ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА и дыхание

Дыхательная система включает воздухоносные пути и легкие.

Газоносные (воздухоносные) пути – полость носа, глотка (перекрещиваются дыхательные и пищеварительные пути), гортань, трахея и бронхи. Основная функция воздухоносных путей – проведение воздуха извне в легкие и из легких наружу. Газоносные пути имеют в своих стенках костную основу (носовая полость) или хрящи (гортань, трахея, бронхи), вследствие чего органы сохраняют просвет и не спадаются. Слизистая оболочка воздухоносных путей покрыта мерцательным эпителием, реснички их клеток своими движениями изгоняют наружу вместе со слизью попавшие в дыхательные пути инородные частицы.

Легкие составляют собственно дыхательную часть системы, в них происходит газообмен между воздухом и кровью.

Полость носавыполняет двоякую функцию – она является началом дыхательных путей и органом обоняния. Вдыхаемый воздух, проходя через полость носа, очищается, согревается, увлажняется. Содержащиеся в воздухе пахучие вещества раздражают обонятельные рецепторы, в которых возникают нервные импульсы. Из полости носа вдыхаемый воздух попадает в носоглотку, затем – в гортань. Воздух может поступать в носоглотку и через ротовую полость. Полость носа и носоглотку называют верхними дыхательными путями.

Гортаньрасполагается в передней части шеи. Скелетом гортани служат 6 хрящей, соединенных друг с другом при помощи суставов и связок. Вверху гортань подвешана связками к подъязычной кости, внизу соединяется с трахеей. При глотании, разговоре, кашле гортань смещается вверх‒вниз. В гортани находятся голосовые связки из эластичных волокон. При прохождении выдыхаемого воздуха через голосовую щель (узкое пространство между голосовыми складками) голосовые связки колеблются, вибрируют и воспроизводят звуки. Более низкий голос у мужчин зависит от большей длины голосовых связок, чем у женщин и детей.

Трахеяимеет скелет в виде 16‒20 хрящевых полуколец, не замкнутых сзади и соединенных кольцевыми связками. Задняя часть полуколец замещена перепонкой. Впереди трахеи в верхней ее части находится щитовидная железа и вилочковая, сзади – пищевод. На уровне V грудного позвонка трахея делится на два главных бронха – правый и левый. Правый главный бронх является как бы продолжением трахеи, он короче и шире левого, в него чаще попадают инородные тела. Стенки главных бронхов имеют такое же строение, как трахея. Слизистая оболочка бронхов, как и трахеи, выстлана мерцательным эпителием, богата слизистыми железами и лимфоидной тканью. В воротах легких главные бронхи делятся на долевые, те, в свою очередь, на сегментарные и другие более мелкие. Разветвление бронхов в легких называется бронхиальным деревом. Стенки мелких бронхов образованы эластическими хрящевыми пластинками, а самых мелких – гладкомышечной тканью (см. рис. 21).

Рис. 21. Гортань, трахея, главные и сегментарные бронхи

Легкие(правое и левое) расположены в грудной полости, справа и слева от сердца и крупных кровеносных сосудов (см. рис. 22). Легкие покрыты серозной оболочкой – плеврой, которая имеет 2 листка, первый окружает легкое, второй – прилегает к грудной клетке. Между ними пространство, которое называется плевральной полостью. Плевральная полость содержит серозную жидкость, физиологическая роль которой состоит в уменьшении трения плевры во время дыхательных движений.

Рис. 22. Положение легких в грудной клетке

Через ворота легкого входят главный бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены и лимфатические сосуды. Каждое легкое бороздами делится на доли, в правом легком 3 доли, в левом – 2. Доли делятся на сегменты, которые состоят из долек. В каждую из них входит дольковый бронх диаметром около 1 мм, он делится на концевые (терминальные) бронхиолы, а концевые – на дыхательные (респираторные) бронхиолы. Дыхательные бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых имеются миниатюрные выпячивания (пузырьки) - альвеолы. Одна концевая бронхиола с ее разветвлениями – дыхательными бронхиолами, альвеолярными ходами и альвеолами называется легочным ацинусом. Под микроскопом кусочек ткани легкого (дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами) напоминают виноградную гроздь (acinus), что послужило причиной образования названия. Ацинус является структурно-функциональной единицей легкого, в нем происходит газообмен между протекающей по капиллярам кровью и воздухом альвеол. В обоих легких человека имеется примерно 600‒700 млн альвеол, дыхательная поверхность которых составляет около 120 м 2 .

Физиология дыхания

Дыхание – это процесс газообмена между организмом и внешней средой. Из внешней среды организм потребляет кислород, обратно выделяет углекислый газ. Кислород необходим клеткам, тканям организма для окисления питательных веществ (углеводов, жиров, белков), в результате чего освобождается энергия. Углекислый газ является конечным продуктом обмена веществ. Остановка дыхания ведет к немедленному прекращению обмена веществ. Ниже в табл. 4 приведено содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного воздуха и воздуха мертвого пространства (воздух газоносных путей), состав которого мало отличается от вдыхаемого воздуха.

Таблица 4

во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, %

Процесс дыхания включает в себя следующие этапы:

Внешнее дыхание – газообмен между окружающей средой и альвеолами легких;

Газообмен между альвеолами и кровью. Поступающий по газоносным путям в легкие кислород через стенки легочных альвеол и кровеносных капилляров поступает в кровь и захватывается эритроцитами, а углекислый газ выводится из крови в альвеолы;

Транспорт газов кровью – кислорода из легких ко всем тканям организма, а углекислого газа – в обратном направлении.

Газообмен между кровью и тканями. Кислород из крови через стенки кровеносных капилляров поступает к клеткам и другим тканевым структурам, где включается в обмен веществ.

Тканевое или клеточное дыхание – основное звено дыхательного процесса; оно заключается в окислении ряда веществ, в результате чего высвобождается энергия. Процесс тканевого дыхания происходит при участии специальных ферментов.

Дыханием называется процесс газообмена между организмом и окружающей, средой. Жизнедеятельность человека тесно связана с реакциями биологического окисления и сопровождается поглощением кислорода. Для поддержания окислительных процессов необходимо непрерывное поступление кислорода, который разносится кровью ко всем органам, тканям и клеткам, где большая его часть связывается с конечными продуктами расщепления, а организм освобождается от диоксида углерода. Сущность процесса дыхания и заключается в потреблении кислорода и выделении диоксида углерода. (Н.Е.Ковалев, Л.Д.Шевчук, О.И.Щуренко. Биология для подготовительных отделений медицинских институтов.)

Функции дыхательной системы.

Кислород находится в окружающем нас воздухе.
Он может проникнуть сквозь кожу, но лишь в небольших количествах, совершенно недостаточных для поддержания жизни. Существует легенда об итальянских детях, которых для участия в религиозной процессии покрасили золотой краской; история дальше повествует, что все они умерли от удушья, потому что "кожа не могла дышать". На основании научных данных смерть от удушья здесь совершенно исключена, так как поглощение кислорода через кожу едва измеримо, а выделение двуокиси углерода составляет менее 1% от ее выделение через легкие. Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система. Транспорт газов и других необходимых организму веществ осуществляется с помощью кровеносной системы. Функция дыхательной системы сводится лишь к тому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода и удалять из нее углекислый газ. Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованием воды служит для млекопитающих основным источником энергии. Без нее жизнь не может продолжаться дольше нескольких секунд. Восстановлению кислорода сопутствует образование CO 2 . Кислород входящий в CO 2 не происходит непосредственно из молекулярного кислорода. Использование O 2 и образование CO 2 связаны между собой промежуточными метаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некоторое время. Обмен O 2 и CO 2 между организмом и средой называется дыханием. У высших животных процесс дыхания осуществляется благодаря ряду последовательных процессов. 1. Обмен газов между средой и легкими, что обычно обозначают как "легочную вентиляцию". 2. Обмен газов между альвеолами легких и кровью (легочное дыхание). 3. Обмен газов между кровью и тканями. Наконец, газы переходят внутри ткани к местам потребления (для O 2) и от мест образования (для CO 2) (клеточное дыхание). Выпадение любого из этих четырех процессов приводят к нарушениям дыхания и создает опасность для жизни человека.

