Дыхание состоит из двух основных фаз: инспирации (вдох) и экспирации (выдох). Оно зависит от сложного взаимодействия мышечных действий, изменения давления и контроля нервной системы для поддержания снабжения организма кислородом и удаления отработанного углекислого газа.
Механика дыхания
Вдох
Вдох – это активный процесс, включающий сокращение диафрагмы и наружных межреберных мышц. Эти действия увеличивают объем грудной полости, снижая внутрилегочное давление и втягивая воздух в легкие.
Экспирация
При спокойном дыхании экспирация – это пассивный процесс, при котором мышцы вдоха расслабляются, а эластичная отдача легочной ткани уменьшает объем грудной полости, повышая внутрилегочное давление и выводя воздух из легких. Во время форсированного выдоха, как при физических упражнениях или форсированном дыхании, внутренние межреберные и брюшные мышцы сокращаются, чтобы быстрее и сильнее уменьшить объем грудной клетки.
Нейронный контроль дыхания
Дыхательные центры в продолговатом мозге и понусах ствола головного мозга контролируют частоту и глубину дыхания. Медуллярная область ритмичности контролирует основной ритм дыхания, а понтинная дыхательная группа и вентральная дыхательная группа регулируют этот ритм в зависимости от различных сенсорных входов и требований.
Нейронный контроль дыхания реагирует на химические изменения в организме, такие как изменения парциального давления углекислого газа (PaCO2), кислорода (PaO2) и рН крови. Эти параметры отслеживаются хеморецепторами, расположенными в каротидном и аортальном телах и в продолговатом мозге, которые посылают сигналы в дыхательные центры для регулировки частоты и глубины дыхания по мере необходимости.