возбуждение достигает дыхательного центра. Оттуда через центробежные нервы возбуждение идет к дыхательным мышцам. Вследствие этого происходят ускорение и усиление или замедление и ослабление дыхательных движений. Психические раздражители (страх, радость) также влияют на дыхательный центр.

Существуют и защитные рефлексы (кашель, чихание). Это своеобразно измененные резкие выдохи, с помощью которых удаляются инородные частицы, попавшие в дыхательные пути.

[править] Газообмен в легких и тканях

При чередовании вдоха и выдоха, вентилируются легкие, в альвеолах поддерживается относительно постоянный газовый состав. Состав атмосферного воздуха: 21 % кислорода, 78 % азота, 0,03 % углекислого газа, небольшое количество водяного пара и инертных газов. Состав выдыхаемого отличается увеличенным содержанием углекислого газа, увеличивается содержание водяного пара. Альвеолярный воздух, находящийся в альвеолах, отличается от вдыхаемого и выдыхаемого. Это объясняется тем, что во время вдоха в альвеолы ​​поступает воздух воздухоносных путей (выдыхаемый), а при выдохе, наоборот, к выдыхаемому (альвеолярному) примешивается атмосферный из воздухоносных путей (мертвое пространство).

В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие путем диффузии через стенки альвеол и кровеносных капилляров. Направление и скорость диффузии определяется парциальным давлением. Кровь из венозной превращается в артериальную, которая по легочным венам поступает к левому предсердию, потом к левому желудочку, а оттуда — к большому кругу кровообращения, которым переносится к тканям. Из капилляров кислород уже попадает в ткани. В артериальной крови кислорода больше, чем в клетках, он диффундирует в тканевую жидкость, которая омывает клетки в тканях, — промежуточную среду между кровью и клетками. Из тканевой жидкости кислород проникает в клетки и сразу вступает в реакции окисления, поэтому в клетках свободного кислорода практически нет. В результате окисления в клетках увеличивается содержание углекислого газа, который через тканевую жидкость поступает в венозный конец капилляра. Артериальная кровь превращается в венозную, которая по венам большого круга кровообращения поступает в правое предсердие, затем к правому желудочку сердца, а оттуда — в легкие.

[править] Основные показатели дыхания

Частота дыхания — количество дыхательных циклов (вдох — выдох) в минуту. В состоянии покоя человек осуществляет в минуту 12-16 дыхательных циклов, во время сна — 10-12, а при физической нагрузке, тяжелой болезни — 30-35. У младенцев и пожилых людей частота дыхания в покое — 20-25.

Глубина дыхания определяется объемом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В спокойном состоянии в легкие поступает 500 мл воздуха (дыхательный объем до) и столько же выходит при выдохе. Из 500 мл, вдыхаемых человеком, только 350 мл попадает в альвеолы. Около 150 мл задерживается в мертвом пространстве: в полостях носа, носовой и ротовой части глотки, гортани, трахеи и бронхов, где происходит газообмен. После спокойного вдоха при максимальном усилии можно еще вдохнуть 1,5 л дополнительного воздуха (резервный объем вдоха (РО вдоха)), а при глубоком выдохе можно еще выдохнуть 1,5 л, дополнительный выдох (резервный объем выдоха (РО выдоха)).

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Рассчитывается по формуле:

  • К + РО вдоха + РО выдоха = ЖЕЛ

Жизненная емкость легких зависит от возраста, пола, роста, массы тела, физического развития человека. Показатели ЖЕЛ колеблются от 3500-4800 мл — у мужчин и 3000-3500 мл — у женщин. У физически тренированных людей, занимающихся греблей, плаванием, гимнастикой, она достигает 6000-7000 мл. Определяют ЖЕЛ с помощью спирометра.

После максимального выдоха в легких остается 1000—1500 мл воздуха, называют остаточным. Это связано с тем, что благодаря более низкого давления в плевральной полости по отношению к атмосферному легкие не смыкаются и всегда имеют остатки воздуха.

У тренированных людей при нагрузке, конечно, растет дыхательный объем, а у нетренированных в ответ на нагрузку растет частота дыхательных движений.

[править] Регуляция дыхания

[править] Нервная регуляция

Регуляция дыхания

Дыхание регулируется как нервной, так и гуморальной системами организма. В продолговатом мозге существует безусловно-рефлекторный центр регуляции дыхания — дыхательный центр. Он обеспечивает скоординированную ритмичную деятельность дыхательных мышц (сокращение и расслабление), которая вызывает поочередно вдох и выдох, и приспособление дыхания к изменениям условий внешней и внутренней среды организма.

Автоматизм дыхательного центра обусловлено нервными импульсами, которые поступают из нервных окончаний легких, сосудов, мышц. Хотя работа дыхательного центра автоматическая (она не прекращается у спящего или без сознания человека) — однако она зависит от воли человека. Человек может произвольно затормозить или ускорить дыхания (условно-рефлекторная регуляция дыхания). Объясняется это контролем дыхательного центра корой больших полушарий мозга. Кроме попеременной замены вдоха выдохом дыхательный центр осуществляет замыкание дыхательных рефлексов:

  • задержку дыхания во время погружения тела в воду,
  • защитные рефлексы кашля и чихания, регуляцию деятельности мышц гортани, которые согласовывают глотание с дыханием.
[править] Гуморальная регуляция

Гуморальная регуляция дыхания происходит из-за содержания углекислого газа в крови. Нейроны дыхательного центра чувствительны к этому газу, если в крови, омывающей дыхательный центр, есть избыток углекислого газа, тогда возбудимость дыхательного центра растет, и дыхание становится частым и глубоким. Если СО2 в крови мало, то это вызывает торможение дыхания.

