Сокращение  диафрагмы меняет ее форму из куполообразной в более плоскую, что  увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохе играет диафрагмальное дыхание.

     Поскольку люди-существа двуногие, при каждом движении  ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникает необходимость приспособить к этому разные мышцы.

     При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы  вернуть их в положение, предшествующее вдоху. Таким образом, выдох в покое происходит  пассивно  вследствие  постепенного снижения активности мышц, создающих  условие  для  вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствие сокращения внутренних  межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме  и  уменьшает продольный  размер грудной полости.

     Расширение  легкого снижает (на время) общее  внутрилегочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда  воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).

Изменения объема легких

           У человека легкие  занимают  около  6%  объема  тела   независимо  от его  веса.  Объем легкого меняется при вдохе не всюду одинаково. Для  этого имеются три главные причины, во-первых, грудная полость  увеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе части легкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существование гравитационного эффекта, который способствует смещению легкого книзу.

     Объем воздуха, вдыхаемый при обычном (неусиленном) вдохе и выдыхаемой при обычном (неусиленном) выдохе, называется  дыхательным воздухом. Объем максимального выдоха после  предшествовавшего максимального вдоха называется жизненной емкостью. Она не равна всему объему воздуха в легком (общему объему легкого), поскольку легкие полностью не спадаются. Объем воздуха, который остается в наспавшихся легких, называется остаточным воздухом. Имеется дополнительный объем,  который можно вдохнуть при максимальном усилии после нормального вдоха.

     Распределение  объема  и  емкости  легких  у  взрослых.

     А тот воздух, который выдыхается максимальным усилием после нормального выдоха, это резервный объем  выдоха. Функциональная остаточная емкость состоит из резервного объема выдоха и остаточного объема. Это тот находящийся в легких воздух, в котором разбавляется нормальный дыхательный воздух . Вследствие этого состав газа в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется.

           Минутный объем V-это  воздух, вдыхаемый за одну минуту. Его  можно

       вычислить, умножив средний   дыхательный объем (V_t) на число дыханий в минуту (f), или V=fV_t. Часть V_t, например, воздух в трахее и бронхах до конечных бронхиол и в некоторых  альвеолах, не участвует в газообмене, так как  не  приходит  в  соприкосновение  с  активным  легочным кроватоком  -  это  так  называемое  "мертвое" пространство (V_d).  Часть V_t,  которая  участвует в газообмене  с легочной  кровью,  называется альвеолярным  объемом (V_A).

     С физиологической  точки  зрения  альвеолярная   вентиляция  (V_A) - наиболее существенная  часть  наружного дыхания   V_A=f(V_t-V_d),  так   как она является  тем  объемом  вдыхаемого  за  минуту  воздуха,  который  обменивается газами  с  кровью  легочных  капилляров.

Легочное  дыхание.

     Газ является таким состоянием вещества, при котором оно равномерно распределяется по ограниченному объему. В газовой  фазе взаимодействие молекул между собой незначительно. Когда они сталкиваются со стенками замкнутого пространства, их движение создает определенную силу; эта сила, приложенная к единице площади, называется давлением газа и выражается в миллиметрах ртутного столба, или торрах; давление газа пропорционально числу молекул и их средней скорости. При комнатной температуре давление какого-либо вида молекул; например, O₂ или N₂, не зависит от присутствия молекул другого газа. Общее измеряемое давление газа равно сумме давлений отдельных видов молекул (так называемых парциальных давлений) или  

     

       где Р_B - барометрическое давление.  

     Долю (F) данного газа (x) в сухой газовой  смеси мощно вычислить по следующему уравнению:

     

     И наоборот, парциальное давление давнего газа (x) можно вычислить из его доли:

     

     Сухой атмосферный воздух содержит 20,94% O₂´Ро₂=20,94/100´760 торр  (на  уровне моря) =159,1 торр. Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходит путем диффузии. Диффузия возникает в силу постоянного движения молекул газа к обеспечивает перенос молекул из области более высокой их концентрации в область, где их концентрация ниже.

Транспорт дыхательных газов.

           Около 0,3% О₂, содержащегося в артериальной крови большого круга при нормальном Ро₂, растворено в плазме. Все остальное количество находится в непрочном химическом соединении с гемоглобином (НЬ) эритроцитов. Гемоглобин представляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой. Fе+ каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одной молекулой О₂. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин содержит 1,39 мл. О₂ на 1 г Н_b (в некоторых источниках указывается 1,34 мл), если Fе+ окислен до Fе+, то такое соединение утрачивает способность переносить О₂.

           Полностью насыщенный кислородом гемоглобин (Н_bо₂) обладает более сильными кислотными свойствами, чем восстановленный гемоглобин (Н_b). В результате в растворе, имеющем рН 7,25, освобождение 1мМ О₂ из Н_bо₂ делает  возможным усвоение О,7 мМ Н+ без изменения рН; таким образом, выделение О₂ оказывает буферное действие.

           Соотношение между  числом свободных молекул О₂ и числом  молекул, связанных с гемоглобином (Н_bо₂), описывается кривой диссоциации О₂ . Н_bо₂ может быть представлен в одной из двух форм: или как доля соединенного с кислородом гемоглобина (%Н_bо₂), или как объем О₂ на 100 мл крови во взятой пробе (объемные проценты). В обоих случаях форма кривой диссоциации кислорода остается одной и той же. 

