Строение и функции дыхательной системы. Дыхательная система

Дыхание - это процесс обмена такими газами, как кислород и углерод, происходящий между внутренней средой человека и окружающим миром. Дыхание человека представляет собой сложно регулируемый акт совместной работы нервов и мышц. Их слаженная работа обеспечивает осуществление вдоха - поступление кислорода в организм, и выдоха - выведение углекислого газа в окружающую среду.

Дыхательный аппарат имеет сложное строение и включает в себя: органы дыхательной системы человека, мышцы, отвечающие за акты вдоха и выдоха, нервы, регулирующие весь процесса обмена воздухом, а также кровеносные сосуды.

Сосуды имеют особое значение для осуществления дыхания. Кровь по венам поступает в легочную ткань, где происходит обмен газами: кислород поступает, а углекислый газ выходит. Возврат насыщенной кислородом крови осуществляется по артериям, которые транспортируют его к органам. Без процесса оксигенации тканей дыхание не имело бы никакого смысла.

Оценка функции органов дыхания производится врачами-пульмонологами. Важными показателями при этом являются:

  1. Ширина просвета бронхов.
  2. Объем дыхания.
  3. Резервные объемы вдоха и выдоха.

Изменение хотя бы одного из этих показателей приводит к ухудшению самочувствия и являются важным сигналом к дополнительной диагностике и лечению.

Кроме того, имеются второстепенные функции, которые выполняет дыхание. Это:

  1. Местная регуляция процесса дыхания, благодаря которой обеспечивается приспособление сосудов к вентиляции.
  2. Синтез различных биологически активных веществ, осуществляющих сужение и расширение сосудов по мере необходимости.
  3. Фильтрация, которая отвечает за рассасывание и распад инородных частиц, и даже тромбов в мелких сосудах.
  4. Депонирование клеток лимфатической и кроветворной систем.

Этапы процесса дыхания

Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.

Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:

  1. Внешнее дыхание - доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
  2. Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
  3. Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.

Значение дыхания для человека

Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.

Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:

  1. В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
  2. В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
  3. В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
  4. В обонянии.

Дыхательная система выполняет функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведения из него углекислого газа. Воздухоносными путями служат полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие.

В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен.

Полость носа выстлана слизистой оболочкой, в которой выделяют две, отличающиеся по строению и функциям, части: дыхательную и обонятельную.

Дыхательная часть покрыта ресничным эпителием, выделяющим слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, так как она обильно снабжается кровеносными сосудами. Три носовые раковины увеличивают общую поверхность полости носа. Под раковинами находятся нижний, средний и верхний носовые ходы.

Воздух из носовых ходов поступает через хоаны в носовую, а затем в ротовую часть глотки и в гортань.

Гортань выполняет две функции - дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. Гортань расположена на уровне IV-VI шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Образована гортань хрящами. Снаружи (у мужчин это особенно заметно) выступает «кадык», «адамово яблоко» - щитовидный хрящ. В основании гортани находится перстневидный хрящ, который соединяется суставами с щитовидным и двумя черпаловидными хрящами. От черпаловидных хрящей отходит хрящевой голосовой отросток. Вход в гортань прикрыт эластичным хрящевым надгортанником, прикрепленным к щитовидному хрящу и подъязычной кости связками.

Между черпаловидными и внутренней поверхностью щитовидного хряща находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое небо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует).

Из гортани воздух поступает в трахею.

Трахея - трубка, длиной 10-11 см, состоящая из 16-20 хрящевых, не замкнутых сзади колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.

Трахея делится на два упругих главных бронха. Правый бронх короче и шире левого. Главные бронхи ветвятся на более мелкие бронхи - бронхиолы. Бронхи и бронхиолы выстланы реснитчатым эпителием. В бронхиолах есть секреторные клетки, которые продуцируют ферменты, расщепляющие сурфактант - секрет, способствующий поддержанию поверхностного натяжения альвеол, препятствующий их спадению при выдохе. Он также обладает бактерицидным действием.

Легкие, парные органы, расположенные в грудной полости. Правое легкое состоит из трех долей, левое из двух. Доли легкого в определенной степени - анатомически изолированные участки с вентилирующим их бронхом и собственными сосудами и нервами.

Функциональной единицей легкого является ацинус - система разветвлений одной концевой бронхиолы. Эта бронхиола делится на 14-16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20 000 альвеол. Легочная долька состоит из 16-18 ацинусов. Из долек слагаются сегменты, из сегментов - доли, из долей - легкое.

Снаружи легкое покрыто внутренним листком плевры. Ее наружный листок (пристеночная плевра) выстилает грудную полость и образует мешок, в котором находится легкое. Между наружным и внутренним листками находится плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, облегчающей движения легких при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст.

При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.

Дыхательный объем - количество воздуха, вдыхаемое и выдыхаемое человеком в спокойном состоянии. Он равен 500 см 3 .

Дополнительный объем - количество воздуха, которое человек может вдохнуть после спокойного вдоха. Это еще 1500 см 3 .

Резервный объем - количество воздуха, которое человек может выдохнуть после спокойного выдоха. Он равен 1500 см 3 . Все три величины составляют жизненную емкость легких.

Остаточный воздух - количество воздуха, которое остается в легких после самого глубокого выдоха. Он равен 1000 см 3 .

Дыхательные движения контролируются дыхательным центром продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители. Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации углекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произвольно задержать дыхание на некоторое время объясняется контролирующим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.

Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем в альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови - в ткани.

Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном (). Поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.

Дыхание является связующим звеном между человеком и окружающей средой обитания. Если поступление воздуха затруднено, то органы дыхания человека и сердце начинают работать в усиленном режиме, что обеспечить необходимое количество кислорода для дыхания. Система органов дыхания и дыхательной системы у человека способна адаптироваться к условиям окружающей среды.

Дыхательная система человека обеспечивает газообмен между атмосферным воздухом и легкими, в результате которого кислород из легких поступает в кровь и переносится кровью к тканям организма, а углекислый газ транспортируется от тканей в противоположном направлении. В состоянии покоя тканями организма взрослого человека потребляется примерно 0,3 л кислорода в 1 мин и в них образуется несколько меньшее количество углекислого газа. Отношение количества образующегося в его тканях С02 к потребляемому организмом количеству 02 называется дыхательным коэффициентом, величина которого в обычных условиях равна 0,9. Поддержание нормального уровня газового гомеостазиса 02 и С02 организма в соответствии со скоростью тканевого метаболизма (дыхания) является основной функцией дыхательной системы организма человека.

