Дыхание [Respiratio, Физиология]

Дыхание — это процесс поглощения кислорода и выделения углекислоты. Различают дыхание внешнее и внутреннее. При внеш­нем дыхании поглощается кислород из воздушной или водной среды. Внутреннее же дыхание состоит в передаче кислорода, свя­занного в жидкостях тела, тканям и клеткам, которые взамен от­дают в эти жидкости углекислоту.

В силу своей эластичности легкие следуют за всеми изменениями объема грудной клетки. При ее расширении легкие тоже расширяют­ся, давление в них несколько понижается и воздух насасывается через воздухоносные пути в легкие (вдох, инспирация). При спа­дении грудной полости легкие спадаются, давление в них по­вышается и воздух вытесняется из них наружу (выдох, экспи­рация).

см. Газообмен

Обмен веществ сопровождается постоянным их распадом, глав­ным образом, при участии кислорода. Даже анаэробы, живущие в бескислородной среде, используют кислород, связанный в них молекулярно. Однако бескислородные процессы освобождения энергии занимают в животном мире второстепенное место. Значение кислорода состоит в том, что распад органических веществ при его участии дает простые конечные продукты — углекислоту и воду, которые легко удаляются из организма. При бескислородных раз­ложениях образуется много недоокисленных продуктов, иногда токсического характера. Эволюция животных связана, между про­чим, и с повышением у них способности использовать свободный кис­лород. Виды животных, обладавшие такими приспособлениями, име­ли, очевидно, больше шансов выжить в борьбе за существование.

Кислород воспринимается животными или всей поверхностью тела, или посредством особо дифференцированных органов (дыха­тельные трубки насекомых, жабры рыб, легкие амфибий, птиц и млекопитающих).

Дыхательные органы не только воспринимают кислород, но и выводят углекислоту. Встречаются и исключения; у лягушки, на­пример, углекислота выделяется преимущественно кожей, а лег­кие предназначены, главным образом, для поглощения кислорода.

У всех млекопитающих животных дыхание легочное. Легкие представляют собою полые мешки, расположенные герметически в грудной полости так, что между стенкой грудной полости и легкими остается только узкая плевральная щель, заполненная не­большим количеством лимфы. Легкие очень эластич­ны. Если их изолировать из организма, то они лег­ко поддаются раздуванию и спадаются до исходной величины.

Дыхательные движения

Дыхательные движения состоят из вдоха и выдоха.

Вдох

При вдохе грудная полость расширяется в продольном и попе­речном направлениях. Расширение в поперечном направлении происходит благодаря сокращению межреберных наружных мышц. В результате их сокращений ребра описывают небольшую дугу вверх и вперед и тем увеличивают объем грудной клетки (рис. 69, 70). Расширение грудной полости в продольном направлении происходит благодаря сокращению мышц диафрагмы, которая сдви­гается в сторону брюшной полости (рис. 71). При усиленном вдо­хе в расширении грудной клетки участвуют и мышцы плечевого пояса.

Первый вдох

У плода млекопитающих величина легких соответствует величине грудной полости. Но после первого вдоха ребра поднимаются и в исходное положение воз­вратиться уже не могут из-за зубцов между ребрами и позвонками. В результа­те легкие после рождения остаются несколько рас­тянутыми, а так как они в силу своей эластичности стремятся сжаться, то в узкой щели плеврального пространства образуется незначительное отрицатель­ное давление, уравнове­шенное атмосферным да­влением изнутри легких. Это атмосферное давле­ние и прижимает лег­кие к стенкам грудной клетки.

Выдох

Во время выдоха сокращение вдыхательных мышц прекращает­ся, и грудная клетка пассивно, в силу своей тяжести, спадается. При усиленном выдохе спадению грудной клетки способствует сокращение внутренних межреберных мышц (рис. 69).

Частота дыхательных движений

Частота дыхательных движений у разных животных различна и зависит от интенсивности обмена веществ. Дыхание учащается при повышении температуры среды, при физической работе. Молодые животные дышат чаще, чем взрослые.

