Как происходит процесс дыхания у человека. Что выделяет человек при дыхании


Что мы вдыхаем и выдыхаем. Что именно выдыхает человек из легких

Для дыхания человек использует воздух, содержащийся в атмосфере. Однако состав его существенно отличается от того, который он выдыхает. В частности, изменяется количество кислорода и углекислого газа.

Воздух

Обыкновенный атмосферный воздух, пригодный для дыхания людей и остальных живых существ, представляет собой многокомпонентную смесь газов. Основную часть его объема составляет азот, доля которого достигает примерно 78%. На втором месте по этому показателю находится кислород, на долю которого приходится около 21% объема воздуха. Таким образом, суммарно эти два газа составляют около 99% объема воздуха.

Оставшиеся 1-1,5% объема большей частью приходятся на аргон и углекислый газ, а также незначительное количество других газов - неон, гелий, ксенон и другие. При этом доля углекислого газа в обыкновенном атмосферном воздухе, не подверженном какому-либо воздействию, чаще всего составляет около 0,3% по объему.

Выдыхаемый воздух

При этом состав воздуха, который получается в результате дыхательного процесса человека, существенно отличается от первоначального по содержанию ряда элементов. Так, известно, что в процессе дыхания организм человека потребляет кислород, поэтому закономерно, что его количество в выдыхаемом воздухе оказывается существенно меньше, чем во вдыхаемом. Если в первоначальном составе воздуха содержалось около 21% кислорода, то в воздухе на выдохе его будет лишь порядка 15,4%.

Другое значительное изменение, которое происходит с воздухом в процессе дыхания, касается содержания углекислого газа. Так, если в воздухе, попадающем в организм человека, его содержание обычно не превышает 0,3% объема, то в выходящем из организма воздухе объем углекислого газа достигает 4%. Это связано с тем, что в процессе функционирования человеческого организма его органы и ткани выделяют углекислый газ, который выводится в процессе дыхания. А вот содержание других газов в выдыхаемом воздухе практически не изменяется по отношению к первоначальному. Это связано с тем, что для человеческого организма они являются инертными, то есть никак не взаимодействуют с ним - не усваиваются и не выделяются.

При этом стоит иметь в виду, что воздух, выдыхаемый человеком, изменяет не только свой состав, но и некоторые физические характеристики. Его температура приближается к температуре человеческого тела, которая в норме составляет 36,6оС. Таким образом, если человек вдохнул холодный воздух, его температура повысится, а если горячий - понизится. Кроме того, выдыхаемый воздух обычно характеризуется более высоким уровнем влажности по сравнению с вдыхаемым.

Дыхание - важный физиологический проце

mexamoll.ru

Как происходит процесс дыхания у человека

Ошибочно думать, что процесс дыхания у человека происходит только в легких.

Его можно разделить на три основных этапа. Кислород, вдыхаемый легкими, поглощается кровью. Легкие представляют собой как бы губку, построенную из выростов в виде легочных пузырьков. Концевые части этих пузырьков носят название альвеол. Они оплетены густой сетью кровеносных сосудов. Общая поверхность легочных альвеол огромна. На этой большой поверхности и происходит соприкосновение кислорода с кровью.

Через тонкие стенки альвеол диффузией кислород проникает в кровеносные сосуды.

Далее наступает второй этап процесса дыхания. Кровь разносит кислород по всему телу и доставляет его тканям. Наконец, третий этап — клетки впитывают своей поверхностью принесенный к ним кислород и употребляют его на медленное горение, или окисление. В результате образуется углекислый газ. Кровь захватывает углекислый газ и уносит его в легкие, откуда он выделяется наружу при выдохе. Обычно процесс дыхания воспринимается только как ритмичное движение дыхательных органов.

Что же заставляет дыхательные органы — легкие — ритмично двигаться, всасывая воздух при расширении и выдыхая его при сжатии?

Дыхательные движения создаются специальными дыхательными мышцами. Эти мышцы, сокращаясь, вызывают уменьшение объема грудной клетки, а расширяясь, увеличивают его. За короткий промежуток времени между вдохом и выдохом в крови успевает произойти газовый обмен, то есть кровь отдает принесенный из организма углекислый газ и захватывает свежую порцию кислорода.

Сколько же воздуха поглощает человек при каждом вдохе?

В спокойном состоянии каждым вдохом человек вбирает в себя и выдыхает около 500 кубических сантиметров воздуха. Максимально сильным вдохом человек может вобрать в себя дополнительно 1500 кубических сантиметров воздуха. При глубоком выдохе, кроме обычных 500 кубических сантиметров, человек может отдать еще 1500 кубических сантиметров запасного воздуха.

Но легкие человека никогда не остаются пустыми, в них всегда содержится около 1500 кубических сантиметров остаточного газа.

Таким образом, если после максимального выдоха сделать сильный вдох, можно вобрать в себя до 3,5 литра воздуха. Добавив к этим 3,5 литра воздуха еще 1500 кубических сантиметров газа, которые остаются в легких даже при максимальном выдохе, получим общий объем газа, который может поместиться в легких человека.

Этот объем составляет около 5 литров.

В спокойном состоянии и при нормальных метеорологических условиях, когда температура воздуха держится в пределах 18—22° и относительная влажность составляет 40—70 процентов, человек может пропустить через свои легкие около 8 литров воздуха в минуту, то есть около 500 литров в час. При этом человеческий организм получает примерно 22 литра кислорода.

При выполнении тяжелой физической работы или при быстрых движениях дыхание у человека учащается и количество воздуха, пропускаемого через легкие, увеличивается в 10 и более раз. Так, например, спортсмены при беге или плавании вдыхают и выдыхают в минуту 120—130 литров воздуха; соответственно увеличивается и количество кислорода, получаемого организмом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Почему человек дышит? Клуб почемучек :: Это интересно!

Здравствуйте, дорогие читатели! Приветствую вас в пятничном выпуске  "Клуба почемучек"! Сегодня я отвечаю на вопрос мамы Ольги и ее сына Андрея (6 лет):

«Почему человек дышит?»

Дыхание - это одна из самых важных функций организма не только человека, но и всех животных и растений на нашей планете. В процессе дыхания в наше тело поступает воздух. Но нам нужен не весь воздух, а только один из его компонентов - газ кислород. Человек, конечно же, нуждается в пище, в воде, но в кислороде он нуждается больше всего. Он - основа нашей жизни. Ведь без еды человек может прожить пару недель, без воды - около пяти суток. А вот без кислорода - всего несколько минут.

Давайте проведем эксперимент. Сколько ребенок может не дышать?

Для этого нам понадобится секундомер. Попросите малыша задержать дыхание и засеките время. Сколько у него получится не дышать?

У моей  постоянной помощницы Кати получилось не дышать 13 секунд. Всего-то 13 секунд без воздуха, а организм уже бьет тревогу и заставляет вдохнуть!