Эта система состоит из единого комплекса костной, хрящевой, соединительной и мышечной тканей грудной клетки, дыхательных путей (воздухоносный отдел легких), обеспечивающих движение воздуха между внешней средой и воздушным пространством альвеол, а также легочной ткани (респираторный отдел легких), которая обладает высокой эластичностью и растяжимостью. В состав дыхательной системы входит собственный нервный аппарат, управляющий дыхательными мышцами грудной клетки, чувствительные и двигательные волокна нейронов вегетативной нервной системы, имеющие терминали в тканях органов дыхания. Местом газообмена между организмом человека и внешней средой являются альвеолы легких, общая площадь которых достигает в среднем 100 м2.

Альвеолы (порядка 3 . 108) находятся на конце мелких дыхательных путей легких, имеют диаметр примерно 0,3 мм и плотно контактируют с легочными капиллярами. Циркуляция крови между клетками тканей организма человека, потребляющих 02 и продуцирующих С02, и легкими, где эти газы обмениваются с атмосферным воздухом, осуществляется системой кровообращения.

Функции дыхательной системы. В организме человека дыхательная система выполняет дыхательную и недыхательную функции. Дыхательная функция системы поддерживает газовый гомеостазис внутренней среды организма в соответствии с уровнем метаболизма его тканей. С вдыхаемым воздухом в легкие попадают микрочастицы пыли, которые задерживаются слизистой оболочкой дыхательных путей и затем удаляются из легких с помощью защитных рефлексов (кашель, чиханье) и механизмов мукоцилиарного очищения (защитная функция).

Недыхательные функции системы обусловлены такими процессами, как синтез (сурфактанта, гепарина, лейкотриенов, простагландинов), активация (ангиотензина II) и инактивация (серотонина, простагландинов, норадреналина) биологически активных веществ, при участии альвеолоцитов, тучных клеток и эндотелия капилляров легких (метаболическая функция). Эпителий слизистой оболочки дыхательных путей содержит иммунокомпетентные клетки (Т- и В-лимфоциты, макрофаги) и тучные клетки (синтез гистамина), обеспечивающие защитную функцию организма. Через легкие из организма выводятся с выдыхаемым воздухом пары воды и молекулы летучих веществ (выделительная функция), а также незначительная часть тепла из организма (терморегулирующая функция). Дыхательные мышцы грудной клетки участвуют в поддержании положения тела в пространстве (позно-тоническая функция). Наконец, нервный аппарат дыхательной системы, мышцы голосовой щели и верхних дыхательных путей, а также мышцы грудной клетки участвуют в речевой деятельности человека (функция речеобразования). Основная дыхательная функция системы дыхания реализуется в процессах внешнего дыхания, которые представляют собой обмен газов (02, С02 и N2) между альвеолами и внешней средой, диффузию газов (02 и С02) между альвеолами легких и кровью (газообмен). Наряду с внешним дыханием в организме осуществляется транспорт дыхательных газов кровью, а также газообмен 02 и С02 между кровью и тканями, который называется нередко внутренним (тканевым) дыханием.

Учеными был установлен интересный факт. Воздух, который поступает в органы дыхания человека, условно образует два потока, один из которых проходит в левую часть носа и проникает в левое легкое, второй поток проникает в правую часть носа и подает в правое легкое.

Также исследования показали, что в артерии мозга человека происходит также разделение на два потока получаемого воздуха. Процесс дыхания должен быть правильным, что немаловажно для нормальной жизнедеятельности. Поэтому необходимо знать о строении дыхательной системы человека и органов дыхания.

Дыхательный аппарат человека включает трахею, легкие, бронхи, лимфатическую, и сосудистую систему. Также к ним относят нервную систему и мышцы дыхания, плевру. К дыхательной системе человека относят верхние и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути: нос, глотка, полость рта. Нижние дыхательные пути: трахея, гортань и бронхи.

Дыхательные пути необходимы для поступления, а также выведения воздуха из легких. Самый главный орган всей дыхательной системы — легкие, между которыми расположено сердце.

Органы дыхания

Носовая полость

- основной канал поступления воздуха в дыхательные пути. Разделена на две части костно-хрящевой носовой перегородкой. Внутренняя часть каждой полости образована костными ямками и выпуклостями, называемыми перегородками, и покрыта слизистой оболочкой, состоящей из многочисленных волосков, или ресничек, и желез, выделяющих мокроту. Нос очищает вдыхаемый воздух: благодаря ресничкам он задерживает мелкую пыль, которая находится в воздухе, а с помощью мокроты создает защиту от возможных инфекций, так как разрушает микроорганизмы, находящиеся в воздухе, которым мы дышим.

Слизистая оболочка предохраняет от поступления в организм слишком сухого воздуха и обеспечивает ему необходимую влажность. Кроме того, ее кровеносные сосуды поддерживают оптимальную температуру в носовой полости, а складки внутренней стенки задерживают и согревают вдыхаемый воздух.

Ротовая полость

- это одна из основных частей системы органов пищеварения, но это также и дыхательный путь, кроме того, она участвует в речеобразовании. Она ограничена губами, внутренней частью щек, основанием языка и небом.

Функция ротовой полости в процессе дыхания незначительна, так как ноздри приспособлены для этой цели намного лучше. Тем не менее она служит входом и выходом для воздуха в случаях, когда есть большая необходимость насытить легкие кислородом. Например, когда мы делаем большие физические усилия или когда закупориваются ноздри из-за травмы или простуды.

Ротовая полость принимает участие в речеобразовании, так как язык и зубы артикулируют звуки, производимые голосовыми связками в гортани.

Трахея

представляет собой трубку, соединяющую гортань и бронхи. Трахея имеет длину около 12-15 см. Трахея, в отличие от легких — непарный орган. Основная функция трахеи — проводить воздух в легкие, а также выводить его. Располагается трахея между шестым позвонком шеи и пятым позвонком грудного отдела. В конце трахея раздваивается на два бронха. Раздвоение трахеи получило название бифуркации. В начале трахеи к ней примыкает щитовидная железа. С задней стороны трахеи находится пищевод. Трахею покрывает слизистая оболочка, которая является основой, а также ее покрывает мышечно-хрящевая ткань, волокнистой структуры. Состоит трахея из 18-20 колец хрящевой ткани, благодаря которым трахея гибкая.

