Выдох
Выдох (или выдох ) — это поток воздуха из организма. У животных – это перемещение воздуха из легких из дыхательных путей во внешнюю среду при дыхании .Это происходит за счет эластичных свойств легких, а также внутренних межреберных мышц , которые опускают грудную клетку и уменьшают объем грудной клетки. Когда грудная диафрагма расслабляется во время выдоха, ткань, которую она надавила, поднимается вверх и оказывает давление на легкие, вытесняя воздух. Во время форсированного выдоха , как при задувании свечи, мышцы выдоха, включая мышцы живота и внутренние межреберные мышцы, создают давление в брюшной полости и грудной клетке, которое вытесняет воздух из легких.
Выдыхаемый воздух содержит 4% углекислого газа , [1] побочный продукт клеточного дыхания при производстве энергии, который сохраняется в виде АТФ . Выдох дополняет вдох , которые вместе составляют дыхательный цикл дыхания.
Когда человек худеет, большая часть веса выдыхается в виде углекислого газа и водяного пара .
Выдох и газообмен
[ редактировать ]Основная причина выдоха – избавление организма от углекислого газа, который является отходом газообмена у человека. Воздух попадает в легкие при вдохе. Диффузия в альвеолах обеспечивает обмен О 2 в легочных капиллярах и удаление СО 2 и других газов из легочных капилляров с выдыханием. Чтобы легкие вытеснили воздух, диафрагма расслабляется, что давит на легкие. Затем воздух проходит через трахею, затем через гортань и глотку в полость носа и ротовую полость, где он выбрасывается из тела. [2] Выдох занимает больше времени, чем вдох, и считается, что он способствует лучшему газообмену. Части нервной системы помогают регулировать дыхание у человека. Выдыхаемый воздух – это не просто углекислый газ; он содержит смесь других газов. Человеческое дыхание содержит летучие органические соединения (ЛОС). Эти соединения состоят из метанола, изопрена, ацетона, этанола и других спиртов. Выдыхаемая смесь также содержит кетоны, воду и другие углеводороды. [3] [4]
Именно во время выдоха происходит обонятельный вклад в формирование вкуса, в отличие от вклада обычного запаха, который возникает во время фазы вдоха. [5]
Спирометрия
[ редактировать ]Спирометрия – это измерение функции легких. Общая емкость легких (TLC), функциональная остаточная емкость (FRC), остаточный объем (RV) и жизненная емкость легких (VC) — все это величины, которые можно проверить с помощью этого метода. Спирометрия используется для обнаружения, но не диагностики респираторных заболеваний, таких как ХОБЛ и астма. Это простой и экономически эффективный метод скрининга. [6] Дальнейшую оценку дыхательной функции человека можно провести путем оценки минутной вентиляции , форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) и объема форсированного выдоха (ОФВ). Эти значения различаются у мужчин и женщин, поскольку мужчины, как правило, крупнее женщин.
ТСХ — максимальное количество воздуха в легких после максимального вдоха. У мужчин средний ТЛК составляет 6000 мл, а у женщин – 4200 мл. FRC — это количество воздуха, остающееся в легких после нормального выдоха. Мужчины оставляют в среднем около 2400 мл, а женщины оставляют около 1800 мл. RV — количество воздуха, остающееся в легких после форсированного выдоха . Средний ОО у мужчин составляет 1200 мл, у женщин – 1100 мл. VC – максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Мужчины обычно имеют средний показатель 4800 мл, а женщины 3100 мл. [ нужна ссылка ]
Курильщики, а также люди, страдающие астмой и ХОБЛ, имеют сниженную способность воздушного потока. У людей с астмой и ХОБЛ наблюдается уменьшение количества выдыхаемого воздуха из-за воспаления дыхательных путей. Это воспаление вызывает сужение дыхательных путей, что позволяет выдыхать меньше воздуха. Многие вещи вызывают воспаление; Некоторыми примерами являются сигаретный дым и взаимодействие с окружающей средой, такое как аллергия, погода и физические упражнения. У курильщиков невозможность полноценно выдохнуть обусловлена потерей эластичности легких. Дым в легких заставляет их затвердевать и становиться менее эластичными, что не позволяет легким расширяться или сжиматься, как обычно. [ нужна ссылка ]
