Совокупность органов, обеспечивающих функцию внешнего дыхания: газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей кровью.
Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих потребность организма в кислороде и выделении двуокиси углерода. Поступление кислорода из атмосферы в клетки необходимо для окисления веществ, в результате которого освобождается энергия , необходимая организму. Без дыхания человек может прожить до 5-7 минут , после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и смерть.
Этапы дыхания
1) внешнее дыхание – доставка воздуха к легким
2) газообмен в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров МКК
3) транспорт газов кровью
4) газообмен в тканях между кровью капилляров БКК и клетками тканей
5) тканевое дыхание - биоокисление в митохондриях клеток
Функции дыхания
Обеспечение организма кислородом и его участие в ОВР
Выведением части газообразных продуктов метаболизма: СО 2 , H 2 O, NH 3 , H 2 S и другие
Окисление органики с высвобождением энергии
Частота дыхания
У взрослого человека в состоянии покоя в среднем 14 дыхательных движений в минуту, но она может претерпевать значительные колебания 10-18.
У детей 20-30; у грудничков 30-40; у новорождённых 40-60
Дыхательный объём 400-500мл - объем воздуха при вдохе/выдохе в состоянии покоя.
П осле спокойного вдоха можно дополнительно вдохнуть резервный объем вдоха 1500мл.
После спокойного выдоха можно дополнительно выдохнуть резервный объем 1500мл.
Жизненная емкость легких 3500мл – максимальный вдох после максимального выдоха. Сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха и выдоха.
Функциональная остаточная ёмкость 3000мл - остается после спокойного выдоха.
Остаточный объём 1500мл остается в легких после максимального выдоха.
Альвеолярный воздух постоянно заполняет альвеолы легких при спокойном дыхании. Сумма остаточного и резервного объемов. Равен 2500мл, он участвует в газообмене
Классификация типов дыхания по способу расширения грудной клетки:
- грудной : расширение грудной клетки путём поднятия рёбер, чаще у женщин.
- брюшной : расширение грудной клетки путём уплощения диафрагмы, чаще у мужчин.
Типы дыхательных путей:
Система верхних : полость носа, носоглотка, ротоглотка, частично ротовая полость.
Система нижних : гортань, трахея, бронхиальное дерево.
Символический переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани .
Верхние дыхательные пути
Полость носа разделена перегородкой (хрящ, сошик) на 2 половины и сзади, засчет хоан переходит в носоглотку . Добавочными полостями носа являются пазухи - лобная, клиновидная и верхнечелюстная (Гайморова). Внутренняя поверхность носовой полости выстлана слизистой оболочкой , верхний слой которой образован ресничным эпителием .
Слизь обладает бактерицидными свойствами: она, с осевшими на ней микроорганизмами и пылью, удаляется из организма с помощью движения ресничек, очищая и увлажняя поступивший воздух. Благодаря кровеносным сосудам , воздух согревается.
Верхняя носовая раковина образует обонятельную полость , на стенках слизистой оболочки которой находятся особые нервные обонятельные клетки. Там же находятся окончания обонятельного нерва .
В полость носа открывается носослезный канал , выводящий избыток слезной жидкости.
Глотка – мышечная трубка, покрытая слизистой оболочкой, 12-15см. Соединительное звено между дыхательной и пищеварительной системами: сообщает полость носа и рта , и пищевод с гортань ю . К боковым стенкам глотки прилегают сонные артерии и яремные вены. У входа в глотку скапливается лимфоидная ткань, образуя миндалины . 3 части:
Верхняя носоглотка сообщается с полостью носа с помощью хоан.
Средняя ротоглотка сообщается с полостью рта через зев.
Нижняя гортаноглотка сообщается с гортанью.
Нижние дыхательные пути
Гортань содержит голосовой аппарат и соединяет глотку с трахеей. Расположена на уровне 4-6 шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью . При глотании, вход в гортань закрывает хрящ надгортанник .
Трахея – дыхательное горло, продолжение гортани. Имеет вид трубки 11-13см , которая состоит из 16-20 хрящевых полуколец , задняя часть которых - гладкая мышечная ткань. Между собой соединены фиброзными связками, образованными плотной волокнистой соединительной тканью.
Слизистая оболочка гортани и трахеи выстлана мерцательным эпителием , богата лимфоидной тканью и слизистыми железами.
Бронхи - ветви дыхательного горла. Нижний конец трахеи на уровне 5 грудного позвонка делится на 2 главных бронха , которые отходят к воротам соответствующего легкого. Правый бронх шире и короче (8колец), а левый уже и длиннее (12колец). От них отходят
- долевые бронхи 1 ого порядка по числу долей легкого: 3 в правом и 2 в левом.
- зональные бронхи 2 ого порядка
- сегментарные бронхи 3 его порядка
Они многократно ветвятся, образуя бронхиальное древо . По мере уменьшения диаметра бронха, хрящевые кольца замещаются пластинками, и пропадают в бронхиолах .
Попавшие в дыхательные пути крупные инородные тела удаляются с помощью кашля ; а пылевые частицы или микроорганизмы - за счет колебаний ресничек эпителиальных клеток, которые обеспечивают продвижение бронхиального секрета в сторону трахеи.
Легкие
Парные конусообразные упругие губчатые органы, занимающие практически весь объем грудной полости . На внутренней поверхности есть ворота , где проходят бронх, нервы, лимфатические сосуды, легочные вены и артерии, вместе образующие корень легкого.
Легкое делится бороздами на доли : правое на три, левое на две. Доли делятся на бронхолегочные сегменты , образованные легочными дольками , отделенными друг от друга соединительнотканными прослойками. Одна долька образована 12-18 ацинусами. Ацинус – структурно-функциональная единица легкого, система разветвлений одной концевой бронхиолы, заканчивающейся альвеолами.