Катя замеряет время, которое она может не дышать

Взрослый человек может не дышать дольше - около минуты. Но потом и он начинает ловить ртом воздух. Даже самые-самые тренированные люди могут продержаться без кислорода максимум несколько минут. (Официальный рекорд, зарегистрированный в "Книге рекордов Гиннеса" -  22 минуты. Рекорд достигнут при специальной подготовке.)

Почему же дыхание для нас так важно? Давайте разберемся. Для начала мы изучим процесс дыхания и органы, которые в нем участвуют.

Мы с Катей для этого использовали самодельное пособие по анатомии человека. Даже два. Подробнее о них я пишу (и даже даю скачать) ЗДЕСЬ. Но можно воспользоваться и энциклопедией или любым другим наглядным пособием. Попросите малыша назвать основные органы и системы человека: дыхательную, пищеварительную, кровеносную. Сможет ли малыш показать, где какие органы находятся и за что они отвечают в теле человека?
Анатомический пазл из фетра

Итак, даже самые маленькие дети знают, что воздух мы вдыхаем через нос и рот. Проходя через них он прогревается и увлажняется  и попадает в гортань (место, где соединяются проходы изо рта и носа). Дышать лучше все-таки носом, так как он более приспособлен для дыхания: в носу расположены маленькие волоски и его внутренняя поверхность (слизистая оболочка) выделяет специальную жидкость. Все это помогает очистить воздух от пыли и вредных микроорганизмов. 

Из гортани воздух по специальной трубочке - трахее, - опускается в грудь. Там трахея сначала раздваивается, а потом и вовсе начинает ветвится как корни деревьев - эти "корешки", по которым идет воздух, называют бронхи. 

По ним воздух попадает в легкие. Это такие специальные органы, в которых кислород из вдыхаемого воздуха переходит в кровь, а ненужный организму углекислый газ выходит из крови и выводится наружу. Легкие - парные органы (левое и правое). Они состоят из очень пористой ткани, сплошь пронизанной тонюсенькими кровеносными сосудиками. Такими тоненькими, что кислород просачивается через их стенку и попадает в кровь. 

Схема дыхательной системы человека

Ткань легких очень похожа на обычную поролоновую губку. Только впитывает она не воду, а воздух. И она очень легкая по весу. Поэтому то и называют легкие легкими, ведь при объеме легких у взрослого человека в 5 литров (представьте для наглядности ведро с водой, которое помещается у нас в груди) весят они всего лишь один килограмм!

Давайте проведем еще один эксперимент и посмотрим, как происходит процесс дыхания.

Для этого нам понадобится поролоновая губка и блюдце с водой. Вода будет символизировать воздух, а губка - легкие.

Если мы просто положим губку в воду, то она хоть и начнет намокать - впитывать ее в себя, но происходить это будет медленно. Чтобы ускорить процесс, там надо на  губку нажать. Распрямляясь, она втянет в себя воду. Так и происходит вдох. 

Только надавливаем мы на легкие не рукой, а сдвигая-раздвигая ребра грудной клетки межреберными мышцами и/или поднимая-опуская диафрагму - такую разделительную перегородку, отделяющую грудь от брюшной полости.

Предложите ребенку прочувствовать, как происходит дыхание.

Для начала попросите дышать только грудной клеткой. Пусть он встанет перед зеркалом, положит руку на грудь и делает глубокие вдохи. Видите, как увеличивается-уменьшается объем груди? 

А потом пусть малыш попробует подышать только с помощью диафрагмы. Надо положить руку на живот и стараться втягивать воздух до самой руки, стараясь при этом сделать так, чтобы грудь не колыхалась. 

Многие медики считают, что такое глубокое дыхание полезнее для организма. Научиться дышать им помогают специальные упражнения. Да и в любом случае, дыхательная гимнастика очень полезна и взрослым и детям. С помощью нее можно помочь организму улучшить самочувствие, справиться с логопедическими дефектами и даже вылечится от некоторых болезней. Например, мы использовали дыхательные упражнения при лечении бронхита. Об этих упражнениях можно прочитать ЗДЕСЬ.
Дыхательная гимнастика при бронхите

Взрослый человек в среднем делает около 15 вдохов-выдохов в минуту, а дети дышат гораздо чаще: 20-30 раз в минуту (младенцы так и вовсе 40-60 раз). Частота дыхания зависит от потребности организма в кислороде и подстраивается мозгом автоматически. Например, когда организм находится в покое (человек спит), он дышит реже. А при физических нагрузках дыхание учащается. Кроме того, есть и сезонные различия в частоте дыхания: человек осенью дышит в среднем в три раза медленнее, чем весной!

Проведем опыт, демонстрирующий, что для активной деятельности организму нужно больше кислорода.

Возьмите секундомер и посчитайте, сколько ребенок делает вдохов за минуту в спокойном состоянии. А потом попросите его попрыгать на одной ножке (сделать приседания, пробежать круг по стадиону или что-то еще). И посчитайте, сколько вдохов он сделает за минуту теперь. Спросите его, в каком случае он дышал больше, а в каком меньше? А сможет ли он посчитать, на сколько больше или меньше?

У Кати получилось 24 вдоха в минуту в покое и  40 после физической нагрузки. Интересно будет повторить этот эксперимент весной и проверить, есть ли у Кати сезонные различия в частоте дыхания.

Эксперимент по частоте дыхания

Разобравшись с органами дыхания, изучив его фазы и способы мы узнали как человек дышит. И теперь подошли к ответу на главный вопрос: почему же человек дышит? Зачем нашему организму так нужен кислород, что он без него жить не может? Дело в том, что практически вся жизнь на Земле (кроме жизни некоторых анаэробных бактерий) зависит от кислорода.  Каждой клеточке тела человека, зверя, птицы, рыбы, насекомого и растения нужен кислород. Ведь с помощью этого химического элемента внутри клетки, как на крошечном химическом заводике, идет сложная работа: сложные органические соединения, которые попадают в клетку в процессе пищеварения, под действием кислорода разлагаются на более простые. Этот процесс называют окисление. А в результате него выделяется энергия, необходимая для роста и жизнедеятельности клеток. Не будет кислорода - не будет энергии в клетках, все в организме остановится и он погибнет.

Поэтому так важно, чтобы в организме кислорода было достаточно. При его нехватке мы недополучаем энергию: зеваем (помните, мы однажды в "Клубе почемучек" уже разбирали ответ на вопрос "Почему люди зевают?"), нас клонит в сон, снижается работоспособность, ухудшается память и другие мыслительные процессы. Спросите ребенка, помнит ли он, как хорошо дышалось ему во время поездки на природу - в лес, в горы, на море? И заметил ли он, сколько сил и радости он в себе ощущал? Это происходило именно потому, что он получал достаточно кислорода. И организм чувствовал себя прекрасно. Поэтому чтобы продолжать чувствовать себя хорошо, надо не забывать о простейших требований к гигиене дыхания: проветривать помещения, проводить в них влажную уборку, по-возможности спать ночью с открытой форточкой, гулять на свежем воздухе не меньше двух часов ежедневно и избегать бывать в местах с повышенной загрязненностью воздуха. Надеюсь, Андрею теперь стало понятнее как и зачем человек дышит :) Чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте их!

