Дыхание – это сложный многоступенчатый физиологический процесс, суть которого заключается в поглощении кислорода из окружающей среды для последующего его участия в окислительно-восстановительных реакциях.
Однако оно присуще не только высшим животным, но и всем аэробным организмам, в том числе и одноклеточным, а потому можно сказать, что это основной способ получения макроэргических соединений. Образующаяся в процессе дыхания энергия далее расходуется на многочисленные нужды организма. Около 20% от всего кислорода потребляет головной мозг, т.к. на проведение высокоскоростных импульсов затрачивается очень много субстратов. У человека дыхание протекает в двух крупных фазах: внешнее дыхание (это процесс газообмена между стенками альвеол легких и капиллярами) и внутреннее - дальнейшая транспортировка кислорода ко всем клеткам и тканям.
Дыхание на уровне клетки
Однако первое является результатом работы органов и тканей, а вот клеточное дыхание – это процесс уже на молекулярном и атомарном уровнях, при котором кислород необходим для цепи переноса электронов с отщеплением отрицательного заряда от О2 и образованием воды и высокоэнергетических соединений. Также для непрерывного протекания этих реакций нужны специализированные белки и донор протонов. Дыхание высших организмов и процесс дыхания организмов, измеряемых микрометрами, существенно различаются. Так, бактерии различаются по 3 типам отношения к кислороду. Строгие аэробы получают молекулярный кислород непосредственно: используют кислород связанный (углекислый газ, оксид серы и др.), молекулярный же для них губителен. Смешанный тип дыхания у факультативных бактерий подразумевает возможность использования как связанного, так и молекулярного кислорода в зависимости от условий.
Механизмы дыхания человека
Итак, внешнее дыхание – это процесс, который осуществляется благодаря структуре воздухоносных путей и работе мускулатуры грудной клетки и диафрагмы, вследствие которой давление в легких падает, газы перемещаются внутрь. Выдох – обратный процесс, при котором воздух (главным образом углекислота) выходит наружу. В норме поток газов по дыхательным путям является ламинарным, то есть параллельно стенкам бронхов, а при возникновении препятствий (обтурация инородным предметом, скопление слизи) возникают турбулентные завихрения. Насыщение крови кислородом происходит именно в легких, после чего она, оксигенированная, переносится по капиллярам, собирается в более крупные сосуды и в конечном итоге поступает в сердце. Оттуда она выходит по аорте и вступает в большой круг кровообращения.
Необходимо различать понятия дыхания и вентиляции. Второе - это процесс сокращения межреберных и глубоких мышц грудной клетки для изменения ее размера, движения воздуха по трахее и бронхам к альвеолам. В свою очередь, дыхание – это процесс не менее активный, но означает газообмен на альвеолярно-капиллярном уровне. Причинами слабой вентиляции могут быть заболевания с поражением дыхательных путей, деформации грудной клетки, обструкция или рестрикция (эмфизема, бронхиальная астма, бронхит), системная склеродермия. Массивная вентиляция легких также может быть вследствие патологических состояний: инфекции, фармакологического действия препаратов, состояния перевозбуждения, высокой физической нагрузки.
