1. Фазы дыхания
2. Дыхательные движения
3. Постинспирация
4. Резюме
5. Список использованной литературы

Новорожденный, внешне выглядевший здоровым грудной ребенок был уложен спать и вскоре после этого обнаружен мертвым в положении лежа на животе с влажным лицом. Подобная смерть является проявлением синдрома внезапной детской смерти (sudden infant death syndrom, SIDS).

Интенсивный поиск причин SIDS врачами всего мира позволил выявить несколько факторов, которые могут приводить к нарушениям у младенцев работы нервных центров, регулирующих дыхание, среди которых положение лежа на животе, лихорадка или гипертермия, инфекции верхних дыхательных путей и развитие каких-либо патологий.

Вероятно, наступлению полного коллапса кардиореспираторных функций предшествует гипоксия в центральной нервной системе из-за торможения главных дыхательных центров. Следует полагать, что здесь играют роль глубокое рефлекторное ингибирование и/или расстройство передачи синапсов между нервными клетками дыхательных центров.

а) Фазы дыхания. Цикл дыхательного ритма состоит из трех фаз: инспирации (вдох), постинспирации (пассивный выдох) и активной экспирации (активный выдох).

1. Снабжение легких воздухом. Процесс газообмена в легких основан на непрерывном снабжении легких воздухом, что обеспечивается периодическими дыхательными движениями грудной клетки и диафрагмы. Работой ритмично возрастающих, а затем снова уменьшающихся сокращений инспираторных, а также экспираторных дыхательных мышц управляют специальные центры в нервной системе.

Механизм снабжения легких воздухом функционально подразделен на две фазы: вдох (инспирация) и выдох (экспирация; рис. 1Б). В состоянии покоя они плавно переходят друг в друга под влиянием дыхательных движений, происходящих с частотой 10-15 в минуту.

Дыхательный цикл в состоянии покоя продолжается в целом 4-6 с (%_сов): на фазу инспирации приходится 1,5-2,5 с (t_I), а на фазу экспирации — 2,5-3,5 с (t_E). Как видно, в состоянии покоя (эупноэ) выдох длится сравнительно долго.

В ходе постинспираторной фазы дыхания дыхательный цикл обеспечивается главным образом контролируемым расслаблением инспираторной мускулатуры. Экспираторные мышцы активируются только ближе к концу выдоха. Активные экспираторные движения слабо выражены, при обследовании едва заметны (вы можете убедиться в этом на собственных брюшных мышцах) и продолжаются самое большее 10% времени от всего дыхательного цикла.

Цикл дыхательного ритма состоит из трех фаз: инспирации (фаза I), пассивной экспирации (E1, постинспирация, или фаза PI) и активной экспирации (E2).

P.S. Терморегуляционное дыхание. При поверхностном учащенном дыхании (сравнимом с терморегуляционным дыханием у других животных) в дыхательном цикле остаются только две фазы цикла: инспирация и постинспирация (рис. 2Б).

При быстром дыхании с тремя фазами в цикле, включающем активным выдох, увеличенная продукция CO₂ ведет к респираторному алкалозу и как следствие к уменьшению кровоснабжения мозга, что субъективно ощущается как чувство усталости.

б) Дыхательные движения. Вентиляция легких осуществляется за счет ритмичных инспираторных и экспираторных движений; первая фаза выдоха представляет собой постинспирацию, в ходе которой происходит постепенное контролируемое ослабление силы сокращения инспираторных мышц.

1. Движения, обеспечивающие вдох. Плавность вдоха достигается за счет линейно нарастающей степени возбуждения (инспираторный рамп; рис. 1В, 2A) нервов, управляющих движениями инспираторных мышц nn. phrenici и nn. intercostales externi, расположенных в верхних сегментах груди.

Возбуждение этих нервов ведет к постепенному увеличению степени сокращения диафрагмы, сопровождающемуся все большим опусканием ее купола (рис. 1A), и освобождением большего пространства для расширения легких (в частности, добавлением recessus costodiaphragmaticus). В то же время за счет работы наружных межреберных мышц расширяется грудная клетка.

