Выдох - Exhalation

Для рассказа Теда Чанга см. Выдох (рассказ).
«Выдох» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Выдохните (значения).
"выдох" перенаправляется сюда. Не следует путать с истечение срока (значения).

Выдох (или же истечение срока) - поток дыхание вне организма. У животных это движение воздуха от легкие вне дыхательные пути, во внешнюю среду во время дыхание.

Это происходит из-за эластичных свойств легких, а также внутренние межреберные мышцы которые опускают грудную клетку и уменьшают объем грудной клетки. Как грудная диафрагма расслабляется во время выдоха, он заставляет ткань, в которой он находится, подниматься вверх и оказывать давление на легкие, чтобы вытеснить воздух. Во время форсированного выдоха, как при задувании свечи, выдыхательные мышцы, включая мышцы живота и внутренние межреберные мышцы, создают давление в брюшной и грудной клетках, которое вытесняет воздух из легких.

Выдыхаемый воздух богат углекислый газ, отходы клеточное дыхание во время производства энергии, которая хранится как АТФ. Выдох имеет дополнительное отношение к вдыхание которые вместе составляют респираторный цикл вдоха.

Выдох и газообмен

Основная причина выдоха - избавление организма от углекислого газа, который является отходом газообмена у человека. Воздух попадает в организм через вдох. Во время этого процесса воздух всасывается через легкие. Диффузия в альвеолах способствует обмену O2 в легочные капилляры и удаление CO2 и другие выдыхаемые газы из легочных капилляров. Чтобы легкие вытеснили воздух, диафрагма расслабляется, и легкие толкаются вверх. Затем воздух проходит через трахею, затем через гортань и глотку в полость носа и ротовую полость, где он выходит из тела.[1] Выдыхание занимает больше времени, чем вдох, и считается, что он способствует лучшему обмену газов. Части нервной системы помогают регулировать дыхание у людей. 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.[2][3]

Именно во время выдоха обоняние вклад в вкус возникает в отличие от обычного запаха, который возникает во время фазы вдыхания.[4]

Спирометрия

Спирометрия это мера функции легких. В общая емкость легких (ТСХ), функциональная остаточная емкость (FRC), остаточный объем (RV), и жизненная емкость (VC) - все значения, которые можно проверить с помощью этого метода. Спирометрия используется для выявления, но не диагностики респираторных заболеваний, таких как: ХОБЛ и астма. Это простой и экономичный метод проверки.[5] Дальнейшая оценка респираторной функции человека может быть проведена путем оценки минутная вентиляция, форсированная жизненная емкость (FVC) и объем форсированного выдоха (ВРЭ). Эти значения различаются у мужчин и женщин, потому что мужчины обычно крупнее женщин.

TLC - это максимальное количество воздуха в легких после максимального вдоха. У мужчин средняя ТСХ составляет 6000 мл, а у женщин - 4200 мл. FRC - это количество воздуха, оставшегося в легких после нормального выдоха. Мужчины оставляют в среднем около 2400 мл, а женщины оставляют около 1800 мл. RV - это количество воздуха, оставшегося в легких после форсированного выдоха. Средний ПЖ у мужчин составляет 1200 мл, а у женщин - 1100 мл. VC - это максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Мужчины обычно принимают 4800 мл, а женщины 3100 мл.[нужна цитата ]

Курильщики и люди, страдающие астмой и ХОБЛ, имеют ограниченную способность к воздушному потоку. У людей, страдающих астмой и ХОБЛ, наблюдается снижение количества выдыхаемого воздуха из-за воспаления дыхательных путей. Это воспаление вызывает сужение дыхательных путей, что позволяет выдыхать меньше воздуха. Многие вещи вызывают воспаление; некоторые примеры - сигаретный дым и взаимодействие с окружающей средой, такое как аллергия, погода и физические упражнения. У курильщиков неспособность полностью выдохнуть происходит из-за потери эластичности легких. Дым в легких заставляет их затвердеть и стать менее эластичными, что не позволяет легким расширяться или сжиматься, как обычно.[нужна цитата ]

Мертвый космос может быть определен двумя типами факторов: анатомическими и физиологическими. Некоторые физиологические факторы включают отсутствие перфузии, но вентилируемые альвеолы, такие как тромбоэмболия легочной артерии или курение, чрезмерная вентиляция альвеол, вызванная перфузией, у людей с хронической обструктивной болезнью легких и «шунт мертвое пространство », что является ошибкой между левым и правым легким, которая перемещает более высокие концентрации CO2 в венозной крови в артериальную сторону.[6] Анатомическими факторами являются размер дыхательных путей, клапанов и трубок дыхательной системы.[6] Физиологическое мертвое пространство легких может влиять на количество мертвого пространства, включая курение и болезни. Мертвое пространство - ключевой фактор для работы легких из-за разницы давлений, но он также может мешать человеку.[нужна цитата ]

Одна из причин, по которой мы можем дышать, - это эластичность легких. Внутренняя поверхность легких в среднем у человека без эмфиземы обычно составляет 63 м2 и может вмещать около 5 литров объема воздуха.[7] Оба легких вместе имеют одинаковую площадь поверхности, равную половине теннисного корта. Такие заболевания, как эмфизема, туберкулез, могут снизить площадь поверхности и эластичность легких. Еще одним важным фактором эластичности легких является курение из-за остатков, оставшихся в легких от курения. Эластичность легких можно тренировать для дальнейшего расширения.[нужна цитата ]

Вовлечение мозга

Мозговое управление выдохом можно разделить на произвольный контроль и непроизвольный контроль. Во время произвольного выдоха воздух задерживается в легких и выпускается с фиксированной скоростью. Примеры добровольного истечения срока: пение, говорение, упражнения, игра на музыкальном инструменте и добровольное гиперпноэ. Непроизвольное дыхание включает метаболическое и поведенческое дыхание.[нужна цитата ]

Добровольное истечение срока

Неврологический путь произвольного выдоха сложен и до конца не изучен. Однако известно несколько основ. В моторная кора в коре головного мозга, как известно, контролирует произвольное дыхание, потому что моторная кора контролирует произвольное движение мышц.[8] Это называется кортикоспинальным путем или восходящим респираторным путем.[8][9] Путь электрического сигнала начинается в моторной коре головного мозга, идет к спинному мозгу, а затем к дыхательным мышцам. Спинальные нейроны напрямую связаны с дыхательными мышцами. Было показано, что инициирование произвольного сокращения и расслабления внутренних и внешних внутренних ребер происходит в верхней части первичной моторной коры.[8] Позади места контроля грудной клетки (в верхней части первичной моторной коры) находится центр контроля диафрагмы.[8] Исследования показывают, что в мозгу есть множество других участков, которые могут быть связаны с добровольным выдохом. Нижняя часть первичная моторная кора может быть задействован, в частности, в контролируемом выдохе.[8] Активность также наблюдалась в дополнительной моторной области и премоторной коре во время произвольного дыхания. Скорее всего, это связано с сосредоточенностью и психологической подготовкой произвольного мышечного движения.[8]

Добровольное истечение срока необходимо для многих видов деятельности. Фоническое дыхание (генерация речи) - это тип контролируемого выдоха, который используется каждый день. Генерация речи полностью зависит от выдоха, это можно увидеть, попробовав говорить на вдохе.[10] Используя воздушный поток из легких, можно контролировать продолжительность, амплитуду и высоту звука.[11] Во время выпуска воздух проходит через голосовую щель, вызывая вибрацию, которая производит звук. В зависимости от движения голосовой щели изменяется высота голоса и интенсивность воздуха, проходящего через голосовую щель, изменяет громкость звука, производимого голосовой щелью.[нужна цитата ]

Недобровольное истечение срока

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. В понтинная респираторная группа состоит из двух частей: пневмотаксический центр и центр апноустики.[9] Все четыре центра расположены в стволе мозга и работают вместе, чтобы контролировать непроизвольное дыхание. В нашем случае вентральная респираторная группа (VRG) контролирует непроизвольный выдох.

Неврологический путь непроизвольного дыхания называется бульбоспинальным путем. Его также называют нисходящим дыхательным путем.[9] «Путь спускается по вентралатеральной колонне позвоночника. Нисходящий тракт автономного вдоха расположен сбоку, а тракт вегетативного выдоха - вентрально ».[12] Вегетативное вдохновение контролируется мостовидным дыхательным центром и обоими медуллярными дыхательными центрами. В нашем случае VRG контролирует автономный выдох. Сигналы от VRG передаются по спинному мозгу к нескольким нервам. Эти нервы включают межреберные, диафрагмальные и абдоминальные нервы.[9] Эти нервы ведут к определенным мышцам, которые они контролируют. Пузырьковый путь, идущий от VRG, позволяет центрам дыхания контролировать расслабление мышц, что приводит к выдоху.

Зевая

Зевая считается движением газов, не связанных с дыханием. Не респираторное движение газа - это еще один процесс, при котором воздух попадает в легкие и выходит из них, не считая дыхания. Зевота - это рефлекс, который нарушает нормальный ритм дыхания и также считается заразным.[13] Причина, по которой мы зеваем, неизвестна, но некоторые думают, что мы зеваем, чтобы регулировать уровень кислорода в организме.2 и CO2. Исследования, проводимые в контролируемой среде с разными уровнями O2 и CO2 опровергли эту гипотезу. Хотя нет конкретного объяснения того, почему мы зеваем, другие думают, что люди выдыхают как охлаждающий механизм для нашего мозга. Исследования на животных подтвердили эту идею, и возможно, что люди также могут быть связаны с ней.[14] Известно, что при зевании вентилируются все альвеолы ​​в легких.

Рецепторы

Несколько групп рецепторов в организме регулируют метаболическое дыхание. Эти рецепторы сигнализируют о дыхательный центр инициировать вдох или выдох. Периферические хеморецепторы расположены в аорте и сонных артериях. Они реагируют на изменение уровня в крови кислорода, углекислого газа и ЧАС+ сигнализируя мосту и мозговому веществу.[9] Рецепторы раздражения и растяжения в легких могут напрямую вызывать выдох. Оба ощущают инородные частицы и способствуют самопроизвольному кашлю. Их также называют механорецепторами, потому что они распознают физические изменения, а не химические изменения.[9] Центральные хеморецепторы в мозговом веществе также распознают химические вариации в H+. В частности, они отслеживают изменение pH в спинномозговой и спинномозговой жидкости.[9]

Йога

Йоги, такие как Б. К. С. Айенгар защищать оба вдох и выдох через нос в практике йога, а не вдыхать через нос и выдыхая через рот.[15][16][17] Они говорят своим ученикам, что «нос предназначен для дыхания, а рот - для еды».[16][18][19][15]

Смотрите также

дальнейшее чтение

  • Нестор, Джеймс (2020). Дыхание: новая наука об утерянном искусстве. Книги Риверхеда. ISBN  978-0735213616.

Рекомендации

  1. ^ Сахин-Йилмаз, А .; Наклерио Р. М. (2011). «Анатомия и физиология верхних дыхательных путей». Труды Американского торакального общества. 8 (1): 31–9. Дои:10.1513 / пат.201007-050RN. PMID  21364219.
  2. ^ Фенске, Джилл Д .; Полсон, Сюзанна Э. (1999). «Выбросы ЛОС из дыхания человека». Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами. 49 (5): 594–8. Дои:10.1080/10473289.1999.10463831. PMID  10352577.
  3. ^ Вайзель, К. П. (2010). «Воздействие бензола: обзор методов мониторинга и их результатов». Химико-биологические взаимодействия. 184 (1–2): 58–66. Дои:10.1016 / j.cbi.2009.12.030. ЧВК  4009073. PMID  20056112.
  4. ^ Масаока, Юрий; Сато, Хиронори; Акаи, Лена; Хомма, Икуо (2010). «Срок годности: момент, когда мы ощущаем ретроназальное обоняние аромата». Письма о неврологии. 473 (2): 92–6. Дои:10.1016 / j.neulet.2010.02.024. PMID  20171264. S2CID  2671577.
  5. ^ Кивастик, Яна; Кингисепп, Пит-Хенн (2001). «Контрольные значения спирометрии у эстонских школьников». Клиническая физиология. 21 (4): 490–7. Дои:10.1046 / j.1365-2281.2001.00352.x. PMID  11442581.
  6. ^ а б Hedenstierna, G; Сандхаген, Б. (2006). «Оценка мертвого пространства. Значимая переменная?». Минерва Анестезиологическая. 72 (6): 521–8. PMID  16682925.
  7. ^ Терлбек, В. М. (1967). «Площадь внутренней поверхности и другие измерения при эмфиземе». Грудная клетка. 22 (6): 483–96. Дои:10.1136 / thx.22.6.483. ЧВК  471691. PMID  5624577.
  8. ^ а б c d е ж McKay, L.C .; Evans, K. C .; Frackowiak, R. S. J .; Корфилд, Д. Р. (2003). «Нейронные корреляты произвольного дыхания у человека». Журнал прикладной физиологии. 95 (3): 1170–8. Дои:10.1152 / japplphysiol.00641.2002. PMID  12754178. S2CID  15122094.
  9. ^ а б c d е ж грамм 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. PMID  10631221.
  10. ^ Ньюман, Д. «Физиология производства речи» (PDF). Получено 31 марта 2012.
  11. ^ Хеман-Аках, Иоланда Д. (2005). «Физиология голосового производства: соображения для вокалиста». Журнал пения. 62 (2): 173–6.
  12. ^ Хомма, Икуо; Масаока, Юрий (2008). «Ритмы дыхания и эмоции». Экспериментальная физиология. 93 (9): 1011–21. Дои:10.1113 / expphysiol.2008.042424. PMID  18487316. S2CID  2686895.
  13. ^ Сарнеки, Джон (2008). «Содержание и заражение в зевоте». Философская психология. 21 (6): 721–37. Дои:10.1080/09515080802513292. S2CID  144972289.
  14. ^ Кори, Тимоти П .; Шуп-Нокс, Мелани Л .; Gordis, Elana B .; Гэллап, Гордон Г. (2012). «Изменения в физиологии до, во время и после зевоты». Границы эволюционной неврологии. 3: 7. Дои:10.3389 / fnevo.2011.00007. ЧВК  3251816. PMID  22319494.
  15. ^ а б Редакторы журнала йоги (2017-04-12). «Вопросы и ответы: можно ли в йоге дышать через рот?». Йога Журнал. Получено 2020-06-26.
  16. ^ а б Пэйн, Ларри. «Йогическое дыхание: советы по дыханию через нос (большую часть времени)». Йога для чайников, 3-е издание. Получено 2020-06-26.
  17. ^ Основной факультет Гималайского института, Основной факультет Гималайского института (2017-07-13). «Йогическое дыхание: Учебное пособие». Гималайский институт науки и философии йоги. Получено 2020-06-26.
  18. ^ Крукофф, Кэрол (2013). Йога Спаркс. Новые публикации Harbinger. ISBN  9781608827022. Получено 2020-05-31.
  19. ^ Юрек, Скотт (2012). Ешь и беги. Хоутон Миффлин. ISBN  978-0547569659. Получено 2020-05-31.

внешняя ссылка