При физических нагрузках мышцы выполняют усиленную работу, и количество углекислого газа в крови возрастает, что становится одной из причин углубления и усиления дыхательных движений.

[править] Причины нарушения регуляции дыхания

Причинами нарушения регуляции дыхания чаще всего становятся:

  • Физическая нагрузка,
  • Недостаток кислорода в воздухе,
  • Болезни сердца, легких, повышенная температура окружающей среды,
  • Нарушение функции центра дыхания (травма головы, действие ядов).
  • Потеря нервной связи между дыхательным центром и дыхательными мышцами (повреждение шейного отдела позвоночника и спинного мозга).
  • Костычев С. П. Физиология растений. — 3. — М.-Л., 1937. — Т. 1.
  • Бах А. Н. Собрание трудов по химии и биохимии. — М., 1950.
  • Таусон В. А. Основные положения растительной биоэнергетики. — М.-Л., 1950.
  • Джеймс А. Дыхание растений, пер. с англ. — М., 1956.
  • Палладин В. И. Избранные труды. — М., 1960.
  • Михлин Д. М. Биохимия клеточного дыхания. — М., 1960.
  • Сент-Дьердьи А. Биоэнергетика, пер. с англ. — М., 1960.
  • Рубин Б. А., Ладыгина М. Е. энзимологии и биология дыхания растений. — М., 1966.
  • Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы, пер. с англ. — М., 1967.
  • Рубин Б. А. Курс физиологии растений. — 3. — М., 1971.
  • Кретович В. Л. Основы биохимии растений. — 3. — М., 1971.

cyclowiki.org

Дыхание

Эволюция дыхательной системы

Всё живое на Земле существует за сёт солнечного тепла и энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Все животные и человек приспособились добывать энергию из синтезированных растениями органических веществ. Чтобы использовать энергию Солнца, заключённую в молекулах органических веществ, её необходимо высвободить, окислив эти вещества. Чаще всего в качестве окислителя используют кислород воздуха, благо он составляет почти четверть объёма окружающей атмосферы.

Одноклеточные простейшие животные, кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела. Специальные органы дыхания — перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие расположенные в углублениях покрова тела. Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника — глотку. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры, обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие. Эволюция дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади легочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада — углекислота и частично вода — выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Название отдела Особенности строения Функции
Воздухоносные пути
Полость носа и носоглотка Извилистые носовые ходы. Слизистая снабжена капиллярами, покрыта мерцательным эпителием и имеет много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы. В полости носа открываются воздухоносные пазухи костей.
  • Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
  • Задерживание и удаление пыли.
  • Уничтожение бактерий.
  • Обоняние.
  • Рефлекторное чихание.
  • Проведение воздуха в гортань.
Гортань Непарные и парные хрящи. Между щитовидным и черпаловидными хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Надгортанник прикреплён к щитовидному хрящу. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием.
  • Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
  • Надгортанник при глотании закрывает вход в гортань.
  • Участие в образовании звуков и речи, кашле при раздражении рецепторов от попадания пыли.
  • Проведение воздуха в трахею.
Трахея и бронхи Трубка 10–13 см с хрящевыми полукольцами. Задняя стенка эластичная, граничит с пищеводом. В нижней части трахея разветвляется на два главных бронха. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой. Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких.
Зона газообмена
Лёгкие Парный орган — правое и левое. Мелкие бронхи, бронхиолы, легочные пузырьки (альвеолы). Стенки альвеол образованы однослойным эпителием и оплетены густой сетью капилляров. Газообмен через альвеолярно-капилярную мембрану.
Плевра Снаружи каждое лёгкое покрыто двумя листками соединительнотканной оболочки: легочная плевра прилегает к лёгким, пристеночная — к грудной полости. Между двумя листками плевры — полость (щель), заполненная плевральная жидкостью.
  • За счёт отрицательного давления в полости осуществляется растягивание лёгких при вдохе.
  • Плевральная жидкость уменьшает трение при движении лёгких.

Функции дыхательной системы

  • Обеспечение клеток организма кислородом О2.
  • Удаление из организма углекислого газа СО2, а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости, которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя — решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая — верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.

На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины — по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.

Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами. Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.

Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё — в гортань.

Гортань

Гортань — один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

В узкой части гортани расположены голосовые связки, посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Бронхи

В грудной полости трахея делится на два бронха — левый и правый. Каждый бронх входит в лёгкое и там делится на бронхи меньшего диаметра, которые разветвляются на мельчайшие воздухоносные трубочки — бронхиолы. Бронхиолы в результате дальнейшего ветвления переходят в расширения — альвеолярные ходы, на стенках которых находятся микроскопические выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами.

Стенки альвеол построены из особого тонкого однослойного эпителия и густо оплетены капиллярами. Общая толщина стенки альвеолы и стенки капилляра составляет 0,004 мм. Через эту тончайшую стенку происходит газообмен: в кровь из альвеолы поступает кислород, а обратно — углекислый газ. В лёгких насчитывается несколько сотен миллионов альвеол. Общая поверхность их у взрослого человека составляет 60–150 м2. благодаря этому в кровь поступает достаточное количество кислорода (до 500 литров в сутки).

