Основные этапы обмена веществ в организме

Методы исследования Д. разнообразны. В физиологии труда и спорта, клинической медицине широко применяют регистрацию глубины и частоты дыхательных движений, измерения газового состава выдыхаемого воздуха, артериальной крови, плеврального и альвеолярного давления. См. такжеГазообмен.

Вопрос 19

Механизм вдоха и выдоха

Перед очередным вдыханием воздуха в легких находится под давлением, равным атмосферному, а плевральными давление ниже атмосферного на 5 см вод. ст. Во время вдоха последовательность процессов такова: по нервам импульсы поступают в инспираторных мышц, они сокращаются, и вследствие этого увеличиваются размеры грудной клетки во всех плоскостях. Это сопровождается снижением внутриплеврального давления. Параллельно увеличение размеров грудной клетки увеличивается объем легких. При растяжении легких воздух, что у них есть, распределяется в большем объеме. Это приводит к уменьшению давления в легких. Через градиент давления, возникшего при открытых дыхательных путях, воздух поступает в легкие и давление в них снова выравнивается с атмосферным. По мере углубления вдоха в растянутых легких возрастает эластичный сопротивление и для растяжения легких нужна большая сила (чтобы преодолеть внутриплеврального давления). 
В стеклянный сосуд без дна помещают легкие. Сосуд имитирует грудную клетку. Снизу она закрыта резиновой пленкой, имитирующей диафрагму. Когда оттянуть «диафрагму» вниз, снизится "внутриплеврально» давление, легкие расширятся, и в них поступит воздуха. 
Энергия инспираторных мышц расходуется не только на преодоление аэродинамического сопротивления воздуха. Часть ее идет на преодоление эластичного и неэластичного сопротивления тканей внутренних органов, брюшной и грудной стенок, а часть - на преодоление гравитационных сил, которые противодействуют поднятию плечевого пояса и грудной клетки. То есть часть энергии переходит употенциальну энергию. После сокращения инспираторных мышц эта потенциальная энергия обеспечивает пассивный выдох. При этом ребра и плечевой пояс опускается, а диафрагма поднимается. Вследствие этого внутриплевральное давление увеличивается от -7 до -5 см вод. ст. Эластичный и поверхностного натяжения растянутых перед этим легких уже не уравновешиваются внутриплевральное давление, и легкие начинают спадатися. Давление в легких становится выше атмосферного, и воздух выходит через воздухоносные пути. Если запасной потенциальной энергии недостаточно для выдоха, то подключаются экспираторная мышцы. 
Для выполнения глубокого вдоха нужно интенсивнее расширения грудной клетки. Естественно, что чем глубже вдох, тем больше мышц должно сокращаться: подключаются мышцы, поднимающие ребра, грудную клетку. Легкие растягиваются с большими скоростью и силой, что приводит к увеличению объема и скорости поступления воздуха в дыхательные пути. 
В конце глубокого выдоха накапливается больше потенциальной энергии. Но, несмотря на это, для выполнения форсированного выдоха обязательно должны подключаться экспираторная мышцы, которые ускоряют и усиливают обратные движения диафрагмы, грудной клетки, легких.