Дыхание – важный физиологический процесс, без которого невозможна жизнедеятельность человека. Благодаря налаженному механизму клетки снабжаются кислородом и могут участвовать в метаболизме. Виды дыхания различают в зависимости от того, какие мышцы и органы задействованы в процессе.
Физиология дыхания
Дыхание сопровождается поочередным вдохом (потребление кислорода) и выдохом (выделение углекислого газа). За короткое время между ними происходит множество процессов. Их можно разделить на следующие основные этапы дыхания:
- внешнее (вентиляция и диффузия газов в легких);
- транспортировка кислорода;
- дыхание тканей.
Внешнее дыхание обеспечивает следующие процессы:
- Вентиляция легких – воздух проходит через дыхательные пути, увлажняется, становится теплее и чище.
- Газообмен – происходит в коротком промежутке прекращения дыхания (между выдохом и новым вдохом). В обмене участвуют альвеолы и легочные капилляры. Кровь поступает через альвеолы в капилляры, где насыщается кислородом и разносится по всему организму. Углекислый газ транспортируется из капилляров обратно в альвеолы и на выдохе выводится из организма.
Начальный этап дыхания способствует передаче кислорода из альвеол в кровь и накоплению углекислого газа в легочных пузырьках для дальнейшего выведения из организма.
Транспортировка и конечный результат обмена
Транспортировка газов кровью происходит благодаря эритроцитам. Они разносят кислород к тканям органов, где начинаются дальнейшие обменные процессы.
Диффузия в тканях характеризует процесс тканевого дыхания. Что это значит? Эритроциты, связанные с кислородом, поступают в ткани, а затем и в тканевую жидкость. Одновременно растворенный углекислый газ движется обратно к альвеолам легких.
Через тканевую жидкость кровь поступает в клетки. Запускаются химические процессы расщепления питательных веществ. Окончательный продукт оксидации – углекислый газ – вновь попадает в кровь в виде раствора и переносится к альвеолам легких.
Независимо от того, какой тип дыхания используется отдельным организмом, происходящие процессы обмена одинаковы. Работа мышц позволяет изменять объем грудной клетки, т. е. выполнять вдох или выдох.
Значение мышц в процессах дыхания
Виды дыхания возникли в результате сокращения мышц разных отделов позвоночника. Дыхательные мышцы обеспечивают ритмичное изменение объема полости грудной клетки. В зависимости от выполняемых функций, их подразделяют на инспираторные и экспираторные.
Первые участвуют в процессе вдыхания воздуха. К основным мышцам данной группы относятся: диафрагма, межреберные наружные, межхрящевые внутренние. Вспомогательные инспираторные мышцы составляют лестничные, грудные (большая и малая), грудино-ключичные (сосцевидные). В процессе выдоха участвуют мышцы живота и межреберные внутренние.
Лишь благодаря мышцам возможно вдыхание и выдыхание воздуха: легкие повторяют их движения. Существует два возможных механизма изменения объема грудной клетки с помощью сокращения мышц: движения ребер или диафрагмы, что и составляет основные виды дыхания у человека.
Грудное дыхание
При таком типе активно участвует в процессе лишь верхняя часть легких. Задействованы ребра либо ключицы, вследствие чего грудной тип дыхания делят на реберное и ключичное. Это наиболее частый, но далеко не оптимальный метод.
Реберное дыхание осуществляется при помощи межреберных мышц, которые позволяют грудной клетке расшириться до необходимого объема. На выдохе внутренние межреберные мышцы сжимаются, и воздух выходит. Процесс происходит и благодаря тому, что ребра обладают подвижностью и способны смещаться. Такое дыхание обычно присуще женскому полу.
Ключичное дыхание распространено среди пожилых людей в связи с уменьшением работоспособности легких, а также встречается у детей младшего школьного возраста. На вдохе ключицы вместе с грудной клеткой приподнимаются, на выдохе – опускаются. Дыхание с помощью грудино-ключичных мышц очень поверхностное, больше рассчитанное на спокойные и размеренные циклы вдоха–выдоха.
Брюшное (диафрагмальное) дыхание
Диафрагмальный тип дыхания считается более полноценным, чем грудной, вследствие лучшего снабжения кислородом. В процессе участвует большая часть объема легких.