Глотка

представляет собой трубку, которая берет начало в полости носа. В глотке пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Глотку можно назвать звеном соединения носовой полости и полости рта, а также глотка соединяет гортань и пищевод. Находится глотка между основанием черепа и 5-7 позвонками шеи. Носовая полость является начальным отделом дыхательной системы. Состоит из наружного носа и носовых ходов. Функцией носовой полости является фильтрация воздуха, а также его очищение и увлажнение. Ротовая полость — это второй путь поступления воздуха в дыхательную систему человека. Полость рта имеет два отдела: задний и передний. Передний отдел также называют преддверием рта.

Гортань

— орган дыхания, соединяющий трахею и глотку. В гортани находится голосовой аппарат. Гортань находится в районе 4-6 позвонков шеи и при помощи связок присоединена к подъязычной кости. Начало гортани в области глотки, а конец — раздвоение на две трахеи. Щитовидный, перстневидный и надгортанные хрящи составляют гортань. Это большие непарные хрящи. Также ее образуют малые парные хрящи: рожковидный, клиновидный, черпаловидный. Соединение суставов обеспечивается связками и суставами. Между хрящами находятся мембраны, выполняющие также функцию соединения.

Бронхи

представляют собой трубки, образованные в результате раздвоения трахеи. Каждый из главных бронхов ветвится затем на более мелкие бронхи, идущие к различным участкам или долям легких.

Бронхи, которые проникают в доли легких, называются долевыми бронхами, и их три в правом легком и два в левом. Дальше долевые бронхи продолжают ветвиться и сужаться, делясь на сегментарные бронхи, и, наконец, превращаются в трубки диаметром менее 1 мм - бронхиолы.

Бронхиолы распределяют кислород своими окончаниями, легочными альвеолами, своеобразными пузырьками, в которых осуществляться газообмен, то есть обмен углекислого газа на кислород.

Легкие —

главные органы дыхания. Они имеют форму конуса. Легкие расположены в области грудной клетки, расположены по обе стороны от сердца. Основная функция легких — газообмен, который происходит при помощи альвеол. В легкие поступает кровь из вен, благодаря легочным артериям. Воздух проникает через дыхательные пути, обогащая органы дыхания необходимым кислородом. Клетки нуждаются в обеспечении кислородом, для того, чтобы проходил процесс регенерации, и поступали питательные вещества из крови, необходимые организму. Покрывает легкие — плевра, состоящая из двух лепестков, разделенных между собой полостью (плевральная полость).

К легким относится бронхиальное дерево, которое образуется путем раздвоения трахеи. Бронхи в свою очередь разделяются на более тонкие, таким образом, образуются сегментарные бронхи. Бронхиальное дерево заканчивается мешочками очень маленького размера. Эти мешочки — множество соединенных между собой альвеол. Альвеолы обеспечивают газообмен в дыхательной системе. Бронхи покрывает эпителий, который по своему строению напоминает реснички. Реснички выводят слизь к глоточной области. Продвижению способствует кашель. Бронхи имеют слизистую оболочку.

Сивакова Елена Владимировна

учитель начальных классов

МБОУ Ельнинская средняя школа №1им.М.И.Глинки.

Реферат

«Дыхательная система»

План

Введение

I. Эволюция органов дыхания.

II. Дыхательная система. Функции дыхания.

III. Строение органов дыхания.

1. Нос и носовая полость.

2. Носоглотка.

3. Гортань.

4. Дыхательное горло (трахея) и бронхи.

5. Легкие.

6. Диафрагма.

7. Плевра, плевральная полость.

8. Средостение.

IV. Лёгочное кровообращение.

V. Принцип работы дыхания.

1. Газообмен в легких и тканях.

2. Механизмы вдоха и выдоха.

3. Регуляция дыхания.

VI. Гигиена дыхания и профилактика заболеваний органов дыхания.

1. Заражение через воздух.

2. Грипп.

3. Туберкулез.

4. Бронхиальная астма.

5. Действие курения на органы дыхания.

Заключение.

Список используемой литературы.

Введение

Дыхание - основа самой жизни и здоровья, важнейшая функция и потребность организма, дело, которое никогда не надоедает! Жизнь человека без дыхания невозможна - люди дышат для того, чтобы жить. В процессе дыхания воздух, попадая в легкие, вносит в кровь атмосферный кислород. Выдыхается же углекислый газ - один из конечных продуктов жизнедеятельности клеток.
Чем совершеннее дыхание, тем больше физиологические и энергетические резервы организма и крепче здоровье, дольше жизнь без болезней и лучше ее качество. Приоритетность дыхания для самой жизни ясно и четко видна из давно известного факта - стоит остановить дыхание всего на несколько минут, как жизнь тут же оборвется.
История подарила нам классический пример такого поступка. Древнегреческий философ Диоген Синопский, как гласит история «принял смерть, закусив себе губы зубами и задержавши дыхание». Он совершил этот поступок в возрасте восьмидесяти лет. По тем временам такая продолжительная жизнь была довольно редким явлением.
Человек - это единое целое. Процесс дыхания неразрывно связан с кровообращением, обменом веществ и энергии, кислотно-щелочным балансом в организме, водно-солевым обменом. Установлена взаимосвязь дыхания с такими функциями, как сон, память, эмоциональный тонус, работоспособность и физиологические резервы организма, его приспособительные (иногда говорят - адаптационные) способности. Таким образом, дыхание – одна из важнейших функций регулирования жизнедеятельности человеческого организма.

Плевра, плевральная полость.

Плеврой называют тонкую, гладкую, богатую эластичными волокнами серозную оболочку, которой покрыты легкие. Различают два вида плевры: пристенный или париетальный выстилающий стенки грудной полости, и висцеральный или легочный покрывающий наружную поверхность легких. Вокруг каждого легкого образуется герметически замкнутая плевральная полость , которая содержит небольшое количество плевральной жидкости. Эта жидкость, в свою очередь, способствует облегчению дыхательных движений легких. В норме плевральная полость заполнена 20-25 мл плеврозной жидкости. Объем жидкости, которая проходит через полость плевры в течение суток, составляет приблизительно 27% от общего объема плазмы крови. Герметичная плевральная полость увлажнена и в ней нет воздуха, и давление в ней отрицательное. Благодаря этому легкие всегда плотно прижаты к стенке грудной полости, и их объем всегда меняется вместе с объемом грудной полости.

Средостение. В состав средостения входят органы, разделяющие левую и правую полости плевры. Сзади средостение ограничено грудными позвонками, спереди - грудной костью. Средостение условно делится на переднее и заднее. К органам переднего средостения относятся главным образом сердце с околосердечной сумкой и начальные участки крупных сосудов. К органам заднего средостения принадлежат пищевод, нисходящая ветвь аорты, грудной лимфатический проток, а также вены, нервы и лимфатические узлы.