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой — легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли — верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две — верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком — следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.

Газообмен лёгких

В сложном процессе газообмена выделяют три основные фазы: внешнее дыхание, перенос газа кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание. Внешнее дыхание объединяет все процессы, происходящие в лёгком. Оно осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относятся грудная клетка с мышцами, приводящими её в движение, диафрагма и лёгкие с воздухоносными путями.

Воздух, поступивший в лёгкие при вдохе, изменяет свой состав. Воздух в лёгких отдаёт часть кислорода и обогащается углекислым газом. Содержание углекислого газа в венозной крови выше, чем в воздухе, находящемся в альвеолах. Поэтому углекислый газ выходит из крови в альвеолы и содержание его меньше, чем в воздухе. Сначала кислород растворяется в плазме крови, далее связывается с гемоглобином, а в плазму поступают новые порции кислорода.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую проходит благодаря диффузии от большей концентрации к меньшей. Хотя диффузия протекает медленно, поверхность контакта крови с воздухом в лёгких настолько велика, что полностью обеспечивает нужный газообмен. Подсчитано, что полный газообмен между кровью и альвеолярным воздухом может происходить за время, которое втрое короче, чем время пребывания крови в капиллярах (т.е. в организме имеются значительные резервы обеспечения тканей кислородом).

Венозная кровь, попав в лёгкие, отдаёт углекислый газ, обогащается кислородом и превращается в артериальную. В большом круге эта кровь расходится по капиллярам во все ткани и отдаёт кислород клеткам тела, которые постоянно потребляют его. Углекислого газа, выделяющегося клетками в результате их жизнедеятельности, здесь больше, чем в крови, и он диффундирует из тканей в кровь. Таким образом, артериальная кровь, пройдя через капилляры большого круга кровообращения, становится венозной и правой половиной сердца направляется в лёгкие, здесь опять насыщается кислородом и отдаёт углекислый газ.

В организме дыхание осуществляется с помощью дополнительных механизмов. Жидкие среды, входящие в состав крови (её плазмы), обладают низкой растворимостью в них газов. Поэтому, для того чтобы человек мог существовать, ему нужно было бы иметь сердце мощнее в 25 раз, лёгкие — в 20 раз и за одну минуту перекачивать более 100 литров жидкости (а не пять литров крови). Природа нашла способ преодоления этой трудности, приспособив для переноса кислорода особое вещество — гемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь способна связывать кислород в 70 раз, а углекислый газ — в 20 раз больше, чем жидкая часть крови — её плазма.

Альвеола — тонкостенный пузырёк диаметром 0,2 мм, заполненный воздухом. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских клеток эпителия, по наружной поверхности которых разветвляется сетка капилляров. Таким образом, газообмен происходит через очень тонкую перегородку, образованную двумя слоями клеток: стенки капилляра и стенки альвеолы.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

Транспорт кислорода в организме

Путь кислорода Функции
Верхние дыхательные пути
Носовая полость Увлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли
Глотка Проведение согретого и очищенного воздуха в гортань
Гортань Проведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи надгортанным хрящом. Образование звуков путём колебания голосовых связок, движения языка, губ, челюсти
Трахея Свободное продвижение воздуха
Бронхи Свободное продвижение воздуха
Лёгкие Органы дыхания. Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора, содержащегося в крови, — СО2
Альвеолы Увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и лёгкими
Кровеносная система
Капилляры лёгких Транспортируют венозную кровь из легочной артерии в лёгкие. По законам диффузии О2 поступает из мест большей концентрации (альвеолы) в места меньшей концентрации (капилляры), в то же время СО2 диффундирует в противоположном направлении.
Легочная вена Транспортирует О2 от лёгких к сердцу. Кислород, попав в кровь, сначала растворяется в плазме, затем соединяется с гемоглобином, и кровь становится артериальной
Сердце Проталкивает артериальную кровь по большому кругу кровообращения
Артерии Обогащают кислородом все органы и ткани. Легочные артерии несут венозную кровь к лёгким
Капилляры тела Осуществляют газообмен между кровью и тканевой жидкостью. О2 переходит в тканевую жидкость, а СО2 диффундирует в кровь. Кровь становится венозной
Клетка
Митохондрии Клеточное дыхание — усвоение О2 воздуха. Органические вещества благодаря О2 и дыхательным ферментам окисляются (диссимиляция) конечные продукты — Н2О, СО2 и энергия которая идёт на синтез АТФ. Н2О и СО2 выделяются в тканевую жидкость, из которой диффундируют в кровь.

Значение дыхания.

Дыхание — это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен) — осуществляется органами дыхания.

Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.

Биологическое значение дыхания заключается в:

  • обеспечении организма кислородом;
  • удалении углекислого газа из организма;
  • окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности;
  • удалении конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиака, сероводорода и т.д.).

biouroki.ru

Техника дыхания: как правильно дышать и какую дыхательную гимнастику выбрать

Вы задумывались о том, как дышите? В жизни мы используем меньше половины объёма своих лёгких, вдыхаем воздух поверхностно и учащённо. Такой неправильный подход нарушает жизнедеятельность организма и провоцирует появление многих недугов: от бессонницы до атеросклероза.