Мертвое пространство может определяться двумя типами факторов: анатомическими и физиологическими. Некоторые физиологические факторы включают неперфузию, но вентилируемость альвеол, например легочную эмболию или курение, чрезмерную вентиляцию альвеол, вызванную перфузией, у людей с хронической обструктивной болезнью легких и « шунтирующее мертвое пространство», которое ошибка между левым и правым легкими, которая перемещает более высокие концентрации CO 2 в венозной крови в артериальную сторону. [7] Анатомическими факторами являются размер дыхательных путей, клапанов и трубок дыхательной системы. [7] Физиологическое мертвое пространство легких может влиять на количество мертвого пространства, а также от таких факторов, как курение и болезни. Мертвое пространство является ключевым фактором для работы легких из-за разницы в давлениях, но оно также может мешать человеку. [ нужна ссылка ]
Одна из причин, по которой мы можем дышать, заключается в эластичности легких . Внутренняя поверхность легких в среднем у человека без эмфиземии обычно составляет 63 м2 и может удерживать около 5 литров воздуха. [8] Оба легких вместе имеют площадь поверхности, равную половине теннисного корта. Такие заболевания, как эмфизема, туберкулез, могут уменьшить площадь поверхности и эластичность легких. Еще одним важным фактором эластичности легких является курение, поскольку в легких остаются остатки курения. Эластичность легких можно натренировать для дальнейшего расширения. [ нужна ссылка ]
Вовлечение мозга
[ редактировать ]Мозговой контроль выдоха можно разделить на произвольный и непроизвольный. Во время произвольного выдоха воздух удерживается в легких и высвобождается с фиксированной скоростью. Примеры произвольного выдоха включают: пение, разговор, физические упражнения, игру на музыкальном инструменте и произвольное гиперпноэ . Непроизвольное дыхание включает метаболическое и поведенческое дыхание. [ нужна ссылка ]
Добровольное истечение срока действия
[ редактировать ]Неврологический путь произвольного выдоха сложен и до конца не изучен. Однако некоторые основы известны. Известно, что моторная кора в коре головного мозга контролирует произвольное дыхание, поскольку моторная кора контролирует произвольные движения мышц. [9] Это называется кортикоспинальным путем или восходящим дыхательным путем. [9] [10] Путь электрического сигнала начинается в моторной коре, идет к спинному мозгу, а затем к дыхательным мышцам. Спинномозговые нейроны соединяются непосредственно с дыхательными мышцами. Было показано, что инициирование произвольного сокращения и расслабления внутренних и внешних внутренних ребер происходит в верхней части первичной моторной коры. [9] Позади места контроля грудной клетки (в верхней части первичной моторной коры) находится центр контроля диафрагмы. [9] Исследования показывают, что в мозге есть множество других участков, которые могут быть связаны с произвольным выдохом. Нижняя часть первичной моторной коры может участвовать, в частности, в контролируемом выдохе. [9] Активность также наблюдалась в дополнительной двигательной области и премоторной коре во время произвольного дыхания. Скорее всего, это связано с концентрацией и умственной подготовкой произвольного мышечного движения. [9]
Добровольное прекращение действия имеет важное значение для многих видов деятельности. Фоническое дыхание (генерация речи) — это тип контролируемого выдоха, который используется каждый день. Порождение речи полностью зависит от выдоха, в этом можно убедиться, попробовав говорить на вдохе. [11] Используя поток воздуха из легких, можно контролировать продолжительность, амплитуду и высоту тона. [12] Выбрасываемый воздух проходит через голосовую щель, вызывая вибрации, которые и производят звук. В зависимости от движения голосовой щели меняется высота голоса, а интенсивность прохождения воздуха через голосовую щель меняет громкость звука, издаваемого голосовой щелью. [ нужна ссылка ]
Непроизвольное истечение