Для этого надо всего лишь поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять, перейдя на страницу "Клуба почемучек"), а если блога нет, то дать ссылку в любых соц. сетях. Присылайте вопросы мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой "Клуб почемучек".  Среди всех присланных вопросов, независимо от того, опубликовала я на них ответ или нет, я разыгрываю призы. Следующий розыгрыш будет проходить по итогам осенне-зимнего сезона и состоится он 1 марта.

А также я приглашаю спонсоров к сотрудничеству с моим Клубом!

Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Другие эксперименты и занятия по биологии человека вы найдете здесь: Почему голова круглая, Откуда берутся родинки?, Типы лиц, Почему люди плачут, Почему люди зевают, Почему людям надо спать, Почему у человека две руки и две ноги, Откуда берется слюна, Откуда появился человек, Анатомия человека из фетра - скачать шаблоны, Анатомия из подручных материалов, Ставим опыты... над собой, Детям о сердце: 6 экспериментов

Материалы по теме:

www.tavika.ru

Типы и виды дыхания человека :: SYL.ru

Для определения нормы, каждый медицинский работник должен уметь распознавать тип дыхания и знать его патологические виды. В случаях, если пациенты не могут самостоятельно дышать, медицинский работник обязан обеспечить искусственное дыхание, устранив причину, вызвавшую его остановку.

Характер дыхания

Прежде чем поставить диагноз, врач проводит осмотр дыхательной системы. Он следит за экскурсией грудной клетки, проводя ее измерения на уровне вдоха и выдоха. Измерение проводится на уровне сосков во время спокойного дыхания.

Во время осмотра обращают внимание на характер движений грудной клетки. У здорового человека дыхательные движения совершаются за счет сокращения диафрагмальных, межреберных и частично брюшинных мышц. Исходя из того, какие группы мышц активнее работают, выделяют несколько типов дыхания:

Каждый вид дыхания имеет свои особенности.

Основные виды

Основные виды дыхания, которые наблюдаются у здорового человека, следующие:

  1. Грудной. Другое название этого вида - реберный. Чаще всего этот вид дыхания диагностируется у женщин. Во время дыхания происходит сокращение межреберных мышц, из-за чего грудная клетка расширяется и приподнимается. Во время выдоха происходит опускание грудной клетки под собственным весом.
  2. Брюшной вид дыхания. Обычно эта разновидность встречается у мужчин. Дыхательные движения осуществляются за счет диафрагмы. Во время вдоха происходит ее сокращение, что приводит к увеличению давления и легкие начинают заполняться воздухом. Внутрибрюшное давление заставляет брюшные стенки слегка выпячиваться. При выдохе происходит расслабление мышц, из-за чего стенка возвращается в исходное состояние.
  3. Смешанный тип. Этот вид дыхания у человека представлен сразу двумя разновидностями: брюшинным и реберным. Во время такого вида дыхательные движения выполняются сразу диафрагмой и мышцами грудной клетки.

Изменение типа дыхания может свидетельствовать о патологиях.

Изменения типа дыхания

Существуют самые разные виды патологического дыхания. При осмотре врач пытается определить по дыхательным движениям, что привело к патологии.

У женщин изменение типа дыхания на брюшной может говорить о межреберной невралгии, переломе ребер, воспалении плевры.

Грудной тип у мужчин появляется при перитонитах, асците, метеоризме или воспалении диафрагмы.

Если вдох или выдох затруднены, то в акт дыхания включаются вспомогательные мышцы. Этого явления у здоровых людей не наблюдается.

При хронических затруднениях может наблюдаться гипертрофия грудино-ключичной мышцы. Если у пациента отмечается длительный кашель, то врач может наблюдать уплотнение мышцы живота в верхней части.

Здоровое дыхание

У здорового человека дыхание ритмичное: частота вдохов и выдохов одинаковая и составляет около 18 раз в минуту. Определить ЧДД можно по опусканию и подниманию грудной клетки: ладонь руки кладут на грудную клетку и засекают время. Врач подсчитывает ЧДД путем поднимания грудной клетки (у женщин) или верхнего отдела живота (у мужчин).

После физнагрузки, еды, во время сна показатели нормы изменяются. Количество дыхательных движений может уменьшаться или увеличиваться, в зависимости от общего состояния пациента.

Распространенное патологическое дыхание

При патологических состояниях виды внешнего дыхания изменяются. От характера и частоты дыхательных движений зависит вид.

Причиной нарушений могут послужить гипоксия или гиперкапния, при которых происходит нарушение системного кровообращения и вентиляции легких. Это могут быть самые разные экзо- и эндогенные патологии. К примеру, привести к патологическому дыханию может сахарных диабет, почечная и сердечная недостаточность, травмы, нарушения кровообращения в различных органах.

Все типы и виды дыхания с циклическими изменениями сопровождаются помрачением сознания, апноэ, усиленной вентиляцией легких. При этом могут наблюдаться колебания артериального давления, которое повышается при усилении вдоха.

Есть ряд теорий, которые предполагают, что патологические типы дыхания связаны с низкой возбудимостью центра и усилением тормозных процессов в подкорковых центрах, вызванных недостатком кислорода и воздействием веществ интоксикации.

В патологическом дыхании выделяют фазу диспноэ и апноэ. Последняя представляет собой остановку дыхания на некоторое время.

В медицине выделяют несколько патологических типов дыхания. Каждый из них имеет свои особенности течения и проявления. Среди них такие типы, как Куссмауля, Чейна-Стокса и др.

Дыхание Чейна-Стокса

Определить вид дыхания впервые удалось двум медикам, Чейну и Стоксу. Для него характерны паузы. Сначала возникает кратковременная пауза, затем начинается диспноэ. Поверхностное дыхание не имеет шума, но потом начинает нарастать по всей глубине, появляется шум. Примерно на шестом-восьмом вдохе возникает редкая остановка дыхания. Она может длиться до одной минуты, после чего больной делает резкий вдох и все происходит в обратной последовательности: шумы проходят, дыхание становится тихим, ровным, а затем опять шумы нарастают.

Дыхание Чейна-Стокса чаще всего проявляется при гипоксии мозга, вызванной самыми разными патологиями. Это может быть нарушение кровоснабжения, травмы, заболевания мозга. Также патологические изменения возникают при сердечной недостаточности, уремии.

Куссмауля

В девятнадцатом веке впервые было описано дыхание Куссмауля ученым с аналогичной фамилией. Для этого вида характерны шумы, ощущения удушья. Такое дыхание наблюдается у тяжелобольных (чаще всего в условиях диабетического кетоацидоза).

Чаще всего дыхание Куссмауля диагностируется у больных в коме, при отравлениях метилом, а также при иных разновидностях патологий, которые проявляются ацидозом.