Насыщение  тканей  кислородом.

           Транспорт  O₂  из  крови в те  участки ткани,  где он  используется,  происходит  путем  простой  диффузии. Поскольку  кислород  используется  главным  образом  в  митохондриях,  расстояния,  на  которые  происходит  диффузия в тканях,  представляются  большими  по  сравнению с обменом  в  легких.  В  мышечной  ткани присутствие  миоглобина,  как  полагают,  облегчает  диффузию  O₂.

     Для  вычисления  тканевого  Po₂ созданы теоретически  модели,  которые  предусматривают  факторы,  влияющие на поступление  и  потребление  O₂,  а именно  расстояние  между капиллярами,  кроваток  в капиллярах  и  тканевой  метаболизм.

     Самое  низкое Po₂  установлено в венозном  конце и на  полпути между капиллярами,  если  принять, что кроваток  в капиллярах  одинаковый  и  что  они  параллельны.

Гигиена дыхания.

           Физиологии   наиболее  важные газы - O₂, CO₂, N₂.  Они присутствуют  в атмосферном воздухе в пропорциях .  Кроме того,  атмосфера содержит  водяные   пары  в  сильно  варьирующих  количествах.

           С  точки  зрения медицины  при недостаточном снабжении тканей кислородом  возникает  гипоксия.  Краткое изложение разных причин гипоксии может служить и сокращенным обзором всех дыхательных процессов. Ниже в каждом пункте указаны нарушения одного или более процессов

     Систематизация их позволяет рассматривать все эти явления одновременно.

1. Недостаточный транспорт О₂ кровью (аноксемическая гипоксия) (содержание О₂ в артериальной крови большого круга понижено).

     А. Сниженное РO₂:

• недостаток О2 во вдыхаемом воздухе;
• снижение легочной вентиляции;
• снижение газообмена между альвеолами и кровью;
• смешивание крови большого и малого круга,

     Б. Нормальное РO₂:

• снижение содержания гемоглобина (анемия);
• нарушение способности гемоглобина присоединять O₂;

     II. Недостаточный транспорт крови (гипокинетическая гипоксия

          А. Недостаточное кровоснабжение:

• во всей сердечно-сосудистой системе (сердечная недостаточность)
• местное (закупорка отдельных артерий)

          Б. Нарушение оттока крови;

• закупорка определенных вен;

          В. Недостаточное снабжение кровью при возросшей  потребности.

2. Неспособность ткани использовать  поступающий О₂

 

     Бронхиальная  астма

Бронхиальной  астмой называется заболевание, проявляющееся  в приступах удушья, в основе которых  лежит спазм мускулатуры средних  и мелких бронхов или набухлость их слизистой оболочки. Непосредственная причина возникновения приступов бронхиальной астмы до конца не выяснена, но несомненная роль различных факторов, которые могут быть весьма разнообразными; сюда можно отнести различные хронические интоксикации, влияние пыли и порошкообразных веществ, попадающих в дыхательные пути, разнообразные запахи, метеорологические влияния, нервно-психические воздействия, влияние факторов ухудшения экологии и окружающей среды. Однако все эти факторы далеко не у всех людей вызывают появление приступов и возникновение бронхиальной астмы;  несомненно, большую роль играет состояние самого макро организма – в частности перестройка его в смысле изменения реактивности на почве аллергии и нарушения нервно-эндокринного аппарата, а именно изменений со стороны гормональной системы. Другими словами приступ возникает рефлекторным путем, за счет раздражения легочных ветвей блуждающего нерва. Известно, что в блуждающем нерве имеются волокна, сужающие бронхи и вызывающие повышенное выделение секреции, то  есть слизи на внутренних стенках бронхов и бронхиол. Кроме того, повышенную возбудимость блуждающего нерва могут вызвать различные интоксикации и инфекции, а также аллергизация организма. Приступы бронхиальной астмы иногда носят не только рефлекторный характер, но и условно-рефлекторный; наблюдались случаи, когда приступ возникал не только после запаха розы , но и при показе больному искусственной розы.

     Другими словами приступом удушья организм как бы защищает себя от воздействия  внешних агрессивных факторов.  Например, если даже абсолютно здоровый человек попадет в помещение с резко пониженной температурой, по отношению к той в которой он находился ранее,  то у него на рефлекторном уровне произойдет сужение бронхов и просвет между стенками резко сократится. Если же в дыхательные пути попадет инородное тело, например пыль, то во избежание попадания ее в ольвиолы произойдет выделение мокроты, которая поглотит инородное тело и сможет выйти с ним через дыхательные пути наружу не повредив ольвиол. У больных бронхиальной астмой организм также реагирует на внешние изменения, но имеет чрезмерную чувствительность и гиперреакцию, благодаря чему легочные волокна блуждающего нерва заставляют в несколько раз больше сужаться бронхи и бронхиолы и больше выделять мокроты, чем у здорового человека. Кроме того секреторная жидкость (мокрота) слизистой оболочки бронхов у страдающих бронхиальной астмой гораздо гуще, чем у здоровых людей и в большей степени содержит эозинофилы, клетки эпителиальной ткани, что приводит к ее стекловидности и затруднению вывода ее из дыхательных путей.