Механизм вдоха и выдоха

В акте дыхания легкие играют пассивную роль. Они не могут расширяться и сжиматься активно, так как в них нет мускулатуры. Легкие находятся в герметически закрытой грудной полости. Каждое легкое покрыто плеврой, которая состоит из двух листков: висцерального, срастающегося с легочной тканью и затем по краям легких переходит в париетальный листок, который выстилает грудную полость. Между висцеральными и париетальными листками имеется плевральная полость, заполненная серозной жидкостью. Это уменьшает трение при дыхательных движениях. Давление в плевральной полости ниже атмосферного на 10–30 мм рт. ст.

Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной полости за счет сокращения мышц диафрагмы и наружных межреберных мышц. Эти мышцы называются инсператорами.

При поступлении импульсов из центра дыхания наружные межреберные мышцы сокращаются, клетка расширяется в продольном и поперечном направлениях. Расширению грудной полости спереди назад способствует и сокращение диафрагмы. В результате сокращения диафрагма уплощается и отходит назад. Грудная полость увеличивается в объеме, давление в ней понижается у крупных животных до 30 мм рт. ст., легкие следуют за расширением грудной клетки и воздух засасывается в них — происходит акт вдоха — инспирация. В процессе вдоха принимают участие и другие мышцы (грудные, брюшные и др.).

Между листками плевры отрицательное давление, что обеспечивает движения легких за изменением грудной полости. При проникновении воздуха в плевральную полость (пневмоторокс) легкие спадаются (ателектаз) и не следуют за дыхательными движениями грудной клетки.

Пневмоторокс возникает при вскрытии грудной клетки, при поломке ребер, при сильном кашле у собак, у крупного рогатого скота при проколе диафрагмы острыми предметами со стороны органов пищеварения.

Ателектаз может быть у мертворожденных и приобретенный, когда легкие сдавлены со стороны грудной клетки, или при спазме бронхов. При кратковременном ателектазе легкие могут расширяться и функция легких восстанавливаться.

Если проколоть грудную стенку иглой от шприца и впустить в плевральную полость немного воздуха, то легкие частично спадаются.

Полный двухсторонний пневмоторокс приводит животных и человека к гибели. У большинства млекопитающих животных плевральные полости обоих легких сообщаются между собой, и поэтому незначительное повреждение грудной клетки в любом ее месте является смертельным.

У человека правая и левая плевральные полости между собой разделены, поэтому при проникновении воздуха в одну из полостей пневмоторакс остается односторонним. Метод получения искусственного пневмоторокса используется в клинической практике при лечении легочного туберкулеза.

Акт выдоха (экспирация). В конце вдоха мышцы инспираторы расслабляются, грудная клетка в силу своей тяжести и эластичности возвращается к исходному положению, диафрагма поддается вперед и ее купол становится выпуклым в грудную полость под действием брюшных органов. Грудная полость уменьшается в объеме, из легких выжимается воздух, происходит выдох. В акте выдоха принимает участие внутренние межреберные мышцы, помогают мышцы живота, поперечные и прямые брюшные мышцы и др. Давление в межплевральной полости увеличивается, но и при выдохе оно ниже атмосферного на 5–7 мм рт. ст.

Во время выдоха альвеолы спадаются, но не слипаются, потому что внутренняя их поверхность покрыта нерастворимой в воде пленкой — сурфактантом.

Акт вдоха активный процесс, а выдоха — пассивный. Вдох короче выдоха. Продолжительность выдоха в 1,1–1,8 раза превышает время вдоха.

Механизм дыхательных движений легких может быть продемонстрирован с помощью модели Дондерса (рис. 25).

Рис. 25. Модель Дондерса.

Модель представляет собой стеклянный сосуд, затянутый внизу резиновой мембраной, имеется пробка, через которую проходят две стеклянные трубочки, на одну из которых надевают резиновую трубку с зажимом, а другую вставляют в трахею легких кролика и плотно привязывают нитками. Легкие осторожно вводят внутрь колпака. Плотно закрывают пробку. Резиновую мембрану вдавливают внутрь колпака и зажимом перекрывают резиновую трубку. Если оттянуть вниз мембрану, объем сосуда увеличивается, давление в нем уменьшается, и в легкие будет засасываться воздух, т.е. произойдет акт вдоха. Если отпустить мембрану, она возвратиться в исходное положение, объем сосуда уменьшится, давление внутри его увеличится и воздух из легких выйдет наружу. Произойдет акт выдоха.