Дыхание (respiratio) — совокупность процессов, обеспечивающих поступление из атмосферного воздуха в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа. В результате биологического окисления в клетках освобождается энергия, идущая на обеспечение жизнедеятельности организма. Нормальная жизнедеятельность клеток возможна лишь при условии удаления конечных продуктов метаболизма, к числу которых относится углекислый газ.

Процесс дыхания включает в себя 5 основных этапов, из которых 4 – изучается физиологами, а последний – биохимиками. Этапы таковы:

1) внешнее дыхание, или вентиляция легких – это совокупность процессов газообмена, осуществляемых с помощью дыхательных мышц, бронхолегочного аппарата и системной регуляции, обеспечивающей вентиляцию легочных пузырьков и диффузию газов через альвеолярно-капиллярные мембраны. Во внешнем дыхание выделяют две стадии: конвекционный транспорт газов в пузырьки (вентиляция); диффузия из пузырьков в кровь легочных капилляров кислорода и в обратном направлении углекислого газа;

2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью;

3) транспорт газов кровью – процесс переноса кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;

4) обмен газов между кровью капилляров большого круга, кровообращения и клетками тканей;

5) внутреннее дыхание – биологическое окисление в митохондриях клетки.

Дыхательная система (синоним система внешнего дыхания) — совокупность органов и анатомических образований, обеспечивающих движение воздуха из атмосферы к легочным альвеолам и обратно (дыхательные циклы вдох — выдох) и газообмен между поступающим в легкие воздухом и кровью.

Движение воздуха в дыхательных путях обусловлено работой дыхательных мышц. К основным из них относят диафрагму, наружные и внутренние межреберные мышцы и мышцы брюшного пресса, обеспечивающие дыхательный акт при спокойном дыхании.

Вентиляция легочных пузырьков (альвеол) происходит благодаря чередованию вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает насыщенный кислородом атмосферный воздух, а при выдохе в окружающую среду удаляется воздух, бедный кислородом и богатый углекислым газом.

При физической нагрузке возрастание газообмена в дыхательной системе в норме обеспечивается снижением уровня стояния диафрагмы с приростом объема альвеолярного воздуха, расширением просвета бронхов, в связи, с чем снижается сопротивление воздушному потоку. Кроме того, при физической нагрузке увеличиваются глубина и частота дыхания в таком оптимальном соотношении, которое обеспечивает вентиляцию возросшего объема альвеол адекватно повышенным минутным объемом дыхания при минимальном приросте работы дыхательных мышц. При патологии, приводящей к нарушению проходимости дыхательных путей, ограничению глубины дыхания, нарушению диффузии газов в легких, а также при расстройствах регуляции дыхания развивается дыхательная недостаточность, проявляющаяся усиленной работой дыхательных мышц и (или) различными расстройствами газообмена.

Для нормальной деятельности дыхательной системы и поддержания стерильности в пространстве легочных альвеол важное значение имеет способность органов дыхания к самоочищению от микробов и пылевых частиц, попадающих в дыхательные пути из атмосферы. Кроме перистальтики мелких бронхов дренажную функцию в норме обеспечивает механизм мукоцилиарного транспорта. Запасным механизмом дренажа дыхательных путей является кашель.

Патология органов дыхательной системе занимает одно из ведущих мест в заболеваемости населения большинства регионов мира. В развитых странах до 1/4 всех смертельных исходов обусловлено заболеваниями органов дыхательной системы.

Основная функция дыхательной системы — обеспечение газообмена между кровью и внешней средой в соответствии с потребностями организма, которые определяются интенсивностью обмена веществ и значительно различаются в состояниях покоя и физической работы.

В условиях основного обмена у здоровых взрослых людей частота дыхания составляет 12 – 16 в 1 мин, диафрагма устанавливается высоко, вытесняя воздух из альвеол.

При спокойном дыхании в течение одного вдоха в легкие поступает 400 – 500 мл воздуха, а при максимально глубоком вдохе – еще примерно 1500 мл воздуха. В покое минутный объем дыхания равен 6 – 9 л. Максимальная вентиляция легких колеблется в диапазоне 80 – 90 л/мин, достигая у тренированных лиц 170 л/мин.