Чем чаще мы вдыхаем воздух, тем меньше кислорода усваивает организм. Без задержек дыхания углекислый газ не может накапливаться в крови и клетках тканей. А этот важный элемент поддерживает обменные процессы, участвует в синтезе аминокислот, успокаивает нервную систему, расширяет сосуды, возбуждает дыхательный центр и заставляет его работать в оптимальном режиме.

Чем опасно неправильное дыхание?

Учащённое поверхностное дыхание способствует развитию гипертонии, астмы, атеросклероза, сердечно-сосудистых и других заболеваний. Стремясь восполнить избыточную потерю углекислого газа, организм включает защитную систему. В результате возникает перенапряжение, что приводит к увеличению секреции слизи, повышению уровня холестерина, сужению кровеносных сосудов, спазмам сосудов бронхов и гладкой мускулатуры всех органов.

Как нормализовать процесс дыхания?

Обогащению крови углекислым газом способствует сон на животе, голодание, водные процедуры, закаливание, спортивные нагрузки и специальные дыхательные практики. Также важно избегать стрессов, переедания, приёма лекарственных препаратов, алкоголя, курения и перегрева, то есть вести здоровый образ жизни.

В чём польза дыхательной гимнастики?

  • Профилактика болезней бронхов (бронхиальной астмы, обструктивного, хронического бронхита).
  • Массаж внутренних органов, улучшение перистальтики кишечника и укрепление мышц живота.
  • Концентрация внимания и повышение интеллектуальной деятельности.
  • Снижение утомляемости, борьба со стрессом и бессонницей.
  • Прилив энергии, бодрость и отличное самочувствие.
  • Молодая упругая кожа и даже сброс лишних килограммов.

Пять общих правил выполнения дыхательной гимнастики

  1. Начинайте с самого лёгкого, постепенно увеличивая нагрузку.
  2. Тренируйтесь на свежем воздухе (или в хорошо проветриваемом помещении) и в удобной одежде.
  3. Не отвлекайтесь во время занятий. Для достижения максимального эффекта важна концентрация.
  4. Дышите не торопясь. Наибольшему насыщению организма кислородом способствует именно медленное дыхание.
  5. Делайте упражнения с удовольствием. При появлении неприятных симптомов остановите тренировку. Проконсультируйтесь со специалистом касательно сокращения нагрузки или увеличения паузы между подходами. Единственный допустимый дискомфорт — лёгкое головокружение.

Виды дыхательной гимнастики

Практика йогов

Ещё много веков назад йоги обнаружили взаимосвязь дыхания с эмоциональным, физическим и умственным развитием человека. Благодаря специальным упражнениям открываются чакры и каналы восприятия. Дыхательная гимнастика оказывает благотворное влияние на внутренние органы, вы обретаете равновесие и гармонию. Йоги называют свою систему пранаямой. Во время выполнения упражнений дышать нужно только через нос.

Пранаяма — это умение сознательно контролировать дыхание и управлять энергией тела с помощью вдохов и выдохов.

Капалабхати — дыхание животом

Сядьте в удобную позу с прямой спиной. Закройте глаза и сконцентрируйте внимание на межбровье. На вдохе надуйте живот: расслабьте брюшную стенку, и воздух сам войдёт в лёгкие. На выдохе подтяните живот к позвоночнику, движение должно быть активным. Грудная клетка и верхние отделы лёгких не участвуют в процессе. Начните с 36 дыхательных циклов. Когда привыкнете, доведите до 108.

Нади шодхана — дыхание через левую и правую ноздрю

Прикройте правую ноздрю с помощью большого пальца, а через левую сделайте равномерные вдох и выдох. Выполните пять циклов (вдох и выдох считаются одним циклом), затем поменяйте ноздрю. Сделайте вдох и выдох через две ноздри — тоже пять циклов. Потренируйтесь пять дней и переходите к следующей технике.

Вдохните и выдохните левой ноздрёй, после закройте её и сделайте вдох-выдох через правую. Меняйте пальцы, прикрывая попеременно левую и правую ноздрю. Выполните 10 дыхательных циклов.

Гимнастика Стрельниковой

Эта гимнастика разработана как способ восстановления певческого голоса. Однако практика показала, что метод А. Н. Стрельниковой, основанный на газообмене, способен естественно и эффективно оздоравливать весь организм. В упражнениях задействована не только дыхательная система, но и диафрагма, голова, шея, брюшной пресс.

Принцип дыхания — быстрый вдох носом каждую секунду во время выполнения упражнений. Вдыхать нужно активно, напряжённо, шумно и через нос (при этом ноздри должны смыкаться). Выдох незаметный, он происходит сам собой. Система Стрельниковой включает множество упражнений, базовыми из них являются три.

Упражнение «Ладошки»

Встаньте, руки согните в локтях и направьте ладони от себя. Сжимайте руки в кулаки, одновременно делая резкие и шумные вдохи. После завершения серии из восьми вдохов отдохните и повторите упражнение — всего 20 циклов.

Упражнение «Погончики»

Поставьте ноги немного уже ширины плеч, руки на уровне пояса, ладони сжаты в кулаки. На вдохе резко опустите руки, разжав кулаки и растопырив пальцы. Старайтесь с максимальной силой напрягать кисти и плечи. Сделайте восемь серий по восемь раз.

