Дыхание в особых условиях

Дыхательные объемы

Дыхательный центр

Определение частоты, ритма и глубины дыхания

У человека в состоянии покоя цикл дыхания, состоящий из вдоха и выдоха, повторяется 16-20 раз в минуту.

 

Дыхательный центр находится в продолговатом мозге. Он автоматически координирует сокращение дыхательных мышц, обеспечивая их ритмичную деятельность. К дыхательным нейронам относятся нервные клетки, активность которых зависит от фаз дыхательного цикла. Различают инспираторные нейтроны, которые активны на фазе вдоха и экспиративные – активные во время выдоха. Активность дыхательных нейронов зависит от хемо и механорецептеров дыхательной системы. Основными регуляторами активности дыхательного механизма является афферентная сигнализация о газовом составе крови. Главным стимулятором, управляющим дыханием является – высокое содержание СО₂ в крови и неклеточной жидкости мозга.

Механорецепторы дыхательной системы участвуют в регуляции глубины вдоха и его продолжительности, а также являются рецепторами рефлексов защитного характера кашля и чихания.

Таким образом, в регуляции дыхания участвуют как нервные, так и гуморальные структуры, которые создают оптимальные условия для газообмена.

 

Человек в состоянии покоя вдыхает и выдыхает около 500мл воздуха. Этот объем воздуха называется дыхательным объемом. Если после спокойного вдоха сделать усиленный дополнительный вдох, то в лёгкие может поступить ещё 1500мл воздуха. Этот объём называется резервным объёмом вдоха. в сумме дыхательный объём воздуха, резервный объём вдоха и резервный объём выдоха (500+1500+1500) составляют жизненную ёмкость лёгких (ЖЕЛ). Ж.Е.Л. у женщин в среднем 2700 мл, у мужчин 3500 мл. При физической тренировке может достигать 7500 мл.

Даже после максимального выдоха в лёгких остаётся около 1200мл воздуха, который называется остаточным объемом. Его можно удалить только на трупе и то не целиком.

Объемы легочного воздуха и ЖЕЛ измеряют при помощи спирометра или спирографа.

 

Дыхание изменяется при повышенном или пониженном атмосферном давлении. Так, при работе под водой на глубине (водолазы, акванавты) необходимо использовать дыхательную смесь, которая бы соответствовала гидростатическому давлению на данной глубине, иначе дыхание будет невозможным. При увеличении глубины на 10м давление увеличивается на 1 атмосферу. Поэтому на глубине 100м человеку необходима дыхательная смесь, превышающая атмосферное давление приблизительно в 10 раз. Пропорционально возрастает и плотность этой смеси, что создает дополнительное препятствие для дыхания. Поэтому на большой глубине в крови и тканях людей растворяется большое количество газов, в том числе и азота. При быстром переходе от повышенного давления к нормальному, в организме человека образуется много газовых пузырьков азота, которые закупоривают капилляры и нарушают кровообращение. Постепенное снижение давления в декомпрессионной камере способствует выведение азота через легкие и профилактике кессонной болезни.

Нахождение человека на больших высотах сопровождается снижением парционального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и альвеолярном газе. Так, на высоте 4000м над уровнем моря атмосферное давление, давление О₂ и альвеолярного кислорода снижается более чем в 1,5 раза в сравнении с нормой. При этом у человека может наблюдаться недостаточное обеспечение кислородом головного мозга, проявляющееся отдышкой, нарушениями центральной нервной системы (головная боль, тошнота, бессонница) и др. Индивидуальная устойчивость организма человека зависит от его адаптации. Однако на высоте 7-8 тысяч метров, где атмосферное и альвеолярное давление О₂ падает почти втрое, дыхание считается небезопасное для жизни без употребления газовой смеси с кислородом.