Вячеслав Мещеряков - Тренинг мозга

При выдохе происходят обратные процессы: расслабление диафрагмы и межреберных мышц способствует уменьшению объема грудной полости и выдавливанию воздуха из легких. Бронхи и бронхиолы в этот момент также сжимаются, уменьшая диаметр и несколько укорачиваясь, что помогает выталкиванию из них воздуха.

Почему вдох активен, а выдох считается пассивным процессом? Ответ заключается в способе, с помощью которого нервная система управляет дыхательным процессом. Главным управляющим органом является ее часть, называемая вегетативной или самостоятельной, автономной, системой. Она координирует и регулирует деятельность внутренних органов: сердца, кишечника, эндокринных желез, сосудов, выделение пота и слюноотделение, и т. д. Главная ее функция — поддержание гомеостаза, то есть постоянства внутренней среды организма: кровяного давления, температуры тела, водного баланса, кислотно-щелочного равновесия и т. д.

Вегетативная нервная система, в свою очередь, подразделяется на две части: симпатическую и парасимпатическую системы. Симпатическая — это возбуждающая часть вегетативной системы. Она «включает» и усиливает деятельность многих органов и систем организма. Парасимпатическая, наоборот, тормозит деятельность этих органов и систем. Компромисс между одновременной деятельностью этих подсистем и поддерживает постоянство внутренней среды тела и равновесие физиологических процессов.

Таким образом, за вдох отвечает симпатическая нервная система. Она возбуждает дыхательные мышцы и увеличивает объем грудной полости и просвет бронхов. При вступлении в действие парасимпатической системы мышцы расслабляются, объемы грудной полости и бронхов уменьшаются — происходит выдох. Эти две подсистемы реагируют на изменение внешних условий, в которых находится человек или на разбалансировку внутренних процессов в организме,

пытаясь все время поддерживать в теле постоянство внутренней среды или гомеостаз. И дыхание в поддержании равновесия в организме играет очень важную роль.

Физиологический смысл дыхания заключается в обеспечении газообмена между организмом и окружающей средой. Без такого обмена газами невозможно поддержание гомеостаза и нормальное функционирование организма и даже жизнь. При дыхании происходит обмен двумя видами газов: кислородом и углекислым газом. В этом процессе есть несколько фаз или стадий.

При вдохе атмосферный воздух поступает в легкие и по ветвящейся сети бронхов и все более уменьшающихся в размерах бронхиол, так называемому бронхиальному дереву, распределяется по всем их частям. Бронхиолы заканчиваются крохотными тканевыми пузырьками-мешочками, которые называют альвеолами. В них-то и происходит обмен газами.

Стенки альвеол пронизаны огромным количеством мельчайших кровеносных сосудов — капилляров. Стенки этих сосудов проницаемы как для кислорода, так и углекислого газа. В составе атмосферного воздуха по объему обычно около 21% кислорода и 0,03% углекислого газа. В альвеолах атмосферный кислород проникает в капилляры, а из них в альвеолы выбрасывается углекислый газ. В результате в альвеольном воздухе при его выдохе объемная концентрация кислорода уменьшается до 13–15%, а углекислого газа увеличивается до 6%.

Проникнув в кровь, молекула кислорода захватывается там другой молекулой, специально предназначенной для его транспортирования — гемоглобином. И вместе с кровотоком кислород доставляется до каждой клетки тела. Там он передается и «складируется» на других молекулах гемоглобина, а обратно в легкие гемоглобин транспортирует углекислый газ. Этот газ, кроме того, хорошо растворим, в отличие от кислорода, в крови и также переносится в ее потоке. Описанный обменный процесс устроен столь «хитро», что способность гемоглобина транспортировать кислород зависит от концентрации в крови углекислого газа, который с ее водной основой образует углекислоту. Чем больше угольной кислоты, тем больше молекул кислорода может связать и доставить к клеткам гемоглобин. В клетках по мере необходимости протекают окислительные реакции глюкозы с кислородом, которые вырабатывают ту самую энергию, которая необходима для поддержания постоянной температуры тела и для сокращения мышц, то есть обеспечения двигательной активности человека. В этих реакциях в качестве отходов образуется вода и углекислый газ.

Таким образом, во всей этой дыхательной цепочке соблюдаются некие стабильные условия: количество поступившего к клеткам кислорода зависит от количества растворенного углекислого газа, которое, в свою очередь, зависит от количества доставленного кислорода и интенсивности протекающих с ним окислительных реакций. В качестве иллюстрации рассмотрим несколько простых примеров.