Упражнение «Насос»

Оставьте ноги в том же положении. Шумно вдохните, медленно наклонитесь и потянитесь руками к полу, не касаясь его. Затем плавно вернитесь в исходное положение, словно вы работаете насосом. Сделайте восемь серий по восемь раз.

Метод Бутейко

По мнению К. П. Бутейко (советского учёного, физиолога, врача-клинициста, философа медицины, кандидата медицинских наук), причина развития болезней — в альвеолярной гипервентиляции. При глубоких вдохах количество получаемого кислорода не увеличивается, а количество углекислого газа уменьшается.

В качестве подтверждения данной теории выступает интересный факт: объём лёгких больного бронхиальной астмой составляет 10–15 л, здорового человека — 5 л.

Цель данной дыхательной гимнастики — избавиться от гипервентиляции лёгких, что, в свою очередь, помогает справиться с такими заболеваниями, как бронхиальная астма, аллергия, астматический бронхит, стенокардия, диабет и так далее. Система Бутейко включает искусственное поверхностное дыхание, задержки, замедления и затруднения дыхания вплоть до применения корсетов.

Начальный этап тренировки

Замерьте контрольную паузу — промежуток от спокойного выдоха до желания вдохнуть (так, чтобы не хотелось дышать ртом). Норма — от 60 секунд. Измерьте частоту пульса, норма — меньше 60.

Сядьте на стул, выпрямите спину и посмотрите немного выше линии глаз. Расслабьте диафрагму, начиная дышать настолько мелко, чтобы в груди появилось ощущение нехватки воздуха. В таком состоянии нужно находиться в течение 10–15 минут.

Смысл упражнений по методу Бутейко заключается в постепенном сокращении глубины дыхания и сведении её к минимуму. В течение 5 минут уменьшайте объём вдоха, а затем измерьте контрольную паузу. Тренируйтесь только на голодный желудок, дышите носом и бесшумно.

Бодифлекс

Это методика борьбы с лишним весом, дряблой кожей и морщинами, разработанная Грир Чайлдерс (Greer Childers). Её неоспоримое преимущество — отсутствие ограничений по возрасту. Принцип бодифлекса заключается в сочетании аэробного дыхания и растяжки. В результате организм насыщается кислородом, который сжигает жир, а мышцы напрягаются, становясь упругими. Начните освоение гимнастики с пятиэтапного дыхания.

Пятиэтапное дыхание

Представьте, будто вы собираетесь сесть на стул: нагнитесь вперёд, опираясь руками на ноги, слегка согнутые в коленях, ягодицы отставьте назад. Ладони поставьте примерно на 2–3 сантиметра выше коленей.

  1. Выдох. Сожмите губы в трубочку, медленно и равномерно выпускайте из лёгких весь воздух без остатка.
  2. Вдох. Не открывая рта, быстро и резко вдохните через нос, стараясь наполнить лёгкие воздухом до отказа. Вдох должен быть шумным.
  3. Выдох. Поднимите голову вверх на 45 градусов. Сделайте движение губами, как будто размазываете губную помаду. Выдохните из диафрагмы с силой весь воздух через рот. Должен получиться звук, похожий на «пах».
  4. Пауза. Задержите дыхание, наклоните голову вперёд и втягивайте живот в течение 8–10 секунд. Старайтесь, чтобы у вас получилась волна. Представьте, что желудок и другие органы брюшной полости буквально помещаются под рёбра.
  5. Расслабьтесь, вдохните и отпустите мышцы брюшного пресса.

Система Мюллера

Датский гимнаст Йорген Петер Мюллер (Jørgen Peter Müller) призывает к глубокому и ритмичному дыханию без пауз: не задерживать дыхания, не делать коротких вдохов и выдохов. Цель его упражнений — здоровая кожа, дыхательная выносливость и хороший мышечный тонус.

Система состоит из 60 дыхательных движений, выполняемых одновременно с десятью упражнениями (одно упражнение — 6 вдохов и выдохов). Рекомендуем начать с лёгкой степени сложности. Выполняйте первую пятёрку упражнений медленно по шесть раз. Дышите грудной клеткой и через нос.

5 упражнений для укрепления мышечного корсета

Упражнение № 1. Исходное положение: руки на поясе, ступни рядом, спина прямая. Поочерёдно поднимайте и опускайте прямые ноги вперёд, в стороны и назад (одну ногу на вдохе, другую — на выдохе).

Упражнение № 2. Поставьте ступни на расстоянии короткого шага. На вдохе максимально прогнитесь назад (с головой), подайте бёдра вперёд, согните сжатые в кулаках руки в локтях и кистях. На выдохе наклонитесь вниз, выпрямите руки и постарайтесь коснуться ими пола. Колени при этом не сгибайте.

Упражнение № 3. Сомкните и не поднимайте пятки. На вдохе наклоните туловище влево, одновременно переводя полусогнутую правую руку за голову. Сделайте выдох и вернитесь в исходное положение. Повторите движения в правую сторону.

Упражнение № 4. Разведите ступни на максимальное расстояние друг от друга. Пятки обращены наружу, руки свободно свисают по бокам. Поверните корпус: правое плечо — назад, левое бедро — вперёд, и наоборот.

Упражнение № 5. Поставьте ноги на ширине плеч. На вдохе медленно поднимите руки перед собой. Сделайте глубокое приседание на выдохе. Выпрямитесь и опустите руки.

