Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделения углекислого газа в окружающую среду.
Дыхание состоит из следующих этапов:
- газообмен между альвеолярной смесью газов и атмосферным воздухом;
- газообмен между смесью газов в альвеолах и притекающих к легким венозной кровью;
- транспорт кислорода и углекислого газа кровью;
- газообмен между артериальной кровью и тканями;
- тканевое дыхание.
Различают внешнее и внутреннее звенья системы дыхания. Внешнее звено системы дыхания – это совокупность легких с воздухоносными путями и грудной клетки с мышцами, приводящими ее движение. Внутреннее звено системы дыхания включает кровь, сердечно-сосудистую систему и органеллы клеток, обеспечивающих потребление кислорода (внутреннее дыхание). Внешнее дыхание – это способ газообмена между кровью организма и окружающей средой. Оно включает два процесса – вентиляцию легких и газообмен смесью, находящейся в альвеолах.
Функциональное состояние легких зависит от возраста, пола, физического развития и ряда других факторов.
О состоянии функции дыхания в целостном организме можно судить на основании следующих её показателей:
Глубина и частота дыхания (ЧД). У взрослого человека в покое ЧД составляет от 16 до 20 в минуту (у новорожденного – 40-45; в 2-3 года – 25-30; в 5-6 лет – около 25). Во сне дыхание урежается до 12-15 в минуту, а при физической нагрузке, эмоциональном возбуждении, после обильного приёма пищи учащается (это особенно характерно для детей). Изменение ритма дыхания называется диспное (одна из разновидностей диспное – одышка), остановка дыхания – апное. Патологическое урежение дыхания, как и выраженное диспное является симптомом тяжёлых заболеваний ЦНС или токсических поражений дыхательного центра.
Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми. Взрослый же человек делает в среднем 15–17 дыхательных движений в минуту; за один вдох при спокойном дыхании он вдыхает 500 мл воздуха. При мышечной работе дыхание учащается в 2–3 раза. У тренированных людей при одной и той же работе объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, так как дыхание становится более редким и глубоким. При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80–90 %. Это обеспечивает большую диффузию газов через альвеолы. При неглубоком и частом дыхании вентиляция альвеолярного воздуха значительно меньше и относительно большая часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве – в носоглотке, ротовой полости, трахее, бронхах. Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у людей нетренированных. Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох, – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебаниям: 48–63 дыхательных цикла в минуту во время сна. У детей первого года жизни частота дыхательных движений равна 50–60 в минуту во время бодрствования. У детей 1–2-летних – 35–40 в минуту; у2–4-летних – 25–35 в минуту и у 4–6-летних – 23–26 в минуту. У школьников происходит снижение частоты дыхания до 18–20 в минуту. Подсчёт числа дыханий (ЧД) производится по движению грудной или брюшной стенки и, притом, незаметно для исследуемого; сначала подсчитывают пульс и затем, не прерывая процесса, число дыханий в минуту (подсчёт дыханий облегчает положенная на грудь или живот ребёнка рука исследователя).
Наиболее распространенной характеристикой состояния легких является измерение легочных объемов, которые свидетельствуют о развитии органов дыхания и функциональных резервах дыхательной системы. Обычно в состоянии относительного покоя при каждом вдохе в легкие поступает около 500 мл воздуха и столько же выходит наружу. Этот объем воздуха называют дыхательным объемом и используют для характеристики глубины дыхания. Однако после спокойного выдоха в легких еще остается около 1500 мл воздуха — это резервный объем выдоха. После спокойного вдоха человек может вдохнуть еще 1500 мл — резервный объем вдоха. Сумма этих трех объемов (дыхательного, резервных объемов вдоха и выдоха) составляет жизненную емкость легких, которая зависит от возрастных, половых и морфологических особенностей человека и является одним из важнейших функциональных показателей внешнего дыхания.
Объем дыхательного воздуха увеличивается с возрастом. В 1 мес. оставляет 30 мл; 1 год – 70 мл; 6 лет – 160 мл; 10 лет – 230 мл; 14 лет – 300 мл.
Жизненная емкость легких. В покое взрослый человек может вдохнуть и выдохнуть около 500мл воздуха, при усиленном дыхании – еще около 1500мл воздуха. Наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называют жизненной емкостью легких. Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. Например, у штангистов жизненная емкость легких составляет около 4000мл, у футболистов – 4200мл, у гимнастов – 4300мл, у пловцов – 4900мл, у гребцов – 5500мл и более. К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.