Зовнішнє дихання. Біомеханіка дихання. Процес дихання. Біомеханіка вдиху. Як люди дихають?

газообмін між атмосферним повітрям і альвеолярним простором легенях відбувається в результаті циклічних змін об`єму легенів протягом фаз дихального циклу. У фазу вдиху об`єм легенів збільшується, повітря із зовнішнього середовища надходить в дихальні шляхи і потім досягає альвеол. Навпаки, в фазу видиху відбувається зменшення обсягу легень і повітря з альвеол через дихальні шляхи виходить у зовнішнє середовище. Збільшення і зменшення обсягу легень обумовлені біомеханічними процесами зміни обсягу грудної порожнини при вдиху і видиху.

Біомеханіка дихання. Біомеханіка вдиху.

Збільшення обсягу грудної порожнини при вдиху відбувається в результаті скорочення струс м`язів: діафрагми і зовнішніх міжреберних. Основний дихальної м`язом є діафрагма, яка знаходиться в нижній третині грудної порожнини і розділяє грудну і черевну порожнини. При скороченні діафрагмальної м`язи діафрагма рухається вниз і зміщує органи черевної порожнини вниз і допереду, збільшуючи об`єм грудної порожнини переважно по вертикалі (рис. 10.1).

Збільшенню обсягу грудної порожнини при вдиху сприяє скорочення зовнішніх міжреберних м`язів, які піднімають грудну клітку вгору, збільшуючи об`єм грудної порожнини. Цей ефект скорочення зовнішніх міжреберних м`язів обумовлений особливостями прикріплення м`язових волокон до ребер - волокна йдуть зверху вниз і ззаду наперед (рис. 10.2). При подібному напрямку м`язових волокон зовнішніх міжреберних м`язів їх скорочення повертає кожне ребро навколо осі, що проходить через точки зчленування головки ребра з тілом і поперечним відростком хребця. В результаті цього руху кожна нижележащих Реброва дуга піднімається вгору більше, ніж опускається вищерозташованих. Одночасне рух вгору всіх ребрових дуг призводить до того, що грудина піднімається вгору і кпереди, а обсяг грудної клітини збільшується в сагітальній та фронтальній площинах. Скорочення зовнішніх міжреберних м`язів не тільки збільшує об`єм грудної порожнини, а й перешкоджає опускання грудної клітки вниз. Наприклад, у дітей, що мають нерозвинені міжреберні м`язи, грудна клітка зменшується в розмірі під час скорочення діафрагми (парадоксальне рух).

При глибокому диханні в біомеханізме вдиху, як правило, бере участь допоміжна дихальна мускулатура - грудино-ключично-соскоподібного і передні сходові м`язи, і їх скорочення додатково збільшує об`єм грудної клітини. Зокрема, сходові м`язи піднімають верхні два ребра, а грудино-ключично-соскоподібного - піднімають грудину. Вдих є активним процесом і вимагає витрати енергії при скороченні струс м`язів, яка витрачається на подолання еластичного опору щодо ригідних тканин грудної клітки, еластичного опору легко розтяжне легеневої тканини, аеродинамічного опору дихальних шляхів потоку повітря, а також на підвищення внутріабдомінальних тиску і виникає при цьому зміщення органів черевної порожнини донизу.