При вдохе, согласно команде дыхательного центра, сокращаются основная вдыхательная мышца – диафрагма – и наружные межреберные мышцы. В результате сокращения вдыхательных мышц купол диафрагмы уплощается и опускается, а ребра поднимаются, ввиду чего увеличивается объем грудной клетки. Плевральная полость, повторяем, герметична, и давление в ней отрицательное по отношению к атмосферному. Поэтому легкие пассивно расправляются в грудной полости и под действием силы атмосферного давления через воздухоносные пути наполняются воздухом. Так происходит вдох.
Вдыхательные мышцы преодолевают ряд сопротивлений, главнейшие из которых – эластическое сопротивление реберных хрящей и самой легочной ткани, масса приподнимаемой грудной клетки и сопротивление брюшных внутренностей и стенок живота, оттесняемых диафрагмой при ее уплощении во время сокращения.
Когда вдох окончен и вдыхательные мышцы расслабляются, суммарное действие перечисленных сопротивлений возвращает грудную клетку в исходное положение: ребра в силу упругости их соединений опускаются, диафрагма выпячивается вверх. В результате уменьшается объем грудной клетки и соответственно – объем легких. Причем избыток воздуха, вошедшего при вдохе, выталкивается наружу из-за увеличения внутрилегочного давления. Так в спокойном состоянии пассивно, без активного участия дыхательных мышц осуществляется выдох. Лишь при усиленном или затрудненном дыхании выдох становится активным: ему помогает сокращение мышц-экспираторов (выдыхательных мышц) – брюшного пресса, внутренних и части наружных межреберных.
После выдоха дыхательный цикл ритмично повторяется. И так всю жизнь. От первого до последнего вдоха...
При произвольном стремлении изменить дыхательные движения, например задержать дыхание при нырянии или согласовать ритм спортивных движений с дыхательными, в регуляцию дыхания включаются высшие отделы головного мозга, контролирующие работу всех мышц тела (соматических мышц).
Обычно человек не замечает, какую работу ежесекундно выполняют его дыхательные мышцы. Однако любая физическая нагрузка, приводя к усилению дыхания, делает весьма ощутимыми движения грудной клетки. И при спокойном дыхании расходуется немалая энергия. Поэтому задача дыхательной системы состоит в доставке организму кислорода при наименьшей затрате энергии на само дыхание. Сохранение минимальной энергетической «себестоимости» кислорода – одно из важнейших условий жизнедеятельности организма. При чрезмерном расходе кислорода на функционирование самого дыхательного аппарата, как это бывает при различных заболеваниях или при затруднениях дыхания, организм страдает от кислородного голодания. В критических случаях дыхание перестает быть условием жизни и становится самоцелью: получается так, что больной живет лишь для того, чтобы дышать, вместо того чтобы дышать для полноценной жизни.
Жизненная емкость легких – общий объем воздуха, который может быть выдохнут при максимальном выдохе после самого глубокого вдоха, – служит одним из показателей физического развития человека. Занятия спортом и дыхательные упражнения повышают жизненную емкость, а все причины, затрудняющие дыхательные движения, снижают ее и тем самым ухудшают снабжение организма кислородом (рис. 2).
Она в среднем равна 3500 мл у мужчин и 2700 мл у женщин, а у хорошо тренированных лиц может достигать 6000 мл. При этом даже после весьма интенсивного выдоха в легких обязательно остается около 1500 мл так называемого остаточного воздуха.
