Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

16.3: Дихання

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5897

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Роблячи «літати»

    Плавець на цій фотографії робить погладжування метелика. Цей стиль плавання вимагає від плавця ретельно контролювати своє дихання, щоб воно узгоджувалося з його плавальними рухами. Дихання - це процес переміщення повітря в легені і з них, які є органами, в яких відбувається газообмін між атмосферою і тілом. Дихання також називають вентиляцією, і воно є однією з двох частин життєзабезпечення процесу дихання, інша частина - газообмін. Перш ніж зрозуміти, як контролюється дихання, потрібно знати, як відбувається дихання.

    Метелик морської піхоти США
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Обведення метелика

    Як відбувається дихання

    Дихання - це двоетапний процес, який включає втягування повітря в легені, або вдих, і вихід повітря з легенів, або видих. Обидва процеси проілюстровані на рис\(\PageIndex{2}\).

    вдих видих
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Вдих і видих під час дихання залежать в основному від повторних скорочень діафрагми.

    вдих

    Вдих - це активний процес, який виникає в основному в результаті скорочення м'язи, званої діафрагмою, показаного на малюнку\(\PageIndex{2}\). Діафрагма являє собою велику куполоподібну м'яз нижче легенів, яка розділяє грудну (грудну) і черевну порожнини. Коли діафрагма стискається, грудна порожнина розширюється і вміст живота виштовхується вниз. Інші м'язи, такі як зовнішні міжреберні м'язи між ребрами, також сприяють процесу вдиху, особливо при форсованому вдиху, як при глибокому вдиху. Ці м'язи сприяють збільшенню грудного обсягу за рахунок розширення ребер назовні. При розширенні грудної клітини всередині легенів нижчий тиск повітря, ніж зовні тіла, тому зовнішнє повітря надходить в легені через дихальні шляхи.

    видихаючи

    Видих передбачає протилежний ряд подій. Діафрагма розслабляється, тому рухається вгору і зменшується обсяг грудної клітки (рис\(\PageIndex{2}\). Тиск повітря всередині легенів збільшується, тому він вище, ніж тиск повітря поза легенями. Видих, на відміну від вдиху, зазвичай є пасивним процесом, який відбувається в основному за рахунок еластичності легенів. Зі зміною тиску повітря легені стискаються до їх попередньо надутого розміру, витісняючи повітря, яке вони містять в процесі. Повітря витікає з легенів, подібно до того, як повітря випливає з повітряної кулі при його випуску. Якщо видих вимушений, внутрішні міжреберні та черевні м'язи можуть допомогти вивести повітря з легенів.

    Контроль дихання

    Дихання - одна з небагатьох життєво важливих тілесних функцій, яку можна контролювати свідомо, а також несвідомо. Подумайте про те, щоб використовувати дихання, щоб підірвати повітряну кулю. Ви робите довгий глибокий вдих, а потім видихаєте повітря так само примусово, як тільки можете в повітряну кулю. І вдих, і видих свідомо контролюються.

    Усвідомлений контроль дихання

    Ви можете контролювати своє дихання, затримуючи дихання, уповільнюючи дихання або гіпервентиляцію, яка дихає швидше і неглибоко, ніж потрібно. Ви також можете видихати або вдихати сильніше або глибоко, ніж зазвичай. Усвідомлений контроль дихання поширений у багатьох видах діяльності, крім підривання повітряних куль, включаючи плавання, навчання мовлення, спів, гру на різних музичних інструментах (малюнок\(\PageIndex{3}\)) та заняття йогою, щоб назвати лише деякі з них.

    Іван Подьомов грає на гобої
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Гра на гобої - важка праця. Видихається повітря необхідно нагнітати через крихітний отвір між двома дуже маленькими дерев'яними очеретами.

    Існують обмеження на свідомий контроль дихання. Наприклад, здоровій людині не представляється можливим добровільно перестати дихати на невизначений термін. Незадовго виникає невгамовний позив дихати. Якби ви змогли перестати дихати досить довго, ви б втратили свідомість. Те ж саме трапилося б, якби ви занадто довго проводили гіпервентиляцію. Після того, як ви втратите свідомість, щоб ви більше не могли здійснювати свідомий контроль над своїм диханням, мимовільний контроль над диханням бере на себе.