Альвеола - концевая часть дыхательного аппарата в форме тонкостенного пузырька. Они густо оплетены капиллярной сетью таким образом, что каждый капилляр соприкасается с несколькими альвеолами. Внутренняя поверхность представлена плоским однослойным эпителием и пронизана эластическими волокнами. Клетки выделяют в полость альвеол смазку фосфолипидной природы – сурфактант , препятствующий слипанию стенок и обладающий бактерицидными свойствами. Присутствуют альвеолярные макрофаги .
Снаружи легкие покрыты плеврой , состоящей из 2 листков:
Внутренний висцеральный срастается с легочной тканью, заходя в борозды
Наружный париетальный срастается со стенками грудной полости. Делится на три части: реберная, диафрагмальная и средостенная.
Между ними находится замкнутая плевральная полость с небольшим количеством серозной жидкости . Она уменьшает трение между листками плевры при вдохе и выдохе и создает отрицательное давление ниже атмосферного , поэтому легкие всегда растянуты и не спадаются.
Акты вдоха и выдоха
Легочная ткань не содержит мышечной ткани, поэтому изменение объема ГК достигается с помощью работы скелетных мышц. Диафрагма опускается, расширяя грудную клетку; наружные межреберные сокращаются, приподнимая ребра. Благодаря эластичности легких и замкнутой межплевральной полости с давлением ниже атмосферного, легкие пассивно растягиваются , давление воздуха в альвеолах снижается, что приводит к засасыванию атмосферного воздуха. Вдох является активным процессом , т.к. всегда требует участия мышц.
Спокойный выдох идет пассивно: при расслаблении наружных межреберных и диафрагмы под силой тяжести ГК опускается и происходит выдох. Усиленный выдох требует участия внутренних межреберных и мышц брюшной стенки.
Краткая форма обратной связи
Дыхательная система обеспечивает функции внешнего дыхания, то есть газообмена между кровью и воздухом. Внутренним, или тканевым дыханием называют газообмен между клетками тканей и окружающей их жидкостью и окислительные процессы, которые происходят внутри клеток и приводят к получению энергии.
Газообмен с воздухом осуществляется в легких. Он направлен на то, чтобы кислород из воздуха поступил в кровь (был захвачен молекулами гемоглобина, так как в воде кислород растворяется плохо), а растворенный в крови углекислый газ выделился в воздух, во внешнюю среду.
Взрослый человек в покое совершает около 14-16 вдохов за минуту. При физической или эмоциональной нагрузке могут увеличиваться глубина и частота дыхания.
Дыхательные пути несут воздух к легким. Они начинаются с носовой полости, оттуда по носовым ходам воздух попадает в глотку. На уровне глотки дыхательные пути встречаются с пищеварительными. Выделяют носоглотку и ротоглотку (их разделяет язычок). Ниже, на уровне надгортанника, они вместе образуют гортаноглотку.
Из гортаноглотки воздух идет в гортань, далее – в трахею. Стенки гортани образованы несколькими хрящами, между которыми натянуты голосовые связки. При спокойном вдохе и выдохе голосовые связки расслаблены. При прохождении воздуха между напряженными связками возникает звук. Человек способен произвольно менять углы наклона хрящей и степень натяжения связок, что делает возможным речь и пение.
Условная граница между верхними и нижними дыхательными путями проходит на уровне гортани.
К верхним дыхательным путям можно также отнести ротовую полость, так как иногда дыхание осуществляется и через рот. Дыхание носом является более физиологичным по нескольким причинам:
К нижним дыхательным путям относят гортань, трахею и бронхи. Пути движения воздуха и пищи перекрещиваются, поэтому еда или жидкость могут попадать в трахею. Такое устройство органов дыхания эволюционно восходит к двоякодышащим рыбам, которые для дыхания заглатывали воздух в желудок. Вход в трахею перекрывается специальным хрящем, надгортанником. Во время акта глотания надгортанник опускается, чтобы пища и жидкость не проникли в легкие.
Трахея расположена кпереди от пищевода, она представляет собой трубку, в стенке которой находятся хрящевые полукольца, которые придают трахее необходимую жесткость, чтобы она не спадалась и воздух мог бы проходить к легким. Задняя стенка трахеи мягкая, поэтому при прохождении по пищеводу твердых комков она может растягиваться и не создавать препятствий пище.
При отеках шеи (например, при аллергическом отеке Квинке) трахея защищена от сдавливания в отличии от гортаноглотки. Поэтому при отеке гортани человек может задохнуться. Если гортань еще проходима, в нее вставляют жесткую трубку, чтобы обеспечить ток воздуха. Если же гортань уже отекла слишком сильно, делают трахеотомию: разрез в трахее, в который вставляют трубку для дыхания.
На уровне V-VI грудного позвонка трахея делится на два главных бронха, правый и левый. Место разделения трахеи называется бифуркацией. Бронхи схожи по строению с трахеей, только хрящи в их стенках имеют форму замкнутых колец. Внутри легких бронхи тоже ветвятся, переходят в более мелкие бронхиолы.
Иногда инородные тела все же попадают в нижние дыхательные пути. В этом случае слизистая раздражается и человек начинает кашлять, чтобы удалить инородное тело. Если дыхательные пути перекрываются полностью, наступает асфиксия, человек начинает задыхаться.
Традиционным способом помочь в такой ситуации считают удары по спине. Однако, если наносить удары стоящему прямо человеку, инородное тело под действием силы тяжести сместится вниз и вероятнее всего закупорит правый главный бронх (он отходит от трахеи меньшим углом). Дыхание после этого восстановится, но не в полном объеме, так как функционировать будет только одно легкое. Пострадавшему будет необходима госпитализация.
Чтобы предотвратить закупорку главного бронха, перед выполнением ударов по спине нужно, чтобы пострадавший нагнулся вперед. При этом ударять следует между лопатками, совершая резкие толкательные движения снизу-вверх.
Если после 5 ударов пострадавший продолжает задыхаться, следует выполнить прием Хаймлиха (Геймлиха): встав за спиной пострадавшего, положить кулак одной руки над пупком и резко и сильно нажать обеими руками. Прием Хаймлиха можно выполнять и лежащему человеку (см. рисунок).
