Дыхательные мышцы
Вдох
Важнейшая инспираторная (т. е. отвечающая за вдох) мышца — диафрагма. Она представляет собой тонкую куполообразную пластину, прикрепленную к нижним ребрам. К диафрагме подходят нервы от 3-го, 4-го и 5-го шейных сегментов спинного мозга. При сокращении диафрагмы органы брюшной полости смещаются вниз и вперед, и вертикальные размеры грудной полости возрастают. Кроме того, при этом поднимаются и расходятся ребра, приводя к увеличению ее поперечника.
При спокойном дыхании диафрагма смещается примерно на 1 см, а при форсированном амплитуда ее движений (экскурсия) может достигать 10 см. Парализованная диафрагма при вдохе смещается не вниз, а вверх в связи с уменьшением внутригрудного давления. Это ее так называемое парадоксальное движение можно увидеть на рентгеноскопии, если попросить больного вдохнуть.
Все это приводит к увеличению объема грудной клетки. При форсированном выдохе мышцы брюшной стенки сокращаются и органы брюшной полости смещают диафрагму вверх.
При этом они вращаются вокруг оси, соединяющей позвонки и головки ребер. В результате грудная клетка увеличивается как в поперечном, так и в продольном направлениях. При сокращении внутренних межреберных мышц происходят обратные процессы.
Соседние ребра соединяются наружными межреберными мышцами. Их волокна направлены вперед вниз. При сокращении этих мышц ребра поднимаются и смещаются вперед, что приводит к увеличению размеров грудной клетки в боковом и переднезаднем направлении (расширение ее в стороны связано с тем, что ребра поднимаются, как ведерные ручки). К этим мышцам подходят межреберные нервы, выходящие из спинного мозга на уровне соответствующих ребрам сегментов. При параличе межреберных мышц серьезных расстройств дыхания не возникает, так как движения диафрагмы прекрасно обеспечивают вентиляцию.
К вспомогательным инспираторным мышцам относятся лестничные, поднимающие два верхних ребра, и грудино-ключично-сосцевидные, поднимающие грудину. В спокойном дыхании эти мышцы практически не участвуют, однако при физической нагрузке могут очень интенсивно работать. Меньшую роль играют мышцы крыльев носа, вызывающие раздувание ноздрей, и мелкие мышцы головы и шеи.
Выдох
При спокойном дыхании выдох происходит пассивно. Дело в том, что легкие и грудная клетка обладают упругостью, и поэтому после вдоха, когда они активно растягиваются, стремятся вернуться в прежнее положение. При физической нагрузке и произвольной гипервентиляции выдох становится активным.
Важнейшими экспираторными (отвечающими за выдох) мышцами служат мышцы передней брюшной стенки — прямая, внутренняя и наружная косые и поперечная. При их сокращении повышается внутрибрюшное давление и диафрагма поднимается вверх. Кроме того, эти мышцы сильно сокращаются при кашле, рвоте и дефекации.
В активном выдохе участвуют также внутренние межреберные мышцы. При их сокращении ребра смещаются вниз и внутрь (т. е. эти мышцы действуют в направлении, обратном действию наружных межреберных) и объем грудной клетки уменьшается. Кроме того, сокращение этих мышц способствует укреплению межреберных промежутков, в противном случае мягкие ткани выпячивались бы через них при напряжении.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст
Предположим, что мы взяли изолированные легкие собаки, ввели в трахею трубку и поместили эти легкие в банку. Если давление в банке становится меньше атмосферного, легкие расширяются, и изменение их объема можно измерить с помощью спирометра. В банке можно создавать разные уровни давления и фиксировать на несколько секунд стационарное состояние легких. Таким способом для них строят…
Эту работу можно оценить по кривой давление — объем. При вдохе внутриплевральное давление изменяется в соответствии с кривой АБВ и на движения легких затрачивается работа, соответствующая площади. Трапеция 0АДВГ0 отражает работу, необходимую для преодоления упругих сил, а заштрихованный участок АБВДА — работу на преодоление вязкого сопротивления воздухоносных путей и тканей. Чем выше сопротивление воздухоносных путей…
Крутизна кривой давление — объем, т. е. изменение объема на единицу изменения давления, называется растяжимостью. В физиологических условиях (если растягивающее давление составляет от—2 до—10 см вод. ст.) легкие обладают удивительной растяжимостью. У человека она достигает примерно 200 мл/см вод. ст., однако при более высоких давлениях уменьшается. Этому соответствует более пологий участок кривой давление— бъем. Растяжимость…
Еще один важнейший фактор, во многом обусловливающий особенности кривых давление — объем для легких, — это поверхностное натяжение жидкости, выстилающей стенки альвеол. Поверхностным натяжением называется сила (измеряемая обычно в динах), действующая в поперечном направлении на воображаемый отрезок длиной 1 см на поверхности жидкости. Эта сила обусловлена тем, что межмолекулярное сцепление внутри жидкости гораздо сильнее, чем…
Фосфолипид ДПФХ синтезируется в легких из жирных кислот, либо приносимых кровью, либо образующихся на месте. Синтез и замена сурфактанта происходят очень быстро, однако если кровоток через какой-либо участок легкого прекращается (например, в результате эмболии), то его запасы здесь могут истощаться. Сурфактант образуется лишь на поздних стадиях эмбрионального развития, поэтому, если у новорожденных не хватает этого…
