Фазы дыхания: как устроены фазы дыхания человека и зачем это знать.

Когда ребёнок появляется на свет, он беспомощен. Он не умеет ходить, разговаривать или жевать. Всем этим навыкам он должен научиться, они совершенствуются по мере взросления. В отличие от этих функций, нормальное дыхание не требует сознательных усилий или специальных тренировок. Наш организм «сам знает» как дышать в покое, как реагировать на стресс, условия высокогорья или физические нагрузки, автоматически подстраиваясь (адаптируясь) под меняющиеся потребности организма. Несмотря на кажущуюся простоту, дыхание – жизненно важный и сложный процесс, состоящий из нескольких этапов – фаз дыхания человека [1,2].

Роль дыхания в снабжении организма кислородом

Зачем мы дышим от самого рождения и до смерти? Каждая клетка в организме человека нуждается в кислороде. Кислород – топливо для выработки жизненной энергии. Как в любом производственном цикле, при получении энергии образуются побочные продукты, от которых необходимо избавляться. На клеточных «фабриках» этим отходом является углекислый газ. Основная функция дыхания – получение кислорода из воздуха для доставки ко всем органам, и удаление накопившегося углекислого газа [3].

Основные фазы дыхания

Каждый цикл дыхания начинается с вдоха и заканчивается выдохом. Это и есть 2 основные фазы дыхания.

Что же происходит, когда мы дышим? Что вдыхает и выдыхает человек? При вдохе воздух, богатый кислородом, попадает в дыхательные пути. Они во многом похожи на перевёрнутое дерево. Из носа воздух проникает в трахею – ствол бронхиального дерева, а затем по разветвлённой системе бронхов (ветки и веточки) достигает альвеол. Альвеолы – воздушные мешочки, которые можно сравнить с плодами, висящими гроздьями на ветках. Лёгкие здорового человека содержат примерно 300 миллионов этих воздушных мешочков [4]. Каждая альвеола окружена сетью тонких кровеносных сосудов (капилляров). Через капилляры кислород из альвеол попадает в кровь, которая как транспорт разносит его по всему телу. В это же самое время углекислый газ, наоборот, покидает кровь и оказывается в альвеолах. В момент выдоха, когда объём грудной клетки уменьшается, отработавший воздух, насыщенный углекислым газом, устремляется наружу и выводится из организма. Этот процесс в лёгких называется «газообменом». За 1 минуту взрослый человек «пропускает» через лёгкие примерно 5–6 литров воздуха [1,2,4].

Механизм дыхания

Чтобы понять, как это происходит, из чего состоит дыхание, разберём основные мышцы вдоха и выдоха. В дыхании участвует множество разных мышц, таких как [2–7]:

Основные мышцы вдоха помогают активно наполнять лёгкие воздухом. Они работают как насос. К ним относятся [2–6]:

• Диафрагма – мышечная перегородка куполообразной формы, отделяющая органы дыхания от органов пищеварения.
• Межрёберные мышцы соединяют рёбра между собой. Сокращаясь, они уменьшают расстояние между рёбрами и поднимают их.

Основные мышцы выдоха – мышцы живота (брюшные мышцы). При их сокращении давление в брюшной полости возрастает, органы живота снизу поджимают диафрагму, поднимая её, что способствует выталкиванию воздуха наружу [6,7].

Мышцы, регулирующие потоки воздуха – мышцы глотки, гортани и бронхов. Эти мышцы, как дорожные регулировщики, следят за тем, чтобы поток воздуха двигался в правильном направлении, без «пробок» [2–7].

Вспомогательные мышцы помогают основным мышцам при глубоком или усиленном (форсированном) дыхании. Вспомогательные мышцы вдоха и выдоха – это мышцы шеи, грудные мышцы и мышцы спины [2–7].

Во время вдоха межрёберные мышцы укорачиваются (сокращаются), поднимая рёбра, а диафрагма становится более плоской (опускается). Благодаря этому объём грудной полости увеличивается, а давление в ней снижается, лёгкие расправляются и «затягивают» воздух, как меха в музыкальных инструментах – гармони или волынке. При усиленном, глубоком вдохе к основным присоединяются вспомогательные мышцы вдоха, ещё больше увеличивая объём вдоха за счёт верхней части грудной клетки [2,6,7].

Спокойный выдох – пассивный акт – мышцы расслабляются, рёбра опускаются и возвращаются в исходное положение, грудная клетка уменьшается в объёме, и воздух выбрасывается наружу. А при усиленном выдохе (например, во время гимнастики) подключаются основные мышцы выдоха – мышцы живота [2,6,7].

Дыхание при физической нагрузке

Известно, что во время быстрого бега, неподготовленный человек начинает задыхаться. Почему это происходит? Физические упражнения увеличивают потребление кислорода тканями, особенно мышцами, и повышают выработку углекислого газа – возникает состояние нехватки кислорода. Однако у здорового человека хорошо развиты приспособительные механизмы, позволяющие «подогнать» дыхание под увеличивающиеся потребности. Дыхание становится более частым и глубоким, увеличивается частота сокращений сердца. Выдох становится активным, то есть задействуются основные мышцы выдоха – брюшные мышцы. Это ведёт к росту объёма крови, проходящей через лёгкие, и, соответственно, к более интенсивному газообмену [1–3,6,8].

