Дыхательная система

Дыхательная система

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

Человек дышит, поглощая из атмосферного воздуха кислород и выделяя в него углекислый газ. Каждой клетке для жизнедеятельности нужна энергия. Источник этой энергии — распад и окисление органических веществ, входящих в состав клетки. Белки, жиры, углеводы, вступая в химические реакции с кислородом, окисляются. При этом происходит распад молекул и освобождается заключенная в них внутренняя энергия. Без кислорода невозможны обменные превращения веществ в организме.

Запасов кислорода в организме человека и животных нет. Его непрерывное поступление в организм обеспечивает система органов дыхания. Накопление значительных количеств углекислого газа в результате обмена веществ вредно для организма. Удаление из организма С02 также осуществляется органами дыхания.

Функция дыхательной системы — снабжение крови достаточным количеством кислорода и удаление из нее углекислого газа.

Различают три этапа дыхания: внешнее (легочное) дыхание — обмен газов в легких между организмом и средой; транспорт газов кровью, от легких к тканям организма; тканевое дыхание — газообмен в тканях и биологическое окисление в митохондриях.

Внешнее дыхание

Внешнее дыхание обеспечивается системой органов дыхании, которая состоит из легких (где совершается газообмен между вдыхаемым воздухом и кровью) и дыхательных (воздухоносных) путей (по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух)

Воздухоносные (дыхательные) пути включают: носовую полость, носоглотку, гортань, трахею и бронхи. Дыхательные пути делятся на верхние (носовая полость, носоглотка, гортань) и нижние (трахея и бронхи). Они имеют твердый скелет, представленный костями и хрящами, а изнутри выстланы слизистой оболочкой, снабженной мерцательным эпителием. Функции дыхательных путей: обогрев и увлажнение воздуха, защита от инфекции и пыли.

Полость носа поделена перегородкой на две половины. Она сообщается с наружной средой при помощи ноздрей, а сзади — с глоткой посредством хоан. Слизистая оболочка носовой полости имеет большое количество кровеносных сосудов. Проходящая по ним кровь согревает воздух. Железы слизистой выделяют слизь, увлажняющую стенки носовой полости и снижающую жизнедеятельность бактерий. На поверхности слизистой находятся лейкоциты, уничтожающие большое количество бактерий. Мерцательный эпителий слизистой задерживает и выводит наружу пыль. При раздражении ресничек носовых полостей возникает рефлекс чихания. Таким образом, в носовой полости воздух согревается, обеззараживается, увлажняется и очищается от пыли. В слизистой оболочке верхней части носовой полости имеются чувствительные обонятельные клетки, образующие орган обоняния. Из носовой полости воздух поступает в носоглотку, а оттуда в гортань.

Строение дыхательной системы: 1 — ротовая полость; 2 — носовая полость; 3 — язычок; 4 — язык; 5 — глотка; 6 — надгортанник; 7 — черпаловидный хрящ; 8 — гортань; 9 — пищевод; 10 — трахея; 11 — верхушка легкого; 12, 17 — левое и правое легкое; 13, 16 — бронхи; 14, 15 — альвеолы; 18 — полость трахеи; 19 — перстневидный хрящ; 20 — щитовидный хрящ; 21 — подъязычная кость; 22 — нижняя челюсть; 23 — преддверие; 24 — ротовое отверстие; 25 — твердое небо

Гортань образована несколькими хрящами: щитовидный хрящ (защищает гортань спереди), хрящевой надгортанник (защищает дыхательные пути при проглатывании пищи). Гортань состоит из двух полостей, которые сообщаются через узкую голосовую щель. Края голосовой щели образованы голосовыми связками. При выдыхании воздуха через сомкнутые голосовые связки происходит их вибрация, сопровождающаяся возникновением звука. Окончательное формирование звуков речи происходит при помощи языка, мягкого неба и губ. При раздражении ресничек гортани возникает рефлекс кашля. Из гортани воздух поступает в трахею.

Трахея образована 16—20 неполными хрящевыми кольцами, не позволяющими ей спадаться, а задняя стенка трахеи мягкая и содержит гладкие мышцы. Благодаря этому пища свободно проходит по пищеводу, который лежит позади трахеи.

В нижней части трахея делится на два главных бронха (правый и левый), которые проникают в легкие. В легких главные бронхи многократно ветвятся на бронхи первого, второго и т. д. порядков, образуя бронхиальное дерево. Бронхи восьмого порядка называют дольковыми. Они разветвляются на концевые бронхиолы, а те — на дыхательные бронхиолы, которые образуют альвеолярные мешочки, состоящий из альвеол. Альвеола — легочные пузырьки, имеющие форму полушария диаметром 0,2—0,3 мм. Их стенки состоят из однослойного эпителия и покрыты сетью капилляров. Через стенки альвеол и капилляров происходит обмен газами: из воздуха в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступают С02 и пары воды.

Легкие — крупные парные органы конусообразной формы, расположенные в грудной клетке. Правое легкое состоит из трех долей, левое — из двух. В каждое легкое проходят главный бронх и легочная артерия, а выходят две легочные вены. Снаружи легкие покрыты легочной плеврой. Щель между оболочкой грудной полости и плеврой (плевральная полость) заполнена плевральной жидкостью, которая уменьшает трение легких о стенки грудной клетки. Давление в плевральной полости меньше атмосферного.

Дыхательные движения. В легких нет мышечной ткани, и поэтому они не могут активно сокращаться. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам: межреберным мышцам и диафрагме. При их сокращении объем грудной клетки увеличивается и легкие растягиваются. При расслаблении дыхательных мыши ребра опускаются до исходного уровня, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выходит наружу. Человек делает в среднем 15—17 дыхательных движений в минуту. При мышечной работе дыхание учащается 2—3 раза.

Жизненная емкость легких. В состоянии покоя человек вдыхает выдыхает около 500 см3 воздуха (дыхательный объем). При глубоком вдохе человек может вдохнуть еще около 1500 см3 воздуха (дополнительный объем). После выдоха он способен выдохнуть еще около 1500 см3 (резервный объем). Эти три величины в сумме составляют казненную емкость легких (ЖЕЛ) — это наибольшее количество воздуха, которое может человек выдохнуть после глубокого вдоха. Измеряют ЖЕЛ с помощью спирометра. Она является показателем подвижности легких и грудной клетки и зависит от пола, возраста, размеров тела и мышечной силы. У детей 6 лет ЖЕЛ равна 1200 см3; v взрослых — в среднем 3500 см3; у спортсменов она больше: у футболистов — 4200 см3, у гимнастов — 4300 см3, у пловцов — 4900 см3. Объем воздуха в легких превышает ЖЕЛ. Даже при самом глубоком выдохе в них остается около 1000 см3 остаточного воздуха, поэтому легкие полностью не спадаются.