Щоденно легені людини вдихають і видихають тисячі літрів повітря. Для того, щоб у клітинах відбувались життєво важливі хімічні реакції необхідне постійне надходження кисню, тому ми повинні весь час наповнювати свої легені повітрям, в якому у певній кількості міститься кисень. І обов’язково видаляти з організму вуглекислий газ. 

   За дослідженнями вчених через легені людини кожен день проходить десь 12000 літрів повітря. І це завдяки двом взаємопротилежним процесам: вдиху і видиху. Під час вдиху повітря нагнітається, а під час видиху, виходить назовні. Це схоже на принцип насоса. При кожному вдиху і видиху легені розширяються і стискаються. В нормі у дорослої людини за 1 хв. повинно бути не більше 20 дихальних рухів, тобто вдихів-видихів, у новонароджених близько 60. На перший погляд такі прості процеси, якими є вдих і видих, життєво необхідні. Ми їх, навіть, не помічаємо. Але кожен може відчути їх, як тільки повітря починає не вистачати. 

   Завдяки вдиху-видиху здійснюється газообмін, що є найважливішою функцією системи органів дихання. Без нього неможливе життя, оскільки перетворення енергії в організмі відбувається в результаті окиснення поживних речовин. Під дією кисню в клітинах відбувається розщеплення складних молекул на прості, в результаті чого утворюється вуглекислий газ, який терміново треба виводити з організму. Він є надзвичайно токсичним, тому від нього й треба позбавлятися. При вдиханні в повітрі міститься 21% кисню і 0,03% вуглекислого газу, а після газообміну їхнє співвідношення змінюється: кисню стає 16%, а вуглекислого газу – 4%. Кількість азоту при вдиху і видиху незмінна – 79%. 

   Органи дихання побудовані зовсім нескладно, вони не виходять за межі грудної порожнини, але ж кисень по кровоносній системі повинен надходити у кожну клітину тіла. У разі його нестачі настають процеси несумісні з життям. Людина без дихання може прожити до 5-7 хвилин, навіть менше. Після такого проміжку часу відмирають клітини мозку.

Легені – головні органи дихання людини і багатьох представників тваринного світу. Вчені вважають, що площа поверхні людських легенів приблизно дорівнює площі тенісного корту. Але самі легені нічого б не значили, якби в дихальній системі не було повітроносних шляхів: носова порожнина, гортань, трахея, бронхи, які доставляють повітря до легень.

Легені не мають власних м'язів і тому не можуть активно скорочуватися чи розтягуватися. Свій об'єм вони змінюють пасивно, слідом за змінами об'єму грудної порожнини. Дихальні рухи - вдих і видих відбуваються внаслідок ритмічного скорочення та розслаблення дихальних м'язів - міжреберних, діафрагми і м'язів передньої черевної стінки. 

   Вдих відбувається в такій послідовності: 

-зовнішні міжреберні м’язи скорочуються;

-об’єм грудної порожнини збільшується;

-тиск у легенях зменшується;

-повітря надходить до легень і розтягує їх. 

   Видих відбувається в такій послідовності: 

-зовнішні міжреберні м’язи розслаблюються;

-ребра опускаються;

-діафрагма розслаблюється;

-об’єм грудної порожнини і легень зменшується;

-тиск у легенях підвищується, виштовхуючи повітря.

   Дихальні рухи регулюються дихальним центром, що розміщений в довгастому мозку, з двома вузлами - центром вдиху та центром видиху. Тому ритм дихальних рухів підтримується імпульсами, які надходять в довгастий мозок із рецепторів легень і дихальних м'язів. Під час вдиху збуджуються нервові імпульси, які гальмують видих. При активному видиху виникають імпульси, які гальмують вдих. 

   Дихальний центр керує кількістю вдихів та їхньою глибиною. По всьому тілу розміщені рецептори, які визначають рівень кисню та вуглекислого газу в крові, стан легень, міжреберних м’язів та діафрагми. Ця інформація направляється в нервовий центр, який в кожний момент вирішує, як організму слід дихати. 

   Гуморальна регуляція дихання відбувається через вміст вуглекислого газу в крові. Нейрони дихального центру чутливі до СО2, якщо в крові, що омиває дихальний центр, є надлишок СО2, тоді збудливість дихального центру зростає і дихання стає частим і глибоким. Якщо СО2 в крові мало, то це викликає гальмування дихання.

   Приблизно кожні 4 секунди в дихальному центрі виникають збудження, які у спинному мозку проводяться до міжреберних дихальних м'язів і діафрагми. Зовнішні міжреберні м'язи скорочуються і піднімають ребра. При скороченні діафрагми, її купол, випнутий у бік грудної порожнини, стає плоскішим і опускається донизу. Завдяки цьому об'єм грудної порожнини збільшується. В плевральній щілині тиск завжди трохи нижчий від атмосферного, тому при збільшенні об'єму грудної порожнини легені немов присмоктуються до стінок грудної клітки і розтягуються. Легені заповнюються повітрям - відбувається вдих. При цьому нервові імпульси від м'язів та легень ідуть до дихального центру і включають його видихову частину.

   При збудженні центру видиху одночасно гальмується центр вдиху і дихальні м'язи (міжреберні і діафрагма) розслаблюються, ребра опускаються донизу, а органи черевної порожнини випинають діафрагму куполом догори. Внаслідок цього об'єм грудної порожнини зменшується і відбувається спокійний пасивний видих без участі м'язів.

   При глибокому вдиху відбувається одночасне скорочення міжреберних м'язів, діафрагми, а також деяких м'язів грудної клітини і плечового поясу, що піднімають ребра вище, ніж при спокійному вдихові. Глибокий видих зумовлюється, крім розслаблення зовнішніх міжреберних м'язів і діафрагми, скороченням внутрішніх міжреберних м'язів, а також м'язів черевної стінки, що призводить до сильнішого випинання діафрагми вбік грудної порожнини. Об'єм зменшується у вертикальному напрямі.

   У повсякденному житті ми, навіть, не спостерігаємо за тим, як ми дихаємо, адже диханням керує головний мозок без участі нашої свідомості. В стані спокою та під час сну наше тіло використовує зовсім мало кисню та енергії, але якщо ми бігаємо чи граємо в певні спортивні ігри, кисню та енергії треба набагато більше. Чим м’язи працюють інтенсивніше, тим частіше ми дихаємо. 

   В стані спокою, коли дихання неглибоке, ми вдихаємо 6-7 літрів кисню на хвилину. При незначному навантаженні, трохи більше - 24-25 літрів повітря, а при великому навантаженні дихання стає частим, неглибоким, поверхневим, і кількість літрів повітря може сягати до 50 на хвилину. Таким чином, частота вдихів і видихів залежить від навантаження на організм. 

   При фізичних навантаженнях м'язи виконують посилену роботу і кількість СО2 в крові зростає, що стає однією з причин поглиблення і посилення дихальних рухів.

   Розрізняють черевний і грудний типи дихання, залежно від того які м'язи переважають в акті видиху (діафрагма чи міжреберні). Ефективнішим вважають черевний тип, бо він забезпечує глибшу вентиляцію легень. Тип дихання залежить від статі, професії, віку.У чоловіків переважає черевний тип.

   На частоту і глибину дихальних рухів впливають різні подразники зовнішнього середовища, що діють на рецептори шкіри, слуху, зору, нюху, смаку. Процес збудження потрапляє в різні ділянки головного мозку, а звідти збудження досягає дихального центру. Звідти через відцентрові нерви збудження йде до дихальних м'язів. Внаслідок цього відбуваються прискорення і посилення, або сповільнення й послаблення дихальних рухів. Психічні подразники (страх, радість) також впливають на дихальний центр.

   Існують і захисні рефлекси (кашель, чхання). Це своєрідно змінені різкі видихи, за допомогою яких видаляються сторонні частинки, що потрапили в дихальні шляхи. Адже разом із повітрям в організм потрапляють інші гази та різноманітні частинки і домішки, що містяться в оточуючому середовищі. Деякі з них можуть бути, навіть, токсичними. До таких домішок відносяться пилинки, пилок рослин, пух, спори мікроорганізмів та грибів, отруйні гази… Щоб не дати цим частинкам потрапити в легені, дихальна система має свої незамінні бар’єри. 

   Коли дихальні шляхи подразнюються мікрочастинками в організмі виникають чихання та кашель. 

   Чхання – це раптове та мимовільне виштовхування повітря через ніс і рот після подразнення слизової оболонки. Під час чхання вміст носової порожнини вилітає зі швидкістю 160 км/год., що є швидкістю урагану. Кашель – це різке видалення повітря з легень, коли дихальні шляхи чимось подразнені. Результатом кашлю є очищення дихальних шляхів від непотрібного вмісту. 

   Мікроскопічні частинки, що вдихаються з повітрям, затримуються волосками слизової оболонки та певним слизом, який виробляється для зволоження носової порожнини та зупинення небажаних для дихання частинок. Але буває, що шкідливих речовин потрапляє досить багато і захисна система не справляється, тому вони проникають в легені. А звідти вони виводяться шляхом викашлювання. 

   Таким чином, чхання та кашель – захисні рефлекси дихальної системи.

   Ікання не належить до функцій дихальної системи. Вона виникає при подразненні діафрагми. Наприклад, коли ми швидко їмо, швидко рухаємося, багато з’їдаємо їжі одночасно, діафрагма подразнюється і починає дуже швидко опускатися і підніматися, заставляючи легені різко вдихати і видихати повітря. Все це діє на голосову щілину, заставляючи її різко закриватися.  

   Інколи в організмі виникає стан гіпоксії, коли тіло, або його частини не отримують достатньо кисню. При цьому можуть бути головні болі, нудота, втома. Частіше всього це буває високо в горах, або на глибині, наприклад, при викопуванні криниць у сільській місцевості.

   Таким чином, дихальні рухи не настільки прості, як здається на перший погляд кожному з нас, їхня складність виражається у важливих показниках всього процесу дихання.