Способствует дыхательным движениям диафрагма. Это перегородка между брюшной и грудной полостями, состоящая из мышечной ткани и способная достаточно сильно сокращаться. Во время вдоха она опускается вниз, оказывая давление на брюшину. При выдохе, наоборот, поднимается вверх, расслабляя мышцы живота.
Диафрагмальное дыхание распространено среди мужчин, спортсменов, певцов и детей. Научиться брюшному дыханию несложно, существует множество упражнений для развития необходимых навыков. Стоит ли этому учиться - решать каждому, но именно брюшное дыхание позволяет качественно снабдить организм необходимым кислородом за минимальное количество движений.
Бывает, что за один цикл дыхания человек задействует и грудной, и брюшной отделы. Расширяются ребра, а вместе с тем работает и диафрагма. то называют смешанным (полным) дыханием.
Виды дыхания в зависимости от характера дыхательных движений
Дыхание зависит не только от задействованной группы мышц, но и от таких показателей, как глубина, частота, время перерыва между выдохом и новым вдохом. При частом, прерывистом и неглубоком дыхании легкие вентилируются не полностью. Это создает благоприятные условия для бактерий и вирусов.
Полное дыхание задействует нижнюю, среднюю и верхнюю часть легких, что позволяет полностью их провентилировать. Используется весь полезный объем грудной клетки, и воздух в легких своевременно обновляется, не позволяя размножаться вредоносным микроорганизмам. Человек, практикующий полное дыхание, делает около 14 вдохов в минуту. Для хорошей вентиляции легких рекомендуется выполнять не более 16 вдохов в минуту.
Влияние дыхания на здоровье
Дыхание – основной источник кислорода, который постоянно необходим организму для нормальной жизнедеятельности. Качественная вентиляция легких обеспечивает кровь достаточным количеством кислорода, стимулируя работу сердечно-сосудистой системы и самих легких.
Стоит отметить пользу диафрагмального дыхания: являясь наиболее глубоким и полным, оно естественным образом массажирует внутренние органы брюшины и грудной клетки. Улучшаются процессы пищеварения, давление диафрагмы при выдохе стимулирует перикард.
Нарушения дыхания приводят к ухудшению обменных процессов на клеточном уровне. Токсины не выводятся вовремя, создавая благоприятную среду для развития заболеваний. Часть функций газообмена переходит на кожу, что приводит к ее увяданию и развитию дерматологических болезней.
Патологические виды дыхания
Существует несколько видов патологического дыхания, которые разделяют на группы в зависимости от причины нарушений вентиляции легких. Нарушения регуляции могут вызывать:
- брадипноэ – угнетение функций дыхания, больной совершает менее 12 дыхательных циклов в минуту;
- тахипноэ – слишком частое и поверхностное дыхание (более 24 дыхательных циклов в минуту);
- гиперноэ – частое и глубокое дыхание, связанное с интенсивной рефлекторной и гуморальной стимуляцией при разных заболеваниях;
- апноэ – временное прекращение дыхания, связано со снижением возбудимости дыхательного центра при поражениях мозга или вследствие наркоза, возможна также рефлекторная остановка дыхания.
Периодическое дыхание – это процесс, при котором дыхание чередуется с апноэ. Выявлено два типа такого поступления кислорода в организм, которые получили названия: дыхание Чейна-Стокса и дыхание Биота.
Первое характеризуется нарастающими глубокими движениями, постепенно убывающими до апноэ длительностью 5-10 секунд. Второе составляют нормальные дыхательные циклы, чередующиеся с кратковременным апноэ. Развитие периодического дыхания провоцирует прежде всего нарушения дыхательного центра вследствие травм или заболеваний мозга.
Терминальные виды дыхания
Необратимые нарушения дыхательного процесса со временем приводят к полной остановке дыхания. Различают несколько видом фатальной деятельности:
- дыхание Куссмауля – глубокое и шумное, характерно при отравлениях токсинами, гипоксии, диабетической и уремической коме;
- апнейстическое – продолжительный вдох и короткий выдох, характерно для травм мозга, сильного токсического воздействия;
- гаспинг-дыхание – признак глубокой гипоксии, гиперкапнии, редкие вдохи с задержкой дыхания в 10-20 секунд перед выдохом (распространено при серьезных патологических состояниях).
Стоит отметить, что при удачной реанимации больного возможно восстановление дыхательной функции до нормального состояния.
