Біомеханіка дихання
У зв'язку з легеневим диханням грудна порожнина, а разом з нею й легені ритмічно розширюються (вдих) і спадаються (видих). Ця функція звичайно виконується рефлекторно під впливом сигналів, що йдуть головним чином від гемо- та інтерорецепторів легеневої тканини до дихального центру, звідки імпульси через рухові нервові шляхи передаються до м'язів грудної клітки. Поряд з цим дихальні рухи деякою мірою можуть контролюватися свідомістю.
Під час вдиху розширення грудної порожнини та наповнення легень повітрям забезпечується скороченням дихальних м'язів, робота яких затрачується на піднімання ребер і опускання діафрагми. Під час видиху (особливо при поверхневому диханні) ребра й груднина можуть опускатися завдяки їхній масі та еластичним силам хрящів і зв'язкового апарату грудної клітки, а розслаблена діафрагма під впливом підвищеного внутрішньочеревного тиску пасивно піднімається. Якщо видих форсований, провідна роль у ньому належить, як правило, скороченню м'язів грудної клітки та живота.
Дихальні м'язи поділяють на м'язи, які сприяють вдиху, і м'язи, які сприяють видиху. Першу групу можна розподілити на основні й допоміжні дихальні м'язи. Останні беруть участь у диханні лише за певних умов.
До основних м'язів, які сприяють вдиху, належать такі: діафрагма, скорочення якої збільшує об'єм порожнини грудної клітки у вертикальному напрямку; зовнішні й меншою мірою внутрішні міжреброві м'язи, які піднімають ребра; задні верхні зубчасті м'язи, що піднімають верхні ребра; внутрішні міжреброві м'язи; м'язи — піднімачі ребер; драбинчасті м'язи, що піднімають і фіксують І — II ребра, а це не тільки збільшує поздовжній діаметр грудної порожни¬ни, а й посилює дію міжребрових м'язів, спільна дія клубово-ребрових м'язів, м'язів шиї та зовнішніх пучків квадратних м'язів попереку, що розтягують грудну клітку у вертикальному напрямку.
М'язи, які виконують форсований видих: м'язи передньої стінки живота, які сприяють опусканню нижніх ребер, груднини та (завдяки підвищенню внутрішньочеревного тиску) механічному підніманню діафрагми; поперечний м'яз, що сприяє звуженню грудної порожнини; задні нижні зубчасті м'язи, а також клубово-реброві м'язи попереку і більша частина квадратних м'язів попереку (відтягують донизу нижні ребра).
Допоміжні дихальні м'язи: передні зубчасті, великі грудні та найширші м'язи спини, які піднімають ребра лише при фіксації вільних верхніх кінцівок (упор кистями витягнутих рук, положення рук на стегнах) або тільки плечових кісток (упор ліктів); малі грудні та підключичні м'язи, участь яких у диханні можлива лише при фіксації відтягнутих назад лопаток (скорочення ромбоподібних м'язів, положення сидячи з відкинутим назад тулубом і упором його в спинку стільця, крісла тощо); груднинно-ключично-соскоподібний м'яз, який піднімає ключиці й груднину при фіксації голови; грудна частина м'яза — випрямляча хребтового стовпа, який через зменшення грудного кіфозу (випрямлення спини) побічно розширює міжреброві проміжки і цим полегшує працю міжребрових м'язів.
Участь допоміжної дихальної мускулатури в акті дихання має особливе значення в разі недостатності функції основної дихальної мускулатури, що трапляється під час фізичних перевантажень і при деяких хворобливих станах (декомпенсовані вади серця).
Розрізняють три типи дихання: грудне, черевне, або діафрагмове, і змішане. Вони значно варіюють залежно від статі, віку та конституціональних особливостей. Так, у чоловіків переважає черевний тип дихання, у жінок — переважно грудний. У новонародженого та грудної дитини спостерігається черевний тип дихання, у 2 роки воно стає змішаним, у 3 — 7 років — грудним. У хлопчиків 8—10 років — черевний або нижньогрудний, а в дівчаток — верхньо-грудний тип дихання. У гіперстеніків найчастішим буває черевний, в астеніків — грудний тип дихання. Найсприятливішим для вентиляції легень є змішаний тип дихання.
Ємність легень. При повному вдиху ємність легень дорослої людини становить близько 5000 см повітря. Після повного видиху в обох легенях залишається приблизно 1500 см3 повітря, яке називається залишковим. Різниця між загальною ємністю і залишковим повітрям є середньою життєвою ємністю легень, що становить 3500 см3. Це повітря вдихуване і видихуване під час спокійного дихання (500 см3), додаткове повітря (1500 см3) — при глибокому вдиху і резервне повітря (1500 см3) — до кінця видихуване після спокійного видиху. У віці 35 — 40 років життєва ємність легень звичайно поступово зменшується внаслідок ослаблення дихальної мускулатури, кальцинації ребрових хрящів і зменшення рухомості в суглобах грудної клітки.