    Несвідомий контроль дихання

    Несвідоме дихання контролюється дихальними центрами в мозковому мозку і понках стовбура мозку (рис.\(\PageIndex{4}\)). Дихальні центри автоматично і безперервно регулюють швидкість дихання в залежності від потреб організму. Вони визначаються в основному кислотністю крові або рН. Наприклад, коли ви займаєтеся фізичними вправами, рівень вуглекислого газу збільшується в крові через посилення клітинного дихання м'язовими клітинами. Вуглекислий газ реагує з водою в крові, виробляючи вугільну кислоту, роблячи кров більш кислою, тому рН падає. Падіння рН виявляється хеморецепторами в головному мозку. Рівень кисню і вуглекислого газу в крові, крім рН, також виявляються хеморецепторами в магістральних артеріях, які відправляють «дані» в дихальні центри. Дихальний центр реагує посилаючи нервові імпульси до діафрагми, «наказуючи» їй скорочуватися швидше, щоб швидкість дихання прискорювалася. При більш швидкому диханні в повітря виділяється більше вуглекислого газу з крові, і рН крові повертається до нормального діапазону.

    альтДихальні центри головного мозку
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Скупчення клітин в понсах і мозковому мозку стовбура мозку - це дихальні центри мозку, які мимовільний контроль над дихальними м'язами, такими як діафрагма і зовнішні і внутрішні міжреберні.

    Протилежні події відбуваються, коли рівень вуглекислого газу в крові стає занадто низьким і підвищується рН крові. Це може статися при мимовільній гіпервентиляції, що може статися при панічних атаках, епізодах сильного болю, нападах астми і багатьох інших ситуаціях. При гіпервентиляції ви здуваєте багато вуглекислого газу, що призводить до падіння рівня в крові вуглекислого газу. Кров стає більш основною (лужною), викликаючи підвищення її рН.

    Носове проти рота дихання

    Носове дихання - це дихання через ніс, а не рот, і, як правило, вважається, що воно перевершує дихання ротом. Волосяні носові ходи роблять кращу роботу з фільтрації частинок з повітря, перш ніж він рухається глибше в дихальні шляхи. Носові ходи також краще попереджають і зволожують повітря, тому носове дихання особливо вигідно взимку, коли повітря холодне і сухе. Крім того, менший діаметр носових ходів створює більший тиск в легенях під час видиху. Це уповільнює спорожнення легенів, даючи їм більше часу для вилучення кисню з повітря.

    Особливість: Міф проти реальності

    Утоплення визначається як порушення дихання від перебування в рідині або під нею. Він додатково класифікується відповідно до його результату на смерть, постійні проблеми зі здоров'ям або відсутність постійних проблем зі здоров'ям (повне відновлення). У Сполучених Штатах випадкове утоплення є другою провідною причиною смерті (після автомобільних аварій) у дітей віком від 12 років і молодше. Існують деякі потенційно небезпечні міфи про утоплення. Знання того, що вони є, може врятувати ваше життя або життя коханої людини, особливо дитини.

    Міф: Люди тонуть, коли вони аспірації води в легені.

    Реальність: Як правило, на ранніх стадіях утоплення в легені надходить дуже мало води. Невелика кількість води, що надходить в трахею, викликає м'язовий спазм в гортані, який ущільнює дихальні шляхи і перешкоджає проходженню води в легені. Цей спазм, швидше за все, триватиме до тих пір, поки не відбудеться непритомність.

    Міф: Ви можете сказати, коли хтось тоне, тому що він буде кричати про допомогу і махати руками, щоб привернути увагу.

    Реальність: М'язовий спазм, який ущільнює дихальні шляхи, перешкоджає проходженню повітря, а також води, тому людина, яка тоне, не в змозі кричати або покликати на допомогу. Крім того, інстинктивні реакції, які відбуваються в останню хвилину або близько того до того, як потопаючий зануриться під воду, можуть виглядати схожими на спокійну, безпечну поведінку. Голова, швидше за все, буде низько в воді, нахилена назад з відкритим ротом. У людини можуть бути неконтрольовані рухи рук і ніг, але вони навряд чи будуть помітні над водою.

    Міф: Врятувати людину, яка перебуває без свідомості у воді, вже пізно.