Обычно все больные, у которых наблюдается дыхание Куссмауля, находятся в коме, реже в предкомовом состоянии. Для больных характерно не только изменение дыхания, его глубины и частоты, но и появление особых клинических симптомов в виде запаха ацетона изо рта, гипотонии глазных яблок, расчесов на конечностях, понижение АД.

Волнообразное дыхание Грокка

По проявлению эта разновидность патологии напоминает дыхание Чейна-Стокса, но с той разницей, что при волнообразном типе паузы нет. Вместо нее наблюдается поверхностное дыхание с нарастающей глубиной вдоха, а после происходит его уменьшение.

Волнообразная аритмическая одышка может переходить в дыхание Чейна-Стокса и обратно. При этом у больного будет наблюдаться дыхательная пауза, но она будет длится меньше, чем при классическом Чейн-Стоксе.

Дыхание Биота

Это еще одна разновидность патологии. Для нее характерно чередование ритмических дыхательных движений с паузами: после каждого движения наблюдается пауза, затем следующее дыхательное движение.

Дыхание Биота может наблюдаться при самых разных патологических состояниях. Эта разновидность может быть спровоцирована поражениями мозга, нарушениями кровообращения. Нередко дыхание Биота возникает при шоке, вирусных инфекциях и иных патологиях, при которых поражается центральная нервная система, продолговатый мозг. Нередко такое дыхание встречается у больных менингитом.

Искусственное дыхание

Бывают ситуации, когда человек не может самостоятельно дышать, и возникает угроза жизни. Остановка дыхания может быть спровоцирована самыми разными причинами:

Чтобы оказать помощь человеку, прежде всего необходимо устранить причину, из-за которой возникло удушье. После этого начинается оказание помощи пострадавшему, с использование одного из популярных методов искусственного дыхания типа «рот в рот» или «рот в нос».

Дыхание «рот в рот»

Этот вид искусственного дыхания выполняется следующим образом:

  1. Оказывающий помощь больному должен встать на колени с боку.
  2. Одной рукой закрывается носовой ход.
  3. Другой рукой открывается рот. Для этого захватывается подбородок и выдвигается слегка вперед и вниз.
  4. Делается глубокий вдох.
  5. Наклонившись к пострадавшему, выполняется энергичный выдох изо рта в рот.

Правильно выполненное искусственное дыхание видно по движениям грудной клетки. Во время такой процедуры выдох происходит самостоятельно под тяжестью груди, клетка опускается и из легких выходит воздух. При оказании помощи выполняют не менее шестнадцати вдохов в минуту.

При выполнении искусственного дыхания ребенку вдох делается не глубоким. Важно учитывать строение органов детей: нельзя запрокидывать голову, так как вдыхаемый воздух пойдет по пищеводу в желудок.

«Рот в нос»

Этот способ искусственного дыхания выполняется по тому же принципу, что и дыхание «рот в рот», с тем отличием, что вдохи делаются не в рот, а в нос. При этом оказывающий помощь должен придерживать подбородок.

«Рот в нос» обычно выполняется в тех случаях, когда другой способ искусственного дыхания провести невозможно. Это может быть связано с ущемлением лицевого нерва, сильном сжатии челюсти и при других причинах, которые не позволяют открыть рот.

Искусственное дыхание выполняется ритмично, настойчиво. Иногда приходится дышать за пострадавшего больше часа, пока у него не нормализуется дыхание без перерывов.

Чтобы определить опасность патологического состояния, врачи обязаны знать типы дыхания и уметь по ним быстро ориентироваться, так как это может оказать помощь больному. Помимо умения определять тип дыхания, каждый медработник обязан уметь оказывать первую медицинскую помощь, знать правила проведения искусственного дыхания. Кстати, этими знаниями должны обладать все люди. Ведь никто не знает, когда может понадобиться помощь, которую будет некому оказать, кроме находящегося рядом прохожего.

www.syl.ru

Дыхание и его значение в жизни человека. Влияние кислорода и углекислого газа. Особенности и секреты дыхания.

При написании  данной статьи использованы материалы из книг: «Пропедевтика внутренних болезней» под редакцией В.Х. Василенко и А.Л. Гребенева Москва, 1983г., «Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека» Н.А. Агаджанян, Н.П. Красников, И.Н. Полунин. А также - материалы из статей в Интернете, в частности, из статьи «Почему углекислый газ важнее кислорода для жизни» на сайте Zenslim.ru, из статей Википедии «Дыхание», «Метод Бутейко», из статьи «Эмоции и дыхание» на сайте Xliby.ru, из статьи Юнны Горяйновой  «Дыхательная гимнастика по Бутейко» на сайте Passion.ru и из других статей в Интернете. 

Хроническая грусть может вызывать специфические состояния и заболевания, например, эмфизему лёгких. В периоды тоски и грусти люди становятся опустошенными и не отдают энергию наружу – слабые выдохи.   Когда мы разгневаны – выдох сильнее, чем вдох. В гневе мы выталкиваем скопившуюся энергию – сильный выдох и теряем  способность правильно воспринимать и  ощущать поступающую информацию – слабые вдохи. Хроническая, постоянная злость может привести к развитию астмы.   Самым прямым способом устранения эмоциональных барьеров является возвращение дыхания к нормальному режиму.   Когда вам страшно – надо дышать глубже.   Когда вы грустите или у вас горе – надо делать полные сильные выдохи до тех пор, пока дыхание не вернётся к норме. Если будете интенсивно выдыхать, то сила чувств вырвется наружу, станет легче. Когда вы ощущаете гнев, то делайте полные энергичные вдохи, пока дыхание не станет ровным. Заставьте себя воспринимать поступающую информацию.    Восстановление нормального дыхания не уничтожает мысли, вызвавшие негативные эмоции, но делает человека способным решать возникшие проблемы.   Дыхательный ритм особенно важен для спортсменов. Без правильного дыхания добиться высоких достижений в спорте невозможно.   Механизм и показатели дыхания.    Во время вдоха альвеолы лёгких наполняются воздухом, в котором необходимый для дыхания кислород. Во вдыхаемом воздухе почти 21% -  кислорода, около 79% -  азота, 0,03 – 0,04% - углекислого газа, небольшое количество паров и инертных газов.   В выдыхаемом воздухе в норме до 15% - кислорода, 6,5% - углекислого газа в альвеолах,  увеличивается содержание паров, количество азота и инертных газов остаётся неизменным.   Кровь, которая течет от сердца к лёгким из правого желудочка по легочной артерии венозная, содержит мало кислорода и много углекислого газа.    Через стенки альвеол и капилляров происходит двухсторонняя диффузия: кислород переходит из альвеол в кровь, а углекислый газ поступает из крови в альвеолы. В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. 