Анатомия.

Дыхательная система человека состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы.

Воздухоносные пути.

Нос и полость носа служат проводящими каналами для воздуха, в которых он нагревается, увлажняется и фильтруется. В полости носа заключены также обонятельные рецепторы.
Наружная часть носа образована треугольным костно-хрящевым остовом, который покрыт кожей; два овальных отверстия на нижней поверхности-ноздри-открываются каждое в клиновидную полость носа. Эти полости разделены перегородкой. Три легких губчатых завитка (раковины) выдаются из боковых стенок ноздрей, частично разделяя полости на четыре незамкнутых прохода (носовые ходы). Полость носа выстлана богато васкуляризованной слизистой оболочкой. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничками эпителиальные и бокаловидные клетки служат для очистки вдыхаемого воздуха от твердых частиц. В верхней части полости лежат обонятельные клетки.

Гортань лежит между трахеей и корнем языка. Полость гортани разделена двумя складками слизистой оболочки, не полностью сходящимися по средней линии. Пространство между этими складками - голосовая щель защищено пластинкой волокнистого хряща - надгортанником. По краям голосовой щели в слизистой оболочке лежат фиброзные эластичные связки, которые называются нижними, или истинными, голосовыми складками (связками). Над ними находятся ложные голосовые складки, которые защищают истинные голосовые складки и сохраняют их влажными; они помогают также задерживать дыхание, а при глотании препятствуют попаданию пищи в гортань. Специализированные мышцы натягивают и расслабляют истинные и ложные голосовые складки. Эти мышцы играют важную роль при фонации, а также препятствуют попаданию каких-либо частиц в дыхательные пути.

Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость, где делится на правый и левый бронхи; стенка ее образована соединительной тканью и хрящом. У большинства млекопитающих хрящи образуют неполные кольца. Части, примыкающие к пищеводу, замещены фиброзной связкой. Правый бронх обычно короче и шире левого. Войдя в легкие, главные бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки (бронхиолы), самые мелкие из которых-конечные бронхиолы являются последним элементом воздухоносных путей. От гортани до конечных бронхиол трубки выстланы мерцательным эпителием.

Легкие

В целом легкие имеют вид губчатых, по-тых конусовидных образований, лежащих о обеих половинах грудной полости. Наименьший структурный элемент легкого - долька состоит из конечной бронхиолы, ведущей в легочную бронхиолу и альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешка образуют углубления-альвеолы. Такая структура легких увеличивает их дыхательную поверхность, которая в 50-100 раз превышает поверхность тела. Относительная величина поверхности, через которую в легких происходит газообмен, больше у животных с высокой активностью и подвижностью.Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток и окружены легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеолы покрыта поверхностно-активным веществом сурфактантом. Как полагают, сурфактант является продуктом секреции гранулярных клеток. Отдельная альвеола, тесно соприкасающаяся с соседними структурами, имеет форму неправильного многогранника и приблизительные размеры до 250 мкм. Принято считать, что общая поверхность альвеол, через которую осуществляется газообмен, экспоненциально зависит от веса тела. С возрастом отмечается уменьшение площади поверхности альвеол.

Плевра

Каждое легкое окружено мешком -плеврой. Наружный (париетальный) листок плевры примыкает к внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний (висцеральный) покрывает легкое. Щель между листками называется плевральной полостью. При движении грудной клетки внутренний листок обычно легко скользит по наружному. Давление в плевральной полости всегда меньше атмосферного (отрицательное). В условиях покоя внутриплевральное давление у человека в среднем на 4,5 торр ниже атмосферного (-4,5 торр). Межплевральное пространство между легкими называется средостением; в нем находятся трахея, зобная железа (тимус) и сердце с большими сосудами, лимфатические узлы и пищевод.

Кровеносные сосуды легких

Легочная артерия несет кровь от правого желудочка сердца, она делится на правую и левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерии ветвятся, следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуют капилляры, оплетающие стенки альвеол.

Воздух в альвеоле отделен от крови в капилляре стенкой альвеолы, стенкой капилляра и в некоторых случаях промежуточным слоем между ними. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые в конце концов соединяются и образуют легочные вены, доставляющие кровь в левое предсердие.
Бронхиальные артерии большого круга тоже приносят кровь к легким, а именно снабжают бронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносных сосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены, а оттуда - в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшое количество артериальной бронхиальной крови поступает в легочные вены.

Дыхательные мышцы

Дыхательные мышцы - это те мышцы, сокращения которых изменяют объем грудной клетки. Мышцы, направляющиеся от головы, шеи, рук и некоторых верхних грудных и нижних шейных позвонков, а также наружные межреберные мышцы, соединяющие ребро с ребром, приподнимают ребра и увеличивают объем грудной клетки. Диафрагма - мышечно-сухожильная пластина, прикрепленная к позвонкам, ребрам и грудине,отделяет грудную полость от брюшной. Это главная мышца, участвующая в нормальном вдохе. При усиленном вдохе сокращаются дополнительные группы мышц. При усиленном выдохе действуют мышцы, прикрепленные между ребрами (внутренние межреберные мышцы), к ребрам и нижним грудным и верхним поясничным позвонкам, а также мышцы брюшной полости; они опускают ребра и прижимают брюшные органы к расслабившейся диафрагме, уменьшая таким образом емкость грудной клетки.

Легочная вентиляция

Пока внутриплевральное давление остается ниже атмосферного, размеры легких точно следуют за размерами грудной полости. Движения легких совершаются в результате сокращения дыхательных мышц в сочетании с движением частей грудной стенки и диафрагмы.

Дыхательные движения

Расслабление всех связанных с дыханием мышц придает грудной клетке положение пассивного выдоха. Соответствующая мышечная активность может перевести это положение во вдох или же усилить выдох.
Вдох создается расширением грудной полости и всегда является активным процессом. Благодаря своему сочленению с позвонками ребра движутся вверх и наружу, увеличивая расстояние от позвоночника до грудины, а также боковые размеры грудной полости (реберный или грудной тип дыхания). Сокращение диафрагмы меняет ее форму из куполообразной в более плоскую, что увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохе играет диафрагмальное дыхание. Поскольку люди - существа двуногие, при каждом движении ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникает необходимость приспособить к этому разные мышцы.
При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы вернуть их в положение, предшествующее вдоху. Таким образом, выдох в покое происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих условие для вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствие сокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме и уменьшает продольный размер грудной полости.
Расширение легкого снижает (на время) общее внутрилегочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).