IV .Лёгочное кровообращение

С каждым биением сердца обескислороженная кровь перекачивается из правого желудочка сердца в легкие по легочной артерии. После многочисленных артериальных разветвлений кровь протекает через капилляры альвеол (воздушных пузырьков) легкого, где обогащается кислородом. В итоге кровь поступает в одну из четырех легочных вен. Эти вены идут к левому предсердию, откуда кровь перекачивается через сердце в систему кровоснабжения большого круга.

Легочное кровообращение обеспечивает ток крови между сердцем и легкими. В легких кровь получает кислород и выделяет углекислый газ.

Легочное кровообращение . Легкие снабжаются кровью от обоих кругов кровообращения. Но газообмен происходит только в капиллярах малого круга, в то время как сосуды большого круга кровообращения обеспечивают питание легочной ткани. В области капиллярного русла сосуды разных кругов могут анастомозировать между собой, обеспечивая необходимое перераспределение крови между кругами кровообращения.

Сопротивляемость току крови в сосудах легких и давление в них меньше, чем в сосудах большого круга кровообращения, диаметр легочных сосудов больший, а длина их меньшая. Во время вдоха увеличивается приток крови в сосуды легких и вследствие их растяжимости они способны вмещать до 20-25% крови. Поэтому легкие при определенных условиях могут выполнять функцию депо крови. Стенки капилляров легких тонкие, что создает благоприятные условия для газообмена, но при патологии это может привести к их разрыву и легочному кровотечению. Резерв крови в легких имеет большое значение в случаях когда необходима срочная мобилизация дополнительного количества крови для поддержания необходимой величины сердечного выброса, например в начале интенсивной физической работы, когда другие механизмы регуляции кровообращения еще не включились.

V. Принцип работы дыхания

Дыхание является наиболее важной функцией организма, оно обеспечивает поддержание оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов в клетках, клеточного (эндогенного) дыхания. В процессе дыхания происходит вентиляция легких и газообмен между клетками организма и атмосферой, осуществляется доставка атмосферного кислорода в клетки, происходит использование его клетками для реакций обмена веществ (окисление молекул). При этом в процессе окисления образуется углекислый газ, который частично используется нашими клетками, а частично выделяется в кровь и затем удаляется через легкие.

В обеспечении процесса дыхания участвуют специализированные органы (нос, легкие, диафрагма, сердце) и клетки (эритроциты - красные клетки крови, содержащие гемоглобин, специальный белок для переноса кислорода, нервные клетки, реагирующие на содержание углекислого газа и кислорода - хеморецепторы кровеносных сосудов и нервные клетки головного мозга, образующие дыхательный центр)

Условно процесс дыхания можно разделить на три основных этапа: внешнее дыхание, транспорт газов (кислорода и углекислого газа) кровью (между легкими и клетками) и тканевое дыхание (окисление различных веществ в клетках).

Внешнее дыхание - газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом.

Транспорт газов кровью . Основным переносчиком кислорода является гемоглобин, белок, который находится внутри эритроцитов. С помощью гемоглобина транспортируется также до 20% углекислого газа.

Тканевое или "внутреннее" дыхание . Этот процесс условно можно разделить на два: обмен газов между кровью и тканями, потребление кислорода клетками и выделение углекислого газа (внутриклеточное, эндогенное дыхание).

Функцию дыхания можно охарактеризовать с учетом параметров, с которыми напрямую связано, сопряжено дыхание - содержание кислорода и углекислого газа, показатели вентиляции легких (частота и ритм дыхания, минутный объем дыхания). Очевидно, что и состояние здоровья определяется состоянием функции дыхания, а резервные возможности организма, запас здоровья зависит от резервных возможностей системы дыхания.

Газообмен в легких и тканях

Обмен газов в лёгких происходит благодаря диффузии.

Кровь, которая течет к легким от сердца (венозная), содержит мало кислорода и много углекислого газа; воздух в альвеолах, наоборот, содержит много кислорода и меньше углекислого газа. Вследствие этого через стенки альвеол и капилляров происходит двусторонняя диффузия - кислород переходит в кровь, а углекислый газ поступает из крови в альвеолы. В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь, насыщенная кислородом, становится артериальной и по легочным венам поступает в левое предсердие.

У человека обмен газами завершается в несколько секунд, пока кровь проходит через альвеолы легких. Это возможно благодаря огромной поверхности легких, сообщающейся с внешней средой. Общая поверхность альвеол составляет свыше 90 м 3 .

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах. Через их тонкие стенки кислород поступает из крови в тканевую жидкость и затем в клетки, а углекислота из тканей переходит в кровь. Концентрация кислорода в крови больше, чем в клетках, поэтому он легко диффундирует в них.

Концентрация углекислого газа в тканях, где он собирается, выше, чем в крови. Поэтому он переходит в кровь, где связывается химическими соединениями плазмы и отчасти с гемоглобином, транспортируется кровью в легкие и выделяется в атмосферу.

Механизмы вдоха и выдоха

Углекислый газ постоянно поступает из крови в альвеолярный воздух, а кислород поглощается кровью и расходуется, для поддержания газового состава альвеол необходима вентиляция альвеолярного воздуха. Она достигается благодаря дыхательным движениям: чередованию вдоха и выдоха. Сами лёгкие не могут нагнетать или изгонять воздух из своих альвеол. Они лишь пассивно следуют за изменением объема грудной полости. Из-за разности давления, лёгкие всегда прижаты к стенкам грудной клетки и точно следует за изменением ее конфигурации. При вдохе и выдохе лёгочная плевра скользит по пристеночной плевре, повторяя ее форму.

Вдох заключается в том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны. Объем грудной полости увеличивается, и лёгкие следуют за этим увеличением, поскольку содержащиеся в лёгких газы прижимают их к пристеночной плевре. Вследствие этого давление внутри лёгочных альвеол падает, и наружный воздух поступает в альвеолы.

Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляются. Под действием силы тяжести грудная стенка опускается вниз, а диафрагма поднимается вверх, поскольку растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, в они – на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, лёгкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. Все это происходит при спокойном дыхании. При глубоком вдохе и выдохе включаются дополнительные мышцы.

Нервно-гуморальная регуляция дыхания

Регуляция дыхания

Нервная регуляция дыхания . Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Он состоит из центров вдоха и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. Спадение лёгочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох. При задержке дыхания мышцы вдоха и выдоха сокращаются одновременно, благодаря чему грудная клетка и диафрагма удерживаются в одном положении. На работу дыхательных центров оказывают влияние и другие центры, в том числе расположенные в коре больших полушарий. Благодаря их влиянию дыхание изменяется при разговоре и пении. Возможно также сознательно изменять ритм дыхания во время физических упражнений.