В организме человека два легких, правое и левое. Правое состоит из трех долей, левое – из двух. Вообще, левое легкое меньше по размеру, так как часть объема грудной клетки слева занимает сердце. Именно в легких происходит газообмен между кровью и воздухом.
По самым тонким частям дыхательных путей, терминальным (конечным) бронхиолам, воздух попадает в альвеолы. Альвеолы представляют собой полые пузырьки с тонкими стенками, которые оплетены густой сетью капилляров. Пузырьки собраны в гроздья, которые называют альвеолярными мешочками, они образуют респираторные отделы легких. Каждое легкое содержит около 300 000 000 альвеол. Такое строение позволяет значительно увеличить площадь поверхности, на которой происходит газообмен. У человека общая площадь поверхности альвеолярных стенок составляет от 40 м² до 120 м².
Венозная кровь подходит к альвеолярному мешочку по артериоле. По венуле в сторону сердца оттекает насыщенная кислородом артериальная кровь. Кислород и углекислый газ движутся по градиенту концентрации путем пассивной диффузии, так как в воздухе относительно много кислорода и мало углекислого газа.
Состав атмосферного воздуха: 21% кислорода, 0,03% углекислого газа (СО2) и 79% азота. На выдохе состав воздуха изменяется следующим образом: 16,3% кислорода, 4% СО2 и по-прежнему 79% азота. Видно, что концентрация СО2 возрастает более, чем в 100 раз! При этом концентрация кислорода изменяется не так сильно, поэтому для того, чтобы воздухом снова можно было дышать, важнее удалить из него избыток углекислого газа, а не насытить кислородом.
Стенки альвеол изнутри покрыты сурфактантом, это поверхностно-активное вещество, которое предотвращает спадение альвеол на выдохе. Сурфактант уменьшает силу поверхностного натяжения, его выделяют специальные клетки-альвеолоциты. При воспалительных процессах состав сурфактанта может изменяться, альвеолы начинают схлопываться и слипаться, уменьшается площадь поверхности газообмена, возникает чувство нехватки воздуха, одышка.
Способом расправить слипнувшиеся альвеолы является зевание – ещё один сложный рефлекторный акт дыхательной системы. Зевание возникает, когда к мозгу поступает недостаточно кислорода.
Грудная полость изнутри выстлана гладкой серозной оболочкой – плеврой. Плевра имеет два листка, один покрывает стенку грудной полости (париетальная, или пристеночная плевра), другой – сами легкие (висцеральная, или легочная плевра). Листки плевры выделяют плевральную жидкость, которая смягчает скольжение легких и предотвращает трение. Также плевра обеспечивает герметичность плевральной полости, благодаря чему возможно дыхание.
При вдохе человек изменяет объем дыхательной клетки двумя путями: за счет поднятия ребер и за счет опускания диафрагмы. Ребра имеют косонисходящее направление, поэтому при напряжении основных дыхательных мышц они поднимаются вверх, расширяя грудную клетку. Диафрагма – мощная мышца, которая разделяет органы грудной и брюшной полостей. В расслабленном состоянии они образует купол, а когда напрягается – становится плоской и прижимает вниз органы брюшной полости.
Если в процессе вдоха большую роль играет подъем ребер, такой тип дыхания называется грудным, он характерен для женщин. У мужчин чаще преобладает брюшной (диафрагмальный) тип дыхания, при котором основную роль во вдохе играет напряжение диафрагмы.
Из-за того, что плевральная полость герметична, а объем грудной клетки увеличивается, давление в плевральной полости на вдохе падает и становится ниже атмосферного (условно такое давление называют отрицательным). Воздух из-за разности давлений по дыхательным путям начинает поступать в легкие.
Если герметичность плевры нарушена (такое может произойти при переломе ребер или проникающем ранении), воздух будет поступать не в легкие, а в плевральную полость. Может даже произойти спадение легкого или его доли, так как атмосферное давление будет действовать снаружи, не расправляя, а наоборот, сжимая легочную ткань. Проникновение газа в плевральную полость называется пневмотораксом. Газообмен в спавшемся легком невозможен, поэтому при ранении грудной клетки очень важно как можно скорее обеспечить герметичность плевральной полости. Для этого используют герметичные повязки, непосредственно к ране прикладывают кусок клеенки, полиэтилена, тонкой резины и т.д.
Если интенсивность вентиляции необходимо увеличить, к работе основных дыхательных мышц присоединяются вспомогательные: мышцы шеи, груди, некоторые спинные мышцы. Так как многие из них крепятся к костям пояса верхних конечностей, для облегчения дыхания люди опираются руками, чтобы зафиксировать пояс конечностей. Подобные позы можно наблюдать у больных людей при приступе астмы.
Выдох в покое происходит пассивно. Есть дыхательные мышцы, с помощью которых можно совершить резкий (форсированный) выдох. Это в основном мышцы брюшного пресса: при напряжении они сдавливают органы брюшной полости, выталкивая вверх диафрагму.
В покое легкие вентилируются неравномерно, хуже всего вентилируются верхушки легких. Это компенсируется тем, что кровоснабжаются верхушки обильнее, чем основания. Объем спокойного выдоха составляет в среднем 0,5 л. Существуют резервные объемы вдоха и выдоха, при необходимости человек начинает дышать усиленно, делать глубокие вдохи и форсированные выдохи. При этом объем воздуха в легких увеличится в несколько раз.
Максимальный объем, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) и составляет около 4,5 л. При этом в дыхательных путях всегда, даже после полного выдоха, остается некоторое количество воздуха (иначе дыхательные пути спадались бы). Этот воздух составляет остаточный объем, около 1,5 л.
Для исследования функции внешнего дыхания используют спирографию. Пример спирограммы представлен на рисунке:
В тканях организма, где концентрация кислорода меньше, чем в легких, молекулы кислорода выходят из эритроцитов в кровь и затем поступают в тканевую жидкость. Кислород плохо растворяется в воде, поэтому он высвобождается эритроцитами постепенно.
