Пользовательский поиск

Дыхание - органы, механика и возможности управления

Дыхание представляет собой процесс, который перемещает воздух в легкие и из них, или кислород через другие дыхательные органы, такие как жабры. Для организмов с легкими дыханием также называется вентиляция, которая включает в себя вдох и выдох. Этот процесс является частью физиологической респирации, необходимой для поддержания жизни. Аэробным организмам птиц, млекопитающих и рептилий требуется кислород, чтобы освободить энергию с помощью клеточного дыхания, в форме метаболизма молекул, богатых энергией, например, глюкозы. Дыхание является лишь одним из процессов, поставляющих кислород туда, где он нужен в организме, и удаляющих углекислый газ. Другой важный процесс включает движение крови по кровеносной системе. Газообмен происходит в легочных альвеолах путем пассивной газовой диффузии между альвеолярным газом и кровью в капиллярах легких. Когда эти растворенные газы попадают в кровь, сердце поддерживает их поток по организму (через систему кровообращения). Медицинский термин для нормального спокойного дыхания – эупноэ.

Продолжение ниже

Естественное управление дыханием

В одной древней притче, рассказанной в Чхандогья Упанишаде, глаза, уши, сознание и дыхание поспорили о том, что из них важнее для человека. Чтобы разрешить спор, они решили по очереди покидать тело на один час и выяснить, как ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Помимо удаления углекислого газа, дыхание приводит к потере воды из организма. Относительная влажность выдыхаемого воздуха равна 100% из-за воды, диффундирующей по влажной поверхности дыхательных путей и альвеол. Когда человек делает выдох в очень холодный наружный воздух, влажная атмосфера из легких охлаждается до точки, когда вода конденсируется в туман, делая выдох видным.

Содержание

  1. Механика дыхания
  2. Видео о дыхании
  3. Состав воздуха на вдохе и выдохе
  4. Давление воздуха
  5. Контроль дыхания
    1. Сознательный
    2. Бессознательный
      1. Примеры
    3. Взаимодействие
  6. Дыхание в культуре

Механика дыхания


дыхание

У млекопитающих вдох или выдох связан с сокращением и уплощением диафрагмы, куполообразной мышцы, которая отделяет грудную клетку от брюшины. Если живот расслаблен, из-за этого сокращения он выпирает наружу, расширяя объем тела. Это увеличение объема является причиной падения давления в грудной клетке, что вызывает расширение легких. При расслаблении диафрагмы воздух выходит в основном за счет эластичности легких. Этому тихому, смягченному дыханию нужно мало энергии. Когда потребность увеличивается, мышцы живота противостоят расширению. Повышенное давление в животе наклоняет диафрагму и грудную клетку вверх с увеличением объема и ввода воздуха. Выдох следует за релаксацией диафрагмы и мышц живота, но может быть увеличен путем направленного вниз действия мышц живота на грудную клетку. Этот форсированный выдох увеличивает давление через стенки дыхательных путей и может привести к сужению и, возможно, свистящему дыханию. Межреберные мышцы являются вспомогательными, придавая жесткость грудной клетке и формируя ее. Речь зависит от баланса между этими двумя формами дыхания, а у людей сознательное изменение часто изменяет автономную реакцию на потребность. Модель может меняться в зависимости от страха в ожидании потребности, как и от тревоги, и может обусловить ощущение, как при потере ингалятора. Она также зависит от потери эластичности легких в возрасте или болезни легких, расширения живота из-за ожирения или мышечной силы, чтобы противостоять расширению или тянуть грудную клетку вниз. Для вдоха используются десять мышц:

  • дифрагмальная
  • межреберная
  • лестничная
  • малая грудная
  • передняя зубчатая
  • грудиноключично-сосцевидная
  • мышца, поднимающая ребра
  • верхняя трапециевидная
  • широчайшая мышца спины
  • подключичная.

Восемь мышц используются для форсированного выдоха:

  • внутренняя межреберная
  • косая внутренняя
  • косая внешняя
  • мышца, поднимающая задний проход
  • треугольная мышца грудной клетки
  • поперечная
  • пирамидальная
  • прямая брюшная

Используемый процесс у амфибий является дыханием положительного давления. Мышцы снижают основание полости рта, расширяя ее и захватывая воздух через ноздри (которые используют ту же механику – объем, давление и распространение – как легкие млекопитающих). Если ноздри и рот закрыты, основание ротовой полости поднимается вверх, проталкивая воздух вниз по трахее в легкие.

Видео о дыхании

Состав воздуха на вдохе и выдохе

Воздух, который мы вдыхаем, состоит примерно из (по объему):

  • 78,04% азота
  • 21% кислорода
  • 0,96% аргона

В дополнение к воздуху, водолазы часто дышат смесями газов, обогащенными кислородом или гелием. Кислород и обезболивающие газы иногда дают пациентам при оказании медицинской помощи. Атмосфера в скафандрах представляет собой чистый кислород. А наша опора на это относительно небольшое количество кислорода может стать причиной гиперактивности или эйфории в чистых или богатых кислородом средах.

78,04% азотаПостоянные газы в выдыхаемом газе – это больше углекислого газа на 4-5% по объему и меньше кислорода на 4-5% по объему, чем при вдохе. Этот выдыхаемый воздух, как правило, состоит из:

  • 13,6% - 16% кислорода
  • 4% - 5,3% углекислого газа
  • 1% аргона и других газов

дыхание

Кроме того, присутствуют пары и следовые газы: 5% паров воды, несколько частей на миллион (промилле) окиси углерода и водорода, 1 промилле аммиака и менее 1 промилле ацетона, метанола, этанола (если этанол поглощен внутрь, в этом случае в дыхании будут значительно более высокие концентрации) и прочих летучих органических соединений. Кислород используется организмом для клеточного дыхания и других целей, а углекислый газ является продуктом этих процессов. Точный объем выдыхаемого кислорода и углекислого газа при дыхании и объем газов на выдохе может меняться в зависимости от рациона, физических упражнений и фитнеса.