Кровь, насыщенная кислородом становится артериальной, и по легочным венам поступает в левое предсердие. У человека газообмен происходит в течение нескольких секунд, пока кровь проходит через альвеолы легких. Это происходит благодаря огромной поверхности лёгких ~ 90 квадратных метров, сообщающейся с внешней средой.   Далее кислород поступает из крови в клетки органов  и тканей, где он окисляет питательные вещества, поступающие в организм с пищей. Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах, через них кислород из крови поступает в тканевую жидкость и в клетки, а углекислый газ из тканей переходит в кровь, транспортируется в лёгкие и при выдохе из лёгких  выделяется в атмосферу.   Учёные установили, что кислород, необходимый для дыхания, может вызывать и негативные явления в организме. При избытке кислорода, которое может быть при частом глубоком дыхании, увеличивается количество окисленного гемоглобина, связанного с кислородом, и снижается количество восстановленного гемоглобина, связанного с углекислым газом. Это приводит к задержке углекислого газа в тканях, появляется одышка, покраснение лица, головная боль, судороги, потеря сознания.   Оптимальное содержание кислорода в воздухе составляет – 21,5%, углекислого газа – 0,04%. Однако при уровне углекислого газа 0,1% (в 2 раза выше нормы) возникает ощущение духоты: усталость, сонливость, раздражительность. Многие считают, что это симптомы нехватки кислорода. На самом деле, это симптомы избытка углекислого газа в окружающем пространстве. Для человека избыток углекислого газа в атмосфере неприемлем.   Учёными в последние десятилетия переосмыслена роль воздействия  кислорода и углекислого газа на человеческий организм. Жизнь на Земле миллиарды лет развивалась при высокой концентрации углекислого газа, и он стал необходимым компонентом обмена веществ. Клеткам человека и животных углекислого газа нужно около 6 – 7%, а кислорода – всего 2%. Это установили учёные – физиологи.    Оплодотворённая яйцеклетка в первые дни жизни находится почти в бескислородной среде. После её имплантации в матке формируется плацентарное кровообращение, и к развивающемуся плоду с кровью начинает поступать кислород. Кровь плода содержит кислорода в 4 раза меньше, а углекислого газа в 2 раза больше, чем у взрослого человека. Если кровь плода насытить кислородом, то он моментально погибнет. Избыток кислорода губителен для всего живого. Кислород – сильный окислитель, способный разрушить мембраны клеток.   У новорожденного ребёнка после первых дыхательных движений тоже высокое содержание углекислого газа в крови, так как организм матери стремится создать среду, которая оптимальна для плода, и которая была миллиарды лет назад.   В горах на высоте 3 – 4 тысяч метров содержание кислорода в воздухе намного меньше. Однако горцы, проживающие там, живут дольше жителей городов и сёл, расположенных у подножья гор и на равнинах. Горцы практически не страдают астмой, гипертонией, стенокардией, которые часто бывают у горожан.   Такие аэробные упражнения, как бег, гребля, плавание велоспорт, лыжи очень полезны. Они создают умеренную гипоксию. Повышается потребность организма в кислороде. Дыхательный центр не обеспечивает эту потребность. Повышается количество углекислого газа в организме – гиперкапния. Углекислого газа в организме вырабатывается больше, чем он может выделиться лёгкими.   Теория жизни вкратце такова: углекислый газ – основа питания всего живого на Земле. Если его не будет в воздухе, всё живое погибнет.      Углекислый газ – главный регулятор всех функций организма, главная среда организма. Он регулирует активность всех витаминов и ферментов. Если его не хватает, то витамины и ферменты работают плохо, неполноценно, нарушаются обменные процессы, развиваются аллергические заболевания, онкологические заболевания, нарушается водно – солевой обмен,  в органах и тканях откладываются соли.   А что делает кислород? Он поступает в организм с воздухом, через бронхи, в лёгкие, оттуда - в кровь, из крови в ткани. Кислород - это регенерирующий элемент, очищающий клетки от их отходов и определённым образом сжигает отходы клеток, и сами клетки, если они погибают. Иначе возникнет самоотравление организма и его смерть. Наиболее чувствительны к интоксикации клетки мозга, без кислорода они погибают через 5 минут.   Углекислый газ проходит в обратном направлении: образуется в тканях, затем поступает в кровь и оттуда через дыхательные пути выводится из организма.У здорового   человека в организме соотношение углекислого газа и кислорода составляет 3:1.   Углекислый газ организму необходим не меньше, чем кислород. Углекислый газ влияет на кору головного мозга, дыхательный и сосудодвигательный центры, на тонус сосудов, бронхов, секрецию гормонов, обменные процессы, электролитный состав крови и тканей, на активность ферментов и скорость биохимических реакций организма.   Кислород – энергетический материал организма, его регулирующие функции ограничены.     Углекислота - источник жизни, регулятор функций организма, а кислород – энергетик.     Из 21% кислорода только 6 % адсорбируется тканями тела. На изменение концентрации углекислого газа в ту или иную сторону всего на 0.1% наш организм реагирует и старается вернуть его к норме. Следовательно, углекислый газ в 60 – 80 раз важнее кислорода для организма человека. Из внешней среды его получить нельзя, так как в атмосфере почти нет углекислого газа. Человек и животные получают его при полном расщеплении пищи - белков, жиров и углеводов, построенных на углеродной основе. При «сжигании»  этих компонентов с помощью кислорода в органах и тканях образуется бесценный углекислый газ – основа жизни. Снижение углекислого газа в организме ниже 4% может вызывать гибель.   Роль углекислого газа в организме многообразна. Основные его свойства:- сосудорасширяющее средство;- транквилизатор (успокоитель) центральной нервной системы;- анестезирующее (обезболивающее) средство;- участвует в синтезе аминокислот в организме;- возбуждает дыхательный центр.   Итак, углекислый газ жизненно необходим. При его потере включаются механизмы, пытающиеся остановить его потерю в организме. К ним относятся:- спазм сосудов, бронхов, гладкой мускулатуры всех полых органов;- сужение кровеносных сосудов;- увеличение секреции слизи в бронхах, носовых ходах, развитие аденоидов, полипов; - уплотнение мембран клеток вследствие отложения холестерина, развитие склероза тканей.   Все эти моменты вместе с затруднением поступления кислорода в клетки и при понижении содержания углекислого газа в крови приводят к кислородному голоданию, замедлению венозного кровотока с последующим стойким расширением вен. При дефиците углекислого газа в организме нарушаются все биохимические процессы. Значит, чем глубже и интенсивнее дышит человек, тем больше кислородное голодание организма. Переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа ведут к кислородному голоданию. Без углекислого газа кислород не может освободиться от связи с гемоглобином и перейти в органы и ткани.  Во время интенсивных занятий спортом в крови спортсмена повышается содержание углекислого газа. Этим и полезен спорт, физкультура, зарядка, физическая работа, любые активные движения. При длительных физических нагрузках у спортсменов возникает второе дыхание. Его можно вызвать задержкой дыхания.   Дыхание может контролироваться сознанием. Можно заставить дышать себя чаще или реже, задерживать дыхание. Однако, как бы долго мы не старались сдерживать  дыхание, наступает момент, когда это сделать невозможно. Сигналом для очередного вдоха служит не недостаток кислорода, а избыток углекислого газа. Углекислый газ – физиологический стимулятор дыхания.    После открытия роли углекислого газ его начали использовать при наркозе во время операций, добавлять в газовые смеси аквалангистов для стимуляции дыхательного центра.   Искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ, терять его как можно меньше. Такое дыхание у йогов.    Дыхание обычных людей – это хроническая гипервентиляция лёгких, избыточное выведение углекислого газа из организма, а это вызывает около 150 тяжёлых болезней цивилизации.   Роль углекислого газа в развитии артериальной гипертензии.    Первопричина гипертензии – недостаточная концентрация углекислого газа в крови. Это установили российские учёные – физиологи Н. А. Агаджанян, Н.П. Красников, И. П. Полунин в 90х годах 20 века. В книге «Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека» они указали, что причина спазма микрососудов – гипертония артериол. У подавляющего большинства обследованных пожилых людей в артериальной крови содержится 3,6 – 4,5% углекислого газа, при норме 6 – 6,5%. Это доказывает, что первопричина многих хронических недугов пожилых людей  - потеря их организмом способности поддерживать содержание углекислого газа близкое к норме. У молодых здоровых людей углекислого газа в крови  6 – 6,5%. Это физиологическая норма.   У пожилых людей развиваются специфические для них заболевания: гипертония, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, сосудов и другие болезни сердечно – сосудистой системы, болезни суставов и т.п. потому, что содержание углекислого газа в крови у них снижено в 1,5 раза по сравнению с показателями у молодых людей. При этом остальные параметры могут быть одинаковыми.   Углекислый газ расширяет сосуды – мощный вазодилататор.    Углекислый газ – расширяет сосуды, действует на сосудистую стенку, поэтому при задержке дыхания кожные покровы становятся тёплыми.          Задержка дыхания  - важная составляющая часть бодифлекса. Это специальные дыхательные упражнения: вдох, выдох, затем следует втянуть живот, сосчитать до 10, потом надо вдохнуть и расслабиться. Занятия бодифлексом обогащают  организм кислородом. Если задержать дыхание на 8 - 10 секунд, в крови накапливается углекислый газ, происходит расширение артерий и клетки эффективнее усваивают кислород. Добавочный кислород помогает справиться с многими проблемами, например, с избыточным весом и плохим самочувствием.   Учёные медики рассматривают углекислый газ, как мощный регулятор многочисленных систем организма: дыхательной, сердечно - сосудистой, транспортной, выделительной, кроветворной, иммунной, гормональной и др.. Доказано, что локальное воздействие углекислого газа на локальные участки органов и тканей сопровождается увеличением объёма кровотока в них, повышением усвоения ими кислорода, усилением метаболизма, улучшением чувствительности рецепторов, усилением восстановительных процессов, установлением благоприятной для организма слабощелочной среды, усилением выработки эритроцитов и лимфоцитов.   Лечение подкожными инъекциями углекислого газа (карбокситерапия) вызывает усиление кровоснабжения – гиперемию, которая при всасывании его в кровь оказывает бактерицидное, противовоспалительное, обезболивающее и спазмолитическое действие. На длительный период улучшается кровоток, кровообращение мозга, сердца и других органов.    Карбокситерапия помогает справиться с признаками старения кожи, возрастными изменениями кожи, рубцами и растяжками на коже, при появлении угревой сыпи, пигментных пятен на коже. Усиление кровообращения в зоне роста волос при использовании карбокситерапии позволяет бороться с облысением. В жировых клетках под воздействием углекислого газа происходят процессы липолиза – разрушения жировой ткани и уменьшения её объёма.    Углекислый газ в организме исполняет роль топлива и обладает восстановительными функциями.   Кислород - окислитель питательных веществ, поступающих в организм, в процессе выработки энергии.   Однако, если «сжигание» кислорода происходит не до конца, то образуются очень токсичные продукты – свободные формы кислорода, свободные радикалы. Они запускают механизмы развития старения и развития тяжёлых заболеваний: атеросклероза, диабета, дистрофических изменений в органах и тканях, нарушений обменных процессов, онкологических заболеваний.    Если добавить к чистому кислороду углекислый газ и дать подышать тяжело больному человеку, то его состояние значительно улучшится по сравнению с дыханием чистым кислородом. Углекислый газ способствует более полному усвоению кислорода организмом. При повышении содержания углекислого газа в крови до 8% происходит повышение усвоения кислорода. При большем повышении его содержания  усвоение кислорода начинает падать. Таким образом, организм не выводит, а теряет углекислый газ с выдыхаемым воздухом. Уменьшение этих потерь оказывает на организм благотворное действие.    Лечебные и профилактические дыхательные методики повышают в крови содержание углекислого газа за счёт задержки дыхания. Это достигается за счёт задержки дыхания после вдоха, или после выдоха, или за счёт удлинённого выдоха, или за счёт удлинённого вдоха, или их комбинаций.  