Клетки ткани через тканевую жидкость отдают в кровь СО2, который хорошо растворим в воде и не требует гемоглобина для переноски.
Таким образом, транспорт газов происходит пассивно, без затраты энергии. Эффективный газообмен между кровью и тканью возможен только в капиллярах, так как их стенка достаточно тонкая, а скорость течения крови достаточно медленная.
Важно помнить, что конечная цель работы дыхательной системы – обеспечить поступление кислорода внутрь клетки, так как именно аэробное окисление глюкозы является источником энергии для человека. Процесс получения энергии происходит внутри клеточных органелл, митохондрий.
Глюкоза под действием дыхательных ферментов проходит несколько этапов окисления, в результате чего образуются молекулы АТФ, вода и углекислый газ. АТФ – универсальный переносчик энергии, который используется практически во всех процессах в клетке.
Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, он регулирует глубину и частоту вдохов. Рецепторы на его поверхности реагируют в основном на повышение концентрации СО2 в крови. То есть, если в воздухе нормальная концентрация кислорода, но повышено содержание углекислого газа (гиперкапня) человек будет испытывать сильный дискомфорт. Появится одышка, головокружение, удушье, человек потеряет сознание. У многих людей повышенная концентрация СО2 вызывает панику.
При гипервентиляции легких (слишком частое и глубокое дыхание) из крови вымывается СО2, что тоже ведет к головокружению и иногда к потере сознания, потому что система регуляции дыхания «сбивается».
Есть также рецепторы, которые реагируют на снижение или повышение кислорода в крови. При гипоксии (нехватке кислорода) возникает вялость, заторможенность и спутанность сознания. Через некоторое время наступает эйфория, которая сменяется ступором и потерей сознания.
Сигналы из дыхательного центра поступают к межреберным мышцам и диафрагме. При избытке углекислого газа в большей усиливается частота дыхательных движений, а при недостатке кислорода – их глубина.
В верхних дыхательных путях, трахее и крупных бронхах, в листках плевры находятся кашлевые рецепторы. В ответ на раздражение слизистой они запускают кашлевой рефлекс, чтобы избавиться от раздражителя. В мелких бронхах и бронхиолах кашлевых рецепторов нет, поэтому если воспалительный процесс локализован в терминальных отделах дыхательных путей, он не сопровождается кашлем.
Слизь, которая выделяется при воспалении, через некоторое время доходит до крупных бронхов и начинает раздражать их, запускается кашлевой рефлекс. Различают продуктивный и непродуктивный кашель. При продуктивном кашле происходит отделение мокроты. Если слизи недостаточно много или она слишком вязкая и трудно отделяется, кашель непродуктивный.
Для облегчения отхождения мокроты используют разжижающие лекарства, муколитики. Чтобы люди не страдали от сильного кашля, используют противокашлевые препараты, которые уменьшают чувствительность рецепторов или угнетают центр кашлевого рефлекса.
Нельзя тормозить кашлевой рефлекс, если в бронхах находится большое количество мокроты. В этом случае ее отхождение будет затруднено, и она может закупорить просвет бронхов. Раньше в качестве противокашлевых капель для детей применяли героин.
Дыхательная система человека - совокупность органов и тканей, обеспечивающих в организме человека обмен газов между кровью и внешней средой.
Функция дыхательной системы:
Дыхательная система состоит из лёгких и дыхательных путей.
Лёгочные сокращения осуществляются с помощью межрёберных мышц и диафрагмы.
Дыхательные пути: носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы.
Лёгкие состоят из лёгочных пузырьков - альвеол.
Рис. Дыхательная система
Полости носа и глотки являются верхними дыхательными путями. Нос образован системой хрящей, благодаря которым носовые ходы всегда открыты. В самом начале носовых ходов располагаются мелкие волоски, которые задерживают крупные пылевые частицы вдыхаемого воздуха.
Носовая полость выстлана изнутри слизистой оболочкой, пронизанной кровеносными сосудами. Она содержит большое количество слизистых желез (150 желез/с м 2 см2 слизистой оболочки). Слизь препятствует размножению микробов. Из кровеносных капилляров на поверхность слизистой оболочки выходит большое количество лейкоцитов-фагоцитов, которые уничтожают микробную флору.
Кроме того, слизистая оболочка может значительно изменяться в своем объёме. Когда стенки её сосудов сокращаются, она сжимается, носовые ходы расширяются, и человек легко и свободно дышит.
Слизистая оболочка верхних дыхательных путей образована мерцательным эпителием. Движение ресничек отдельной клетки и всего эпителиального пласта строго координировано: каждая предыдущая ресничка в фазах своего движения опережает на определённый промежуток времени последующую, поэтому поверхность эпителия волнообразно подвижна - «мерцает». Движение ресничек помогает сохранять дыхательные пути в чистоте, удаляя вредные вещества.
Рис. 1. Мерцательный эпителий дыхательной системы
В верхней части носовой полости находятся органы обоняния.
Функция носовых ходов:
Полость разделена решётчатой костью на две половины. Костные пластинки разделяют обе половины на узкие, сообщающиеся между собой ходы.
В полость носа открываются пазухи воздухоносных костей: гайморова, лобная и др. Эти пазухи называются придаточными пазухами носа. Они выстланы тонкой слизистой оболочкой, содержащей небольшое количество слизистых желез. Все эти перегородки и раковины, а также многочисленные придаточные полости черепных костей резко увеличивают объём и поверхность стенок носовой полости.
Нижняя часть глотки переходит в две трубки: дыхательную (спереди) и пищевод (сзади). Таким образом, глотка является общим отделом для пищеварительной и дыхательной системы.
Верхнюю часть дыхательной трубки составляет гортань, расположенная в передней части шеи. Большая часть гортани также выстлана слизистой оболочкой из мерцательного (ресничного) эпителия.