Гуморальная регуляция дыхания . При мышечной работе усиливаются процессы окисления. Следовательно, в кровь выделяется больше углекислого газа. Когда кровь с избытком углекислого газа доходит до дыхательного центра и начинает его раздражать, активность центра повышается. Человек начинает глубоко дышать. В итоге избыток углекислого газа удаляется, а недостаток кислорода восполняется. Если концентрация углекислого газа в крови понижается, работа дыхательного центра тормозится и наступает непроизвольная задержка дыхания. Благодаря нервной и гуморальной регуляции в любых условиях концентрация углекислого газа и кислорода в крови поддерживается на определенном уровне.

VI .Гигиена дыхания и профилактика заболеваний органов дыхания

Необходимость гигиены дыхания очень хорошо и точно выразил

В. В. Маяковский:

Нельзя человека закупорить в ящик,
Жилище проветривай чище и чаще .

Для сохранения здоровья необходимо поддерживать нормальный состав воздуха в жилых, учебных, общественных и рабочих помещениях, постоянно их проветривать.

Зеленые растения, выращиваемые в помещениях, освобождают воздух от избытка углекислого газа и обогащают его кислородом. На производствах, загрязняющих пылью воздух, используются промышленные фильтры, специализированная вентиляция, люди работают в респираторах - масках с фильтром для воздуха.

Среди болезней, поражающих органы дыхания, есть инфекционные, аллергические, воспалительные. К инфекционным относятся грипп, туберкулез, дифтерия, пневмония и др.; к аллергическим - бронхиальная астма, к воспалительным - трахеит, бронхит, плеврит, которые могут возникнуть при неблагоприятных условиях: переохлаждении, действии сухого воздуха, дыма, различных химических веществ или, как следствие, после инфекционных заболеваний.

1. Заражение через воздух .

Вместе с пылью в воздухе всегда есть бактерии. Они оседают на пылинки и долго находятся во взвешенном состоянии. Там, где много пыли в воздухе, много и микробов. Из одной бактерии при температуре +30(С через каждые 30 минут образуются две, при +20(С их деление замедляется в два раза.
Прекращают размножаться микробы при +3 +4(С. В зимнем морозном воздухе почти нет микробов. Губительно действует на микробы и солнечные лучи.

Микроорганизмы и пыль задерживаются слизистой оболочкой верхних дыхательных путей и удаляются из них вместе со слизью. Большинство микроорганизмов при этом обезвреживается. Часть микроорганизмов, проникающих в органы дыхания, может вызвать различные заболевания: грипп, туберкулез, ангину, дифтерию и др.

2. Грипп.

Грипп вызывается вирусами. Они микроскопически малы и не имеют клеточного строения. Вирусы гриппа содержаться в слизи, выделяющейся из носа больных людей, в их мокроте и слюне. Во время чихания и кашля больных людей миллионы невидимых глазу капелек, таящих в себе инфекцию, попадают в воздух. Если они проникают в дыхательные органы здорового человека, он может заразиться гриппом. Таким образом, грипп относится к капельным инфекциям. Это самая распространенная болезнь из всех ныне существующих.
Эпидемия гриппа, начавшаяся в 1918 году, за полтора года погубила около 2 млн. человеческих жизней. Вирус гриппа меняет свою форму под воздействием лекарств, проявляет чрезвычайную устойчивость.

Грипп распространяется очень быстро, поэтому нельзя допускать заболевших гриппом к работе и к занятиям. Он опасен своими осложнениями.
При общении с людьми, больными гриппом, нужно прикрывать рот и нос повязкой, сделанной из сложенного вчетверо куска марли. При кашле и чихании прикрывайте рот и нос платком. Этим вы убережете от заражения окружающих.

3. Туберкулез.

Возбудитель туберкулеза - туберкулезная палочка чаще всего поражает легкие. Она может находиться во вдыхаемом воздухе, в капельках мокроты, на посуде, одежде, полотенце и других предметах, которыми пользовался больной.
Туберкулез - не только капельная, но и пылевая инфекция. Раньше его связывали с недостаточным питанием, плохими условиями жизни. Сейчас мощный всплеск туберкулеза связан с общим понижением иммунитета. Ведь туберкулезной палочки, или палочки Коха, всегда было много вовне, как раньше, так и сейчас. Она очень живуча - образует споры и может храниться в пыли десятки лет. А потом воздушным путем попадает в легкие, не вызывая, впрочем, болезни. Отсюда практически у всех сегодня «сомнительная» реакция
Манту. А для развития самой болезни нужен либо непосредственный контакт с больным, либо ослабленный иммунитет, когда палочка начинает «действовать».
В крупных городах сейчас обитает много бомжей и освободившихся из мест заключения - а это настоящий рассадник туберкулеза. К тому же появились новые штаммы туберкулеза, не чувствительные к известным препаратам, клиническая картина смазалась.

4. Бронхиальная астма.

Настоящим бедствием в последнее время стала бронхиальная астма. Астма сегодня очень распространенное заболевание, серьезное, неизлечимое и социально значимое. Астма - это доведенная до абсурда защитная реакция организма. Когда в бронхи попадает вредный газ, возникает рефлекторный спазм, перекрывающий отравляющему веществу вход в легкие. В настоящее время защитная реакция при астме стала возникать на очень многие вещества, и бронхи стали «захлопываться» от самых безобидных запахов. Астма - типично аллергическая болезнь.

5. Действие курения на органы дыхания .

