Дьхание в живых организмах представлено двумя основными процессами. Дыхание, с одной стороны, - это утилизация кислорода в ходе метаболизма органических молекул клетками тканей организма, или клеточное дыхание, с другой - это обмен кислорода и углекислого газа между организмом и внешней средой, что является предметом рассмотрения в данной главе.
Клетки организма человека получают энергию из химических реакций при участии кислорода. Углекислый газ является конечным продуктом окислительного метаболизма. Эволюция животных привела к развитию специализированных структур газообмена между многоклеточным организмом и внешней средой. У человека, равно как и других животных, дыхательная система состоит из легких, верхних дыхательных путей, структур грудной клетки, обеспечивающих движение воздуха в легкие и из легких в атмосферу во время дыхания.
Функции системы дыхания реализуются в процессах обмена газов (О2, СО2 и N2) между альвеолами и внешней средой; диффузии газов (О2 и СО2) между альвеолами легких и кровью (газообмен); транспорта дыхательных газов кровью и газообмена О2 и СО2 между кровью и тканями.
12.1. ЛЕГОЧНАЯ БИОМЕХАНИКА
Газообмен между атмосферным воздухом и альвеолярным пространством легких происходит в результате циклических изменений объема легких в течение вдоха и выдоха как фаз дыхательного цикла. В фазу вдоха объем легких увеличивается, и воздух из внешней среды поступает в дыхательные пути и затем достигает альвеол. В фазу выдоха происходит уменьшение объема легких, и воздух из альвеол через дыхательные пути выходит во внешнюю среду. Увеличение и уменьшение объема легких на вдохе и выдохе обеспечивает дыхательная биомеханика изменения объема грудной полости. Функция изменения объема грудной полости во время дыхательных движений заключается в обеспечении процесса вентиляции легких, которая направлена на обмен воздуха между атмосферой и альвеолами.