Акт вдиху відбувається в результаті збільшення обсягу грудної порожнини, що відбувається при підйомі ребер і опусканні купола діафрагми. Діафрагма є найбільш сильною м'язом вдиху, що забезпечує приблизно 2/3 вентиляції. При скороченні купол діафрагми ущільнюється і обсяг грудної порожнини збільшується по вертикалі. Підведення ребер при вдиху здійснюється за рахунок скорочення зовнішніх міжреберних м'язів. Ці м'язи при скор-щении повинні були б зближувати ребра, так як сила, прикладена до точок прикріплення на верхніх і нижніх ребрах, однакова. Але при косому розташуванні цих м'язів плече і момент сили у верх-нього ребра завжди менше, ніж у нижнього. Тому при скороченні м'язів ребра піднімаються, що збільшує перетин грудної клітини як в передньо-задньому, так і ь поперечному напрямку. Збільшення обсягу грудної клітини при скороченні м'язів вдиху приводить до зменшення тиску в плевральній порожнині. У резуль-таті цього повітря в легенях розширюється, а тиск його стає нижче атмосферного. Внаслідок утворюється різниці між давши-ленням в навколишньому середовищі і в альвеолах зовнішнє повітря посту-Пает по трахеобронхіальна шляхах в альвеоли. Під час вдиху м'язи долають ряд сил:
- еластичне опір грудної клітки (після досягнення 70% життєвої ємності) і внутрішніх органів, отдавлівать донизу діафрагмою;
- еластичне опір легенів;
- динамічне (в'язке) опір всіх переміщуються тканин;
- аеродинамічний со-опір дихальних шляхів;
- тяжкість переміщуваного частини грудної клітки;
- сили, обумовлені інерцією переміщуються мас.
Енергія м'язів. витрачена на подолання всіх видів динамічних-тичного опору (обумовленого тертям), переходить в тепло і в подальшому процесі дихання не бере участь. Інша частина енергії м'язів переходить в потенційну енергію розтягування всіх еластичних тканин і потенційну енергію ваги переміщується-мій частині грудної клітини.
При розслабленні м'язів вдиху під дей-наслідком еластичних сил грудної клітини і внутрішніх органів і сили тяжіння грудної клітини її обсяг зменшується - відбувається видих, який при спокійному диханні є пасивним актом. При активному форсованому видиху до перерахованих силам при-з'єднується скорочення внутрішніх міжреберних м'язів і м'язів черевного преса.
Зменшення обсягу грудної клітини при видиху призводить до по-вишеніюплеврального тиску. В результаті цього і під дією еластичної тяги легень повітря в альвеолах стискається, його тиску-ня стає вище атмосферного, і він починає виходити нару-жу. Коли еластична тяга легень урівноважиться знижується тиском в плевральної порожнини, видих закінчується.
Таким об-разом, дія дихальних м'язів на легкі здійснюється не безпосередньо, а через зміну тиску в плевральній смуг-ти. Безпосередньою ж причиною руху повітря через нку тільні шляху при вдиху і видиху є коливання альвеолярногодавленія.
типи дихання
Залежно від того, чи пов'язано розширення грудної клітки при нормальному диханні переважно з підняттям ребер або уплощением діафрагми, розрізняють грудний (реберний) і черевної типи дихання.
При грудному типі дихання забезпечується, в основ-ному, за рахунок роботи міжреберних м'язів, а діафрагма зміщується пасивно відповідно до зміни внутригрудного тиску.
При черевному типі дихання в результаті потужного скорочення діафрагми не тільки знижується внутрішньоплеврально тиск, а й одночасно підвищується внутрішньочеревний. Цей тип дихання більш ефективний, так як при ньому сильніше вентилюються легені і полегшується венозний повернення крові від органів черевної порожнини до серця.
Структурно-функціональний розподіл легких
Якщо розкрити грудну клітку - проізвестіпневмоторакс. то прагнення легких до спадання за рахунок їх еластичної тяги про-явиться в повній мірі - легкі займуть так званий обсяг кол-Лапса, який значною менше, ніж залишковий обсяг. Вен-тиляцію легких при розгерметизації плевральної порожнини становит-ся неможливою, оскільки при зміні обсягу грудної клітини повітря рухається не через дихальні шляхи, а через штучно створене отвір в стінці грудної клітини. Відповідно структурним і функціональним характеристикам легкі ділять на:
воздухопроводящіе (дихальні) шляхи і альвеоли, складові респіраторну зону. в якій безпосередньо осу-ється газообмін (рис.8.2).
Основна функція воздухопроводящих шляхів полягає в доставці повітря в респіраторну зону. Повітроносні шляхи підрозділяють на верхні іНіжнего.
До верхніх відносять носові ходи, порожнину рота, носоглотку, додаткові пазухи носа,
До ніжнімотносят гортань, трахею і все бронхи, аж до їх кінцевих відгалужень.
Вузьким місцем в гортані є голосова щілина, що має максимальну ширину близько 7 мм. При вдиху голосова щілина розширюється, а при видоїти-хе - звужується. Трахея у дорослої людини має довжину близько 12 см і діаметр 16-27 мм. На рівні 5-го грудного хребця вона ділиться на правий і лівий головні бронхи, які потім послідовно діляться за типом дихотомії. Кожне послідовний розподіл гілок бронхіальнго дерева по типу дихотомії утворює як би нове покоління (генерацію) елементів дихального тракту. Всього у людини від тра-хеі до альвеол є приблизно 23 таких генерації (ріс.8.3).
Трахея і наступні за нею 16 генерації бронхів і бронхіол відносять до провідної (кондуктивной) зоні ліг-ких. тобто зоні, в якій від-сутствует контакт між воз-духом і легеневим капілярами і яку називають тому анатомічним мер-твим простором. Обсяг цієї зони становить близько 175 мл. Сумарна площа поперечного перерізу всіх бронхіол 16-й генерації дорівнює 180 см 2. тобто перевищуючи-ет плошадь поперечного се-чення трахеї (2.54 см 2) бо-леї, ніж в 70 разів.
Наступні три (17,18,19) генерації бронхіол (нку тільні бронхіоли) відносять до перехідної (транзиторною) зоні. де поряд з проведен-ням повітря починає осу-ществляться і газообмін в нечисленних альвеолах, розташованих на поверх-ності дихальних бронхіол. Їх кількість становить всього 2% від загального числа альвеол, тому газообмін між містяться в ди-хательних бронхиолах повіт-хом і кров'ю легеневих капілярів не може бути значним. Складається цими трьома генераціями, обсяг дорівнює майже 200 мл. Сумарна площа поперечного перерізу всіх бронхіол 19-й гені-рації становить 9944 см 2. тобто перевищує площу поперечного перерізу трахеї вже в 372 рази.
Останні 4 генерації бронхіол (20, 21, 22, 23) являють собою альвеолярні ходи і альвеолярні мішечки, які безпосередньо переходять в альвеоли. Сумарний обсяг альвеолярних ходів і альвеолярних мішечків (без прилеглих до них альвеол) становить понад 1300 мл, а сумарна площа поперечного перерізу альвеолярних мішечків досягає величезної величини - 11800 см2.
Воздухопроводящіе шляху, легенева паренхі-ма, плевра, кістково-м'язовий каркас грудної клітини і діафрагма складають єдиний робочий орган, за допомогою якого здійснювала-вляется Вентиляція Легких.