[ редактировать ]Непроизвольное дыхание контролируется дыхательными центрами продолговатого мозга и моста. Медуллярный дыхательный центр можно разделить на переднюю и заднюю части. Их называют вентральной и дорсальной респираторными группами соответственно. Мостовая дыхательная группа состоит из двух частей: пневмотаксического центра и апнейстического центра . [10] Все четыре центра расположены в стволе мозга и работают вместе, контролируя непроизвольное дыхание. В нашем случае непроизвольным выдохом управляет вентральная дыхательная группа (ВРГ). [ нужна ссылка ]
Неврологический путь непроизвольного дыхания называется бульбоспинальным путем. Его еще называют нисходящим дыхательным путем. [10] «Путь спускается по вентралатеральному столбу позвоночника. Нисходящий путь вегетативного вдоха расположен латерально, а путь вегетативного выдоха — вентрально». [13] Автономное дыхание контролируется мостовым дыхательным центром и обоими медуллярными дыхательными центрами. В нашем случае ВРГ контролирует вегетативный выдох. Сигналы от ВРГ передаются по спинному мозгу к нескольким нервам. К этим нервам относятся межреберные, диафрагмальные и брюшные нервы. [10] Эти нервы ведут к определенным мышцам, которые они контролируют. Бульбоспинальный путь, нисходящий от ВРГ, позволяет дыхательным центрам контролировать расслабление мышц, что приводит к выдоху. [ нужна ссылка ]
Зевота
[ редактировать ]Зевота считается недыхательным движением газов. Нереспираторное движение газов — это еще один процесс, который перемещает воздух в легкие и из них, не включая дыхание. Зевота — это рефлекс, который имеет тенденцию нарушать нормальный ритм дыхания и также считается заразным. [14] Причина, по которой мы зеваем, неизвестна. Распространено мнение, что зевота — это способ регулирования уровня O 2 и CO 2 в организме, но исследования, проведенные в контролируемой среде с разными уровнями O 2 и CO 2, опровергли эту гипотезу. Хотя нет конкретного объяснения, почему мы зеваем, другие считают, что выдох — это механизм охлаждения нашего мозга. Исследования на животных подтвердили эту идею, и вполне возможно, что люди также могут быть связаны с ней. [15] Известно лишь то, что зевота вентилирует все альвеолы легких. [ нужна ссылка ]
Рецепторы
[ редактировать ]Несколько групп рецепторов в организме регулируют метаболическое дыхание. Эти рецепторы подают сигнал дыхательному центру о необходимости начать вдох или выдох. Периферические хеморецепторы расположены в аорте и сонных артериях. Они реагируют на изменение уровня кислорода, углекислого газа и H в крови. + сигнализируя мосту и продолговатому мозгу. [10] Раздражающие и растягивающие рецепторы в легких могут напрямую вызывать выдох. Оба чувствуют инородные частицы и способствуют спонтанному кашлю. Их также называют механорецепторами, поскольку они распознают физические, а не химические изменения. [10] Центральные хеморецепторы в мозговом веществе также распознают химические вариации H. + . В частности, они контролируют изменение pH в мозговой интерстициальной жидкости и спинномозговой жидкости. [10]
Йога
[ редактировать ]Йоги, такие как Б.К.С. Айенгар, рекомендуют вдыхать и выдыхать через нос в практике йоги , а не вдыхать через нос и выдыхать через рот . [16] [17] [18] Они говорят своим ученикам, что «нос — чтобы дышать, рот — чтобы есть». [17] [19] [20] [16]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кэрролл, Грегори Т.; Киршман, Дэвид Л.; Маммана, Анжела (2022). «Повышенный уровень CO2 в операционной коррелирует с количеством присутствующих медицинских работников: это необходимо для целенаправленного контроля толпы» . Безопасность пациентов в хирургии . 16 (1): 35. дои : 10.1186/s13037-022-00343-8 . ISSN 1754-9493 . ПМЦ 9672642 . ПМИД 36397098 .
- ^ Шахин-Йылмаз, А.; Наклерио, РМ (2011). «Анатомия и физиология верхних дыхательных путей». Труды Американского торакального общества . 8 (1): 31–9. дои : 10.1513/pats.201007-050RN . ПМИД 21364219 .
- ^ Фенске, Джилл Д.; Полсон, Сюзанна Э. (1999). «Выбросы ЛОС через дыхание человека» . Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами . 49 (5): 594–8. дои : 10.1080/10473289.1999.10463831 . ПМИД 10352577 .
- ^ Вайзель, КП (2010). «Воздействие бензола: обзор методов мониторинга и их выводы» . Химико-биологические взаимодействия . 184 (1–2): 58–66. дои : 10.1016/j.cbi.2009.12.030 . ПМК 4009073 . ПМИД 20056112 .
