Емкость легких и ритм дыхания


Вам, наверное, не раз приходилось на медицинском осмотре дуть в специальный прибор — спирометр. При этом вы делали глубокий вдох до отказа и также до отказа выдыхали весь воздух в прибор. Спирометр помогает установить жизненную емкость легких—так называется объем выдохнутого вами воздуха. В среднем человек выдыхает 3500 см3 воздуха. У людей с хорошо развитой грудной клеткой, особенно у спортсменов, жизненная емкость легких достигает 5000— 5500 см3. Но это не значит, что человек обычно каждый раз вдыхает и выдыхает несколько тысяч миллилитров воздуха. При спокойном дыхании он вдыхает и выдыхает около 500 мл воздуха. Этого достаточно, чтобы обеспечить все протекающие в организме процессы кислородом. Но если человек совершает мышечную работу, глубина и частота его дыхания меняются. Теперь уже он вдыхает и выдыхает не 500 см3, а значительно больше и дышит не 16—18 раз в минуту, как обычно, а 40—45 раз. Поэтому количество воздуха, проходящего через легкие в 1 мин., резко увеличивается: если в обычных условиях за 1 мин. через них проходит 6—8 л воздуха, то при мышечной работе — до 120 л.

 

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР

Человек дышит ритмично. С первого и до последнего часа жизни ритм дыхания у него не нарушается, изменяется лишь его частота. Новорожденный ребенок дышит 60 раз в минуту, пятилетний — 25 раз; с 15—16 лет частота дыхания устанавливается 16—18 раз в минуту и сохраняется такой до старости, а в старости вновь учащается. Некоторые животные дышат очень редко: кондор совершает 6 дыхательных движений в 1 мин., а хамелеон дышит один раз в 30 мин. Его легкие соединены с особыми мешками. В них он набирает воздух и при этом сильно раздувается. Из этих мешков кислород постепенно расходуется на обмен веществ. Такая особенность дыхания хамелеона служит ему защитой и помогает подолгу не обнаруживать своего присутствия даже дыханием.

Чем же определяется ритм дыхания? От чего он зависит?

Еще в прошлом веке ученые обнаружили в продолговатом мозге участок, разрушение которого вызывало остановку дыхания и смерть. Этот участок назвали дыхательным центром. Сначала его именовали даже «жизненным узлом», потому что от его нормальной деятельности зависит жизнь организма. Из дыхательного центра возбуждение регулярно поступает к дыхательным мышцам, они сокращаются, и человек совершает вдох. Затем возбуждение перестает поступать к мышцам, они расслабляются — совершается выдох. Такая ритмичность в деятельности дыхательного центра определяется в первую очередь самим процессом дыхания. Дело в том, что когда легкие растягиваются, то находящиеся в них нервные окончания раздражаются, в них возникает возбуждение. Оно идет по нервам к дыхательному центру и тормозит его. Тогда из дыхательного центра возбуждение перестает поступать к дыхательным мышцам, и они расслабляются: наступает выдох, легкие спадаются. Раздражение нервных окончаний прекращается. К дыхательному центру возбуждение из легких больше не идет: его торможение проходит, и вновь наступает вдох.

На дыхание сильно влияет кора головного мозга. Человек может по своему желанию изменить ритм, частоту и глубину дыхания.

Однако, кроме влияния нервной системы, в деятельности дыхательного центра большое значение имеет содержание углекислоты в крови. Попробуйте задержать дыхание. Это может продолжаться секунд 30—40, а затем, несмотря на все усилия, вы неизбежно сделаете вдох. Так происходит потому, что при задержке дыхания углекислота не удаляется и ее количество в крови повышается. А это возбуждает дыхательный центр, и дыхание неизбежно возобновляется. Совершенно иное явление наблюдается, если добиться понижения концентрации углекислоты в крови. Этого можно достигнуть учащенным и усиленным дыханием. Углекислота будет усиленно выдыхаться, и ее количество в крови резко уменьшится. Тогда дыхательный центр долгое время не будет возбуждаться, и дыхание прекратится, пока концентрация углекислоты вновь не повысится. Подобным приемом пользуются ныряльщики. Опытные ловцы жемчуга остаются под водой до 5—7 мин. Этого времени достаточно для удачных поисков жемчужных раковин.