Противопоказания

Как ни велика польза дыхательной гимнастики, выполнять её следует осторожно. Перед началом любых занятий проконсультируйтесь с врачом. Постепенно переходите к увеличению нагрузок, чтобы избежать неприятных симптомов гипервентиляции лёгких.

Дыхательные упражнения противопоказаны людям после операций и с некоторыми заболеваниями. Ограничениями являются сильная гипертония, высокая степень близорукости, перенесённый инфаркт, глаукома в острой стадии заболевания на фоне гипертермии, ОРВИ, декомпенсированные сердечно-сосудистые и эндокринные патологии.


Удивительно, но факт: естественный процесс вдоха и выдоха может сильно изменить вашу жизнь. Правильно подобранная техника дыхания способна укрепить здоровье и обеспечить долголетие. Главное — это желание учиться и грамотный подход.

lifehacker.ru

Дыхание — Медицинская википедия

Дыхание ( лат. respiratio) — основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. Дыхание — это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О2) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО2, H2O и другие). В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через лёгкие в среднем около 5 — 18 литров углекислого газа (СО2), и 50 грамм воды в час. А с ними — около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон). В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород.

Под внешним дыханием понимают газообмен между организмом и окружающей средой, включающий поглощение кислорода и выделение углекислого газа, а также транспорт этих газов внутри организма по системе дыхательных трубочек (трахейнодышащие насекомые) или в системе кровообращения.

Клеточное дыхание включает биохимические процессы транспортировки белков через клеточные мембраны; а также собственно окисление в митохондриях, приводящее к преобразованию химической энергии пищи.

У организмов, имеющих большие площади поверхности, контактирующие с внешней средой, дыхание может происходить за счёт диффузии газов непосредственно к клеткам через поры (например, в листьях растений, у полостных животных). При небольшой относительной площади поверхности транспорт газов осуществляется за счёт циркуляции крови (у позвоночных и других) либо в трахеях (у насекомых).

Дыхание у растений

Основная статья: Фотодыхание

Большинство растений в светлое время суток вырабатывают кислород, но в их клетках идёт и обратный процесс: кислород поглощается в процессе дыхания. Ночью в комнате, плотно уставленной растениями, можно наблюдать снижение концентрации кислорода и увеличение концентрации углекислого газа.

На самом деле, в живых клетках растений процесс дыхания происходит круглосуточно. Просто на свету скорость образования кислорода в результате фотосинтеза обычно превышает скорость его поглощения. Так же как и у животных, клеточное дыхание растений протекает в специальных клеточных митохондриях.

Общие принципы организации процесса дыхания на молекулярном уровне у растений и животных схожи. Однако в связи с тем, что растения ведут прикрепленный образ жизни, их метаболизм постоянно должен подстраиваться к изменяющимся внешним условиям, поэтому и их клеточное дыхание имеет некоторые особенности (дополнительные пути окисления, альтернативные ферменты).

Газообмен с внешней средой осуществляется через устьица и чечевички, трещины в коре (у деревьев).

Дыхание у человека

Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту. Вместе с тем, частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту). У детей частота дыхания составляет 20-30 дыхательных движений в минуту; у грудных детей — 30-40; у новорождённых — 40-60.

В течение одного вдоха (в спокойном состоянии) в лёгкие поступает 400—500 мл воздуха. Этот объём воздуха называется дыхательным объёмом (ДО). Такое же количество воздуха поступает из лёгких в атмосферу в течение спокойного выдоха. Максимально глубокий вдох составляет около 2000 мл воздуха. Максимальный выдох также составляет около 2000 мл.

После максимального выдоха в лёгких остаётся воздух в количестве около 1500 мл, называемый остаточным объёмом лёгких. После спокойного выдоха в лёгких остаётся примерно 3000 мл. Этот объём воздуха называется функциональной остаточной ёмкостью (ФОЁ) лёгких.

Благодаря ФОЁ в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше ДО. Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции.

Взрослый человек (при дыхательном объёме 0,5 литра и частоте 14 дыхательных движений в минуту) пропускает через лёгкие 7 литров воздуха в минуту. В состоянии физической нагрузки минутный объём дыхания может достигать 120 литров в минуту.

Соотношение вдоха и выдоха по времени 1:2 — 1:3.

Без дыхания человек обычно может прожить до 5-7 минут, после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и смерть.

Дыхание — одна из немногих способностей организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком — наоборот, снижается. Люди с ослабленной нервной системой дышат на 12 % чаще, чем люди с сильной нервной системой.

Виды дыхания: глубокое и поверхностное, частое и редкое, верхнее, среднее (грудное) и нижнее (брюшное).

Особые виды дыхательных движений наблюдаются при икоте и смехе.

Внешнее дыхание

Дыхание у человека включает внешнее дыхание и тканевое дыхание.

Функция внешнего дыхания обеспечивается как дыхательной системой, так и системой кровообращения. Атмосферный воздух попадает в лёгкие из носоглотки (где предварительно очищается от механических примесей, увлажняется и согревается) через гортань и трахеобронхиальное дерево (трахею, главные бронхи, долевые бронхи, сегментарные бронхи, дольковые бронхи, бронхиолы и альвеолярные ходы) попадает в лёгочные альвеолы. Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, а вышеуказанные структуры отходящие от одной конечной бронхиолы образуют функционально-анатомическую единицу дыхательной паренхимы лёгкого — а́цинус (лат. ácinusгроздь). Смена воздуха обеспечивается дыхательной мускулатурой, осуществляющей вдох (набор воздуха в лёгкие) и выдох (удаление воздуха из лёгких). Через мембрану альвеол осуществляется газообмен между атмосферным воздухом и циркулирующей кровью. Далее кровь, обогащённая кислородом возвращается в сердце, откуда по артериям разносится ко всем органам и тканям организма. По мере удаления от сердца и деления, калибр артерий постепенно уменьшается до артериол и капилляров, через мембрану которых происходит газообмен с тканями и органами. Таким образом, граница между внешним и клеточным дыханием пролегает по клеточной мембране периферических клеток.

