Механика на дишането

Дишането и вентилирането на белите дробове се извършва в резултата на два процеса вдишване и издишване. Вдишването се следва от издишването, като по този начин се формира дихателен цикъл.

В механиката на дишането участват междуребрените мускули и диафрагмата. Мускулите участващи в акта на дишането или така наречената дихателна мускулатура, са представени от две групи мускули - инспираторни и експираторни.

Процесът на вдишване се извършва посредством съкращението на инспираторните, а в акта на издишването участват по-малкото на брой - експираторни мускули. Вдишването е активен процес, докато издишването пасивен.

Диафрагмата е един от основните инспираторни мускули. При съкращението на диафрагмата и междуребрените мускули, гръдният кош се разширява. Актът на издишване следва веднага след акта на вдишване.

В процеса на издишване участват коремните и междуребрените мускули. След издишване, гръдният кош и белите дробове намаляват обема си, като по този начин се връщат в изходното положение.

Механика на вдишване

Изображение: LadyofHats, Public domain, via Wikimedia Commons

Вдишването е активен процес, който се осъществява благодарение на съкращението на инспираторните мускули. Те се делят на две групи: задължителни и допълнителни. Задължителни се съкращават по време на вдишване, а допълнителните само по време на дълбока инспирация. Целта на това мускулно съкращение е увеличаване на обема на гръдния кош и понижаване на налягането в него.

Диафрагмата е един от основните мускули, участващи в инспирацията. Тя е разположена в долната част на гръдния кош, като разделя гръдната от коремната кухина. Диафрагмата е изградена от два купола, от които десният лежи на едно междуребрие по-високо поради разположения под нея черен дроб. Площта и е около 270 кв. см. При смъкването й надолу само с 1 см, белодробният обем се увеличава с 270 мл и съответно с 3 л, ако тя се смъкне с 10 см. Нейната функция се обуславя от преместване на centrum tendineum надолу, повишаване на налягането в коремната кухина и преместване на ребрата навън. Инспираторната функция на диафрагмата се изразява в разширяване на гръдната кухина и на гръдния кош сагитално и фронтално. Движенията на диафрагмата могат да бъдат ограничени при някои заболявания и състояния като бременност, възпалителни и туморни процеси на коремната кухина.

За осъществяване на вдишването значение имат и междуребрените мускули. При съкращението им ребрата се повдигат и разширяват гръдния кош напред и настрани. Те предпазват и от съкращения, които биха попречили на инспирацията. Например при прекъсване на гръбначния мозък под пети шиен прешлен, междуребрените мускули спират да се съкращават и белодробната вентилация намалява.

Вдишването започва със съкращение на външните междуребрени мускули. Съкращават се и вътрешните, които в по-малка степен допринасят за вдишването. Инспираторните мускули водят до увеличаване на обема на гръдния кош и разширяване на белите дробове, съпроводено с понижаване на алвеоларното налягане. Тези условия благоприятстват придвижването на въздуха от място с по-високо налягане (външната среда) към място с по-ниско (белите дробове).

При тежко физическо натоварване и други състояния, които водят до повишена нужда от кислород, във вдишването се включват и допълнителните инспираторни мускули.

В зависимост от това, кои мускули се съкращават, се различават няколко типа дишане:

• диафрагмено (коремно) дишане – характерно е за мъжете и за хората, които се занимават с пеене. При него жизнената вместимост на белия дроб е по-голяма.;
• ребрено дишане – среща се при бременни жени

Инспираторни мускули са:

• diafragma (диафрагма);
• mm. intercostales externi (външни междуребрени мускули);
• mm. sternocleidomastoidei (гръдно-ключично-сисовиден мускул);
• mm.scaleni (стълбести мускули);
• mm. serrati posteriores superiores (горни задни зъбчати мускули) ;
• mm. pectorales (гръдни мускули);
• m. latissimus dorsi (широк гръбен мускул).

Механика на издишване

Изображение: LadyofHats, Public domain, via Wikimedia Commons

Издишването е пасивен процес. Механиката на издишването се състои в следното: след поемането на въздух (инспириум), гръдният кош се отпуска, като по този начин настъпва издишване (експириум).

При вдишване еластичните влакна в белите дробове и еластичните сили на разтегляне на ребрените хрущяли, свързващи ребрените дъги с гръдната кост са равни на мускулната сила, поддържаща получилия се от поетия въздух обем на белия дроб.

В края на вдишването, инспираторната мускулатура се отпуска, тези мускулни сили връщат гръдния кош и белите дробове към първоначалното положение. В това изходно положение гръдният кош и белите дробове имат най-малък обем.

Пасивният акт на издишване се подпомага и от повърхностното напрежение, което се създава от водния слой покриващ вътрешната повърхност на алвеолите, както и от масата на гръдния кош (над 1,5 кг).

Изображение: schools.aglasem.com

При усилено издишване участие вземат и експираторните мускули. Основни при издишването са коремните и междуребрените мускули. Когато издишването е затруднено се включват и допълнителни мускули - mm. serrati posteriores inferiores и mm. quadrati lumborum.

Експираторните мускули са:

• mm. intercostales interni (вътрешни междуребрени мускули)

• mm. abdominales (коремни мускули)

• mm. serrati posteriores inferiores (долни задни зъбчати мускули).

Експираторните мускули може да хипертрофират у болни хора, които полагат усилие, за да издишат (астматици и емфизематозно болни).

 Заглавно изображение: freepik.com