Изменения объема легких

У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса. Объем легкого меняется при вдохе не всюду одинаково. Для этого имеются три главные причины, во-первых, грудная полость увеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе части легкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существование гравитационного эффекта, который способствует смещению легкого книзу.
Объем воздуха, вдыхаемый при обычном (неусиленном) вдохе и выдыхаемой при обычном (неусиленном) выдохе, называется дыхательным воздухом. Объем максимального выдоха после предшествовавшего максимального вдоха называется жизненной емкостью. Она не равна всему объему воздуха в легком (общему объему легкого), поскольку легкие полностью не спадаются. Объем воздуха, который остается в наспавшихся легких, называется остаточным воздухом. Имеется дополнительный объем, который можно вдохнуть при максимальном усилии после нормального вдоха. А тот воздух, который выдыхается максимальным усилием после нормального выдоха, это резервный объем выдоха. Функциональная остаточная емкость состоит из резервного объема выдоха и остаточного объема. Это тот находящийся в легких воздух, в котором разбавляется нормальный дыхательный воздух. Вследствие этого состав газа в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется.
Минутный объем V-это воздух, вдыхаемый за одну минуту. Его можно вычислить, умножив средний дыхательный объем (V t) на число дыханий в минуту (f), или V=fV t . Часть V t , например, воздух в трахее и бронхах до конечных бронхиол и в некоторых альвеолах, не участвует в газообмене, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кровотоком - это так называемое "мертвое" пространство (V d). Часть V t , которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом (V A). С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция (V A) - наиболее существенная часть наружного дыхания V A =f(V t -V d), так как она является тем объемом вдыхаемого за минуту воздуха, который обменивается газами с кровью легочных капилляров.

Легочное дыхание

Газ является таким состоянием вещества, при котором оно равномерно распределяется по ограниченному объему. В газовой фазе взаимодействие молекул между собой незначительно. Когда они сталкиваются со стенками замкнутого пространства,их движение создает определенную силу; эта сила, приложенная к единице площади, называется давлением газа и выражается в миллиметрах ртутного столба.

Гигиенические рекомендации в отношении органов дыхания включают согревание воздуха, очищение его от пыли и болезнетворных организмов. Этому способствует носовое дыхание. На поверхности слизистой носа и носоглотки есть множество складок, обеспечивающих при прохождении воздуха его согревание, что предохраняет человека от простудных заболеваний в холодное время года. Благодаря носовому дыханию увлажняется сухой воздух, удаляется мерцательным эпителием осевшая пыль, предохраняется от повреждения зубная эмаль, которое происходило бы при вдыхании холодного воздуха через рот. Через органы дыхания в организм вместе с воздухом могут проникать возбудители гриппа, туберкулеза, дифтерии, ангины и др. Большинство их, так же как пылинки, прилипает к слизистой воздухоносных путей и удаляется из них ресничным эпителием, а микробы обезвреживаются слизью. Но часть микроорганизмов оседает в дыхательных путях и может вызвать различные заболевания.
Правильное дыхание возможно при нормальном развитии грудной клетки, что достигается систематическими физическими упражнениями на открытом воздухе, правильной позой во время сидения за столом, прямой осанкой при ходьбе и стоянии. В плохо проветриваемых помещениях воздух содержит от 0,07 до 0,1%CО 2 , что очень вредно.
Большой вред здоровью наносит курение. Оно вызывает постоянное отравление организма и раздражение слизистых оболочек дыхательных путей. О вреде курения говорит и тот факт, что у курильщиков рак легких бывает значительно чаще, чем у некурящих. Табачный дым вреден не только самим курильщикам, но и тем, кто остается в атмосфере табачного дыма - в жилом помещении или на производстве.
Борьба с загрязнением атмосферного воздуха в городах включает систему очистных установок на промышленных предприятиях и широкое озеленение. Растения, выделяя в атмосферу кислород и испаряя в большом количестве воду, освежают и охлаждают воздух. Листья деревьев задерживают пыль, вследствие чего воздух становится чище и прозрачнее. Важное значение для здоровья имеют правильное дыхание и систематическое закаливание организма, для чего необходимо часто бывать на свежем воздухе, совершать прогулки, желательно за город, в лес.

Что можно назвать главным показателем жизнеспособности людей? Конечно же, речь идет о дыхании. Человек может обойтись без еды и воды некоторое время. Без воздуха же жизнедеятельность не представляется возможной вообще.

Общие сведения

Что такое дыхание? Это связующее звено между окружающей средой и людьми. Если поступление воздуха по каким-либо причинам затруднено, то сердце и органы дыхания человека начинают функционировать в усиленном режиме. Это происходит из-за необходимости обеспечения достаточного количества кислорода. Органы способны адаптироваться к условиям изменчивой окружающей среды.

Ученые смогли установить, что воздух, попадающий в органы дыхания человека, образует два потока (условно). Один из них проникает в левую часть носа. показывает, что второй проходит с правой стороны. Специалисты также доказали, что артерии мозга имеют разделение на два потока получения воздуха. Таким образом, дыхательный процесс должен быть правильным. Это очень важно для поддержания нормальной жизнедеятельности людей. Рассмотрим строение органов дыхания человека.

Важные особенности

Когда говорят о дыхании, речь идет о совокупности процессов, которые направлены на обеспечение непрерывного снабжения всех тканей и органов кислородом. При этом из организма удаляются вещества, которые образуются в ходе обмена углекислого газа. Дыхание представляет собой очень сложный процесс. Он проходит несколько этапов. Стадии входа и выхода воздуха в организм следующие:

Речь идет о газообмене между атмосферным воздухом и альвеолами. Данный этап считается
Обмен газов, осуществляемый в легких. Он происходит между кровью и альвеолярным воздухом.
Два процесса: доставка кислорода от легких к тканям, а также транспорт углекислого газа от последних к первым. То есть речь идет о перемещении газов с помощью кровотока.
Следующая ступень обмена газов. В нем участвуют клетки тканей и кровь капилляров.
Наконец, внутреннее дыхание. Имеется в виду которое происходит в митохондриях клеток.

Основные задачи

Органы дыхания человека обеспечивают удаление углекислого газа из крови. В их задачу входит также ее насыщение кислородом. Если перечислять функции органов дыхания, то эта - самая важная.

Дополнительное назначение

Имеются и другие функции органов дыхания человека, среди них можно выделить такие:

Принятие участия в процессах терморегуляции. Дело в том, что температура вдыхаемого воздуха оказывает влияние на аналогичный параметр тела человека. Во время выдоха организм отдает тепло во внешнюю среду. При этом он охлаждается, если это возможно.
Принятие участия в выделительных процессах. Во время выдоха вместе с воздухом из организма (кроме углекислого газа) устраняются пары воды. Также это относится и к некоторым другим веществам. К примеру, этиловому спирту во время алкогольного опьянения.
Принятие участия в иммунных реакциях. Благодаря данной функции органов дыхания человека появляется возможность обезвреживания некоторых патологически опасных элементов. К ним, в частности, относят болезнетворные вирусы, бактерии и другие микроорганизмы. Этой способностью наделены определенные клетки легких. В связи с этим их можно отнести к элементам иммунной системы.

Специфические задачи

Существуют весьма узконаправленные функции органов дыхания. В частности, специфические задачи выполняют бронхи, трахея, гортань, носоглотка. Среди таких узконаправленных функций можно выделить следующие:

Охлаждение и согревание входящего воздуха. Выполнение этой задачи осуществляется в соответствии с температурой окружающей среды.
Увлажнение воздуха (вдыхаемого), что предотвращает высыхание легких.
Очищение входящего воздуха. В частности, это относится к инородным частицам. Например, к входящей с воздухом пыли.