Давление воздуха

Воздух на высоте находится под более низким давлением, чем на уровне моря за счет меньшей массы воздуха. Из-за этого низкого давления может развиться высотная болезнь или гипоксия.

Вдыхаемые под водой газы находятся под более высоким давлением, чем на уровне моря в связи с добавленным весом воды. Это может привести к азотному наркозу, кислородному отравлению или кессонной болезни.

 Контроль дыхания

Дыхание является одной из немногих функций организма, которой можно управлять в определенных пределах на сознательном и бессознательном уровне.

 Сознательный  

Сознательное управление дыханием распространено во многих формах медитации, конкретно формах йоги, например, в пранаяме. В плавании, кардиотренировках, обучении речи или вокалу можно научиться дисциплинировать свое дыхание, изначально сознательно, но позже подсознательно для целей, отличных от жизнеобеспечения. От сознательного контроля дыхания зависит и речь человека. Кроме того, оно используется в методе Бутейко, когерентном дыхании и обучении дыханию с использованием биологической обратной связи (БОС). Примерами являются когерентное дыхание, в котором используется вариабельность сердечного ритма, и БОС с маневром Вальсальвы для оптимизации его глубины и частоты. Сфера влияния посредством сознательного контролирования своего дыхания может влиять на ретикулярную формацию в стволе головного мозга, который состоит из перекрестно соединенных нейронных сетей. Они автономно контролируют дыхание и сердечно-сосудистую систему, помимо прочего. Сознательная понижающая или повышающая регуляция дыхания с помощью коры головного мозга, которая может повлиять на нейронных сетей ретикулярной формации в стволе головного мозга, может контролировать частоту сердечных сокращений, в основном левого желудочка сердца. Таким образом, сознательный дыхательный контроль и его действие на сердечно-сосудистую систему – это тайна в основе практик йоги и медитации.

 Бессознательный  

Бессознательный контроль дыхания осуществляется специализированными центрами в стволе мозга, которые автоматически регулируют его частоту и глубину в зависимости от потребностей организма в любой момент. Когда в крови увеличивается уровень углекислого газа, он вступает в реакцию с водой в крови, производя угольную кислоту. Молочная кислота, вырабатываемая посредством брожения во время физических нагрузок, также снижает рН. Падение рН в крови стимулирует хеморецепторы в сонной аорте и аортальных поясничных параганглиях, а также те, которые находятся внутри дыхательного центра в продолговатом мозге. Хеморецепторы отправляют больше нервных импульсов к дыхательному центру в продолговатом мозге и мосту в мозге. Они, в свою очередь, отправляют нервные импульсы через грудной и диафрагмальный нервы диафрагмы.

 Примеры

Например, во время тренировки уровень углекислого газа в крови повышается в связи с ростом клеточного дыхания мышц, что активирует сонную аорту и аортальные поясничные параганглии и дыхательный центр, что, в конечном счете,приводит к более высокому дыхательному уровню.

Во время отдыха уровень углекислого газа снижается, поэтому снижается и частота дыхания. Это гарантирует поступление соответствующего количества кислорода к мышцам и другим органам. Важно подчеркнуть, что скопление углекислого газа окисляет кровь, что делает отчаянную потребность в дыхании гораздо более сильной по сравнению с недостатком кислорода.

 Взаимодействие

Для здорового человека не представляется возможным добровольно перестать дышать на неопределенный период. Если прекратить вдыхать, уровень углекислого газа накапливается в крови, и человек испытывает подавляющее желание сделать вдох. Этот неугомонный рефлекс не удивителен, учитывая, что без дыхания внутренние уровни кислорода организма становятся опасно низкими всего за несколько минут, что приводит к необратимому повреждению мозга, за чем в итоге следует смерть. Однако были случаи, когда люди пережили без воздуха два часа. Это возможно только при погружении в холодную воду, так как это вызывает у млекопитающих дайвинг-рефлекс, а также при погружении объекта в состояние оживления с приостановкой.

Если здоровый человек добровольно перестает дышать в течение достаточно длительного периода времени, то происходит потеря сознания, а тело возобновляет дыхание самостоятельно. Поэтому покончить с собой с помощью этого метода не получится, если только дыхание не было ограничено чем-то еще (например, водой).

Гипервентиляция приводит к снижению нормального уровня СО2, снижению подачи крови и кислорода к жизненно важным органам, что обусловлено сужением сосудов и подавленным эффектом Бора из-за СО2. Добровольная гипервентиляция может привести к опасно низкому уровню кислорода в тканях, что приводит, например, к обмороку вследствие гипоксии мозга.

Дыхание в культуре

дыханиеВ тай-чи чуань аэробная тренировка объединяется с дыханием, чтобы тренировать мышцы диафрагмы и обучать эффективной осанке, которая помогает лучше использовать энергию тела. В музыке оно используется для воспроизведения на духовых инструментах. С физической точки зрения смех является просто повторяющимися острыми вдохами. С дыханием связаны икота, зевота, чихание и другие явления.

Древние обычно связывали дыхание с жизненной силой. В еврейской Библии говорится, что Бог вдохнул жизнь в глину, чтобы сделать Адама живой душой. В ней также говорится о дыхании, как о возвращении к Богу, когда смертный умирает. Термины «дух», «ци», «прана» и «душа» связаны с понятием дыхания. Также родственными являются полинезийская «мана» и еврейский «руах».




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".