Табачный дым, помимо никотина, содержит около 200 веществ, чрезвычайно вредных для организма, в том числе угарный газ, синильную кислоту, бензпирен, сажу и др. В дыми одной сигареты содержится около 6 ммг. никотина, 1,6 ммг. аммиака, 0,03 ммг. синильной кислоты и др. При курении эти вещества проникают в ротовую полость, верхние дыхательные пути, оседают на их слизистых оболочках и пленке легочных пузырьков, заглатываются со слюной и попадают в желудок. Никотин вреден не только для курящего. Не курящий, длительно находившийся в прокуренном помещении, может серьезно заболеть. Табачный дым и курение чрезвычайно вредны в молодом возрасте.
Имеются прямые доказательства снижения умственных способностей у подростков вследствие курения. Табачный дым вызывает раздражение слизистых оболочек ротовой, носовой полости, дыхательных путей и глаз. Почти у всех курильщиков развивается воспаление дыхательных путей, с которым связан мучительный кашель. Постоянное воспаление снижает защитные свойства слизистых оболочек, т.к. фагоциты не могут очистить легкие от болезнетворных микробов и вредных веществ, поступающих вместе с табачным дымом. Поэтому курильщики часто болеют простудными и инфекционными заболеваниями. Частицы дыма и дегтя оседают на стенках бронхов и легочных пузырьков. Защитные свойства пленки снижаются. Легкие курильщика теряют эластичность, становятся малорастяжимыми, что уменьшает их жизненную емкость и вентиляцию. В результате этого снабжения организма кислородом уменьшается. Работоспособность и общее самочувствие резко ухудшаются. У курильщиков гораздо чаще бывают пневмонии и в 25 раз чаще - рак легких.
Самое печальное, что человек, прокуривший 30 лет, а потом бросивший, даже спустя 10 лет не застрахован от рака. В его легких уже произошли необратимые изменения. Бросить курить надо сразу и навсегда, тогда быстро угасает этот условный рефлекс. Важно убедиться во вреде курения и обладать силой воли.

Предупредить заболевания органов дыхания можно самому, придерживаясь некоторых гигиенических требований.

    В период эпидемии инфекционных заболеваний своевременно пройти вакцинацию (противогриппозную, противодифтерийную, противотуберкулезную и др.)

    В этот период не следует посещать многолюдные места (концертные залы, театры и др.)

    Придерживаться правил личной гигиены.

    Проходить диспансеризацию, то есть медицинское обследование.

    Повышать устойчивость организма к инфекционным заболеваниям путем закаливания, витаминного питания.

Заключение


Из всего вышесказанного и осмыслив роль дыхательной системы в нашей жизни можно сделать вывод о ее важности в нашем существовании.
Дыхание – жизнь. Ныне это совершенно бесспорно. Между тем еще какие-нибудь три столетия назад ученые были убеждены, что человек дышит только для того, чтобы через легкие отвести от организма “лишнее” тепло. Решив опровергнуть эту нелепицу, выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук предложил своим коллегам по Королевскому научному обществу провести эксперимент: в течение некоторого времени пользоваться для дыхания герметическим мешком. Неудивительно, что опыт прекратился меньше чем через минуту: ученые мужи стали задыхаться. Однако и после этого некоторые из них упорно продолжали настаивать на своем. Гук тогда только развел руками. Ну, а мы даже такое противоестественное упрямство можем объяснить работой легких: при дыхании в мозг поступает слишком мало кислорода, отчего даже прирожденный мыслитель глупеет прямо на глазах.
 Здоровье закладывается в детстве, любое отклонение в развитии организма, любая болезнь сказываются в дальнейшем на состояние здоровья взрослого человека.

Надо воспитывать в себе привычку анализировать свое состояние даже тогда, когда самочувствие хорошее, учиться упражнять свое здоровье, понимать его зависимость от состояния окружающей среды.

Список используемой литературы

1. «Детская энциклопедия», изд. «Педагогика», Москва 1975

2. Самусев Р. П. « Атлас анатомии человека» / Р. П. Самусев, В. Я. Липченко. - М., 2002. - 704 с.: ил.

3. «1000+1 совет о дыхании» Л. Смирнова, 2006г.

4. «Физиология человека» под редакцией Г. И. Косицкого – изд М:Медицина, 1985.

5. «Справочник терапевта» под редакцией Ф. И. Комарова – М: Медицина, 1980.

6. «Справочник по медицине» под редакцией Е. Б. Бабский. – М: Медицина, 1985

7. Васильева З. А., Любинская С. М. « Резервы здоровья». - М. Медицина, 1984.
8. Дубровский В. И. «Спортивная медицина: учеб. для студентов вузов, обучающихся по педагогическим специальностям»/3-е изд., доп. - М: ВЛАДОС, 2005.
9. Кочетковская И.Н. «Метод Бутейко. Опыт внедрения в медицинскую практику» Патриот, - М.: 1990.
10. Малахов Г. П. «Основы здоровья.» - М.: АСТ: Астрель, 2007.
11. «Биологический энциклопедический словарь.» М. Советская энциклопедия, 1989.

12. Зверев. И. Д. «Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека». М. Просвещение, 1978.

13. А. М. Цузмер, О. Л. Петришина. «Биология. Человек и его здоровье.» М.

Просвещение, 1994.

14. Т. Сахарчук. От насморка до чахотки. Журнал Крестьянка, №4, 1997.

15. Интернет-ресурсы:

Дыхательная система - это совокупность органов и анатомических образований, обеспечивающих движение воздуха из атмосферы в легкие и обратно (дыхательные циклы вдох — выдох), а также газообмен между поступающим в легкие воздухом и кровью.

Органами дыхания являются верхние и нижние дыхательные пути и легкие, состоящие из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения.

Также к дыхательной системе относятся грудная клетка и дыхательные мышцы (деятельность которых обеспечивает растяжение легких с формированием фаз вдоха и выдоха и изменение давленияв плевральной полости), а кроме того - дыхательный центр, находящийся в головном мозге, периферические нервы и рецепторы, участвующие в регуляции дыхания.

Основная функция органов дыхания - обеспечение газообмена между воздухом и кровью путем диффузии кислорода и углекислого газа через стенки легочных альвеол в кровеносные капилляры.

Диффузия - процесс, в результате которого газ из области более высокой концентрации стремится в область, где концентрация его мала.

Характерной особенностью строения дыхательных путей является наличие хрящевой основы в их стенках, в результате чего они не спадаются

Кроме того, органы дыхания участвуют в звукообразовании, определении запаха, выработке некоторых гормоноподобных веществ, в липидном и водно-солевом обмене, в поддержании иммунитета организма. В воздухоносных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также восприятие температурных и механических раздражителей.

Дыхательные пути

Воздухоносные пути дыхательной системы начинаются с наружного носа и носовой полости. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на две части: правую и левую. Внутренняя поверхность полости, выстланная слизистой оболочкой, снабженная ресничками и пронизанная кровеносными сосудами, покрыта слизью, которая задерживает (и частично обезвреживает) микробы и пыль. Таким образом, в носовой полости воздух очищается, обезвреживается, согревается и увлажняется. Вот почему необходимо дышать носом.

В течение жизни носовая полость задерживает до 5 кг пыли

Миновав глоточную часть воздухоносных путей, воздух поступает в следующий орган гортань , имеющую вид воронки и образованную несколькими хрящами: щитовидный хрящ защищает гортань спереди, хрящевой надгортанник при проглатывании пищи закрывает вход в гортань. Если пытаться говорить во время проглатывания пищи, то она может попасть в воздухоносные пути и вызвать удушение.