Врач из Новосибирска Константин Павлович Бутейко разработал методику, которая называется Волевая ликвидация глубокого дыхания (ВЛГД). Он установил, что правильное дыхание – это поверхностное дыхание. Такое дыхание особенно необходимо для людей, страдающих гипертонической  болезнью и бронхиальной астмой. При этих заболеваниях человек дышит глубоко. Глубокий вдох чередуется с глубоким выдохом. Такое дыхание бывает и у спортсменов. При таком глубоком дыхании из организма интенсивно выводится углекислый газ, а это приводит к спазму сосудов и развитию кислородного голодания.    Ещё в 50х годах прошлого века доктор Бутейко экспериментально доказал, что при приступе бронхиальной астмы надо заставить больного человека дышать поверхностно и неглубоко, и его состояние сразу улучшится. При возобновлении глубокого дыхания симптомы астмы возвратятся. Это было выдающееся открытие в медицине. Сам доктор Бутейко такую дыхательную гимнастику назвал Волевая ликвидация глубокого дыхания.    В начале занятий дыхательной гимнастикой могут быть неприятные симптомы: учащение дыхания, чувство нехватки воздуха, болевые ощущения, ухудшение аппетита, нежелание выполнять эти упражнения. В процессе занятий все неприятные симптомы полностью пройдут. Занятия прекращать не следует. Дыхательные упражнения можно выполнять в любое время, в любом месте. Они не имеют возрастных ограничений, доступны детям с 4х лет и взрослым самого преклонного возраста.   Показания к выполнению упражнений по ВЛГД:

- бронхиальная астма;- артериальная гипертензия;- пневмосклероз;- эмфизема лёгких;- астматический бронхит;- пневмония;- стенокардия;- нарушение мозгового кровообращения;- некоторые аллергические заболевания; 

- хронический ринит.  