Внешнее дыхание человека включает две стадии:

  1. вентиляция альвеол,
  2. диффузия газов из альвеол в кровь и обратно.

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

Выделяют два типа дыхания по способу расширения грудной клетки:

  1. грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер),
  2. брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы).

Тип дыхания зависит от двух факторов:

  1. возраст человека (подвижность грудной клетки уменьшается с возрастом),
  2. профессия человека (при физическом труде преобладает брюшной тип дыхания).
Патология внешнего дыхания

Основная форма патологии внешнего дыхания — дыхательная недостаточность. В зависимости от характера течения патологического процесса различают острую и хроническую дыхательную недостаточность. Кроме того, выделяют три типа дыхательной недостаточности:

  • обструктивый тип;
  • рестриктивный тип;
  • смешанный тип.

Тахипно́э или «дыхание загнанного зверя» — учащённое поверхностное дыхание (ЧД свыше 20 дыхательных движений в минуту). Учащённое дыхание возникает обычно при раздражении дыхательного центра продуктами жизнедеятельности организма (углекислый газ). Наблюдается при анемии, лихорадке, заболеваниях крови. При желании может вызываться усилием воли (гипервентиляция), например, перед предполагаемой задержкой дыхания. При истерии частота дыхательных движений может достигать 60—80 в минуту.

Брадипно́э — патологическое урежение дыхания — развивается при понижении возбудимости дыхательного центра, либо при угнетении его функции, которое может быть вызвано повышением внутричерепного давления (опухоль головного мозга, менингит, кровоизлияние в мозг, отёк мозга) или воздествием на дыхательный центр накопившихся в значительных количествах в крови токсических продуктов метаболизма (уремия, печёночная или диабетическая кома, некоторые острые инфекционные заболевания и отравления).

Апно́э (др.-греч. ἄπνοια, дословно «безветрие»; отсутствие дыхания) — отсутствие или остановка дыхательных движений. Патологический процесс, связанный с патологией дыхательной мускулатуры, например, отравление ядом, действующим подобно кураре либо параличом дыхательного центра, например, в результате отёка мозга или черепно-мозговой травмы. Отдельно выделяют синдром обструктивного апноэ сна, вызываемый провисанием верхних дыхательных путей. Этот вид апноэ обычно встречается у людей, которые храпят во сне и является плохим прогностическим признаком в плане риска развития острой сердечно-сосудистой недостаточности.

Так называемое рефлекторное или «ложное апноэ» иногда наступает при сильном раздражении кожи (например, при погружении тела в холодную воду). Апноэ (как патологическое состояние) также следует отличать от искусственно вызванной задержки дыхания (например при погружении в жидкость) — в результате развившегося кислородного голодания (на фоне прекращения поступления кислорода из атмосферного воздуха в альвеолы) происходит отключение коры головного мозга (потеря сознания или прекращение процессов высшей нервной деятельности) после чего подкорковые и стволовые структуры (дыхательный центр) дают команду на вдох. Если при этом атмосферный воздух проникает в лёгкие, то по мере достижения кислородом тканей и органов
(в том числе и ЦНС) происходит спонтанное восстановление сознания. Если тело находится в жидкой среде, то происходит проникновение жидкости в дыхательные пути и развивается утопление (обычное или «сухое», связанное с ларингоспазмом).

Одышка или диспно́э — нарушение частоты и глубины дыхания, сопровождающееся ощущением нехватки воздуха. В случае патологических изменений сердечной мышцы одышка поначалу появляется при физической нагрузке, а затем возникает и в покое, особенно в горизонтальном положении (в связи с увеличением венозного возврата крови к сердцу), заставляя пациента принимать вынужденное положение сидя, способствующее депонированию венозной крови системы нижней полой вены в ногах (ортопное). Приступы резкой одышки (чаще ночные) при заболеваниях сердца — проявление сердечной астмы: одышка в этих случаях инспираторная (затруднён вдох). Экспираторная одышка (затруднён выдох) возникает при сужении просвета мелких бронхов и бронхиол (например, при бронхиальной астме) или при потере эластичности лёгочной ткани (например, при развитии хронической эмфиземе лёгких). «Мозговая» одышка возникает при непосредственном раздражении дыхательного центра (опухоли, кровоизлияния и другие этиологические факторы).

