Механизм дыхательных движений

Весь механизм дыхательных движений определяется сокращением ряда скелетных мышц стенок грудной полости, ведущим к изменению ее емкости.

Роль диафрагмы в механизме дыхательных движений

Диафрагма отграничивает грудную полость от брюшной. Когда диафрагме сокращаются, ее купола опускаются, боковая отходит от стенок грудной клетки. Центральная часть опускается при этом незначительно. При выдохе плоскость, проведенная через верхние точки диафрагмы, находится на уровне IV—V ребра, а при вдохе уплощающиеся купола опускаются на 3—4 см, располагаясь на уровне VII—VIII ребра. Поэтому объем грудной полости при сокращении диафрагмы увеличивается сверху вниз, причем опускание диафрагмы на 1 см соответствует увеличению емкости грудной полости на 250—300 мл.

Когда диафрагма при своем сокращении опускается, она давит на органы живота. Эти органы отжимаются вниз и вперед, так что податливая брюшная стенка при этом выпячивается. Поэтому даже при спокойном дыхании заметны ритмические выпячивания брюшной стенки во время каждого вдоха.

Диафрагма иннервируется парой диафрагмальных нервов (nn.phrenici). Волокна, образующие эти нервы, являются аксонами нервных клеток, лежащих в передних рогах III—V спинномозговых шейных сегментов, и выходят из них в составе III—V передних шейных спинномозговых корешков.

Положение ребер и грудины в механизме дыхательных движений

Каждое ребро сочленено с позвонком в двух местах: головка ребра сочленена с телом позвонка, а бугорок ребра—с его поперечным отростком. В механизме дыхательных движений реберные дуги приподнимаются, а грудина отодвигается вперед. При выдохе кольцо, образованное каждой нарой ребер и грудиной, обращено косо вниз. При вдохе ребра поворачиваются вокруг оси, проходящей через точки прикрепления ребра к позвоночнику, так что каждое ребро приподнимается. При этом движении каждая нижележащая реберная дуга (от III до VII) приподнимается вверх больше, чем вышележащая реберная дуга. Вследствие этого грудина отодвигается вперед и немного вверх, так что при вдохе размер грудной клетки увеличивается в плоскости, перпендикулярной позвоночнику. Одновременно каждое ребро при вдохе несколько поворачивается нижним краем кнаружи, что также ведет к расширению грудной полости.

В механизме дыхательных движений движения ребер обусловливаются сокращением ряда мышечных групп. Основное значение при этом имеют сокращения наружных межреберных мышц, которые тянутся от вышележащего ребра наискось вперед к нижележащему ребру. При усиленном дыхании расширению емкости грудной клетки, вследствие изменения положения ребер, способствуют сокращения m. scalenus.

При усилении дыхания в действие вступают мышцы туловища (оно несколько отодвигается кзади, плечи приподнимаются).

Механизм выдоха

Когда сокращение мышц, осуществляющих вдох, прекращается, мышцы, расслабляясь, возвращаются к исходному положению, которое они имели до вдоха. Диафрагма опять приподнимается, ребра опускаются. Этого достаточно, чтобы обеспечить уменьшение объема грудной клетки.

При изучении биоэлектрических токов различных дыхательных мышц было обнаружено, что мышцы, сокращение которых ведет к уменьшению объема грудной клетки (главным образом внутренние межреберные мышцы), находятся в течение всей паузы между дыхательными движениями в состоянии некоторого слабого тонического сокращения. Во время вдоха напряжение этих мышц уменьшается, а по прекращении вдоха тонус мышц, опускающих ребра и уменьшающих объем грудной клетки, появляется вновь. Это содействует спадению грудной клетки. При усиленном же дыхании эти мышцы во время выдоха сильно сокращаются. Тогда и выдох совершается активно; к его концу объем легких меньше, чем при нефорсированном выдохе. Кроме того, в деятельное состояние во время усиленного выдоха приходит ряд других мышечных групп, в частности, мышцы брюшной стенки, которые, отжимая при своем сокращении органы брюшной полости вверх, ведут к подъему диафрагмы.

Брюшной и грудной тип дыхания

В норме механизм дыхательных движений осуществляется как за счет движений диафрагмы, так и за счет движений ребер, причем у мужчин несколько преобладает первый механизм (так называемый брюшной тип дыхания), а у женщин относительно большее значение имеют реберные дыхательные движения (так называемый грудной тип дыхания). В зависимости от позы, от фиксации плечевого пояса или брюшной стенки, в зависимости от болезненных процессов (например, при плеврите и пневмонии, при болевом раздражении брюшных органов) характер дыхания может изменяться, осуществляясь в одном случае главным образом за счет движения диафрагмы, в другом — главным образом за счет движения ребер и грудины.