Основной принцип гимнастики по Бутейко следующий: надо в течение 2 – 3 секунд сделать неглубокий поверхностный вдох, а в последующие 3 – 4 секунды – выдох. Постепенно пауза между вдохами должна увеличиваться, так как в этот период организм отдыхает. При этом нужно смотреть вверх и не обращать внимания на временное ощущение нехватки воздуха. Упражнение это можно выполнят без нагрузки и с нагрузкой, которая ускоряет процесс увеличения углекислого газа в организме. Пациентам с тяжёлыми формами заболеваний упражнения с нагрузкой противопоказаны. В процессе выполнения упражнений надо добиваться паузы между вдохами 50 – 60 секунд. Уменьшать глубину дыхания следует в течение 5 минут. Затем нужно измерить контрольную паузу между вдохами.   Дыхательная гимнастика по Бутейко включает следующие упражнения. Упражнение №1. Задержите дыхание до ощущения нехватки воздуха, как можно дольше оставайтесь в этом положении, делая короткие вдохи. Упражнение №2. Задержите дыхание в процессе ходьбы, например, при передвижении по комнате до ощущения нехватки воздуха. Отдышитесь и повторите упражнение снова. Упражнение №3. Дышите неглубоко и поверхностно на протяжении 3х минут, впоследствии увеличивайте это время до 10ти минут.   Простая, доступная, эффективная гимнастика по Бутейко позволяет сократить объём медикаментозного лечения, частоту рецидивов заболевания, предотвратить различные осложнения, улучшить качество жизни пациентов.   Йоги уменьшают дыхание и увеличивают паузы между вдохами до нескольких минут. Если следовать их советам, то разовьётся высокая выносливость, высокий потенциал здоровья и увеличится продолжительность жизни.   В процессе таких упражнений в организме создаётся гипоксия – недостаток кислорода и гиперкапния – избыток углекислого газа. При этом содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе не превышает 7%.   Исследованиями установлено, что воздействие гипоксически – гиперкапническими тренировками в течение 18 дней по 20 минут ежедневно улучшает самочувствие человека на 10%,  улучшает память и логическое мышление на 20%. Нужно стремиться всё время дышать не глубоко, редко и следует растягивать максимально паузы после каждого выдоха. Дыхание при этом не должно быть заметно и не слышно.  Мы делаем 1000 вдохов в час, 24000 – в сутки, 9000000 – в год. Наш организм – это костёр, в котором сгорают питательные вещества из пищи, содержащие углерод при участии кислорода из вдыхаемого воздуха. Чем больше в организме кислорода, тем быстрее протекают окислительные процессы. Так можно связать дыхание и продолжительность жизни.    Чем медленнее и спокойнее дышишь, тем больше живёшь. Сравните.Собака делает около 40 вдохов в 1 минуту и живёт в среднем 20 лет.Человек делает около 17 вдохов в 1 минуту и живёт в среднем 70 лет.Черепаха  делает 1 – 3 вдоха в 1 минуту и живёт до 500 лет. Великая тайна дыхания заключается в том, что человек может сознательно управлять своим дыханием, состоянием здоровья через дыхание, продлевать свою жизнь. Контролируйте своё дыхание. Наслаждайтесь здоровой, долгой и счастливой жизнью.

victorvorobyov.blogspot.com

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 отделаОсобенности строенияФункции
Воздухоносные пути
Полость носа и носоглоткаИзвилистые 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.
ГортаньНепарные 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 бронхиТрубка 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
ЛёгкиеПарный 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.
ПлевраСнаружи 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

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 кислородаФункции
Верхние дыхательные пути
Носовая полостьУвлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли
ГлоткаПроведение согретого и очищенного воздуха в гортань
ГортаньПроведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи надгортанным хрящом. Образование звуков путём колебания голосовых связок, движения языка, губ, челюсти
ТрахеяСвободное продвижение воздуха
БронхиСвободное продвижение воздуха
ЛёгкиеОрганы дыхания. Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора, содержащегося в крови, — СО2
АльвеолыУвеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и лёгкими
Кровеносная система
Капилляры лёгкихТранспортируют 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 венаТранспортирует О2 от лёгких к сердцу. Кислород, попав в кровь, сначала растворяется в плазме, затем соединяется с гемоглобином, и кровь становится артериальной
СердцеПроталкивает артериальную кровь по большому кругу кровообращения
АртерииОбогащают кислородом все органы и ткани. Легочные артерии несут венозную кровь к лёгким
Капилляры телаОсуществляют газообмен между кровью и тканевой жидкостью. О2 переходит в тканевую жидкость, а СО2 диффундирует в кровь. Кровь становится венозной
Клетка
МитохондрииКлеточное 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:

biouroki.ru

Процесс дыхания человека

Нормальное функционирование органов и систем человека возможно только при условии быстрого и своевременного восстановления энергетического баланса. Организм получает энергию за счет окисления органических субстратов - углеводов, жиров, белков.

Дыхание - это сложный непрерывный процесс поддержания на оптимальном уровне окислительно-восстановительных процессов в организме человека. В процессе дыхания принято различать три звена: легочное дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание.

При атмосферном давлении, равном 760 мм рт. ст. процесс дыхания протекает нормально. Понижение или повышение атмосферного давления оказывает определенное отрицательное влияние на него.

При понижении атмосферного давления, то есть при подъеме на высокие горы, во время полета в самолете происходит уменьшение содержания кислорода в составе воздуха. При таких условиях в результате недостатка в организме кислорода (гипоксии), у человека появляются признаки горной болезни: дыхание и пульс учащаются, появляются головная боль, мерцание в глазах, тошнота. Если при этом человек не получит кислород в необходимом количестве, он может потерять сознание. Поэтому во время полета в самолете в воздух дополнительно подается кислород.

Жители горных местностей приспособлены к жизни в таких условиях. Содержание эритроцитов в их крови увеличивается, что способствует усвоению кислорода воздуха в большом количестве. Лица, живущие в условиях нормального атмосферного давления, при необходимости подняться в высокие горы должны совершать подъем на высоту не сразу, а постепенно, давая возможность организму приспосабливаться.

Легочное дыхание - это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Оно делится на два этапа: газообмен между атмосферным и альвеолярным воздухом, газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.

Легочное дыхание осуществляется за счет активности аппарата внешнего дыхания который включает в себя дыхательные пути (носоглотка, трахея, крупные бронхи), легкие, плевру, дыхательные мышцы, скелет грудной клетки, диафрагму. Основная функция аппарата легочного дыхания это доставка кислорода из окружающего воздуха и освобождение от избытка углекислого газа. Транспорт газов осуществляется кровью. Он обеспечивается разностью парциального давления газов по пути их следования.

Тканевое дыхание тоже разделено на два этапа. Первый этап - это обмен газов между кровью и тканями, второй связан с потреблением кислорода клетками и выделением ими углекислого газа. Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Обычно вдох короче выдоха. Оптимальное соотношение вдох/выдох = 1/2.