При глотании хрящ перемещается вверх, затем возвращается на прежнее место. При этом движении надгортанник закрывает вход в гортань, слюна или пища идет в пищевод. Что еще есть в гортани? Голосовые связки. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся, когда он говорит громко, голосовые связки сомкнуты, если он вынужден шептать, голосовые связки приоткрыты.

  1. Трахея;
  2. Аорта;
  3. Главный левый бронх;
  4. Главный правый бронх;
  5. Альвеолярные протоки.

Длина трахеи человека составляет около 10 см, диаметр - около 2,5 см

Из гортани воздух по трахее и бронхам поступает в легкие. Трахея образована многочисленными хрящевыми полукольцами, расположенными друг над другом и соединенными мышечной и соединительной тканью. Открытые концы полуколец прилегают к пищеводу. В грудной клетке трахея разделяется на два главных бронха, от которых ответвляются вторичные бронхи, продолжающие ветвиться далее до бронхиол (тоненьких трубочек диаметром около 1 мм). Разветвление бронхов представляет собой довольно сложную сеть, называемую бронхиальным деревом.

Бронхиолы разделяются на еще более тонкие трубочки - альвеолярные протоки, которые заканчиваются маленькими тонкостенными (толщина стенок - одна клетка) мешочками - альвеолами, собранными в гроздья наподобие винограда.

Ротовое дыхание вызывает деформацию грудной клетки, ухудшение слуха, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти

Легкие — основной орган дыхательной системы

Важнейшие функции легких заключаются в газообмене, снабжении кислородом гемоглобина, выводе углекислоты, или углекислого газа, являющегося конечным продуктом обмена веществ. Однако только этим функции легких не ограничиваются.

Легкие участвуют в поддержании постоянной концентрации ионов в организме, могут выводить из него и другие вещества, кроме шлаков (эфирные масла, ароматические вещества, «алкогольный шлейф», ацетон и т. д.). При дыхании с поверхности легких испаряется вода, что ведет к охлаждению крови и всего организма. Кроме того, легкие создают воздушные потоки, приводящие в колебание голосовые связки гортани.

Условно легкое можно разделить на 3 отдела:

  1. воздухоносный (бронхиальное дерево), по которому воздух, как по системе каналов, достигает альвеол;
  2. система альвеол, в которой происходит газообмен;
  3. кровеносная система легкого.

Объем вдыхаемого воздуха у взрослого человека составляет около 0 4- 0,5 л, а жизненная емкость легких, то есть максимальный объем, примерно в 7-8 раз больше — обычно 3-4 л (у женщин меньше, чем у мужчин), хотя у спортсменов может превышать и 6 л

  1. Трахея;
  2. Бронхи;
  3. Верхушка легкого;
  4. Верхняя доля;
  5. Горизонтальная щель;
  6. Средняя доля;
  7. Косая щель;
  8. Нижняя доля;
  9. Сердечная вырезка.

Легкие (правое и левое) лежат в грудной полости по обеим сторонам от сердца. Поверхность легких покрыта тонкой, влажной, блестящей оболочкой плеврой (от греч. pleura - ребро, бок), состоящей из двух листков: внутренний (легочный) покрывает поверхность легкого, а наружный (пристеночный) - выстилает внутреннюю поверхность грудной клетки. Между листками, которые почти соприкасаются друг с другом, сохраняется герметически замкнутое щелевидное пространство, называемое плевральной полостью.

При некоторых заболеваниях (воспаление легких, туберкулез) пристеночный листок плевры может срастись с легочным листком, образуя так называемые спайки. При воспалительных заболеваниях, сопровождающихся избыточным скоплением жидкости или воздуха в плевральной щели, она резко расширяясь, превражается в полость

Вертушка легкого на 2-3 см выступает над ключицей, за[одя в нижнюю область шеи. Поверхность, прилежащая к ребрам, выпуклая и имеет наибольшую протяженность. Внутренняя поверхность вогнутая, прилежащая к сердцу и другим органам, выпуклая и имеет наибольшую протяжность. Внутренняя поверхность вогнутая, прилежит к сердцу и другим органам, расположенным между между плевральными мешками. На ней находятся ворота легкого место, через которое в легкое входят главный бронх и легочная артерия и выходят две легочные вены.

Каждое легкое плевральными бороздами делится на доли левое на две (верхнюю и нижнюю), правое на три (верхнюю, среднюю и нижнюю).

Ткань легкого образована бронхиолами и множеством крошечных легочных пузырьков альвеол, которые имеют вид полушаровидных выпячиваний бронхиол. Тончайшие стенки альвеол представляют собой биологически пронимаемую мембрану (состоящую из одного слоя эпителиалных клеток, окруженных густой сетью кровеносных капилляров), через которую происходитгазообмен между кровью, находящейся в капиллярах, и воздухом, заполняющим альвеолы. Изнутри альвеолы покрыты жидким поверхностно-активным веществом (сурфактантом), ослабляющим силы поверхностного натяэения и предупреждающим полное спадание альвеол во время выхода.

По сравнению с объемом легких новорожденного к 12 годам объем легких увеличивается в 10 раз, к концу полового созревания - в 20 раз

Суммарная толщина стенок альвеолы и капилляра составляет всего несколько микрометров. Благодаря этому кислород легко проникает из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ - из крови в альвеолы.

Дыхательный процесс

Дыхание представляет собой сложный процесс газообмена между внешней средой и организмом. Вдыхаемый воздух существенно отличается по своему составу от выдыхаемого: из внешней среды в организм поступает кислород, необходимый элемент для обмена веществ, а наружу выделяется углекислый газ.

Этапы дыхательного процесса

  • наполнение легких атмосферным воздухом (вентиляция легких)
  • переход кислорода из легочных альвеол в кровь, протекающую через капилляры легких, и выделение из крови в альвеолы, а затем в атмосферу углекислоты
  • доставка кислорода кровью к тканям и углекислоты из тканей к легким
  • потребление кислорода клетками

Процессы поступления воздуха в легкие и газообмен в легких называют легочным (внешним) дыханием. Кровь приносит к клеткам и тканям кислород, а от тканей к легким - углекислый газ. Постоянно циркулируя между легкими и тканями, кровь таким образом обеспечивает непрерывный процесс снабжения клеток и тканей кислородом и выведения углекислого газа. В тканях кислород из крови выходит к клеткам, а из тканей в кровь переносится углекислый газ. Этот процесс тканевого дыхания происходит при участии особых дыхательных ферментов.

