Рис. 38. Положение диафрагмы во время вдоха и выдоха
Легкие снаружи покрыты тоненькой пленкой из соединительной ткани — легочной плеврой. Внутренняя стенка грудной полости выстлана пристенной плеврой. Узкое пространство между ними заполнено плевральной жидкостью, уменьшающей трение легких о стенки грудной полости при дыхании. Легкие, находясь в герметически закрытой грудной полости, пассивно следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками. Грудная клетка новорожденного растет быстрее, чем легкие, отчего легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растянутая эластическая ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого стремится сжаться за счет эластичности, противодействует атмосферному давлению. Атмосферное давление действует на легкие изнутри через воздухоносные пути, растягивает их, прижимает к грудной стенке, и они заполняют плевральную полость.
Рис. 39. Схема опыта, иллюстрирующего наличие отрицательного давления с плевральной полости: 1 — левое легкое; 2 — сердце; 3 — плевра; 4 — диафрагма; 5 — игла, введенная в плевральную полость; 6 — барабан кимографа; d и d1 — уровень ртути в коленах манометра
Давление в плевральной полости можно измерить, проколов грудную стенку полой иглой, соединенной с манометром (рис. 39). Как только игла попадет в плевральную полость, манометр покажет давление ниже атмосферного. Такое давление часто называют отрицательным, условно принимая атмосферное давление за нулевое. Оставаясь все время ниже атмосферного, давление в плевральной полости меняется: во время вдоха это давление ниже атмосферного на 9-12 мм рт. ст., а во время выдоха — на 2-6 мм рт. ст. За счет этого отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой. Легкие при этом растягиваются. В растянутом легком давление становится ниже атмосферного, и за счет разницы давления атмосферный воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются легкие, тем глубже вдох.
При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.
Если в плевральную полость при ранении, внутригрудных операциях, переломах и т. д. попадает воздух, то давление в ней становится равным атмосферному, легкое спадается и перестает принимать участие в дыхании. Если воздух попадает в плевральную полость с двух сторон, то человек может погибнуть от удушья. Поступление воздуха в плевральную полость называют пневмотораксом. Частичный пневмоторакс находит применение при лечении туберкулеза легких.
Глубина и частота дыхания
Частота дыхания у человека непостоянна. Новорожденный ребенок совершает до 50 дыхательных движений в 1 мин. У двух-, трехлетних детей частота дыхания снижается до 30, а у подростка она составляет 18-20 дыхательных движений в 1 мин. Взрослый человек делает в среднем 16-18 дыхательных движений в 1 мин.
При мышечной работе дыхание учащается в 2-3 раза, При некоторых видах спортивных упражнений частота дыхания может быть 40- 45 раз в 1 мин.
Опыт 16
Дыхательные движения можно зарегистрировать. Резиновую манжету (можно использовать манжету от прибора для измерения кровяного давления) укрепите на самой подвижной части грудной клетки. В зависимости от типа дыхания это будет либо нижняя (брюшной тип дыхания), либо средняя треть грудной клетки (грудной тип дыхания). Через отводную трубку тройника вдуйте немного воздуха в манжету. Метод основан на принципе воздушной передачи (рис. 40).
При расширении грудной клетки во время вдоха воздух в манжете сдавливается. Это давление через резиновую трубку передается в капсулу и заставляет подниматься писчик вверх. (Обязательным условием является герметичность всей системы, заполненной воздухом.) Писчик подведите по касательной к закопченной поверхности барабана кимографа и направьте в сторону вращения барабана. Писчик пишет на барабане кривую, подъем на которой соответствует вдоху, а спуск — выдоху.
Рис. 40. Запись дыхательных движений человека
Получаемая запись дыхательных движений позволяет судить о частоте, глубине, ритмичности дыхания, на ней видна задержка дыхания. Необходимо добиться хорошей четкой записи дыхательных движений (следует попробовать ослабить или затянуть завязки на манжете, увеличить или уменьшить количество воздуха в ней, попробовать переменить местоположение манжеты на грудной клетке, проверить герметичность системы).