Механизм вдоха и выдоха

Вдох и выдох совершаются с помощью межреберных мышц и диафрагмы.

При нехватке кислорода рефлекторно происходит сокращение межреберных мышц и диафрагмы, ребра приподнимаются, выступают вперед, диафрагма уплощается и опускается. В результате объем грудной клетки увеличивается, и соответственно возрастает объем легких. Эластичные альвеолы растягиваются, в их полости снижается давление, и воздух через воздухоносные пути устремляется в них — происходит вдох.

При достаточном количестве кислорода в крови импульсы к дыхательным мышцам не поступают, они расслабляются. Это приводит к опусканию ребер и подъему купола диафрагмы. Объем грудной клетки и легких уменьшается. Давление в альвеолах возрастает, становится выше атмосферного, и воздух выходит наружу. Таким образом, вдох происходит активно (рефлекторно), а выдох – пассивно.

При форсировании вдоха и выдоха в дыхательных движениях участвуют и другие группы мышц (грудные и мышцы живота).

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это наибольший объем воздуха, который человек способен выдохнуть после сильного вдоха. ЖЕЛ зависит от возраста, пола, массы тела, степени тренированности и служит одним из показателей физического развития человека. Для взрослого человека ЖЕЛ близка к 3500 мл. У физически тренированных лиц она достигает 6000—7000 мл, у курящих людей — снижается на 300—400 мл. Самый большой объем ЖЕЛ у пловцов, за счет тренировки межреберных мышц во время плавания. Определяют ЖЕЛ с помощью прибора спирометра.

Газообмен в легких и тканях

Газообмен в легких совершается вследствие диффузии газов (движению молекул газа из стороны большей концентрации в сторону меньшей) через тонкие эпителиальные стенки альвеол и капилляров. Кислорода в альвеолах больше, чем в венозной крови капилляров, а углекислого газа меньше. Поэтому кислород воздуха будет поступать в капилляры альвеол, а углекислый газ — в обратном направлении. Поступившие в кровь молекулы кислорода взаимодействуют с гемоглобином эритроцитов, образуется оксигемоглобин, кровь становится артериальной и   переносятся к тканям.

Газообмен в тканях осуществляется по аналогичному принципу. В результате окислительных процессов в клетках тканей и органов концентрация кислорода меньше, а углекислого газа больше, чем в артериальной крови. Поэтому кислород из артериальной крови поступает в тканевую жидкость, а из нее — в клетки. Движение углекислого газа происходит в противоположном направлении. В результате кровь из артериальной, богатой кислородом, превращается в венозную, обогащенную углекислым газом.