Функція дихальної системи
Дихання - це процес в організмі диференційованого газообміну, поглинання кисню та виділення вуглекислого газу. Під час дихання кровоносна система відіграє значну роль у транспорті газів.
Створено: 1 січня 2005 р.
Змінено: 12 лютого 2012 р., 18:40
Коротко про дихання
Живі організми потребують кисню для життя, і це забезпечується вмістом кисню в повітрі. Цей кисень потрапляє в наш організм за допомогою дихання.
Вдихуване повітря містить 21% кисню, 0,04% вуглекислого газу, 78% азоту та кілька десятих відсотків благородного газу. На противагу цьому видихуване повітря містить близько 16% кисню, 4,0% вуглекислого газу, а відсоток азоту та благородних газів коливається лише незначно. Дихання - це збірний термін, сукупність процесів, що забезпечують поглинання кисню та виділення вуглекислого газу (газообмін). У повсякденному вживанні ми маємо на увазі вдих і видих. Вдих та видих - це вдихання та видих повітря з нашого тіла. Зовнішнє дихання - це газообмін в легенях - малий кровотік. Внутрішнє дихання - у великому контурі крові - створюється через циркуляцію, його функцією є циркуляція газу та транспорт кисню між тканинами. Ми використовуємо термін газообмін для зовнішнього дихання, а дихання клітин для внутрішнього дихання. Зовнішні дихальні рухи дозволяють міжреберні м’язи, а також діафрагма. Внутрішнє дихання насправді - це обмін газом між рідинами організму і тканинами.
Поглинання кисню диханням дозволяє здійснювати біологічне окислення в клітинах.
Дихання супроводжується зміною обсягу нашої грудної клітки
Вдих і видих супроводжуються зміною обсягу грудної клітки. Вдихання - це активний процес, збільшення об’єму грудної клітки відбувається за рахунок скорочення дихальних м’язів.
Видих - це пасивний процес. Після розслаблення вдихуваних м’язів об’єм грудної клітки зменшується завдяки її еластичності. При видиху м’язи грудної клітки та діафрагми розслабляються, грудна клітка опускається, легені скорочуються, і ви вичавлюєте повітря. У разі примусового видиху робота м’язів видиху також сприяє зменшенню об’єму грудної клітки.
Регуляція дихання
Нервова регуляція дихання
Хімічна регуляція дихання
Хеморецептори стимулюються підвищенням тиску вуглекислого газу та концентрації іонів водню в артеріальній крові та зниженням тиску кисню. Таким чином, якщо вдихати повітря, багате вуглекислим газом, тиск вуглекислого газу в крові зростає, і як тільки кров, що містить більше вуглекислого газу, досягає витягнутого мозку, дихання негайно посилюється. Як результат, збільшується викид вуглекислого газу і тиск вуглекислого газу в альвеолах нормалізується. Хеморецептори, які поділяються на два основні типи, розташовані в різних точках аорти. Подібні рецептори також є в мозку кроликів. Оскільки кислотно-лужний баланс у крові порушується, дихання також змінюється. Таким чином, якщо кров стає кислою, дихання значно посилюється.
Дихання може бути довільно перервано на деякий час, але зрештою добровільне регулювання порушується автоматичним. Це пов’язано зі збільшенням артеріального вуглекислого газу та зменшенням кисню. На терміни зупинки дихання також впливають психологічні фактори та склад повітря, який ви вдихнули заздалегідь.
Інші фактори, що впливають на дихання
Біль і емоційні подразники також впливають на дихання. Активний або пасивний рух суглобів стимулює дихання, мабуть, за рахунок стимулюючої дії імпульсів, що йдуть на нервові волокна звідси на дихальний центр. Ось чому робота м’язів покращує дихання.
Так звані стимуляція подразників рецепторів викликає прискорене, поверхневе дихання та звуження дихальних шляхів. Ці рецептори посилюють активність вдихуваних нейронів при їх стимуляції. Окрім шкідливих газів та подразників, рецептори стимулюються також гістаміном та іншими хімічними речовинами.
У разі блювоти сфінктер гортані скорочується, дихання загальмоване, що запобігає ковтанню тіла.
Під час сну чутливість хеморецепторів до вуглекислого газу зменшується, тому тиск вуглекислого газу в крові також знижується, що в нормі може спричинити дихальну недостатність у дорослих. Синдром раптової дитячої смерті - це хвороба невідомого походження, але припускають, що причиною є вищезазначене апное уві сні. Однак це далеко не доведено.
Адаптація дихання до мінливих умов
Робота м’язів збільшує кількість кисню, який надходить у кров у міру збільшення дихання в хвилину та збільшення кровотоку. На початку роботи з м’язами дихання раптово посилюється, а потім повільно піднімається далі. У разі помірної роботи в основному збільшується глибина дихання, а частота дихання збільшується зі збільшенням роботи м’язів.
Посилення дихання, ймовірно, пропорційне використанню кисню. У міру збільшення м’язової роботи виділяється молочна кислота, зміщуючи рН крові в кислому напрямку, ще більше посилюючи дихання. Частота дихання не нормалізується, поки не вирівнюється борг кисню під час роботи м’язів.
Гіпоксія - це стан, при якому тканини з якихось причин не отримують достатньої кількості кисню. Це може спричинити ряд симптомів, таких як зниження судження, сонливість, тупий біль, збудження та головний біль. Паралельно з гіпоксією стимулюються хеморецептори, тому частота дихання збільшується. Гіпоксія може бути викликана низкою факторів, напр. зниження тиску повітря, велика висота, певні захворювання, анемія, отруєння чадним газом. Кисень також має токсичну дію, ймовірно, завдяки вільним радикалам, супероксид-аніону. Якщо людині дають 100% кисень більше 8 годин, розвивається збудження дихання, що врешті-решт призводить до пошкодження легенів. Застосування 100% кисню при атмосферному тиску прискорює розвиток ураження легенів.
Підвищений рівень вуглецю в крові також токсичний, викликаючи плутанину, зрештою кому, зупинку дихання та смерть. Коли дихальні шляхи перекриваються або тонуть, виникає гостра нестача кисню та збільшення рівня вуглекислого газу, що дуже сильно стимулює дихання. Ці вимушені вдихи з часом зупиняються, артеріальний тиск падає, серце сповільнюється і зупиняється.
Зниження рівня вуглекислого газу в крові, як правило, є результатом примусового дихання з наступною дихальною недостатністю. Далі слід кілька неглибоких вдихів, а потім знову дихальна недостатність. Ці цикли тривають до відновлення нормального дихання.
Відпочинок та фізичне дихання
Чим сильніше функція м’язів, тим більше повітря потрапляє в легені.
У спокої вдих активний, видих - пасивний процес, але при навантаженні збільшення видиху також призводить до залучення м’язів видиху. Отже, дихання передбачає зміну обсягу грудної клітки в спокої чи під навантаженням, і ці зміни обсягу невіддільні від змін дихального тиску.
Розрізняли внутрішньолегеневий та внутрішньогрудний тиски та зміни тиску.