Патологические типы внешнего дыхания:

  • периодическое дыхание по типу Чейна — Стокса — дыхание, при котором поверхностные и редкие дыхательные движения постепенно учащаются и углубляются и, достигнув максимума на пятый — седьмой вдох, вновь ослабляются и урежаются, после чего наступает пауза. Затем цикл дыхания повторяется в той же последовательности и переходит в очередную дыхательную паузу. Название дано по именам медиков Джона Чейна и Уильяма Стокса, в чьих работах начала XIX века этот симптом был впервые описан. Механизм патологического дыхания Чейна — Стокса объясняется снижением чувствительности дыхательного центра к СО2: во время фазы апноэ снижается парциальное напряжение кислорода в артериальной крови (РаО2) и нарастает парциальное напряжение углекислого газа (гиперкапния), что приводит к возбуждению дыхательного центра, и вызывает фазу гипервентиляции и гипокапнии (снижение PaCO2). Дыхание Чейна — Стокса встречается в норме у детей младшего возраста, иногда у взрослых во время сна; патологическое дыхание Чейна — Стокса может быть обусловлено черепно-мозговой травмой, гидроцефалией, интоксикацией, выраженным атеросклерозом сосудов головного мозга, при сердечной недостаточности (за счёт увеличения времени кровотока от лёгких к мозгу).
  • большое и шумное дыха́ние Куссма́уля — глубокое, редкое, шумное дыхание, является одной из форм проявления гипервентиляции, часто ассоциируется с тяжёлым метаболическим ацидозом, в частности, диабетическим кетоацидозом, ацетонемическим синдромом (недиабетическим кетоацидозом) и терминальной стадии почечной недостаточности. Данный тип патологического дыхания носит имя Адольфа Куссмауля — немецкого врача, опубликовавшего своё исследование в 1874 году и описавшего появление этого типа дыхания как знак комы и неминуемой смерти лиц с сахарным диабетом. В настоящее время в научной литературе упоминается как симптом Куссмауля — глубокое шумное ритмичное дыхание пациента, находящегося в бессознательном состоянии, вызываемое раздражением дыхательного центра ацетоуксусной и бета-оксимасляной кислотами. Указывает на наличие метаболического ацидоза.

Основные типы нарушений внешнего дыхания:

  • альвеолярная гиповентиляция,
  • альвеолярная гипервентиляция,
  • нарушения лёгочной перфузии,
  • нарушения вентиляционно-перфузионных отношений,
  • нарушения диффузии.

Часто наблюдается сочетание типов нарушений.

Альвеолярная гиповентиляция

Альвеолярная гиповентиляция характеризуется недостаточной альвеолярной вентиляцией, в результате чего в кровь поступает меньше кислорода и обычно происходит недостаточный вывод из крови углекислого газа. Гиповентиляция приводит к снижению количества кислорода в крови (гипоксемия) и к увеличению количества углекислого газа в крови (гиперкапния).

Причины альвеолярной гиповентиляции:

  • нарушения проходимости дыхательных путей,
  • уменьшение дыхательной поверхности лёгких,
  • нарушение расправления и спадения альвеол,
  • патологические изменения грудной клетки,
  • механические препятствия экскурсиям грудной клетки,
  • расстройства деятельности дыхательной мускулатуры,
  • расстройства центральной регуляции дыхания.

Нарушения проходимости дыхательных путей:

  • спазм мелких бронхов (обструктивный бронхит, бронхиальная астма),
  • западение языка,
  • попадание в трахею или бронхи пищи, рвотных масс, инородных тел,
  • закупорка дыхательных путей новорождённых слизью, мокротой или меконием,
  • воспаление или отёк гортани,
  • обтурация или компрессия опухолью или абсцессом.

Тканевое дыхание

Тканево́е или кле́точное дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в процессе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (молекул аденозинтрифосфорной кислоты и других макроэргов) и может быть использована организмом по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. На клеточном уровне рассматривают два основных вида дыхания: аэробное (с участием окислителя-кислорода) и анаэробное. При этом, физиологические процессы транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению из них углекислого газа рассматриваются как функция внешнего дыхания.

Аэро́бное дыха́ние. В цикле Кребса основное количество молекул АТФ вырабатывается по способу окислительного фосфорилирования на последней стадии клеточного дыхания: в электронтранспортной цепи. Здесь происходит окисление НАД∙Н и ФАДН2, восстановленных в процессах гликолиза, β-окисления, цикла Кребса и т. д. Энергия, выделяющаяся в ходе этих реакций, благодаря цепи переносчиков электронов, локализованной во внутренней мембране митохондрий (у прокариот — в цитоплазматической мембране), трансформируется в трансмембранный протонный потенциал. Фермент АТФ-синтаза использует этот градиент для синтеза АТФ, преобразуя его энергию в энергию химических связей. Подсчитано, что молекула НАД∙Н может дать в ходе этого процесса 2,5 молекулы АТФ, ФАДН2 — 1,5 молекулы. Конечным акцептором электрона в дыхательной цепи аэробов является кислород.

Анаэро́бное дыха́ние — биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O2 других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала, использующегося АТФ-синтазой для синтеза АТФ.

Дыхание и физические нагрузки

При физических нагрузках дыхание, как правило, усиливается. Обмен веществ ускоряется, мышцам требуется больше кислорода.

Приборы для исследования параметров дыхания

  • Капнограф — прибор для измерения и графического отображения содержания углекислоты в воздухе, выдыхаемом пациентом, в течение определённого периода времени.
  • Пневмограф — прибор для измерения и графического отображения частоты, амплитуды и формы дыхательных движений, в течение определённого периода времени.
  • Спирограф — прибор для измерения и графического отображения динамических характеристик дыхания.
  • Спирометр — прибор для измерения ЖЕЛ (жизненной ёмкости лёгких).

См. также

Литература

  • Дыхание // Малая медицинская энциклопедия. — Т. 2. — С. 146.

medviki.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о