Биомеханика

Дыхание

 

Обмен кислорода (О2) и углекислоты (СО2) между организмом и средой называется дыханием.

Человеческий организм в процессе жизнедеятельности потребляет кислород (О2) и выделяет углекислоту (СО2). Здоровый мужчина среднего возраста и нормального сложения с массой тела 70 кг в условиях основного обмена потребляет за 1 мин. 250 мл О2 и выделяет около 200 мл углекислоты. При физической нагрузке потребление О2 и, соответственно, выделение СО2 увеличивается в несколько раз. При этом повышение тканевого обмена обеспечивается не только пропорциональным увеличением потребления О2, возрастает также утилизация О2, в результате чего происходит более полное восстановление оксигемоглобина в тканях. Обеспечение организма нужным количеством О2 и выведением СО2 возможно лишь при условии нормального течения и координированного изменения ряда последовательных актов.

У человека дыхание осуществляется благодаря ряду последовательных процессов: 1) обмен газов между средой и легкими, что обычно обозначают как «легочную вентиляцию»; 2) обмен газов между альвеолами легких и кровью (легочное дыхание); 3) обмен газов между кровью и тканями. Наконец, газы переходят внутри ткани к местам потребления (для О2) и от мест образования (для СО2) (клеточное дыхание).

Движение газов в дыхательной системе и между средой и тканями происходит в результате разницы давлений. Пониженное давление О2 в ткани заставляет газ двигаться к ней. Для СО2 градиент давления направлен в обратную сторону, и СО2 переходит в окружающую среду.

Известно, что давление водяных паров в организме выше, чем в окружающей среде, и, таким образом, при дыхании организм теряет воду.

Дыхательная система (рис. 17.13) состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание (воздушные пути, легкие и элементы костно-мышечной системы). К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы.