В физиологии дыхание — это перемещение кислорода из внешней среды к клеткам внутри тканей и удаление углекислого газа в направлении , противоположном направлению в окружающую среду. [1]
Физиологическое определение дыхания отличается от биохимического определения , которое относится к метаболическому процессу, посредством которого организм получает энергию (в форме АТФ и НАДФН) [2] путем окисления питательных веществ и выделения продуктов жизнедеятельности. Хотя физиологическое дыхание необходимо для поддержания клеточного дыхания и, следовательно, жизни у животных, процессы здесь различны: клеточное дыхание происходит в отдельных клетках организма, тогда как физиологическое дыхание касается диффузии и транспорта метаболитов между организмом и внешней средой.
Газообмен в легких происходит путем вентиляции и перфузии. [1] Вентиляция – это движение воздуха внутрь и наружу легких, а перфузия – это циркуляция крови в легочных капиллярах. [1] У млекопитающих физиологическое дыхание включает дыхательные циклы вдоха и выдоха . Вдох (вдох) обычно представляет собой активное движение, приводящее воздух в легкие , где происходит процесс газообмена между воздухом в альвеолах и кровью в легочных капиллярах . Сокращение мышцы диафрагмы вызывает изменение давления, равное давлению, создаваемому эластичными, резистивными и инерционными компонентами дыхательной системы . Напротив, выдох (выдох) обычно является пассивным процессом, хотя есть много исключений: при возникновении функционального избыточного давления (разговор, пение, жужжание, смех, сморкание, фырканье, чихание, кашель, пауэрлифтинг ); при выдохе под водой (плавание, ныряние); при высоких уровнях физиологической нагрузки (бег, скалолазание, метание), когда необходим более быстрый газообмен; или в некоторых формах медитации с контролем дыхания . Разговор и пение у людей требуют устойчивого контроля дыхания, на который многие млекопитающие не способны.
В процессе дыхания альвеолы не наполняются атмосферным воздухом при каждом вдохе (около 350 мл за вдох), но вдыхаемый воздух тщательно разбавляется и тщательно смешивается с большим объемом газа (около 2,5 л у взрослого человека), так называемого функциональная остаточная емкость , которая остается в легких после каждого выдоха и газовый состав которой заметно отличается от состава окружающего воздуха . Физиологическое дыхание включает в себя механизмы , которые обеспечивают постоянство состава функциональной остаточной емкости и уравновешивание газов, растворенных в легочной капиллярной крови и, следовательно, во всем организме . Таким образом, в точном использовании слова дыхание и вентиляция являются гипонимами , а не синонимами дыхания ; но это предписание не всегда соблюдается даже большинством медицинских работников , поскольку термин « частота дыхания» (ЧД) является устоявшимся термином в здравоохранении , даже несмотря на то, что его необходимо было бы последовательно заменять частотой дыхания , если бы было точное использование. нужно следовать. При дыхании связи CH разрываются в результате окислительно-восстановительной реакции, в результате чего также образуются углекислый газ и вода. Процесс выработки клеточной энергии называется клеточным дыханием.
Существует несколько способов классификации физиологии дыхания:
