Регуляция дыхания: насколько можно задержать дыхание - ДЫХАНИЕ: В ЗДОРОВОМ ТЕЛЕ - ЗДОРОВЫЙ ДУХ

В продолговатом мозге расположен дыхательный центр. Он представляет собой совокупность групп нейронов, аксоны которых идут к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим межреберные мышцы и мышцы диафрагмы. При периодическом возбуждении так называемых инспираторных нейронов (отвечающих за вздох) возбуждение достигает дыхательных мышц, они сокращаются, и происходит вдох. При вдохе легкие растягиваются и возбуждаются механические рецепторы, расположенные в их стенках. От них импульсы поступают в продолговатый мозг, и активность инспираторных нейронов резко тормозится. Происходит выдох. Стенки легких расслабляются, возбуждение механических рецепторов прекращается, возобновляется возбуждение инспираторных нейронов, и начинается следующий дыхательный цикл. Для того чтобы произошел глубокий выдох, необходимо возбуждение экспираторных нейронов дыхательного центра, которые вызывают сокращение мышц, приводящих к уменьшению объема грудной клетки.

В период внутриутробной жизни плод соединен с материнским организмом с помощью сосудов, проходящих через пуповину. По ним эмбрион получает из крови матери питательные вещества, гормоны, кислород. В момент рождения связь между младенцем и матерью резко обрывается. Маленькому организму не хватает кислорода, а углекислый газ быстро накапливается в крови. Наконец СО₂ достигает такой концентрации, которая “запускает” инспираторные нейроны дыхательного центра, они возбуждаются и посылают импульсы к соответствующим мышцам. Так происходит первый вдох, расправляющий легкие и наполняющий их воздухом. Вот тогда-то и раздается первый крик новорожденного, представляющий собой первый выдох! Видимо, наполнение легких воздухом не доставляет младенцу большой радости, иначе бы он так не плакал. Но что поделаешь, у всех жизнь так начинается...

Дыхательный центр обладает автоматией и возбуждается периодически, в среднем 15 раз в минуту. При физических и эмоциональных нагрузках частота дыхания резко возрастает, чтобы обеспечить возросшие потребности организма в кислороде и, соответственно, удаление увеличенных количеств СО₂. Во многих зонах сосудистого русла расположены рецепторы, возбуждающиеся при повышении содержания СО₂ в крови. От этих рецепторов импульсы следуют в инспираторную часть дыхательного центра, стимулируя вдох. Кроме того, сами нейроны дыхательного центра очень чувствительны к увеличению концентрации углекислого газа в крови и реагируют на него учащением дыхания.

Человек способен произвольно задерживать или учащать дыхание, менять его глубину. Это возможно потому, что деятельность дыхательного центра продолговатого мозга находится под контролем высших отделов мозга, в частности коры больших полушарий. Благодаря корковому контролю, человек может произвольно задерживать дыхание на несколько минут. Например, девушки, занимающиеся синхронным плаванием, способны оставаться под водой до 6 мин! В Японии многие столетия существовала очень почетная сугубо женская профессия ныряльщиц за жемчугом. Сразу после того, как девочка выходила замуж за ловца жемчуга, она становилась ама (в переводе с японского “человек моря”). После специальных тренировок ама, обвязанные веревкой, ныряли на огромную для обычных людей глубину, задерживая дыхание на 10 мин! По обычаю, конец веревки всегда держал в руках любящий муж, сидящий в лодке. Он помогал жене выбраться из воды. Карьера у ама была очень короткой. К 20 годам женщина уже рожала детей, и никто ее больше нырять не заставлял. Но были и великие ама, которые не оставляли свою профессию долгие годы.

В феврале 2011 г. швейцарец Петер Кола поставил рекорд, пробыв под водой без акваланга 19 мин 20 с. Впечатляющие цифры! Но врядли Петер активно двигался во время установления рекорда. Да и здоровья у него не прибавилось: мозг не следует подвергать такому глубокому кислородному голодания.

На активность дыхательного центра влияет целый ряд гормонов, а также состояние других систем организма. Как пример, можно привести следующий факт. Несмотря на то что человек мало зависит от сезонных изменений климата, частота дыхания весной возрастает на 30% по сравнению с осенью.

При вдыхании паров веществ, раздражающих рецепторы слизистой оболочки дыхательных путей (хлор, аммиак), происходит мгновенный рефлекторный спазм голосовой щели, бронхов и задержка дыхания. К защитным рефлексам следует отнести также короткие резкие выдохи - кашель, чихание.

Кашель возникает при раздражении бронхов. При этом происходит глубокий вдох, за которым следует усиленный резкий выдох. Голосовая щель открывается и происходит выброс воздуха, сопровождаемый звуком кашля. Чихание возникает при раздражении слизистых оболочек носовой полости. Происходит резкий выдох, похожий на тот, который наблюдается при кашле, но, когда воздух толчком выбрасывается из легких, язык блокирует заднюю часть ротовой полости, и для воздуха остается единственный путь наружу - через нос. Так происходит чихание. При чихании и кашле из дыхательных путей удаляются инородные частицы, слизь и т. п.

Однако у некоторых людей сильное желание чихнуть ничем не заканчивается, вызывая некоторое раздражение. Потеря возможности чихнуть может возникнуть после кровоизлияний в мозг (инсульта) или при сильной депрессии. Казалось бы, в этой потере нет ничего страшного, но ощущения возникают не очень приятные. Любопытно, что у всех народов мира чихание связывают с простудой, и поэтому на всех языках мира желают чихнувшему здоровья. Такой обычай существует у французов, испанцев, румын, итальянцев, немцев, евреев, финнов, славянских народов, включая русских.

Чихание сопровождается довольно отчетливым звуком “апчхи!”. Дело в том, что сначала мы втягиваем в себя воздух - это длинное “а-а-а-а”, затем во время резкого выдоха, когда сокращаются многие мышцы тела, возникает звукосочетание “чхи”. Язык в этот момент прижат к небу, при резком выдохе воздуха из легких язык и нёбо размыкаются, издавая звук “ч”. Далее воздух вырывается сквозь приоткрытые губы и получается “хи”.

Проявление эмоционального состояния человека — смех и плач — это долгие вдохи, за которыми следуют короткие, резкие выдохи. А вот зевота - долгий вдох и долгий постепенный выдох. Для чего нужна зевота? Одно из основных объяснений состоит в том, что зевота, предшествуя сну, позволяет хорошо провентилировать легкие.

Более половины взрослых мужчин и немного меньшее число женщин храпят во сне. Храп возникает в тех случаях, когда выдыхаемый воздух в носоглотке встречает препятствие на своем пути. Проходя через суженное отверстие, поток воздуха вызывает очень сильные звуки, которые, как это ни удивительно, сам храпящий обычно не слышит. Окружающим храп доставляет большие неудобства. У некоторых людей громкость храпа сравнима с шумом, производимым взлетающим авиалайнером. Препятствия для воздуха возникают по разным причинам: при аллергии, при насморке, из-за искривления носовой перегородки, при увеличении миндалин, разрастании полипов - аденоидов, при увеличении язычка и т. и. Предрасположенность к храпу передается по наследству: если храпел отец, то и сын в 40% случаев тоже страдает от этой напасти, а если оба родителя, то вероятность возрастает почти до 100%.

Приблизительно в 20% случаев храп является симптомом опасного недуга - сонного апноэ. Апное - довольно длительная (10 с и более) остановка дыхания. У человека с таким расстройством дыхание несколько раз за ночь прерывается, снижая уровень кислорода в крови. Естественно, сердце пытается наладить доставку кислорода к тканям, и особенно к мозгу, и начинает биться гораздо чаще, артериальное давление повышается. Изменяются даже физические свойства крови. Все это значительно повышает вероятность инсультов и инфарктов.

Кроме того, храп не дает человеку нормально отдохнуть и порождает хроническую усталость, снижение половой активности, ухудшение внимания и памяти. Почему же человек не храпит “наяву”, например, на школьном уроке? Дело в том, что во сне мышцы глотки и носоглотки полностью расслабляются и дают возможность жировой ткани и слизистым оболочкам (особенно если они разбухли от насморка) перекрыть дыхательные пути.

Что же делать для уменьшения храпа? Прежде всего понять, чем он вызван. Если храп сопровождается апноэ, т. е. серьезно угрожает здоровью, то надо или выправлять искривленную носовую перегородку, или лечить хронический насморк и ангины, но сначала худеть. Уменьшение массы тела на 5 кг сокращает число остановок дыхания на 25% и очень значительно сокращает храп.

Любопытно, но космонавтов абсолютно не волнует храп товарищей по экипажу. И дело не в специальном предварительном отборе. Просто в условиях невесомости мягкое нёбо не может “дребезжать”, издавая звуковые колебания.