1. Общая характеристика дыхания.

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование кислорода в биологическом окислении и удаление из него углекислого газа. Это позволяет организму поддерживать дыхательный гомеостаз — состояние, характеризующееся оп­тимальным для жизнедеятельности относительным постоянством газового состава крови и тканей.

Само по себе поступление кислорода в организм и удаление из него двуокиси углерода еще не может обеспечить поддержания оптимального для метаболизма тканевого обмена. Постоянно меняющиеся режимы дея­тельности организма (мышечная деятельность, эмоциональные реакции и др.), а также изменяющиеся состав атмосферного воздуха, атмосферное давление и т. д. требуют от организма способности под­держивать кислородно-углекислотный баланс организма в различных условиях и восполнять возникаю­щую газовую потребность

Дыхание осуществляется в несколько стадий.

Первая стадия — легочное, или внешнее, дыхание — связана с поступ­лением и удалением воздуха из легких, т.е. со вдохом (инспирацией) и выдохом (экспирацией). Во время вдоха в легкие поступает насыщенный кислородом атмосферный воздух, при выдохе в атмосферу возвращается воздух, обед­ненный О₂ и обогащенный СО₂.

Вторая стадия — газообмен в легких между альвеолярным воздухом и легочными капиллярами.

Третья стадия — транспорт газов кровью: кислород — из легких к тка­ням, двуокись углерода — из тканей в легкие.

Четвертая стадия — тканевое (внутреннее) дыхание — метаболические процессы утилизации кислорода клетками и образование двуокиси углерода. Эта стадия изучается в курсах биохимии и молекулярной биологии.

В процессе дыхания важен состав вдыхаемого воздуха:

• Атмосферное давление - это полное газа давление в атмосфере, которое возникает из-за веса атмосферы Земли. Давление газа традиционно сообщается на основе высоты столба жидкости, например, мм рт. ст. Атмосферное давление = 760 мм рт. ст. на уровне моря, оно уменьшается на больших высотах и увеличивается на больших глубинах.

• Количество конкретного газа может быть описано как парциальное давление, представляющее долю от общего давления. Парциальное давление - это часть общего давления смеси газов, приходящаяся на отдельный газ (если бы он занимал весь объем смеси).

• Атмосферный газ состоит из приблизительно 21% O₂ и 78% N₂ и очень небольшого количества других газов.

2. Дыхательный акт.

2.1. Отрицательное давление плевральной полости.

С момента рождения каждого млекопитающего легкие всегда находятся в более или менее растянутом состоянии. Это объясняется отрицательным давлением в плевральной полости, окружающей легкие (на 3-4 мм рт.ст. ниже атмосферного), которая полностью изолирована от атмо­сферного воздуха.

Благодаря наличию отрицательного давления в плевральной полости в обычных условиях спадания легких не происходит. В спавшемся состоянии легкие находятся только у плода до рождения и первого вдоха, а также в случае, если в плевральную полость войдет воздух или газ, - наступает пневматоракс. При одностороннем пневмотораксе дыхание только одним легким на неповрежденной стороне может обеспечить дыхательную потребность при отсутствии физической нагрузки. Двусторонний пневмоторакс делает не­возможным естественное дыхание, в этом случае единственным способом сохранения жизни является искусственное дыхание.

Растянутые легкие стремят­ся сжаться благодаря собственной эластической тяге и поверхностному натя­жению в альвеолах:

• Эластическая тяга обусловлена эластическими свойствами тканей легких и грудной клетки.

• Поверхностное натяжение в альвеолах формируется покрывающими их изнутри жидкостями. Оно существенно снижается поверхностно-активными веществами – сурфактантами. Они позволяют альвеолам оставаться в расправленном (не спавшемся) состоянии при уменьшении объема (во время выдоха) Сурфактант помогает лёгким усваивать кислород. Мода на безжировое питание приводит к возникновению гипоксий у людей, которые не употребляют в пищу качественные жиры (сурфактант примерно на 90% состоит из жиров).