Механіка процесу подиху

Дихання - це одна з найважливіших життєвих функцій людини та інших ссавців, яка забезпечує газообмін між клітиною та навколишнім середовищем. Процес дихання у людини складається з трьох фаз: зовнішнього дихання, перенесення газів кров'ю та внутрішнього дихання. У цій статті ми розглянемо механіку зовнішнього дихання, яке є механічним процесом наповнення легенів повітрям (вдих) та випускання цього повітря назовні (видих).

Цикл дихання, що складається з вдиху та видиху, повторюється у людини 15-18 разів на хвилину. При вдиху міжреберні м'язи скорочуються, відтягуючи передні кінці ребер вгору та вперед завдяки "шарнірному" з'єднанню ребер із хребтом. В цей же час діафрагма, що утворює дно грудної порожнини, скорочується і стає менш опуклою у своїй верхній частині, що також збільшує об'єм грудної порожнини. Простір грудної порожнини замкнутий, і це збільшення обсягу призводить до зменшення тиску в легенях. Коли тиск стає нижче атмосферного, зовнішнє повітря спрямовується через трахею та бронхи в альвеолярні мішечки та альвеоли.

При видиху повітря виштовхується з легень завдяки еластичності найлегших та тяжкості стінок грудної клітки. Під час вдиху легені в міру заповнення їх повітрям розтягуються. Після розслаблення міжреберних м'язів ребра отримують можливість повернутися в початкове положення, а одночасне розслаблення діафрагми веде до того, що під тиском органів, розташованих у черевній порожнині, вона знову набуває попередньої куполоподібної форми. В результаті об'єм грудної порожнини зменшується, що дозволяє розтягнутій пружній тканині легень стиснутись і виштовхнути повітря, що увійшло у легені при вдиху.

М'язи черевної стінки теж скорочуються, змушуючи органи черевної порожнини тиснути на діафрагму і цим додатково прискорювати еластичний стиск легень. При диханні стінки грудної порожнини ніколи не тиснуть на легені та не вичавлюють із них повітря; зменшення обсягу грудної порожнини лише дозволяє легким стискатися завдяки їхній власній пружності.

Кашель та чхання являють собою форми посиленого видиху, при якому внаслідок енергійного скорочення м'язів бронхіальне дерево та альвеоли легень швидко очищаються від слизу, пилу та інших шкідливих частинок.

Отже, механіка зовнішнього дихання полягає у наповненні легень повітрям при вдиху та виштовхуванні цього повітря при видиху. Цей процес контролюється дихальним центром, розташованим у головному мозку, який регулює частоту та глибину дихання залежно від потреб організму в кисні та вуглекислому газі.

Незважаючи на те, що дихання є автоматичним процесом, ми можемо керувати ним свідомо, наприклад, під час виконання різних фізичних вправ або під час медитації. Крім того, правильне дихання може допомогти впоратися зі стресом та покращити загальний стан здоров'я.