Гортань состоит из подвижно соединённых между собой хрящей: перстневидного, щитовидного (образует кадык, или адамово яблоко) и двух черпаловидных хрящей.
Надгортанник прикрывает вход в гортань в момент глотания пищи. Передним концом надгортанник соединён с щитовидным хрящом.
Рис. Гортань
Хрящи гортани соединены между собой суставами, а промежутки между хрящами затянуты соединительнотканными перепонками.
К гортани снаружи прилегает щитовидная железа.
Спереди гортань защищена передними мышцами шеи.
Трахея - дыхательная трубка длиной около 12 см.
Она составлена из 16−20 хрящевых полуколец, которые не смыкаются сзади; полукольца предотвращают спадание трахеи во время выдоха.
Задняя часть трахеи и промежутки между хрящевыми полукольцами затянуты соединительнотканной перепонкой. Позади трахеи лежит пищевод, стенка которого во время прохождения пищевого комка слегка выпячивается в её просвет.
Рис. Поперечный срез трахеи: 1 - мерцательный эпителий; 2 - собственный слой слизистой оболочки; 3 - хрящевое полукольцо; 4 - соединительнотканная перепонка
На уровне IV−V грудных позвонков трахея делится на два крупных первичных бронха, отходящих в правое и левое лёгкие. Это место деления носит название бифуркации (разветвления).
Через левый бронх перегибается дуга аорты, а правый огибается идущей сзади наперёд непарной веной. По выражению старых анатомов, «дуга аорты сидит верхом на левом бронхе, а непарная вена - на правом».
Хрящевые кольца, расположенные в стенках трахеи и бронхах, делают эти трубки упругими и неспадающимися, благодаря чему воздух по ним проходит легко и беспрепятственно. Внутренняя поверхность всего дыхательного пути (трахеи, бронхов и части бронхиол) покрыта слизистой оболочкой из многорядного мерцательного эпителия.
Устройство дыхательных путей обеспечивает согревание, увлажнение и очищение поступающего со вдохом воздуха. Частицы пыли мерцательным эпителием продвигаются кверху и с кашлем и чиханием удаляются наружу. Микробы обезвреживаются лимфоцитами слизистой оболочки.
Лёгкие (правое и левое) находятся в грудной полости под защитой грудной клетки.
Лёгкие покрыты плеврой.
Плевра - тонкая, гладкая и влажная, богатая эластическими волокнами серозная оболочка, одевающая каждое из лёгких.
Различают лёгочную плевру, плотно срощенную с тканью лёгкого, и пристеночную плевру, выстилающую изнутри стенки грудной клетки.
У корней лёгких лёгочная плевра переходит в пристеночную. Таким образом, вокруг каждого лёгкого образуется герметически замкнутая плевральная полость, представляющая узкую щель между лёгочной и пристеночной плеврой. Плевральная полость заполнена небольшим количеством серозной жидкости, играющей роль смазки, облегчающей дыхательные движения лёгких.
Рис. Плевра
Средостение - пространство между правым и левым плевральными мешками. Оно ограничено спереди грудиной с реберными хрящами, сзади - позвоночником.
В средостении располагаются сердце с крупными сосудами, трахея, пищевод, вилочковая железа, нервы диафрагмы и грудной лимфатический проток.
Глубокими бороздами правое лёгкое разделено на три доли, а левое - на две. У левого лёгкого на стороне, обращённой к срединной линии, имеется углубление, которым оно прилежит к сердцу.
В каждое лёгкое с внутренней стороны входят толстые пучки, состоящие из первичного бронха, лёгочной артерии и нервов, а выходят по две лёгочные вены и лимфатические сосуды. Все эти бронхиально-сосудистые пучки, вместе взятые, образуют корень лёгкого. Вокруг лёгочных корней расположено большое количество бронхиальных лимфатических узлов.
Входя в лёгкие, левый бронх делится на две, а правый - на три ветви по числу лёгочных долей. В лёгких бронхи образуют так называемое бронхиальное дерево. С каждой новой «веточкой» диаметр бронхов уменьшается, пока они не становятся совсем микроскопическими бронхиолами с диаметром в 0,5 мм. В мягких стенках бронхиол имеются гладкие мышечные волокна и нет хрящевых полуколец. Таких бронхиол насчитывается до 25 млн.
Рис. Бронхиальное дерево
Бронхиолы переходят в ветвистые альвеолярные ходы, которые оканчиваются лёгочными мешочками, стенки которых усыпаны вздутиями - лёгочными альвеолами. Стенки альвеол пронизаны сетью капилляров: в них происходит газообмен.
Альвеолярные ходы и альвеолы обвиты множеством упругих соединительнотканных и эластических волокон, которые составляют также основу мельчайших бронхов и бронхиол, благодаря чему лёгочная ткань легко растягивается во время вдоха и снова спадается во время выдоха.
Альвеолы образованы сетью тончайших эластических волокон. Внутренняя поверхность альвеол выстлана однослойным плоским эпителием. Стенки эпителия вырабатываютсурфактант - поверхностно-активное вещество, выстилающее изнутри альвеолы и препятствующее их спаданию.
Под эпителием лёгочных пузырьков залегает густая сеть капилляров, на которые разбиваются конечные ветви лёгочной артерии. Через соприкасающиеся стенки альвеол и капилляров происходит газообмен при дыхании. Попав в кровь, кислород связывается с гемоглобином и разносится по всему организму, снабжая клетки и ткани.
Рис. Альвеолы
Рис. Газообмен в альвеолах
До рождения плод через лёгкие не дышит и лёгочные пузырьки находятся в спавшемся состоянии; после рождения с первым же вдохом альвеолы раздуваются и остаются расправленными на всю жизнь, сохраняя в себе некоторое количество воздуха даже при самом глубоком выдохе.
Все процессы жизнедеятельности протекают при обязательном участии кислорода, т. е. являются аэробными. Особенно чувствительной к кислородной недостаточности является ЦНС, и прежде всего корковые нейроны, которые в бескислородных условиях погибают раньше других. Как известно, период клинической смерти не должен превышать пяти минут. В противном случае в нейронах коры головного мозга развиваются необратимые процессы.