- ^ Масаока, Юрий; Сато, Хиронори; Акай, Лена; Хомма, Икуо (2010). «Выдержка: момент, когда мы ощущаем ретроназальное обоняние вкуса». Письма по неврологии . 473 (2): 92–6. дои : 10.1016/j.neulet.2010.02.024 . ПМИД 20171264 . S2CID 2671577 .
- ^ Кивастик, Яна; Кингисепп, Пит-Хенн (2001). «Референтные показатели спирометрии у школьников Эстонии» . Клиническая физиология . 21 (4): 490–7. дои : 10.1046/j.1365-2281.2001.00352.x . ПМИД 11442581 .
- ^ Перейти обратно: а б Хеденшерна, Г; Сандхаген, Б. (2006). «Оценка мертвого пространства. Значимая переменная?» . Минерва анестезиологическая . 72 (6): 521–8. ПМИД 16682925 .
- ^ Терлбек, WM (1967). «Площадь внутренней поверхности и другие измерения при эмфиземе» . Торакс . 22 (6): 483–96. дои : 10.1136/thx.22.6.483 . ПМК 471691 . ПМИД 5624577 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Маккей, округ Колумбия; Эванс, КК; Фраковяк, RSJ; Корфилд, ДР (2003). «Нейронные корреляты произвольного дыхания у человека». Журнал прикладной физиологии . 95 (3): 1170–8. doi : 10.1152/japplphysicalol.00641.2002 . ПМИД 12754178 . S2CID 15122094 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Каруана-Монтальдо, Брендан (2000). «Контроль дыхания в клинической практике». Грудь . 117 (1): 205–225. CiteSeerX 10.1.1.491.4605 . дои : 10.1378/сундук.117.1.205 . ПМИД 10631221 .
- ^ Ньюман, Д. «Физиология речевого производства» (PDF) . Проверено 31 марта 2012 г.
- ^ Хеман-Ака, Иоланда Д. (2005). «Физиология голосового производства: соображения для вокального исполнителя». Журнал пения . 62 (2): 173–6.
- ^ Хомма, Икуо; Масаока, Юрий (2008). «Ритмы дыхания и эмоции» . Экспериментальная физиология . 93 (9): 1011–21. doi : 10.1113/expphysicalol.2008.042424 . ПМИД 18487316 . S2CID 2686895 .
- ^ Сарнеки, Джон (2008). «Содержание и заражение зевотой». Философская психология . 21 (6): 721–37. дои : 10.1080/09515080802513292 . S2CID 144972289 .
- ^ Кори, Тимоти П.; Шуп-Нокс, Мелани Л.; Гордис, Элана Б.; Гэллап, Гордон Г. (2012). «Изменения в физиологии до, во время и после зевания» . Границы эволюционной нейронауки . 3 :7. дои : 10.3389/fnevo.2011.00007 . ПМК 3251816 . ПМИД 22319494 .
- ^ Перейти обратно: а б Редакторы журнала йоги (12 апреля 2017 г.). «Вопросы и ответы: нормально ли дыхание через рот в йоге?» . Журнал йоги . Проверено 26 июня 2020 г.
{{cite web}}:|last=имеет общее имя ( справка ) - ^ Перейти обратно: а б Пейн, Ларри. «Йогическое дыхание: советы по дыханию через нос (большую часть времени)» . Йога для чайников, 3-е издание . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Основной факультет Гималайского института, Основной факультет Гималайского института (13 июля 2017 г.). «Йоговское дыхание: Учебное пособие» . Гималайский институт йогической науки и философии . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Крукофф, Кэрол (2013). Йога Спаркс . Публикации Нового Предвестника. ISBN 9781608827022 . Проверено 31 мая 2020 г.
- ^ Юрек, Скотт (2012). Ешь и беги . Хоутон Миффлин. ISBN 978-0547569659 . Проверено 31 мая 2020 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Нестор, Джеймс (2020). Дыхание: новая наука об утраченном искусстве . Книги Риверхеда. ISBN 978-0735213616 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Выдох Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Носек, Томас М. «Раздел 4/4ch2/s4ch2_14» . Основы физиологии человека . Архивировано из оригинала 24 марта 2016 г.