    Реальність: Людина без свідомості, врятована дихальними шляхами, все ще закритими від м'язового спазму гортані, має хороші шанси на повне одужання, якщо вони почнуть отримувати СЛР протягом декількох хвилин. Без води в легенях СЛР набагато ефективніше. Навіть якщо зупинка серця сталася, щоб серце більше не б'ється, все одно є шанс на одужання. Однак чим довше мозок проходить без кисню, тим більша ймовірність загибелі клітин мозку. Смерть мозку, ймовірно, через шість хвилин без кисню, за винятком виняткових обставин, таких як молоді люди, що потопають у дуже холодній воді. Є приклади того, як діти виживають, очевидно, без тривалих негативних наслідків, протягом години в холодній воді (див. Докладніше нижче для прикладу). Тому рятувальники, які витягують дитину з холодної води, повинні спробувати реанімацію навіть після затяжного періоду занурення.

    Міф: Якщо хтось тоне, слід негайно почати вводити СЛР, ще до того, як ви спробуєте вивести людину з води.

    Реальність: Видалення потопаючого з води є першочерговим завданням, оскільки СЛР неефективна у воді. Мета повинна полягати в тому, щоб якомога швидше вивести людину на стійку землю, а потім почати СЛР.

    Міф: Ви навряд чи потонете, якщо не опинитеся у воді над головою.

    Реальність: Залежно від обставин, люди потонули всього лише 30 мм (близько 1 ½ дюйма) води. Наприклад, нетвережені люди або ті, хто перебуває під впливом наркотиків, як відомо, потонули в калюжах. Сотні дітей потонули у воді в туалетах, ваннях, тазиках, душових, відрах і відрах (див. Малюнок нижче).

    Ситуації утоплення дітей
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Маленьких дітей ніколи не слід залишати без нагляду навколо джерел води, які становлять ризик потонути, включаючи воду в туалетах, ваннях та відрах.

    Рецензія

    1. Визначте дихання.
    2. Який ще термін позначає процес дихання?
    3. У чому головна відмінність процесів вдиху і видиху?
    4. Наведіть приклади діяльності, при якій дихання свідомо контролюється.
    5. Маленькі діти іноді загрожують затримати дихання, поки не отримають чогось, чого хочуть. Чому це непрацююча загроза?
    6. Поясніть, як контролюється несвідоме дихання.
    7. Чому носове дихання зазвичай вважається перевершеним ротовим диханням?
    8. Для кожного з перерахованих нижче вкажіть, відбувається він в процесі вдиху (I) або видиху (Е).
      1. Діафрагма рухається вниз.
      2. Діафрагма розслабляється.
      3. Грудна порожнина стає менше.
      4. Тиск повітря в легенях нижче, ніж поза тілом.
    9. Наведіть один приклад ситуації, яка призведе до надмірного підвищення рН крові, і поясніть, чому це відбувається.
    10. Рівень кисню і вуглекислого газу в крові і pH визначають, які з них:
      1. механорецептори
      2. Хеморецептори
      3. Легеневі рецептори
      4. Вуглецеві рецептори
    11. Правда чи брехня. Діафрагма може скорочуватися за рахунок свідомого контролю.
    12. Правда чи брехня. Гіповентиляція - це дихання, яке швидке і неглибоке.

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16818#Explore_More

    Можливо, ви чули про «чудеса», в яких молодь виживала протягом тривалого періоду часу, не дихаючи під водою і здійснювала повне одужання. Як це відбувається? Прочитайте дивовижну історію італійського хлопчика, який вижив 42 хвилини під водою. У статті пояснюється фізіологія, що стоїть за «дивом».

    Маг і каскадер екстраординарний Девід Блейн, як повідомляється, може затримати дихання протягом 17 хвилин під водою. У цій доповіді TED він пояснює, як йому вдається здійснити цей подвиг:

    Атрибуції

    1. Інсульт метелика Капл. Джаспер Шварц, публічне надбання через Вікісховище
    2. Дихання Закарі Вілсона з CK-12 ліцензованого CC BY-NC 3.0
    3. Іван Подьомов Олексія Зубова, публічне надбання через Wikimedia Commons
    4. Дихальні центри мозку від OpenStax College, CC BY 3.0, через Wikimedia Commons
    5. Ситуації утоплення Комісією з безпеки споживчих товарів США, публічне надбання через Вікісховище
    6. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0