Большую роль в изменении дыхательных движений играют дыхательные рефлексы. Например, защитными дыхательными рефлексами являются чихание и кашель. Они осуществляются следующим образом.
Попадая в носовую полость, пыль или вещества с резким запахом раздражают рецепторы, расположенные в слизистой оболочке, выстилающей носовую полость. Тогда мы чихаем. Чихание – это сильный и очень быстрый рефлекторный выдох через ноздри, благодаря которому из носовой полости удаляются раздражающие ее вещества. Накопившаяся в ней слизь при насморке вызывает такую же реакцию. Кашель – резкий рефлекторный выдох через рот – возникает при различных раздражениях гортани.
Итак, правильное чередование дыхательных движений объясняется работой дыхательного центра, в котором автоматически возникают ритмические возбуждения, передающиеся дыхательным мышцам.
Частота дыхания зависит от возраста, выполняемой работы, тренированности. Дыхательный цикл (вдох-выдох) новорожденного – 35 раз в минуту, у ребенка – 25 раз, у подростка – 20 раз. Во время бодрствования при относительном покое взрослые люди совершают примерно 16 дыхательных движений в минуту, во время сна – 12, а при усиленной работе мышц частота дыхательных движений может возрастать в два и более раз. Однако, чем больше тренирован человек, тем меньше у него учащение дыхания. Необходимо отметить, что человек способен и по собственному желанию изменять ритм, частоту и глубину дыхания.
Кроме того, выделяют внешнее, или легочное, дыхание – это поглощение кровью легочных капилляров кислорода и выделение из крови углекислого газа, и внутреннее, или тканевое, дыхание – поглощение тканями кислорода из крови, образование в них углекислого газа и переход его из тканей в кровь.
Таким образом, для того, чтобы кровь, оттекающая от легких, имела нормальную концентрацию кислорода, необходима последовательная смена ряда процессов. Большое значение имеют следующие моменты:
1) достаточное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе;
2) нормальное прохождение вдыхаемого воздуха через воздухоносные пути до альвеол;
3) газообмен через альвеолярно-капиллярную мембрану – диффузия кислорода из альвеол в капилляры и диффузия углекислого газ из капилляров в альвеолы;
4) нормальный выдох отработанного воздуха.
Первый момент имеет отношение к окружающей среде и не зависит от организма. Три последующих процесса регулируются сложными механизмами, обеспечивающими их синхронизацию во времени. В обеспечении процессов вдоха-выдоха принимают участие:
1) нервная система, рефлекторно регулирующая тонус бронхов и сосудов;
2) эндокринная система, влияющая на проходимость бронхов, сосудистый тонус, работа бронхиальных желез за счет выделения из желез внутренней секреции различных гормонов, которые через кровь переносятся к органам-мишеням;
3) различные биологически активные вещества, которые выделяются как местно, в легких, так и в других органах и тканях и через кровь попадают в легкие;
4) иммунная система, обеспечивающая нормальный иммунный ответ на поступающие в составе вдыхаемого воздуха аллергены.
Надо также иметь в виду, что сами легкие – не только орган дыхания. С одной стороны, они играют важную роль в выработке многих биологически активных веществ, действующих как местно, так и на уровне всего организма, а с другой стороны, принимают участие в инактивации (путем расщепления) различных активных веществ, влияющих на работу легких. Все это говорит о чрезвычайно сложной регуляции, казалось бы, такой простой для внешнего восприятия функции, как дыхание.
Поэтому становится понятно, что нарушение в любом звене многоэтапно устроенного регуляторного процесса, который пространственно может быть представлен в виде своеобразной сети с узлами – биологически активными веществами и цитокинами (клеточными регуляторами, от лат. cytos – клетка) может привести к возникновению болезненного состояния. Причем при одних и тех же проявлениях болезни ее зачастую вызывают нарушения на разных уровнях регуляции.