2. Движения, сопровождающие пассивный выдох. Фаза выдоха наступает уже тогда, тогда степень сокращения инспираторных мышц уменьшается лишь незначительно, так как начиная с этого момента объем грудной клетки на основании сжатия растянутых эластичных элементов как в легком, так и в самой грудной клетке будет снова уменьшаться (рис. 1Б, В).

Первая фаза выдоха происходит пассивно, без активизации экспираторных мышц. В эту фазу происходит не резкое, а хорошо контролируемое расслабление инспираторных мышц (постинспираторная релаксация) (рис. 1В, 2A).

3. Движения, обеспечивающие активный выдох. Следующая, вторая фаза выдоха (E2) происходит активно (рис. 1В, 2A) за счет подключения экспираторных дыхательных мышц (mm. intercostalis interni) в нижних сегментах груди, а также экспираторных брюшных и поясничных мышц (m. abdominis transversus, m. abdominis obliquus, m. quadratus lumborum).

За счет создаваемого благодаря их сокращению повышенного давления в брюшной полости купол диафрагмы выталкивается наверх (рис. 1A).

в) Постинспирация. Постинспирация играет важную роль не только в управлении процессом протекания вдоха и выдоха, но и в адаптации кардиореспираторных функций к меняющимся условиям, и даже влияет на моторику; кроме того, тонкая иннервация аддукторов гортани позволяет во время нее осуществлять фонацию.

Постинспирация стабилизирует дыхательный ритм, так как в нее переходит абсолютно каждая фаза вдоха. Вместе с тем она влияет на многие другие формы моторной активности, благодаря тому что оказывает ингибирующий эффект на ретикулярную формацию (formatio reticularis).

4. Фонация. Во время инспирации аддукторы гортани (mm. cricoarytenoidei posteriores) непроизвольно сильно сокращаются. Голосовая щель раскрывается для того, чтобы величина аэродинамического сопротивления против устремляющегося в легкие потока воздуха была наименьшей (рис. 1Г). Во время постинспирации активируются другие аддукторы гортани (m. cricoarytenoideus lateralis, m. arytenoideus transversus), из-за чего голосовая щель оказывается суженной (рис. 1Г).

Поток воздуха при пассивном выдохе вследствие этого будет затормаживаться и может по желанию человека благодаря тонкой иннервации гортани и аддукторов голосовых связок использоваться для фонации. Активное сокращение экспираторных мышц создает дополнительный поток воздуха, который, впрочем, плохо поддается регулированию и используется прежде всего при разговоре или пении.

Краткая приостановка дыхания после постинспирации может использоваться для выражения испуга, нетерпения, равно как и для других различных эмоциональных реакций. При сконцентрированной тонкомоторной работе мы нередко останавливаем дыхание, чтобы улучшить целенаправленные движения. В йоге при обучении контролю дыхания протекание постинспирации может управляться осознанно.

При нырянии нырятельный рефлекс приводит к закрыванию голосовой щели, ингибированию дыхания и снижению частоты сердечных сокращений. Возможно также, что этот рефлекс в качестве патологического проявления имеет отношение к синдрому внезапной детской смерти (SIDS, см. введение).

P.S. Японский стиль стрельбы из лука. Описывая движения и действия, необходимые для мастерского обращения с луком, философ Эуген Херригел отмечал особое значение фазы постинспирации для задержки дыхания: «Вдох, — сказал мастер однажды — сковывает и связывает. При задержке же дыхания все происходит должным образом и выдох проистекает полностью, и в это время преодолеваются все трудности».

г) Резюме. Дыхательный ритм. Дыхательный ритм, контролируемый нервной системой, представляет собой цикл из трех фаз:

• В ходе инспирации (фаза I) происходит вдох. Одновременно с вдохом сильно сокращается диафрагма.

• В ходе постинспирации (PI) начинается пассивный выдох (фаза E1). Эта фаза стабилизирует дыхательный ритм, так как в нее переходит абсолютно каждая фаза инспирации.

• Активный выдох в ходе второй части экспирации (фаза E2) обеспечивается сокращением экспираторных брюшных и поясничных мышц.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Дыхательные центры - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 14.7.2025