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 обследуемый делает максимально глубокий вдох, а затем как можно более глубокий выдох. При этом можно построить кривую расход—объем. Видно, что расход воздуха сначала очень быстро повышается, после чего в течение большей части выдоха постепенно снижается. Эта кривая обладает удивительным свойством: выйти за пределы ограничиваемой области практически невозможно. Так, мы можем выдыхать сначала медленно,…
Поскольку внутреннее давление по ходу дыхательных путей падает, оно на нашем рисунке равно —1 см вод. ст., а давление, поддерживающее эти пути открытыми, составляет 6 см вод. ст. К концу вдоха поток воздуха прекращается и на дыхательные пути действует трансмуральное давление 8 см вод. ст. В начале форсированного выдоха и внутриплевральное, и альвеолярное давления возрастают…
Вполне вероятно, что даже у здоровых людей (и наверняка при легочных заболеваниях) на каждом вертикальном уровне легких существует некоторая неравномерность в вентиляции отдельных их участков, обусловленная иными механизмами. Если рассматривать элементарную легочную ячейку как упругую камеру, сообщающуюся через трубку с атмосферой, то величина ее вентиляции будет зависеть от растяжимости камеры и сопротивления трубки. Растяжимость и…
Для того чтобы при дыхании происходили движения легких и грудной клетки, необходимо затрачивать работу. В данном случае ее удобнее всего измерить произведением давления на объем. Работа, необходимая для преодоления упругих сил при вдохе соответствует трапеции 0АДВГ0, а работа по преодолению вязких сил — заштрихованному участку АБВДА. Общая работа дыхания Общую работу, затрачиваемую на движение легких…
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…
