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 на 4% состоит из углекислого газа , [1] отхода клеточного дыхания при производстве энергии, который сохраняется в виде АТФ . Выдох дополняет вдох , которые вместе составляют дыхательный цикл дыхания.
Основная причина выдоха – избавление организма от углекислого газа, который является отходом газообмена у человека. Воздух поступает в организм при вдохе. Во время этого процесса воздух засасывается легкими. 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 – 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, потому что мужчины, как правило, крупнее женщин.
ТСХ — максимальное количество воздуха в легких после максимального вдоха. У мужчин средний ТЛК составляет 6000,78 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, оставшееся 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 цитата ]
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 цитата ]
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 объем 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 цитата ]
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 такую же площадь поверхности, как половина 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 цитата ]
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 цитата ]
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] Когда воздух выбрасывается, он 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 цитата ]
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 цитата ]
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] Вегетативное 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 цитата ]
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, что зевота приводит к вентиляции всех альвеол в легких. [ нужна цитата ]
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 , посылая сигналы мосту и мозговому веществу. [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 изменения H + . В частности, они контролируют изменение pH в мозговой интерстициальной жидкости и спинномозговой жидкости. [10]
Йоги, такие как Б.К.С. Айенгар, рекомендуют в практике йоги вдыхать и выдыхать через нос , а не вдыхать через нос и выдыхать через рот . [16] [17] [18] Они говорят своим ученикам, что «нос предназначен для дыхания, рот — для еды». [17] [19] [20] [16]
{{cite web}}: |last=имеет общее имя ( справка )