Число дыхательных движений в покое составляет:

• у лошади 8-16 раз в минуту
• у коровы 10-30 в минуту
• у овцы 12-20 в минуту
• у свиньи 8-18 в минуту
• у собаки 10-20 в минуту
• у кролика 10-14 в минуту

Вентиляция легких

Вентиляция легких создается попеременными вдохами и выдохами непрерывно обновляющими воздух в легких.

Анатомическое мертвое пространство

Только часть вдыхаемого воздуха проникает в альвеолы лег­ких и принимает участие в обмене газов. Последние порции вдыха­емого воздуха наполняют воздухоносные пути и остаются там до выдоха. Таким образом, эти воздушные пути в отношении к вен­тиляции легких могут рассматриваться как анатомическое мертвое пространство, в котором помещается до 30% вдыхаемого воздуха. Чем более поверхностно дыхание и меньше объем вдыхаемого воздуха, тем меньше полезная часть дыхательного воздуха.

см. Дыхание птиц

Аускультация

При аускультации груд­ной клетки выслушивается бронхиальное и везикулярное дыхание.

Бронхиальное дыхание

Бронхиальное дыхание сходен со звуком «х». Он хорошо слышится в трахее у входа в грудную клетку, но на других местах его можно услышать только в тех случаях, если прилегающий участок легких пропитан кровью, потерял свою воздушность и потому проводит неизменными шумы от трахеи.

Везикулярное дыхание

Везикулярное дыхание возникает, вероятно, в самых альвеолах, в месте перехода бронхиол в альвеолярные ходы, где образуется своеобразное завихривание воздуха. Он похож на звук, получающийся при легком выдувании воздуха через суженную щель губ. Этот звук свидетельствует, что легкое в данном месте здорово.

Спирометрия

Спирометрия – это метод исследования функции внешнего дыхания, который осуществляется путем измерения объемных и скоростных показателей дыхания с помощью спирометра (рис. 72).

В процессе спирометрии изучают такие показатели:

• Минутный объем дыхания (МОД)
• Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)
• Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
• Объем форсированного выдоха (ОФВ₁)
• Индекс Тиффно (ОФВ₁/ ЖЕЛ)
• Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС)

Минутный объемом дыхания

Минутный объем дыхания (величиной дыхания) – это количество воздуха, вдыхаемого за минуту. С помощью минутного объема дыхания можно выяснить, как влияют на ды­хание такие факторы, как покой, работа, атмосферное давление и т. п. Величина ды­хания значительно увеличивается при рабо­те. Организм способен достигать нужной величины вентиляции легких разными путя­ми: у одних животных при работе увеличи­вается количество вдыхаемого воздуха, у других же учащается дыхание. Материал с сайта http://wiki-med.com

Жизненная ем­кость легких (ЖЕЛ)

ЖЕЛ складывается из трех величин:

• дыхательного объема
• резервного объёма вдоха
• резервного объёма выдоха

Все эти три порции составляют у лошади 6+12+12=30 л., у человека — 0,5+1,5+1,5 =3,5 л.

Дыхательный объем

Дыхательный объем – это количество воздуха, которое поглощается при спокойном дыхании. У лошади оно составляет 5-6 литров. При работе количество вдыхаемого воздуха может значительно увеличиться.

Резервный объём вдоха

Резервный объём вдоха — это количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного вдоха.

Резервный объём выдоха

Резервный объём выдоха это количество воздуха, которое можно выдохнуть после спокойного выдоха.

Эмфизема

При перенапря­жениях, например, при сильных растягиваниях, эластичность легких неско­лько снижается. При дли­тельных повторениях си­льного растягивания лег­ких может наступить стой­кое понижение их эластичности и потеря способности к спадению, называемая эмфиземой. Эмфизема иногда бывает причиной затруд­ненного дыхания у старых животных и человека.

Пневмоторакс

При проколе грудной стенки атмосферный воздух поступает в плевральную полость и легкие спадаются, так как теперь давление на их внутреннюю и наружную поверхность выравнивается. Это называется пневмотораксом. При двустороннем пневмотораксе ды­хание прекращается.