Кислород (О2): Альвеолярный воздух - Кровь (насыщение гемоглобина)
Углекислый газ (СО2): Кровь - Альвеолярный воздух (удаление)
Кислород (О2): Кровь - Тканевая жидкость и клетки (потребление)
Углекислый газ (СО2): Тканевая жидкость и клетки - Кровь (выделение)
Во сне дыхание редкое, ровное и глубокое, потому что во время сна снижается уровень метаболизма и, соответственно, снижается потребление кислорода и выделение углекислого газа тканями. Дыхательный центр, реагируя на меньшую потребность в О2 и меньшее количество СО2, уменьшает частоту дыхательных движений.
Задержать дыхание на длительное время нельзя. Задержка дыхания ограничена тем моментом, когда концентрация углекислого газа в крови достигает критического уровня, и дыхательный центр продолговатого мозга, реагируя на это, посылает непреодолимый рефлекторный импульс на вдох.
Содержание углекислого газа (СО2) в выдыхаемом воздухе увеличивается, потому что этот газ поступает в лёгкие из крови (из венозной крови) в процессе газообмена в альвеолах. СО2 является продуктом клеточного дыхания (метаболизма) тканей, и его удаление происходит через легкие.
В плохо проветриваемом помещении частота дыхания увеличивается (учащается). Это происходит потому, что в результате дыхания людей в воздухе помещения повышается концентрация углекислого газа (СО2). Воздух с повышенным содержанием СО2 попадает в легкие, из-за чего увеличивается концентрация СО2 в крови. Этот избыток СО2 возбуждает дыхательный центр в продолговатом мозге через хеморецепторы, вызывая учащение и углубление дыхания.
Да, человек может влиять на работу дыхательного центра продолговатого мозга, но это влияние ограничено и осуществляется двумя путями:
Произвольная регуляция (Кора): Человек может сознательно изменить частоту, глубину или временно задержать дыхание. Кора больших полушарий посылает прямые импульсы, перекрывая работу центра. Это влияние кратковременно.
Гуморальная регуляция (Косвенное): Человек может изменить химический состав крови (концентрацию СО2 и О2) путем гипервентиляции или задержки дыхания. Дыхательный центр, реагируя на эти изменения, будет соответственно усиливать или замедлять дыхание. Это рефлекторное влияние.
Однако, когда уровень СО2 становится критическим, рефлекторный импульс от дыхательного центра подавляет сознательную волю коры, и дыхание непроизвольно возобновляется.
Важно заботиться о здоровье органов дыхания, потому что дыхательная система обеспечивает организм жизненно необходимым кислородом для энергетического обмена (клеточного дыхания) и удаляет конечный продукт метаболизма — углекислый газ. Нарушение работы органов дыхания (например, при заболеваниях или воздействии загрязненного воздуха) приводит к кислородному голоданию тканей, что является угрозой для жизни и нарушает гомеостаз организма.