Биологическое значения дыхания

  • обеспечение организма кислородом
  • удаление углекислого газа
  • окисление органических соединений с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности
  • удаление конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиак, сероводород и пр.)

Механизм вдоха и выдоха . Вдох и выдох происходят за счет движений грудной клетки (грудное дыхание) и диафрагмы (брюшной тип дыхания). Ребра расслабленной грудной клетки опускаются вниз, уменьшая этим ее внутренний объем. Воздух вытесняется из легких, подобно вытесняемому под давлением воздуху из надувной подушки или матраца. Сокращаясь, дыхательные межреберные мышцы поднимают ребра. Грудная клетка расширяется. Расположенная между грудной клеткой и брюшной полостью диафрагма сокращается, ее бугорки сглаживаются, объем грудной клетки увеличивается. Оба плевральных листка (легочная и реберная плевра), между которыми отсутствует воздух, передают это движение легким. В легочной ткани возникает разряжение, подобное тому, которое появляется при растягивании аккордеона. Воздух поступает в легкие.

Частота дыхания у взрослого человека составляет в норме 14-20 вдохов в 1 мин, но при значительной физической нагрузке может доходить до 80 вдохов в 1 мин

При расслаблении дыхательных мышц ребра возвращаются в исходное положение и диафрагма теряет напряжение. Легкие сжимаются, выпуская выдыхаемый воздух. При этом происходит лишь частичный обмен, ибо невозможно выдохнуть из легких весь воздух.

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает около 500 см 3 воздуха. Это количество воз¬духа составляет дыхательный объем легких. Если сделать дополнительный глубокий вдох, то в легкие поступит еще около 1500 см 3 воздуха, называемого резервным объемом вдоха. После спокойного выдоха человек может выдохнуть еще около 1500 см 3 воздуха - резервного объема выдоха. Количество воздуха (3500 см 3), складывающееся из дыхательного объема (500 см 3), резервного объема вдоха (1500 см 3), резервного объема выдоха (1500 см 3), получило название жизненной емкости легких.

Из 500 см 3 вдыхаемого воздуха только 360 см 3 проходят в альвеолы и отдают кислород в кровь. Остальные 140 см 3 остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути называют «мертвым пространством».

После того как человек выдохнет 500 см 3 дыхательный объем), а затем еще сделает глубокий выдох (1500 см 3), в его легких все еще остается примерно 1200 см 3 остаточного объема воздуха который практически невозможно удалитъ. Поэтому легочная ткань в воде не тонет.

В течение 1 мин человек вдыхет и выдыхает 5-8 л воздуха. Это минутный объем дыхания, когорый при интенсивной физической нагрузки может достигать 80-120 л в 1 мин.

Тренированных, физически развитых людей жизненная емкость легких может быть существенно больше и достигать 7000-7500 см 3 . У женщин жизненная емкость легких меньше, чем у мужчин

Газообмен в легких и транспортировка газов кровью

Кровь, поступившая от сердца в капилляры, оплетающие легочные альвеолы, содержит много углекислого газа. А в легочных альвеолах его мало, поэтому, благодаря диффузии, он покидает кровеносное русло и переходит в альвеолы. Этому также способствуют влажные изнутри стенки альвеол и капилляры, состоящие лишь из одного слоя клеток.

Кислород поступает в кровь тоже благодаря диффузии. В крови свободного кислорода мало, потому что его непрерывно связывает находящийся в эритроцитах гемоглобин, превращаясь в оксигемоглбин. Ставшая артериальной кровь покидает альвеолы и по легочной вене направляется к сердцу.

Для того чтобы газообмен проходил непрерывно, необходимо, чтобы состав газов в легочных альвеолах был постоянным, что и поддерживается легочным дыханием: избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом из свежей порции наружного воздуха

Тканевое дыхание происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В тканях мало кислорода, и поэтому происходит распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород, который переходит в тканевую жидкость и там используется клетками для биологического окисления органических веществ. Выделяющаяся при этом энергия предназначается для процессов жизнедеятельности клеток и тканей.

Углекислого газа в тканях скапливается много. Он поступает в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его в правое предсердие, оттуда он поступает в правый желудочек, который по легочной артерии выталкивает венозную круг замыкается. В легких кровь снова делается артериальной и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения.

Чем больше расходуется кислорода в тканях, тем больше требуется кислорода из воздуха для компенсации затрат. Вот почему при физической работе одновременно усиливается и сердечная деятельность, и легочное дыхание.

Благодаря удивительному свойству гемоглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве

В 100 мл артериальной крови содержится до 20 мл кислорода и 52 мл углекислого газа

Действие угарного газа на организм . Гемоглобин эритроцитов способен соединяться и с другими газами. Так, с оксидом углерода (СО) - угарным газом, образующимся при неполном сгорании топлива, гемоглобин соединяется в 150 — 300 раз быстрее и прочнее, чем с кислородом. Поэтому даже при небольшом содержании оксида углерода в воздухе гемоглобин соединяется не с кислородом, а с оксидом углерода. При этом снабжение организма кислородом прекращается, и человек начинает задыхаться.

При наличии в помещении угарного газа человек задыхается, потому что кислород не поступает в ткани организма

Кислородное голодание - гипоксия - может возникнуть и при уменьшении содержания гемоглобина в крови (при значительных кровопотерях), при недостатке кислорода в воздухе (высоко в горах).

При попадании инородного тела в дыхательные пути, при отеке голосовых связок в связи с заболеванием может произойти остановка дыхания. Развивается удушье - асфиксия . При остановке дыхания делают искусственное дыхание с помощью специальных аппаратов, а при их отсутствии - по методу «рот в рот», «рот в нос» или специальными приемами.

Регуляция дыхания . Ритмичное, автоматическое чередование вдохов и выдохов регулируется из дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозге. Из этого центра импульсы: поступают к двигательным нейронам блуждающих и межреберных нервов, иннервирующих диафрагму и другие дыхательные мышцы. Работу дыхательного центра координируют высшие отделы головного мозга. Поэтому человек может на короткое время задержать или усилить дыхание, как это бывает, например, при разговоре.

На глубине и частота дыхания влияет содержание CO 2 и O 2 в крови Эти вещества раздражают хеморецепторы в стенках крупных кровеносных сосудов, нервные импульсы от них поступают в дыхательный центр. При увеличении в крови содержания С0 2 дыхание углубляется, при уменьшении 0 2 - дыхание становится чаще.