Акт вдоха (осуществляется вследствие увеличения объема грудной клетки в трех направлениях: вертикальном, переднезаднем и горизонтальном. Благодаря движению ребер грудная клетка увеличивается в горизонтальном и переднезаднем направлениях, а в результате уплощения диафрагмы органы брюшной полости оттесняются вниз, в стороны и вперед, размер грудной клетки увеличивается в вертикальном направлении.

В зависимости от преимущественного участия в акте вдоха мышц грудной клетки и диафрагмы различают грудной (реберный) или брюшной (диафрагмальный) тип дыхания. У мужчин преобладает брюшной тип, у женщин - грудной тип дыхания. В некоторых случаях, например при физической нагрузке, в акте дыхания могут принимать участие вспомогательные мышцы - это мышцы плечевого пояса и шеи (грудинно-ключично-сосцевидная, лестничные мышцы, грудные большая и малая, передние зубчатые).

Оптимальным считается так называемое полное дыхание, в котором одновременно представлены и грудной и брюшное. Затем по оптимальности стоит брюшное, и самое неоптимальное это грудное дыхание. Преобладание грудного дыхания у женщин чаще всего обусловлено беременностью во время которой диафрагмальное дыхание практически отсутствует. После родов мало женщин занимается дыхательной гимнастикой способной восстановить нормальную экскурсию грудной клетки, последствием чего является так называемый гипервентиляционный синдром. Сущность гипервентиляционного синдрома состоит в следующем.

В норме при полном дыхании экскурсия верхних и нижних отделов легких осуществляется равномерно, у женщин с преобладанием грудного дыхания диафрагма в дыхании практически не участвует. Это приводит к недостаточной вентиляции нижних отделов легких. При физической нагрузке компенсацию в недостатке кислорода женщина пытается возместить за счет очень раннего включения мышц дополнительной дыхательной мускулатуры плечевого пояса и шеи, однако это увеличивает объем преимущественно верхних и средних отделов легких. В нижних отделах по прежнему вентиляция снижена. Дополнительная мускулатура не в состоянии столь длительно поддерживать дыхание. Возникают локальные изменения мышц, микроспазмы, образование участков ишемии (малокровия) в мышцах, и как результат - боли в грудной клетке, шее с иррадиацией в руку, снижена толерантность к физическим нагрузкам.

Более того для дальнейшей компенсации недостатка кислорода организм начинает не столько углублять дыхание, сколько учащать его, в результате из организма выводится много углекислого газа, возникает его недостаток (гипокапния). Гипокапния приводит к повышению порога возбуждения мышц нарушению работы дыхательного центра в головном мозге. Это сопровождается головокружением, тошнотой, потемнением в глазах, сдавливающими головными болями, периодическими судорожными сокращениями отдельных мышц. Кроме того гипокинезия диафрагмы способствует застою желчи в желчном пузыре и печени, снижению моторики желудочно-кишечного тракта и как следствие нарушению пищеварения, способствующему нарушению обмена веществ и ожирению. Поэтому адекватное отношение тренеров к дыхательным упражнениям во время занятий будет способствовать улучшению результатов у клиентов. Признаками включения дополнительной дыхательной мускулатуры являются: поднятие плеч на вдохе, увеличение глубины подключичных ямок во время вдоха.

Акт выдоха (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение и дыхательная поверхность легких уменьшается.

Кислород находится в крови в двух состояниях: физическом растворении (2-3%) и в химической связи с гемоглобином (97%). Гемоглобин образует с кислородом непрочное, легко диссоциирующее соединение - оксигемоглобин. Сродство кислорода к гемоглобину существенно понижается в кислой среде, что характерно в тканях при избытке углекислоты, что увеличивает отдачу кислорода в капиллярах. Здесь же угольная кислота отнимает часть основания от восстановленного гемоглобина, в результате в эритроцитах и в плазме в образуются бикарбонаты. А гемоглобин превращается в карбоксигемоглобин. При поступлении крови в легкие карбоангидраза эритроцитов расщепляет бикарбонаты образуя свободный СО2, а карбоксигемоглобин, отдавая СО2, превращается в оксигемоглобин снова. Свободный СО2 выделяется из легких при выдохе.

Тканевое дыхание представляет собой процесс использования кислорода в клетке - его утилизацию в митохондриях, направленную на выработку энергии (АТФ) и в микросомах (обезвреживание токсических продуктов метаболизма) в клетках.

Физическая нагрузка сопровождается значительными сдвигами в активности органов и физиологических систем организма. Повышенные энерготраты обеспечиваются увеличением утилизации кислорода, что приводит к нарастанию содержания углекислого газа в жидкостях и тканях организма. В условиях относительной кислородной недостаточности (гипоксии) может изменяться характер и тканевого дыхания в котором начинают преобладать процессы анаэробного окисления.

При физической работе, занятиях физкультурой и спортивными упражнениями дыхание учащается. В состоянии покоя человек совершает 16—20 дыхательных движений в минуту и минутная вентиляция легких равняется 8—9 л. Во время выполнения физических упражнений в зависимости от их скорости частота дыхания в минуту может достигать 40—60 и более, а минутная вентиляция легких увеличиваться до 50—100 л.

В состоянии покоя организм человека усваивает 250—300 мл кислорода. При выполнении физических упражнений усвоение кислорода может возрастать до 4500—5000 мл. Чтобы доставлять большое количество кислорода из легких к тканям, активизируется деятельность сердечнососудистой системы. Так, в состоянии покоя систолический объем сердца (количество крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение) равняется 65—70 мл, при выполнении физических упражнений он возрастает до 150—200 мл. В состоянии покоя сердце сокращается 70 раз в минуту, при физических нагрузках частота сердечных сокращений в минуту увеличивается до 150—200 мл.

Следовательно, если в состоянии покоя сердце в минуту нагнетает в сосуды 5 л крови, то при выполнении физических упражнений количество нагнетаемой крови увеличивается до 20—30 л. Итак, во время физических упражнений увеличивается потребность тканей в кислороде. Она обеспечивается, с одной стороны, учащением дыхания и увеличением минутной вентиляции легких, с другой, увеличением деятельности сердца, то есть увеличением частоты сердечных сокращений, систолического и минутного объемов сердца. Таким образом, физический труд, занятия физкультурой и физическими упражнениями способствуют лучшему развитию органов дыхания и кровообращения, повышению работоспособности человека и укреплению его здоровья.

Анаэробное дыхание обусловливает увеличение в крови и тканях таких метаболитов как молочная кислота, продукты перекисного окисления липидов и др. Эти вещества оказывают стимулирующий эффект на сосудистые рефлексогенные зоны (хеморецепторы), непосредственно на нейроны самого дыхательного центра и клетки коры головного мозга, обладающих очень высокой чувствительностью к гипоксии и ацидозу. Стимуляция центральной нервной системы приводит к углублению и учащению дыхательных движений, система дыхания начинает обеспечивать возросшие потребности организма в кислороде.



biofile.ru