Механика Процесса Дыхания

Дыхание - это одна из самых важных жизненных функций человека и других млекопитающих, которая обеспечивает газообмен между клеткой и окружающей средой. Процесс дыхания у человека состоит из трех фаз: внешнего дыхания, переноса газов кровью и внутреннего дыхания. В данной статье мы рассмотрим механику внешнего дыхания, которое является механическим процессом наполнения легких воздухом (вдох) и выпускания этого воздуха наружу (выдох).

Цикл дыхания, состоящий из вдоха и выдоха, повторяется у человека 15—18 раз в минуту. При вдохе межреберные мышцы сокращаются, оттягивая передние концы ребер вверх и вперед благодаря "шарнирному" соединению ребер с позвоночником. В это же время диафрагма, образующая дно грудной полости, сокращается и становится менее выпуклой в своей верхней части, что также увеличивает объем грудной полости. Пространство грудной полости замкнуто, и это увеличение объема приводит к уменьшению давления в легких. Когда давление становится ниже атмосферного, наружный воздух устремляется через трахею и бронхи в альвеолярные мешочки и альвеолы.

При выдохе воздух выталкивается из легких благодаря эластичности самих легких и тяжести стенок грудной клетки. Во время вдоха легкие по мере наполнения их воздухом растягиваются. После расслабления межреберных мышц ребра получают возможность вернуться в первоначальное положение, а одновременное расслабление диафрагмы ведет к тому, что под давлением органов, расположенных в брюшной полости, она вновь принимает прежнюю куполообразную форму. В результате объем грудной полости уменьшается, что позволяет растянутой упругой ткани легких сжаться и вытолкнуть воздух, вошедший в легкие при вдохе.

Мышцы брюшной стенки тоже сокращаются, заставляя органы брюшной полости давить вверх на диафрагму и этим дополнительно ускорять эластическое сжатие легких. При дыхании стенки грудной полости никогда не давят на легкие и не выжимают из них воздух; уменьшение объема грудной полости лишь позволяет легким сжиматься благодаря их собственной упругости.

Кашель и чихание представляют собой формы усиленного выдоха, при котором вследствие энергичного сокращения мышц бронхиальное дерево и альвеолы легких быстро очищаются от слизи, пыли и других вредных частиц.

Итак, механика внешнего дыхания заключается в наполнении легких воздухом при вдохе и выталкивании этого воздуха при выдохе. Этот процесс контролируется дыхательным центром, расположенным в головном мозге, который регулирует частоту и глубину дыхания в зависимости от потребностей организма в кислороде и углекислом газе.

Несмотря на то, что дыхание является автоматическим процессом, мы можем управлять им сознательно, например, при выполнении различных физических упражнений или во время медитации. Кроме того, правильное дыхание может помочь справиться со стрессом и улучшить общее состояние здоровья.