Дыхание - физиологический процесс обмена газов в лёгких и тканях.
Весь процесс дыхания можно разделить на три основных этапа:
Рис. Лёгочное и тканевое дыхание
Эритроциты содержат гемоглобин, сложный железосодержащий белок. Этот белок способен присоединять к себе кислород и углекислый газ.
Проходя по капиллярам лёгких, гемоглобин присоединяет к себе 4 атома кислорода, превращаясь в оксигемоглобин. Эритроциты транспортируют кислород из лёгких в ткани организма. В тканях происходит освобождение кислорода (оксигемоглобин превращается в гемоглобин) и присоединение углекислого газа (гемоглобин превращается в карбогемоглобин). Далее эритроциты транспортируют углекислый газ к лёгким для удаления из организма.
Рис. Транспортная функция гемоглобина
Молекула гемоглобина образует стойкое соединение с оксидом углерода II (угарным газом). Отравление угарным газом приводит к гибели организма в связи с кислородной недостаточностью.
Вдох - является активным актом, так как осуществляется при помощи специализированных дыхательных мышц.
К дыхательным мышцам относятся межрёберные мышцы и диафрагма. При глубоком вдохе используются мышцы шеи, груди и пресса.
Сами лёгкие мышц не имеют. Они не способны самостоятельно растягиваться и сокращаться. Лёгкие лишь следуют за грудной клеткой, которая расширяется благодаря диафрагме и межрёберным мышцам.
Диафрагма во время вдоха опускается на 3−4 см, вследствие чего объём грудной клетки увеличивается на 1000−1200 мл. Кроме того, диафрагма отодвигает нижние рёбра к периферии, что также ведёт к увеличению ёмкости грудной клетки. Причём чем сильнее сокращения диафрагмы, тем больше увеличивается объём грудной полости.
Межрёберные мышцы, сокращаясь, приподнимают рёбра, что также вызывает увеличение объёма грудной клетки.
Лёгкие, следуя за растягивающейся грудной клеткой, сами растягиваются, и давление в них падает. В результате создаётся разность между давлением атмосферного воздуха и давлением в лёгких, воздух устремляется в них - происходит вдох.
Выдох, в отличие от вдоха, является пассивным актом, так как в его осуществлении не принимают участие мышцы. При расслаблении межрёберных мышц рёбра под действием силы тяжести опускаются; диафрагма, расслабляясь, поднимается, занимая свое привычное положение, и объём грудной полости уменьшается - лёгкие сокращаются. Происходит выдох.
Лёгкие находятся в герметически закрытой полости, образованной лёгочной и пристеночной плеврой. В плевральной полости давление ниже атмосферного («отрицательное»). За счёт отрицательного давления лёгочная плевра плотно прижимается к пристеночной.
Уменьшение давления в плевральном пространстве является основной причиной увеличения объёма лёгких во время вдоха, то есть является той силой, которая и растягивает лёгкие. Так, во время увеличения объёма грудной клетки давление в межплевральном образовании уменьшается, и вследствие разности давлений воздух активно поступает в лёгкие и увеличивает их объём.
Во время выдоха давление в плевральной полости возрастает, и в силу разности давлений воздух выходит, лёгкие спадаются.
Грудное дыхание осуществляется преимущественно за счёт наружных межрёберных мышц.
Брюшное дыхание осуществляется за счёт диафрагмы.
У мужчин отмечается брюшной тип дыхания, а у женщин - грудной. Однако независимо от этого и мужчины, и женщины дышат ритмично. С первого часа жизни ритм дыхания не нарушается, изменяется лишь его частота.
Новорождённый ребёнок дышит 60 раз в минуту, у взрослого человека частота дыхательных движений в покое составляет около 16−18. Однако во время физической нагрузки, эмоционального возбуждения или при повышении температуры тела частота дыхания может значительно увеличиваться.
Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - это максимальное количество воздуха, которое может поступить и вывестись из лёгких во время максимального вдоха и выдоха.
Жизненная емкость лёгких определяется прибором спирометром .
У взрослого здорового человека ЖЕЛ меняется в пределах от 3500 до 7000 мл и зависит от пола и от показателей физического развития: например, объема грудной клетки.
ЖЕЛ состоит из нескольких объемов:
Дыхание регулируется нервными и гуморальными механизмами, которые сводятся к обеспечению ритмической деятельности дыхательной системы (вдох, выдох) и адаптационных дыхательных рефлексов, то есть изменению частоты и глубины дыхательных движений, имеющих место при изменяющихся условиях внешней среды или внутренней среды организма.
Ведущим дыхательным центром, как было установлено Н. А. Миславским в 1885 году, является дыхательный центр, расположенный в области продолговатого мозга.
Дыхательные центры обнаружены в области гипоталамуса. Они принимают участие в организации более сложных адаптационных дыхательных рефлексов, необходимых при изменении условий существования организма. Кроме того, дыхательные центры размещаются и в коре головного мозга, осуществляя высшие формы адаптационных процессов. Наличие дыхательных центров в коре головного мозга доказывается образованием дыхательных условных рефлексов, изменениями частоты и глубины дыхательных движений, имеющих место при различных эмоциональных состояниях, а также произвольными изменениями дыхания.
Вегетатвная нервная система иннервирует стенки бронхов. Их гладкая мускулатура снабжена центробежными волокнами блуждающих и симпатических нервов. Блуждающие нервы вызывают сокращение бронхиальной мускулатуры и сужение бронхов, а симпатические нервы расслабляют бронхиальную мускулатуру и расширяют бронхи.
Гуморальная регуляция: вдох осуществляется рефлекторно в ответ на повышение концентрацию углекислого газа в крови.