Строение органов дыхания человека

Все элементы соединяются специальными каналами. По ним входит и выходит воздух. Также в эту систему включаются легкие - органы, где происходит газообмен. Устройство всего комплекса и принцип его работы являются достаточно сложными. Рассмотрим органы дыхания человека (картинки представлены ниже) более подробно.

Информация о носовой полости

Дыхательные пути начинаются именно с нее. Носовая полость отделяется от ротовой. Спереди - это твердое небо, а сзади - мягкое. У носовой полости имеется хрящевой и костный остов. Она делится на левую и правую части благодаря сплошной перегородке. Также присутствуют три Благодаря им полость разделяется на проходы:

Нижний.
Средний.
Верхний.

По ним проходит выдыхаемый и вдыхаемый воздух.

Особенности слизистой

У нее есть ряд приспособлений, которые предназначены для обработки вдыхаемого воздуха. Прежде всего, ее покрывает мерцательный эпителий. Его ресничками образуется сплошной ковер. Благодаря тому, что реснички мерцают, пыль достаточно легко устраняется из носовой полости. Волоски, которые находятся у наружного края отверстий, также способствуют задержанию инородных элементов. содержит специальные железы. Их секрет обволакивает пыль и способствует ее устранению. Кроме того, происходит увлажнение воздуха.

Слизь, которая находится в носовой полости, имеет бактерицидные свойства. В ней присутствует лизоцим. Данное вещество способствует понижению способности бактерий к размножению. Также оно убивает их. В слизистой оболочке находится множество венозных сосудов. При различных условиях они могут набухать. Если они повреждены, то начинаются носовые кровотечения. Цель данных образований заключается в обогреве проходящей через нос воздушной струи. Лейкоциты покидают кровеносные сосуды и оказываются на поверхности слизистой. Они также выполняют защитные функции. В процессе осуществления фагоцитоза лейкоциты погибают. Таким образом, в слизи, которая выделяется из носа, содержится множество мертвых "защитников". Далее воздух проходит в носоглотку, а оттуда - в другие органы дыхательной системы.

Гортань

Она находится в передней гортанной части глотки. Это уровень 4-6-го шейных позвонков. Гортань образуется хрящами. Последние делятся на парные (клиновидные, рожковидные, черпаловидные) и непарные (перстневидный, щитовидный). При этом надгортанник прикрепляется к верхнему краю последнего хряща. Во время глотания он закрывает вход в гортань. Таким образом, он препятствует попаданию в нее еды.

Общие сведения о трахее

Она является продолжением гортани. Разделяется на два бронха: левый и правый. Бифуркация - это место, где разветвляется трахея. Для нее характерна следующая длина: 9-12 сантиметров. В среднем поперечный диаметр достигает восемнадцати миллиметров.

Трахея может включать до двадцати неполных хрящевых колец. Они соединены при помощи фиброзных связок. Благодаря хрящевым полукольцам дыхательные пути становятся упругими. Кроме того, они делаются ниспадающими, следовательно, легко проходимы для воздуха.

Перепончатая задняя стенка трахеи является уплощенной. В ней содержится гладкая мышечная ткань (пучки, которые идут продольно и поперечно). Благодаря этому обеспечивается активное движение трахеи при кашле, дыхании и так далее. Что касается слизистой оболочки, то ее покрывает мерцательный эпителий. В данном случае исключением является часть надгортанника и голосовые связки. Также она обладает слизистыми железами и лимфоидной тканью.

Бронхи

Это парный элемент. Два бронха, на которые делится трахея, входят в левое и правое легкие. Там они древовидно ветвятся на более мелкие элементы, которые включаются в легочные дольки. Так, образуются бронхиолы. Речь идет о еще более мелких дыхательных ветвях. Диаметр дыхательных бронхиол может составлять 0,5 мм. Они, в свою очередь, образуют альвеолярные ходы. Последние заканчиваются соответствующими мешочками.

Что представляют собой альвеолы? Это выпячивания, имеющие вид пузырьков, которые располагаются на стенках соответствующих мешочков и ходов. Их диаметр достигает 0,3 мм, а число может доходить до 400 млн. Это обеспечивает возможность создания большой дыхательной поверхности. Данный фактор существенно влияет на объем легких. Последний можно увеличивать.

Важнейшие органы дыхания человека

Ими считаются легкие. Серьезные заболевания, связанные с ними, могут угрожать жизни. Легкие (фото представлены в статье) находятся в грудной полости, которая герметично закрыта. Ее задняя стенка образована соответствующим отделом позвоночника и ребрами, которые присоединены подвижно. Между ними располагаются внутренние и наружные мышцы.

Грудная полость отделяется от брюшной снизу. В этом участвует грудобрюшная преграда, или диафрагма. Анатомия легких не отличается простотой. У человека их два. Правое легкое включает в себя три доли. В то же время левое состоит из двух. Верхушка легких - это их суженная верхняя часть, а расширенная нижняя считается основанием. Различаются ворота. Они представлены углублениями на внутренней поверхности легких. Через них проходят кровеносные нервы, а также лимфатические сосуды. Корень представлен совокупностью вышеперечисленных образований.

Легкие (фото иллюстрирует их расположение), точнее их ткань, состоят из мелких структур. Они называются дольками. Речь идет о небольших участках, имеющих пирамидальную форму. Бронхи, которые входят в соответствующую дольку, подразделяются на дыхательные бронхиолы. Альвеолярный ход имеется на конце каждой из них. Вся эта система представляет собой функциональную единицу легких. Она называется ацинусом.

Легкие покрыты плеврой. Это оболочка, состоящая из двух элементов. Речь идет о наружном (париетальном) и внутреннем (висцеральном) лепестках (схема легких прилагается далее). Последний покрывает их и в то же время является внешней оболочкой. Он делает переход в наружный листок плевры по корню и представляет собой внутреннюю оболочку стенок грудной полости. Это приводит к образованию геометрически замкнутого мельчайшего капиллярного пространства. Речь идет о плевральной полости. В ней содержится небольшое количество соответствующей жидкости. Она смачивает листки плевры. Благодаря этому облегчается их скольжение между собой. Смена воздуха в легких происходит по многим причинам. Одной из основных является изменение размера плевральной и грудной полостей. Такова анатомия легких.

Особенности механизма входа и выхода воздуха

Как уже говорилось ранее, между газом, который находится в альвеолах, и атмосферным происходит обмен. Это обусловлено ритмическим чередованием вдохов и выдохов. Легкие не имеют мышечной ткани. По этой причине их интенсивное сокращение невозможно. В данном случае наиболее активная роль отдана дыхательным мышцам. При их параличе сделать вдох не представляется возможным. При этом органы дыхания не поражаются.

Инспирация представляет собой акт вдоха. Речь идет об активном процессе, в ходе которого обеспечивается увеличение грудной клетки. Экспирация является актом выдоха. Данный процесс пассивный. Он происходит из-за того, что грудная полость уменьшается.

Дыхательный цикл представлен фазами вдоха и последующего выдоха. В процессе вхождения воздуха принимает участие диафрагма и наружные косые мышцы. При их сокращении ребра начинают подниматься. В то же время происходит увеличение грудной полости. Диафрагма сокращается. При этом она занимает более плоское положение.

Что касается несжимаемых органов то в ходе рассматриваемого процесса они оттесняются в стороны и вниз. Купол диафрагмы при спокойном вдохе опускается примерно на полтора сантиметра. Таким образом, происходит увеличение вертикального размера грудной полости. В случае очень глубокого дыхания в акте вдоха принимают участие вспомогательные мышцы, среди которых выделяются следующие:

Ромбовидные (которые поднимают лопатку).
Трапециевидная.
Малая и большая грудные.
Передняя зубчатая.

Стенку грудной полости и легкие покрывает серозная оболочка. Плевральная полость представлена узкой щелью между листками. В ней содержится серозная жидкость. Легкие все время в растянутом состоянии. Это обусловлено тем, что давление в плевральной полости является отрицательным. Речь идет об эластичной тяге. Дело в том, что объем легких постоянно стремится к уменьшению. В конце спокойного выдоха практически каждая дыхательная мышца расслабляется. При этом давление в плевральной полости ниже атмосферного. У разных людей главную роль в акте вдоха играет диафрагма или межреберные мышцы. В соответствии с этим можно говорить о разных типах дыхания:

Реберном.
Диафрагмальном.
Брюшном.
Грудном.

В настоящее время известно, что у женщин преобладает последний тип дыхания. У мужчин в большинстве случаев наблюдается брюшной. Во время спокойного дыхания выдох происходит благодаря эластичной энергии. Она накапливается во время предыдущего вдоха. Когда мышцы расслабятся, ребра могут пассивно вернуться в исходное положение. Если сокращения диафрагмы уменьшатся, то она займет свою прежнюю куполообразную позицию. Это обусловлено тем, что органы брюшной полости воздействуют на нее. Таким образом, давление в ней уменьшается.

Все вышеперечисленные процессы приводят к сдавливанию легких. Из них выходит воздух (пассивно). Усиленный выдох - это активный процесс. В нем принимают участие внутренние межреберные мышцы. При этом их волокна идут в противоположном направлении, если проводить сравнение с наружными. Они сокращаются, и ребра опускаются вниз. Также происходит уменьшение грудной полости.

Линия УМК Пономаревой (5-9)

Биология

Строение дыхательной системы человека

С тех пор, как жизнь вышла из моря на сушу, дыхательная система, обеспечивающая газообмен с внешней средой, стала важной частью человеческого тела. Хотя все системы организма важны, считать, что одна более важна, а другая – менее, неправомерно. Ведь человеческий организм - тонко регулируемая и быстро реагирующая система, которая стремится обеспечить постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.

Дыхательная система - совокупность органов, обеспечивающих поступление кислорода из окружающего воздуха в дыхательные пути, и осуществляющих газообмен, т.е. поступление кислорода в кровоток и выведение углекислого газа из кровотока обратно в атмосферу. Однако дыхательная система - это не только обеспечение организма кислородом - это еще и человеческая речь, и улавливание различных запахов, и теплообмен.

Органы дыхательной системы человека условно делятся на дыхательные пути, или проводники , по которым воздушная смесь поступает к легким, и легочную ткань , или альвеолы .

Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на верхние и нижние. К верхним относятся:

нос и его придаточные пазухи
ротоглотка
гортань

К нижним дыхательным путям относятся:

трахея
главные бронхи
бронхи следующих порядков
терминальные бронхиолы.

Носовая полость - первый рубеж при поступлении воздуха в организм. На пути пылевых частиц встают многочисленные волоски, расположенные на слизистой полости носа, и очищают проходящий воздух. Носовые раковины представлены хорошо кровоснабжаемой слизистой и, проходя сквозь извитые носовые раковины, воздух не только очищается, но и согревается.

Также нос – орган, благодаря которому мы наслаждаемся ароматом свежей выпечки, или точно можем определить местонахождение общественного туалета. А все потому, что на слизистой верхней носовой раковины расположены чувствительные обонятельные рецепторы. Их количество и чувствительность генетически запрограммированы, благодаря чему парфюмеры создают запоминающиеся ароматы духов.

Проходя сквозь ротоглотку, воздух попадает в гортань . Как же получается, что пища и воздух проходят через одни и те же части тела и не смешиваются? При глотании надгортанник прикрывает дыхательные пути, и пища попадает в пищевод. При повреждении надгортанника человек может поперхнуться. Попадание еды в дыхательные пути требует немедленной помощи и может даже привести к смерти.

Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани - щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя адамово яблоко , или кадык . Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.

Дальше на пути воздуха встают голосовые связки. Именно проходя через голосовую щель и заставляя дрожать натянутые голосовые связки, человеку доступна не только функция речи, но и пение. Некоторые уникальные певцы могут заставить дрожать связки с частотой 1000 децибел и силой своего голоса взрывать хрустальные стаканы
(в России самым широким диапазоном голоса в пять октав обладает Светлана Феодулова - участница шоу «Голос–2»).

Трахея имеет строение хрящевых полуколец . Передняя хрящевая часть обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха за счет того, что трахея не спадается. Сзади к трахее прилегает пищевод, и мягкая часть трахеи не задерживает прохождение пищи по пищеводу.

Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких - альвеол . Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева , похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.

Множество альвеол формируют легкие. Легкие - парный орган. Природа позаботилась о своих нерадивых детях, и некоторые важные органы – легкие и почки – создала в двойном экземпляре. Человек может жить и с одним легким. Легкие расположены под надежной защитой каркаса из прочных ребер, грудины и позвоночника.

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования, рекомендован Министерством образования и науки РФ и включен в Федеральный перечень учебников. Учебник адресован учащимся 9 класса и входит в учебно-методический комплекс «Живой организм», построенный по линейному принципу.

Функции дыхательной системы

Интересно, что легкие лишены мышечной ткани и сами дышать не могут. Дыхательные движения обеспечивает работа мышц диафрагмы и межреберных мышц.

Человек совершает дыхательные движения благодаря сложному взаимодействию различных групп мышц межреберных, мышц брюшного пресса при глубоком дыхании, а самая мощная мышца, участвующая в дыхании, – диафрагма .

Наглядно представить работу дыхательных мышц поможет опыт с моделью Дондерса, описанный на странице 177 учебника

Легкие и грудная клетка выстланы плеврой . Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной , или висцеральной . А та, которая покрывает ребра, – пристеночной , или париетальной . Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен.

При вдохе мышцы растягивают легочную ткань, как умелый музыкант меха у баяна, и воздушная смесь атмосферного воздуха, состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно бо´льшим содержанием углекислого газа – 4%.

Чтобы представить масштаб газообмена, только подумайте, что площадь всех альвеол человеческого организма примерно равна волейбольной площадке.

Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом - специальной смазкой, содержащей липидные комплексы.

Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.

Если вспомнить основы химии, а конкретно – тему растворимость газов в жидкостях , особо дотошные могут сказать: «Ерунда какая, ведь растворимость газов с повышением температуры уменьшается, а тут вы рассказываете, что кислород отлично растворяется в теплой, почти горячей - примерно 38-39 ° С, соленой жидкости».
И они правы, но забывают, что эритроцит содержит гемоглобин-захватчик, одна молекула которого может присоединить 8 атомов кислорода и транспортировать их к тканям!

В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.
Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.

Дыхание и газообмен – самые важные функции дыхательной системы, но далеко не единственные. Дыхательная система обеспечивает поддержание теплового баланса за счет испарения воды при дыхании. Внимательный наблюдатель замечал, что в жаркую погоду человек начинает чаще дышать. У людей, правда, этот механизм работает не так эффективно, как у некоторых животных, например у собак.

Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells ). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.

Биология. 9 класс. Учебник

Учебник биологии для 9 класса поможет вам получить представление о структуре живой материи, её наиболее общих законах, о многообразии жизни и истории её развития на Земле. При работе вам пригодится ваш жизненный опыт, а также знания по биологии, приобретённые в 5–8 классах.

Регуляция

Казалось бы, что тут сложного. Содержание кислорода в крови снизилось, и вот она – команда для вдоха. Однако на самом деле механизм значительно сложнее. Ученые до сих пор не разгадали механизм, благодаря которому человек дышит. Исследователи лишь выдвигают гипотезы, и только некоторые из них доказываются сложными экспериментами. Точно установлено лишь то, что истинного водителя ритма в дыхательном центре, подобного водителю ритма в сердце, нет.

В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов. Выделяют три основных группы нейронов:

дорсальная группа - основной источник импульсов, которые обеспечивают постоянный ритм дыхания;
вентральная группа - контролирует уровень вентиляции легких и может стимулировать вдох или выдох в зависимости от момента возбуждения.Именно эта группа нейронов управляет мышцами брюшного пресса и живота для глубокого дыхания;
пневмотаксический центр - благодаря его работе происходит плавная смена выдоха вдохом.

Для полноценного обеспечения организма кислородом нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение ритма и глубины дыхания. Благодаря отлаженной регуляции даже активные физические нагрузки практически не влияют на концентрацию кислорода и углекислого газа в артериальной крови.

В регуляции дыхания участвуют:

хеморецепторы каротидного синуса , чутко реагирующие на содержание газов О 2 и СО 2 в крови. Рецепторы расположены во внутренней сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща;
рецепторы растяжения легких , расположенные в гладких мышцах бронхов и бронхиол;
инспираторные нейроны , расположенные в продолговатом мозге и варолиевом мосту (делятся на ранние и поздние).

Сигналы с различных групп рецепторов, расположенных в дыхательных путях, передаются в дыхательный центр продолговатого мозга, где в зависимости от интенсивности и продолжительности формируется импульс к дыхательному движению.

Физиологи предположили, что отдельные нейроны объединяются в нейронные сети для регуляции последовательности смены фаз вдоха-выдоха, регистрации отдельными типами нейронов своего потока информации и изменения ритма и глубины дыхания в соответствии с этим потоком.

Расположенный в продолговатом мозге дыхательный центр контролирует уровень напряжения газов крови и регулирует вентиляцию легких с помощью дыхательных движений, чтобы концентрация кислорода и углекислого газа была оптимальной. Регуляция осуществляется при помощи механизма обратной связи.

О регуляции дыхания с помощью защитных механизмов кашля и чихания можно почитать на странице 178 учебника

Основной источник энергии для всех тканей человека — процессы аэробного (кислородного) окисления органических веществ, протекающие в митохондриях клеток и требующие постоянного снабжения кислородом.

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его в окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа и некоторых других веществ.

❖ Дыхание человека включает :
■ вентиляцию легких;
■ газообмен в легких;
■ транспортировку газов кровью;
■ газообмен в тканях;
■ клеточное дыхание (биологическое окисление).

Различия в составе альвеолярного и вдыхаемого воздуха объясняются тем, что в альвеолах кислород непрерывно диффундирует в кровь, а из крови в альвеолы поступает двуокись углерода. Различия в составе альвеолярного и выдыхаемого воздуха объясняются тем, что во время выдоха воздух, выходящий из альвеол, смешивается с воздухом, содержащимся в дыхательных путях.

Строение и Функции органов дыхания

❖ Система органов дыхания человека включает:

■ воздухоносные пути — носовую полость (она отделена от полости рта спереди твердым, а сзади мягким нёбом), носоглотку, гортань, трахею, бронхи;

■ легкие , состоящие из альвеол и альвеолярных ходов.

Носовая полость начальный отдел дыхательного пути; имеет парные отверстия — ноздри , через которые проникает воздух; у наружного края ноздрей располагаются волоски , задерживающие проникновение крупных частиц пыли. Носовая полость делится перегородкой на правую и левую половины, каждая из которых состоит из верхнего, среднего и нижнего носовых ходов .

Слизистая оболочка носовых ходов покрыта мерцательным эпителием , выделяющим слизь , которая склеивает пылинки и губительно действует на микроорганизмы. Реснички эпителия постоянно колеблются и способствуют удалению инородных частиц вместе со слизью.

■Слизистая оболочка носовых ходов обильно снабжена кровеносными сосудами , что способствует согреванию и увлажнению вдыхаемого воздуха.

■ В эпителии также находятся рецепторы , реагирующие на различные запахи.

Из носовой полости воздух через внутренние носовые отверстия — хоаны — попадает в носоглотку и дальше в гортань .

Гортань — полый орган, образована несколькими парными и непарными хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами. Самый крупный из хрящей —щитовидный — состоит из двух четырехугольных пластинок, соединенных спереди под углом. У мужчин этот хрящ несколько выступает вперед, образуя кадык . Над входом в гортань располагается надгортанник — хрящевая пластина, закрывающая вход в гортань при глотании.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой , образующей две пары складок , которые перекрывают вход в гортань во время глотания и (нижняя пара складок) прикрывают голосовые связки .

Голосовые связки спереди прикрепляются к щитовидному хрящу, а сзади — к левому и правому черпаловидным хрящам, при этом между связками образуется голосовая щель . При движении хрящей связки сближаются и натягиваются или, наоборот, расходятся, изменяя форму голосовой щели. Во время дыхания связки разведены, а при пении и речи они почти смыкаются, оставляя лишь узкую щель. Воздух, проходя через эту щель, вызывает вибрацию краев связок, которая генерирует звук . В формировании звуков речи также участвуют язык, зубы, губы и щеки.

Трахея — трубка длиной около 12 см, отходящая от нижнего края гортани. Она образована 16-20 хрящевыми полукольцами , несомкнутая мягкая часть которых образована плотной соединительной тканью и обращена к пищеводу. Внутри трахея выстлана мерцательным эпителием , реснички которого выводят пылевые частицы из легких в глотку. На уровне 1V-V грудных позвонков трахея делится на левый и правый бронхи .

Бронхи по своему строению подобны трахее. Вступая в легкое, бронхи ветвятся, образуя бронхиальное «дерево» . Стенки мелких бронхов (бронхиол ) состоят из эластичных волокон, между которыми расположены гладкомышечные клетки.

Легкие — парный орган (правое и левое), занимающий большую часть грудной клетки и плотно прилегающий к ее стенкам, оставляя место для сердца, крупных сосудов, пищевода, трахеи. Правое легкое состоит из трех долей, левое — из двух.

Грудная полость с внутренней стороны выстлана пристеночной плеврой . Снаружи легкие покрыты плотной оболочкой — легочной плеврой . Между легочной и пристеночной плеврами имеется узкая щель — плевральная полость , заполненная жидкостью, которая уменьшает трение легких о стенки грудной полости при дыхании. Давление в плевральной полости ниже атмосферного, что создает присасывающую силу , прижимающую легкие к грудной клетке. Так как ткань легких упруга и способна растягиваться, то легкие всегда находятся в расправленном состоянии и следуют за движениями грудной клетки.

Бронхиальное дерево в легких разветвляется на ходы с мешочками, стенки которых образованы множеством (около 350 млн.) легочных пузырьков — альвеол . Снаружи каждая альвеола окружена густой сетью капилляров . Стенки альвеол состоят из однослойного плоского эпителия, покрытого изнутри слоем поверхностно-активного вещества — сурфактанта . Через стенки альвеол и капилляров происходит газообмен между вдыхаемым воздухом и кровью: из альвеол в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступает углекислый газ. Сурфактант ускоряет диффузию газов через стенку и препятствует «схлопыванию» альвеол. Общая газообменная поверхность альвеол составляет 100-150 м 2 .

Обмен газов между альвеолами и кровью происходит вследствие диффузии . В альвеолах кислорода всегда больше, чем в крови капилляров, поэтому он переходит из альвеол в капилляры. Наоборот, углекислого газа больше в крови, чем в альвеолах, поэтому он переходит из капилляров в альвеолы.

Дыхательные движения

Вентиляция легких — это постоянная смена воздуха в альвеолах легких, необходимая для газообмена организма с внешней средой и обеспечиваемая регулярными движениями грудной клетки при вдохе и выдохе .

Вдох осуществляется активно , за счет сокращения наружных косых межреберных мышц и диафрагмы (куполообразной сухожильно-мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной).

Межреберные мышцы приподнимают ребра и слегка отводят их в стороны. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается и смещает органы брюшной полости вниз и вперед. В результате объем грудной полости и легких, следующих за движениями грудной клетки, увеличивается. Это ведет к падению давления в альвеолах, и в них засасывается атмосферный воздух.

Выдох при спокойном дыхании осуществляется пассивно . При расслаблении наружных косых межреберных мышц и диафрагмы ребра возвращаются в исходное положение, объем грудной клетки уменьшается, а легкие принимают первоначальную форму. Вследствие этого давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и он выходит наружу.

Выдох при физической нагрузке становится активным . В его осуществлении принимают участие внутренне косые межреберные мышцы, мышцы брюшной стенки и др.

Средняя частота дыхательных движений взрослого человека- 15-17 в минуту. При физической нагрузке частота дыхания может возрасти в 2-3 раза.

Роль глубины дыхания . При глубоком дыхании воздух успевает проникнуть в большее количество альвеол и растянуть их. В результате улучшаются условия газообмена и кровь дополнительно насыщается кислородом.

Емкость легких

Легочный объем — максимальное количество воздуха, которое вмещают легкие; у взрослого человека составляет 5-8 л.

Дыхательный объем легких — это объем воздуха, поступающего в легкие за один вдох при спокойном дыхании (в среднем около 500 см 3).

Резервный объем вдоха — объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха (около 1500 см 3).

Резервный объем выдоха — объем воздуха, который можно выдохнут^ после спокойного выдоха при волевом напряжении (примерно 1500 см3).

Жизненная емкость легких — это сумма дыхательного объема легких, резервного объема выдоха и резервного объема вдоха; в среднем она составляет 3500 см 3 (у спортсменов, в частности у пловцов, она может достигать 6000 см 3 и более). Измеряется при помощи специальных приборов — спирометра или спирографа-, графически представляется в виде спирограммы.

Остаточный объем - количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха.

Перенос газов кровью

Кислород переносится кровью в двух формах — в форме окси-гемоглобина (около 98%) и в форме растворенного О 2 (около 2%).

Кислородная емкость крови — максимальное количество кислорода, которое может быть поглощено одним литром крови. При температуре 37 °С в 1 л крови может содержаться до 200 мл кислорода.

Перенос кислорода к клеткам организма осуществляется гемоглобином (Нb) крови, находящимся в эритроцитах . Гемоглобин связывает кислород, превращаясь в оксигемоглобин :

Нb + 4О 2 → HbO 8 .

Перенос кровью двуокиси углерода:

■ в растворенной форме (до 12% СО 2);

■ большая часть СО 2 не растворяется в плазме крови, а проникает в эритроциты, где она взаимодействует (с участием фермента карбоангидразы) с водой, образуя нестойкую угольную кислоту:

СО 2 + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ,

которая затем диссоциирует на ион Н + и бикарбонатный ион НСО 3 — . Ионы НСО 3 — из красных кровяных телец переходят в плазму крови, с которой они переносятся к легким, где вновь проникают в эритроциты. В капиллярах легких реакция (СО 2 + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ,) в эритроцитах смещается влево, и ионы НСО 3 — в итоге превращаются в углекислый газ и воду. Углекислый газ поступает в альвеолы и выходит наружу в составе выдыхаемого воздуха.

Обмен газов в тканях

Обмен газов в тканях происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В клетках тканей концентрация кислорода ниже, чем в капиллярах (так как в тканях он постоянно утилизируется). Поэтому кислород переходит из кровеносных сосудов в тканевую жидкость, а с ней — в клетки, где вступает в реакции окисления. По той же причине углекислый газ из клеток поступает в капилляры, током крови транспортируется по малому кругу кровообращения в легкие и выводится из организма. Пройдя через легкие, венозная кровь становится артериальной и поступает в левое предсердие.

Регуляция дыхания

❖ Дыхание регулируется:
■ корой больших полушарий,
■ дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге и варолиевом мосте,
■ нервными клетками шейного отдела спинного мозга,
■ нервными клетками грудного отдела спинного мозга.

Дыхательный центр — это участок головного мозга, представляющий собой совокупность нейронов, обеспечивающих ритмическую деятельность дыхательных мышц.

■ Дыхательный центр подчиняется вышележащим отделам головного мозга, расположенным в коре больших полушарий; это позволяет сознательно изменять ритм и глубину дыхания.

■ Дыхательный центр регулирует работу дыхательной системы по рефлекторному принципу.

❖ Нейроны дыхательного центра подразделяются на нейроны вдоха и нейроны выдоха .

Нейроны вдоха передают возбуждение на нервные клетки спинного мозга, которые управляют сокращением диафрагмы и наружных косых межреберных мышц.

Нейроны выдоха возбуждаются рецепторами воздухоносных путей и альвеол при увеличении объема легких. Импульсы от этих рецепторов поступают в продолговатый мозг, вызывая торможение нейронов вдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются и происходит выдох.

Гуморальная регуляция дыхания. При мышечной работе в крови накапливается СО 2 и недоокисленные продукты обмена (молочная кислота и др.). Это приводит к возрастанию ритмической активности дыхательного центра и, как следствие, к усилению вентиляции легких. При уменьшении концентрации СО 2 в крови тонус дыхательного центра снижается: наступает непроизвольная временная задержка дыхания.

Чиханье — резкий, форсированный выдох воздуха из легких через сомкнутые голосовые связки, наступающий после остановки дыхания, смыкания голосовой щели и быстрого роста давления воздуха в грудной полости, вызванных раздражением слизистой оболочки носа пылью или резко пахнущими веществами. Вместе с воздухом и слизью выделяются и раздражители слизистой оболочки.

Кашель отличается от чиханья тем, что основной поток воздуха выходит через рот.

Гигиена дыхания

♦ Правильное дыхание:

■ дышать нужно через нос (носовое дыхание ), так как его слизистая оболочка богата кровеносными и лимфатическими сосудами и имеет специальные реснички, согревая, очищая и увлажняя воздух и препятствуя проникновению в дыхательные пути микроорганизмов и пылевых частиц (при затруднении носового дыхания появляются головные боли, быстро наступает утомление);

■ вдох должен быть короче выдоха (это способствует продуктивной умственной деятельности и нормальному восприятию умеренных физических нагрузок);

■ при повышенных физических нагрузках резким выдох должен производиться в момент наибольшего усилия.

❖ Условия правильного дыхания:

■ хорошо развитая грудная клетка; отсутствие сутулости, впалой груди;

■ соблюдение правильной осанки: положение тела должно быть таким, при котором дыхание не затруднено;

■ закаливание организма: следует много времени проводить на свежем воздухе, выполнять различные физические упражнения и дыхательную гимнастику, заниматься видами спорта, развивающими дыхательную мускулатуру (плавание, гребля, ходьба на лыжах и др.);

■ поддержание оптимального газового состава воздуха в помещениях: регулярно проветривание помещений, сон летом при открытых окнах, а зимой — при открытых форточках (пребывание в душном, непроветренном помещении может вызвать головную боль, вялость, ухудшение самочувствия).

Опасность пыли: на пылинках оседают болезнетворные микроорганизмы и вирусы, которые могут стать причиной инфекционных заболеваний. Крупные частицы пыли могут механически травмировать стенки легочных пузырьков и воздухоносных путей, затрудняя газообмен. Пыль, содержащая частички свинца или хрома, может вызвать химические отравления.

Влияние курения на органы дыхания. Курение — одно из звеньев в цепи причин многих заболеваний органов дыхания. В частности, раздражение табачным дымом глотки, гортани, трахей может вызвать хроническое воспаление верхних дыхательных путей, нарушение функций голосового аппарата; в тяжелых случаях неумеренное курение вызывает рак легких.

Некоторые заболевания органов дыхания

Воздушно-капельный способ заражения. При разговоре, сильном выдохе, чихании, кашле из органов дыхания больного в воздух попадают капельки жидкости, содержащие бактерии и вирусы. Эти капельки в течение некоторого времени остаются в воздухе и могут попасть в органы дыхания окружающих, перенеся туда болезнетворные микроорганизмы. Воздушно-капельный способ заражения характерен для гриппа, дифтерии, коклюша, кори, скарлатины и др.

Грипп — острое, склонное к эпидемии вирусное заболевание, передающееся воздушно-капельным путем; чаще наблюдается в зимний и ранний весенний периоды. Характерен токсичностью вируса и склонностью к изменению его антигенной структуры, быстрым распространением, опасностью возможных осложнений.

Симптомы: повышение температуры (иногда до 40 °С), озноб, головная боль, болезненные движения глазных яблок, боль в мышцах и суставах, затруднение дыхания, сухой кашель, иногда рвота и геморрагические явления.

Лечение; постельный режим, обильное питье, применение антивирусных препаратов.

Профилактика; закаливание, массовая вакцинация населения; для предотвращения распространения гриппа больные люди при общении со здоровыми должны закрывать нос и рот сложенными вчетверо марлевыми повязками.

Туберкулез — опасное инфекционное заболевание, имеющие различные формы и характеризующееся образованием в пораженных тканях (обычно в тканях легких и костей) очагов специфического воспаления и выраженной общей реакцией организма. Возбудитель — туберкулезная палочка; распространяется воздушно-капельным и пылевым путем, реже — через зараженные продукты питания (мясо, молоко, яйца) от больных животных. Выявляется при флюорографии . В прошлом имел массовое распространение (этому способствовало постоянное недоедание и антисанитарные условия). Некоторые формы туберкулеза могут протекать бессимптомно или волнообразно, с периодическими обострениями и ремиссиями. Возможны симптомы; быстрая утомляемость, общее недомогание, снижение аппетита, одышка, периодически субфебрильная (около 37,2 °С) температура, постоянный кашель с выделением мокроты, в тяжелых случаях — кровохарканье и др. Профилактика; регулярные флюорографические обследования населения, поддержание чистоты в жилищах и на улицах, озеленение улиц, очищающее воздух.

Флюорография — исследование органов грудной клетки путем фотографирования изображения со светящегося рентгеновского экрана, за которым находится испытуемый. Является одним из методов исследования и диагностики заболеваний легких; позволяет вовремя выявить ряд заболеваний (туберкулез, пневмонию, рак легкого и др.). Флюорографию необходимо делать не реже одного раза в год.

Первая помощь при отравлении газом

Помощь при отравлении угарным или бытовым газом. Отравление угарным газом (СО) проявляется головной болью и тошнотой; могут возникнуть рвота, судороги, потеря сознания, а при сильном отравлении - смерть от прекращения тканевого дыхания; отравление бытовым газом во многом сходно с отравлением угарным газом.

При таком отравлении пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух и вызвать «скорую помощь». В случае потери сознания и прекращения дыхания нужно сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца (см. ниже).

Первая помощь при остановке дыхания

Остановка дыхания может наступить вследствие заболевания органов дыхания или в результате несчастного случая (при отравлениях, утоплении, поражении электрическим током и др.). При длительности более 4-5 мин она может привести к смерти или глубокой инвалидности. В такой ситуации спасти человеку жизнь может лишь своевременная доврачебная помощь.

■ При закупорке глотки инородным телом его можно достать пальцем; извлечение инородного тела из трахей или бронхов возможно только с помощью специальной медицинской аппаратуры.

■ При утоплении необходимо максимально быстро удалить из воздухоносных путей и легких пострадавшего воду, песок и рвотные массы. Для это пострадавшего нужно положить животом на колено и резкими движениями сдавливать его грудную клетку. Затем следует перевернуть пострадавшего на спину и приступить к искусственному дыханию .

Искусственное дыхание: нужно освободить от одежды шею, грудь и живот пострадавшего, положить под его лопатки твердый валик или руку и запрокинуть его голову. Спасатель должен находиться сбоку от пострадавшего у его изголовья и, зажав его нос и придерживая его язык носовым платком либо салфеткой, периодически (через каждые 3-4 с) быстро (за 1 с) и с силой после глубокого вдоха вдувать воздух из своего рта через марлю или носовой платок в рот пострадавшему; при этом краем глаза нужно следить за грудной клеткой пострадавшего: если она расширяется, значит, воздух попал в легкие. Затем нужно надавить на грудную клетку пострадавшего и вызвать выдох.

■ Можно использовать метод дыхания «рот в нос»; при этом спасатель своим ртом вдувает воздух в нос пострадавшего, а рукой плотно зажимает его рот.

■ Количество кислорода в выдыхаемом воздухе (16-17%) вполне достаточно для обеспечения газообмена в организме пострадавшего; а наличие в нем 3-4% углекислого газа способствует гуморальной стимуляции дыхательного центра.

Непрямой массаж сердца. При остановке сердца у пострадавшего его нужно уложить на спину обязательно на жесткую поверхность и освободить грудь от одежды. Затем спасатель должен стать в полный рост или на колени сбоку от пострадавшего, одну ладонь положить на нижнюю половину его грудины так, чтобы пальцы были ей перпендикулярны, и поверх поместить другую руку; при этом руки спасателя должны быть прямыми и располагаться перпендикулярно грудной клетке пострадавшего. Массаж нужно производить быстрыми (с периодичностью один раз в секунду) толчками, не сгибая руки в локтях, стараясь прогнуть грудную клетку по направлению к позвоночнику у взрослых — на 4-5 см, у детей — на 1,5-2 см.

■ Непрямой массаж сердца проводится в сочетании с искусственным дыханием: сначала пострадавшему делается 2 вдоха искусственного дыхания, затем 15 нажатий на грудину подряд, затем снова 2 вдоха искусственного дыхания и 15 нажатий и т.д.; после каждых 4 циклов нужно проверять у пострадавшего пульс. Признаки успешного оживления - появление пульса, сужение зрачков, порозовение кожи.

■ Один цикл может состоять также из одного вдоха искусственного дыхания и 5-6 нажатий грудной клетки.