Фазы дыхания при заболеваниях

Заболевания лёгких можно разделить на следующие основные группы [8]:

• Обструктивные – связаны с препятствиями для прохождения воздуха по дыхательным путям при их сужении или воспалении.
• Рестриктивные – когда проблема связана со снижением растяжимости, эластичности лёгких.
• Заболевания сосудов лёгких. Например, повышение давления в них или тромбоз.
• Проблемы с дыханием при нарушении контроля со стороны мозга (центральной нервной системы).

При обструктивных заболеваниях лёгких (например, при астме или хронической обструктивной болезни лёгких) дыхательные пути суживаются из-за спазма, воспаления или наличия мокроты (бронхиальной слизи). Это отражается на фазах дыхания, главным образом затрудняется выдох. Он становится удлинённым по времени, требует усилий. Это приводит к задержке воздуха в лёгких, их перерастяжению и нарушению газообмена [6,9,10,11].

При рестриктивных заболеваниях (болезнях лёгких или грудной клетки) страдает именно фаза вдоха. Лёгкие не могут полноценно расправиться, раскрыться, чтобы «впустить» достаточное количество воздуха. В таких случаях объём лёгких уменьшается, дыхание становится более поверхностным [6,9,10].

Надеемся, информация о том, из чего состоит дыхание человека, была интересной, а мы будем ещё больше рассказывать вам о дыхательной системе, о том, что может быть полезным для вашего здоровья, или, напротив, может негативно сказаться на самочувствии.

Список литературы

1. Pleil JD, Ariel Geer Wallace M, Davis MD, Matty CM. The physics of human breathing: flow, timing, volume, and pressure parameters for normal, on-demand, and ventilator respiration. J Breath Res. 2021 Sep 27;15(4):10.1088/1752-7163/ac2589. doi: 10.1088/1752-7163/ac2589. PMID: 34507310; PMCID: PMC8672270.
2. Del Negro CA, Funk GD, Feldman JL. Breathing matters. Nat Rev Neurosci. 2018 Jun;19(6):351-367. doi: 10.1038/s41583-018-0003-6. PMID: 29740175; PMCID: PMC6636643.
3. Brinkman JE, Toro F, Sharma S. Physiology, Respiratory Drive. [Updated 2023 Jun 5]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482414/
4. org [Internet]. Cologne, Germany: Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG); 2006-. In brief: How do lungs work? [Updated 2023 Apr 18]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK401240/
5. Pilarski JQ, Leiter JC, Fregosi RF. Muscles of Breathing: Development, Function, and Patterns of Activation. Compr Physiol. 2019 Jun 12;9(3):1025-1080. doi: 10.1002/cphy.c180008. PMID: 31187893; PMCID: PMC12617011.
6. Штаненко, Н. И. Респираторная система: учеб.-метод. пособие для студентов всех факультетов медицинских вузов, клинических ординаторов, аспирантов, врачей-стажеров. Гомель: ГомГМУ, 2015. — 104 с. ISBN 978-985-506-720-8
7. Patel N, Chong K, Baydur A. Methods and Applications in Respiratory Physiology: Respiratory Mechanics, Drive and Muscle Function in Neuromuscular and Chest Wall Disorders. Front Physiol. 2022 Jun 14;13:838414. doi: 10.3389/fphys.2022.838414. PMID: 35774289; PMCID: PMC9237333.
8. Ягмурова Гульнара Реджеповна ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ // Наука и мировоззрение. 2025. №47. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/fiziologiya-dyhaniya(дата обращения: 22.12.2025).
9. Lofrese JJ, Tupper C, Denault D, et al. Physiology, Residual Volume. [Updated 2023 Feb 27]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK493170/
10. Gilman SA, Banzett RB. Physiologic changes and clinical correlates of advanced dyspnea. Curr Opin Support Palliat Care. 2009 Jun;3(2):93-7. doi: 10.1097/SPC.0b013e32832b42ba. PMID: 19421065; PMCID: PMC2834174.
11. Morris MJ. Asthma--expiratory dyspnoea? Br Med J (Clin Res Ed). 1981 Sep 26;283(6295):838-9. doi: 10.1136/bmj.283.6295.838. PMID: 6794721; PMCID: PMC1507058.
12. Suha F, Modi P, Sharma S. Dyspnea. [Updated 2025 Dec 13]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK499965/
13. Burge AT, Gadowski AM, Jones A, Romero L, Smallwood NE, Ekström M, Reinke LF, Saggu R, Wijsenbeek M, Holland AE. Breathing techniques to reduce symptoms in people with serious respiratory illness: a systematic review. Eur Respir Rev. 2024 Oct 30;33(174):240012. doi: 10.1183/16000617.0012-2024. PMID: 39477355; PMCID: PMC11522968.
14. Yun R, Bai Y, Lu Y, Wu X, Lee SD. How Breathing Exercises Influence on Respiratory Muscles and Quality of Life among Patients with COPD? A Systematic Review and Meta-Analysis. Can Respir J. 2021 Jan 29;2021:1904231. doi: 10.1155/2021/1904231. PMID: 33574969; PMCID: PMC7864742.
15. Thomas M, McKinley RK, Mellor S, Watkin G, Holloway E, Scullion J, Shaw DE, Wardlaw A, Price D, Pavord I. Breathing exercises for asthma: a randomised controlled trial. Thorax. 2009 Jan;64(1):55-61. doi: 10.1136/thx.2008.100867. Epub 2008 Dec 3. PMID: 19052047.