А1. Газообмен между кровью и атмосферным воздухом
происходит в
1) альвеолах легких
2) бронхиолах
3) тканях
4) плевральной полости
А2. Дыхание – это процесс:
1) получения энергии из органических соединений при участии кислорода
2) поглощения энергии при синтезе органических соединений
3) образования кислорода в ходе химических реакций
4) одновременного синтеза и распада органических соединений.
А3. Органом дыхания не является:
1) гортань
2) трахея
3) ротовая полость
4) бронхи
А4. Одной из функций носовой полости является:
1) задержка микроорганизмов
2) обогащение крови кислородом
3) охлаждение воздуха
4) осушение воздуха
А5. Гортань от попадания в нее пищи защищает(ют):
1) черпаловидный хрящ
3) надгортанник
4) щитовидный хрящ
А6. Дыхательную поверхность легких увеличивают
1) бронхи
2) бронхиолы
3) реснички
4) альвеолы
А7. Кислород поступает в альвеолы и из них в кровь путем
1) диффузии из области с меньшей концентрацией газа в область с большей концентрацией
2) диффузии из области с большей концентрацией газа в область с меньшей концентрацией
3) диффузии из тканей организма
4) под влиянием нервной регуляции
А8. Ранение, нарушившее герметичность плевральной полости приведет к
1) торможению дыхательного центра
2) ограничению движения легких
3) избытку кислорода в крови
4) избыточной подвижности легких
А9. Причиной тканевого газообмена служит
1) разница в количестве гемоглобина в крови и тканях
2) разность концентраций кислорода и углекислого газа в крови и тканях
3) разная скорость перехода молекул кислорода и углекислого газа из одной среды в другую
4) разность давлений воздуха в легких и плевральной полости
В1. Выберите процессы, происходящие при газообмене в легких
1) диффузия кислорода из крови в ткани
2) образование карбоксигемоглобина
3) образование оксигемоглобина
4) диффузия углекислого газа из клеток в кровь
5) диффузия атмосферного кислорода в кровь
6) диффузия углекислого газа в атмосферу
В2. Установите правильную последовательность прохождения атмосферного воздуха через дыхательные пути
А) гортань
В) бронхи
Д) бронхиолы
Б) носоглотка
Г) легкие
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Задания ОГЭ по теме «Дыхательная система».
1). Какое заболевание врач может обнаружить с помощью флюорографического исследования грудной клетки человека? 1)туберкулез 2)гипертонию 3)язву желудка 4)гастрит
2). Где в организме человека происходит образование углекислого газа? 1)мышечные волокна 2)голосовая щель 3)зрелые эритроциты 4)межклеточное вещество
3). Какой орган системы дыхания состоит из хрящевых полуколец? 1)лёгкое 2)глотка 3)гортань 4)трахея
4). К каким последствиям может привести курение табака? 1)к гибели клеток реснитчатого эпителия воздухоносных путей 2)к расширению мелких бронхов и притоку крови 3)к более редкому и глубокому дыханию 4)к расширению кровеносных сосудов
5). У курильщика газообмен в лёгких менее эффективен, потому что у него 1)развивается гипертония 2)ухудшается деятельность нервных центров 3)стенки альвеол покрываются инородными веществами 4)происходит гибель клеток слизистой дыхательных путей
6). Орган какой системы человека представлен на рисунке? 1)кровеносной 2)выделительной 3)пищеварительной 4)дыхательной
7). Вероятность заболевания туберкулезом у человека возрастает при 1)избыточном весе 2)контакте с животными 3)повышенной освещённости 4)проживании в помещении с повышенной влажностью
8). К каким последствиям может привести курение табака? 1)к расширению кровеносных сосудов 2)к гибели клеток реснитчатого эпителия воздухоносных путей 3)к расширению мелких бронхов 4)к более редкому дыханию
9). Какое заболевание передаётся воздушно-капельным путём? 1)малярия 2)малокровие 3)грипп 4)гастрит
10). Газообмен у человека при дыхании совершается в 1)легочных альвеолах 2)носовой полости 3)гортани и трахее 4)бронхах
11. Что способствует увеличению жизненной емкости легких? 1)растяжимость легочной ткани 2)активизация гуморальной регуляции 3)развитие межреберных мышц и диафрагмы 4)увеличение скорости движения крови
12. Верны ли суждения о дыхательных движениях в организме человека? А. В спокойном состоянии человека вдох осуществляется за счёт сокращения межрёберных мышц и мышц диафрагмы. Б. При выдохе под действием собственной тяжести рёбра опускаются, мышцы диафрагмы расслабляются. 1)верно только А 2)верно только Б 3)верны оба суждения 4)оба суждения неверны
13. В какой из перечисленных частей дыхательной системы происходит газообмен между кровью и воздухом? 1)альвеолы 2)бронхи 3)трахея 4)носоглотка
14. Повышение концентрации какого вещества в крови вызывает возбуждение дыхательного центра? 1)кислорода 2)азота 3)углекислого газа 4)глюкозы
15. Почему употребление алкоголя и табакокурение опасно для здоровья не только самого человека, но и его потомства? 1)Это способствует развитию гипертонии. 2)Это повышает риск онкологических заболеваний легких. 3)Это разрушает слизистую пищеварительного канала. 4)Это вызывает нарушение эмбрионального развития.
