§ 15. Дихальні рухи та їх нейрогуморальна регуляція.

ВДИХ ТА ВИДИХ. Кожний дихальний цикл складається із ритмічних дихальних рухів — вдиху та видиху. Оскільки легені не мають м’язової тканини і не можуть самостійно скорочуватися, то у диханні приймають участь дихальні м’язи.

Під час вдиху скорочуються діафрагма та зовнішні міжреберні м’язи. Діафрагма стає більш плоскою, міжреберні м’язи відтягують ребра вгору і вперед, а м’язи живота розтягуються. Об’єм грудної клітки при вдиху збільшується, а тиск повітря в легенях стає меншим ніж атмосферний, тому повітря із навколишнього середовища через дихальні шляхи надходить в легені, які при цьому розтягуються (мал. 37).

Під час видиху діафрагма та грудна клітка повертаються у попереднє положення, а легені стискуються і повітря виходить з них.

Розрізняють грудний (або реберний) і черевний (або діафрагмаль-ний) тип дихання. Грудне дихання забезпечують міжреберні м’язи, а черевне — м’язи діафрагми.

Цікаво знати:

У чоловіків переважає черевний тип дихання, у жінок — грудний. У перші місяці після народження дихальні рухи здійснюються в основному за рахунок скорочення діафрагми.

ЧАСТОТА ДИХАННЯ. Частота дихальних рухів у дорослої людини коливається від 16 до 20 за 1 хв. Жінки здійснюють за 1 хв. на 2-4 дихальні рухи більше, ніж чоловіки. Новонароджені діти вдихають і видихають 40-60 разів за 1 хв.

Частота дихальних рухів співвідноситься з кількістю серцевих скорочень як 1:4.

Під час сну частота дихальних рухів зменшується до 12-14 за 1 хв. При фізичних навантаженнях, емоційному' збудженні та після прийому' їжі зростає до 40-45 за 1 хв.

Життєва ємність легень — це максимальна кількість повітря, яку людина може видихнути. Її визначають за допомогою спеціального приладу — спірометра.

Життєва ємність легень залежить від віку, статі, зросту, маси тіла і фізичного розвитку людини. Величина життєвої ємності легень варіює в межах 3,5-4,8 л у чоловіків, а в жінок — 3,0-3,5 л.

Корисно знати

Заняття спортом (греблею, плаванням) збільшують життєву ємність легень до 6-7 л. А от у курців життєва ємність легень зменшується до 2-2,8 л.

НЕЙРОГУМОРАЛЬНА РЕГУЛЯЦІЯ ДИХАННЯ. Дихання регулюється нервовою та гуморальною системами.

Нервова регуляція дихання відбувається завдяки діяльності нервової системи, яка управляє всіма процесами життєдіяльності людини. За дихання відповідає дихальний центр, основна частина якого міститься у довгастому відділі головного мозку. Регуляторні центри головного мозку безперервно надсилають імпульси до діафрагми та міжреберних м’язів. Ці сигнали забезпечують постійну вентиляцію легень.

Проте людина здатна свідомо керувати дихальними рухами. Вона може самостійно затримати видих, а відповідно і наступний вдих. Наприклад, під час пірнання у воду або при відчутті неприємних запахів людина також може затримувати вдих. Основну роль у цьому відіграє вміст у крові саме вуглекислого газу, а не кисню. Накопичення вуглекислого газу веде до подразнення хеморецепторів у кровоносних судинах, які несуть кров до голови, що рефлекторно збуджує дихальний центр. Клітини дихального центру чутливі до вмісту в крові вуглекислого газу. Чим більше його у крові, тим частіші дихальні рухи людини.

Якщо людина перебуває у місцевості з чистим повітрям (у горах, в лісі чи в степу), то рецептори носової порожнини, оцінивши склад повітря, надсилають нервові імпульси до дихальних центрів головного мозку. В результаті такої нервової регуляції розширюється просвіт дихальних шляхів і людина починає «дихати на повні груди».

Нерідко склад і температура повітря, яке людина вдихає, впливають на діяльність органів дихання. Так, при вдиханні смердючих речовин людина чхає, а при переохолодженні тіла — кашляє.

Гуморальна регуляція дихання здійснюється гормонами, які виділяються залозами внутрішньої секреції. Частота і глибина дихання залежить від хімічного складу крові та вмісту в ній гормонів.

Однією з біологічно активних речовин, що збільшує частоту дихальних рухів, є адреналін — гормон, що продукується наднирковими залозами. Так, при стресах та емоційних перевантаженнях у людини прискорюється серцебиття і збільшується частота дихання, що є наслідком підвищення вмісту адреналіну в крові.

Самостійно скорочуватись легені не можуть, оскільки не містять м’язової тканини.

Вдих та видих здійснюються за допомогою міжреберних м’язів та м’язів діафрагми.

Основними характеристиками дихання людини є частота і глибина дихання та життєва ємність легень.

Регуляція дихання здійснюється нервовою та гуморальною системами, як реакція на зміни у кількості вуглекислого газу в крові.

Контрольні запитання

1.    Як здійснюються вдих і видих?

2.    Які основні характеристики дихання людини?

3.    Що таке спірометр? Для чого він використовується?

4.    Яка роль дихального центру в регуляції дихання?

5.    Як здійснюється гуморальна регуляція дихання?

6.    Чому при затримці дихання у людини виникає непереборне бажання вдихнути?

Завдання

1. Щоб впевнитися в тому, що в процесі дихання ми наповнюємо легені повітрям, виконайте дослідження. Виміряйте окружність грудної клітки під час спокійного і глибокого вдиху і видиху, занесіть отримані дані до таблиці. Визначте різницю окружностей грудної клітки в моменти вдиху і видиху при спокійному та глибокому диханні. Зробіть висновки.

Корисно знати

Прихованою небезпекою для людини є гіпервентиляція — примусове часте і глибоке дихання, до якого вдаються, щоб довше пробути під водою. При цьому з організму виводиться так багато вуглекислого газу, що чутливі до нього регуляторні центри зовсім перестають працювати. Оскільки вміст кисню у крові людини, що пірнула під воду, знижується, то вона може знепритомніти та потонути раніше, ніж знову запрацюють регуляторні центри. Тому під час пірнання варто слідкувати за часом перебування під водою та своїм самопочуттям.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Рибалко