16. Какое изменение происходит с диафрагмой при вдохе? 1)сокращается и становится выпуклой 2)сокращается и становится плоской 3)расслабляется и прогибается в сторону грудной полости 4)прогибается в сторону брюшной полости
17. С чего следует начинать оказывать помощь пострадавшему, находящемуся в бессознательном состоянии? 1)расстегнуть тугой воротник и ослабить пояс 2)проверить наличие пульса на сонной артерии 3)приступить к сердечно-лёгочной реанимации 4)поднести к носу ватку с нашатырным спиртом
18. Кислород поступает из кровеносного сосуда в межклеточное пространство потому, что давление в нём 1)ниже, чем в сосуде 2)выше, чем в сосуде 3)равно давлению в сосуде 4)постоянно меняется
20. Верны ли суждения об обмене газов в лёгких у человека? А. Сущность проникновения кислорода из альвеол в кровь, а углекислого газа из крови в альвеолы лёгких заключается в том, что молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся проникнуть сквозь проницаемые для них оболочки туда, где их мало. Б. Диффузия газов (О 2 и СО 2) продолжается да тех пор, пока их концентрация по обе стороны проницаемой оболочки не станет одинаковой. 1)верно только А 2)верно только Б 3)верны оба суждения 4)оба суждения неверны
21. Какой слой клеток носовой полости способствует очищению вдыхаемого человеком воздуха? 1)мерцательный эпителий 2)мышечная ткань 3)кровь 4)хрящевая ткань
22. Что необходимо сделать, чтобы освободить дыхательные пути пострадавшего от воды? 1)придать пострадавшему сидячее положение, а под голову положить валик 2)положить пострадавшего на колено спасающего лицом вниз и надавить на спину 3)наложить на грудную клетку давящую повязку и приподнять ноги пострадавшего 4)положить на грудь пострадавшего тёплую грелку и завернуть его в одеяло
23. Разветвленное строение в дыхательной системе имеет 1)трахея 2)гортань 3)бронх 4)альвеола
24. При неправильной организации печного отопления основную опасность представляет 1)углекислый газ 2)азот 3)угарный газ 4)водяной пар
25. Кому и для чего необходимо носить марлевую маску, закрывающую рот и нос? 1)здоровому человеку в общественных местах, чтобы не заразиться от окружающих 2)здоровому человеку всё время, чтобы не заразиться находящимися в воздухе вирусами 3)больному человеку в общественных местах, чтобы не заражать окружающих 4)больному человеку всё время, чтобы не увеличивать количество находящихся в воздухе вирусов
26. Зимой температура воздуха в дыхательных путях 1)равна температуре вдыхаемого воздуха 2)существенно превышает температуру тела 3)значительно меньше температуры тела 4)достигает температуры тела
27. Какой буквой на рисунке обозначен орган, в котором образуются звуки? 1)А 2)Б 3)В 4)Г
28. В какой последовательности следует делать искусственное дыхание и массаж сердца? 1)один выдох – четыре нажатия на грудину 2)одно нажатие на грудину – четыре выдоха 3)два выдоха – пять нажатий на грудину 4)три выдоха – три нажатия на грудину
29. Кислород используется организмом человека в процессе 1)превращения глюкозы в гликоген 2)окисления минеральных веществ 3)биосинтеза белков, жиров и углеводов 4)окисления органических веществ с выделением энергии
30. Газообмен между кровью и атмосферным воздухом происходит в 1)мышечных клетках 2)лёгочных пузырьках 3)артериях 4)венах
31. В альвеолах легких у человека происходит 1)окисление органических веществ 2)синтез органических веществ 3)диффузия кислорода в кровь 4)очищение воздуха от пыли
32. При ранении легких в первую очередь необходимо 1)провести искусственное дыхание 2)плотно зафиксировать грудную клетку на выдохе 3)провести непрямой массаж сердца 4)положить пострадавшего на живот
33. Какие форменные элементы крови переносят кислород от легких к тканям? 1)фагоциты 2)эритроциты 3)лимфоциты 4)тромбоциты
34. Газообмен в артериях и венах не происходит из-за того, что 1)они выстланы эпителиальной тканью 2)давление крови в них недостаточно 3)кровь течет с большой скоростью 4)они имеют толстые и многослойные стенки
35. Кислород поступает из альвеол лёгких в кровь потому, что его давление в них 1)равно его давлению в крови 2)меньше его давления в крови 3)больше его давления в крови 4)постоянно меняется
36. Дыхание человека регулируется 1)продолговатым мозгом 2)спинным мозгом 3)мозжечком 4)средним мозгом
37. Наличие воздуха в плевральной полости является следствием 1)повреждения оболочек 2)профессиональных занятий спортом 3)многолетнего курения 4)повреждения дыхательного центра
38. В какой полости тела человека расположен лёгочный ствол? 1)тазовой 2)черепа 3)брюшной 4)грудной
39. При проникающем ранении лёгких в первую очередь необходимо 1)провести искусственное дыхание 2)плотно зафиксировать грудную клетку на выдохе 3)провести непрямой массаж сердца 4)положить пострадавшего на живот
40. Какой буквой на рисунке обозначено лёгкое? 1)А 2)Б 3)В 4)Г
41. В каком отделе мозга расположены центры, обеспечивающие защитные реакции кашля и чихания? 1)переднем 2)продолговатом 3)промежуточном 4)среднем
42. Диффузия газов в организме человека происходит в 1)альвеоле 2)слизистой носа 3)стенке бронхов 4)стенке трахеи
43. Дыхание человека лёгочное. В норме вдыхаемый воздух проходит через носовую полость. Там воздух согревается расположенными в стенках носовых каналов (А), несущими кровь. Также в носовой полости располагаются (Б), задерживающие крупные частицы пыли. Затем воздух через носоглотку попадает в (В), откуда поступает в трахею. Мерцательный эпителий трахеи содержит постоянно колеблющиеся (Г), которые выгоняют из лёгких частички пыли, не отфильтрованные в носовой полости. Из трахеи воздух через бронхи попадает в (Д), где происходит газообмен. 1)ворсинка 2)волосок 3)капилляр 4)артериола 5)глотка 6)гортань 7)альвеола 8)лёгочный мешок
44. Установите порядок прохождения воздуха по дыхательной системе жующего человека при вдохе. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр. 1)гортань 2)трахея 3)альвеолы лёгких 4)носовая полость 5)носоглотка 6)бронхи
45. Что происходит с воздухом в носовой полости человека? Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. 1)окисляет органические вещества 2)вступает в соединение с гемоглобином 3)фильтруется 4)согревается или охлаждается 5)увлажняется 6)проникает в капилляры слизистой оболочки
46. Что такое жизненная ёмкость лёгких (ЖЁЛ) и из чего она складывается?
