Строение органов дыхания человека

Лекция 7

Общее строение и функции дыхательной системы

ПЛАН

1. Биологическое значение дыхания.

2. Строение органов дыхания.

3. Дыхательные движения.

4. Легочные объемы. Жизненная емкость легких.

Основные понятия: дыхание, газообмен, органы дыхания, дыхательный цикл, дыхательные движения, легочные объемы, жизненная емкость легких.

Литература

4. Старушенко Л .И. Клиническая анатомия и физиология человека: Учеб. пособие М .: УСМП, 2001. С. 77-86.

Значение дыхания

Дыхание — это совокупность процессов, в результате которых происходит использование организмом кислорода и выделение углекислого газа. Дыхания включает следующие процессы: а) обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких (легочная вентиляция); б) обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью (диффузия газов в легких) в) транспорт газов кровью г) газообмен между кровью, тканями и клетками; д) использование кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (клеточное дыхание).

Кроме газообмена, дыхание является важным фактором терморегуляции. Легкие выполняют функцию выделения, поскольку через них выводится углекислый газ, аммиак и некоторые летучие соединения.

Во время отхаркивания вместе со слизью удаляются продукты обмена: мочевина, мочевая кислота, соли минеральных веществ, частицы пыли и микроорганизмы.

Почти все сложные преобразования веществ в организме происходят с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода. Дыхание, как и кровообращение, чрезвычайно важно для обеспечения гомеостаза организма. Нарушение дыхания приводит не только к изменениям газового состава внутренней среды организма, но и к глубоким изменениям во всех реакциях обмена, во всех процессах жизнедеятельности.

Строение органов дыхания

К органам дыхания относят воздухоносные пути (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и легкие.

Стенки полости носа покрыты слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, реснички которого задерживают и выводят слизь и микроорганизмы, которые оседают на слизистые оболочки. Слизистая, оболочка имеет густую сетку кровеносных сосудов и капилляров. Кровь, текущая по этим сосудам, согревает или охлаждает воздух, вдыхает человек. Слизистая оболочка носовой полости содержит рецепторы, которые (воспринимают запахи и обусловливают обоняние. Полость носа сочетается с полостями, которые находятся в костях черепа: гайморовой, лобной, клиновидной пазух. Воздух, поступающий в легкие через носовую полость, очищается, согревается и обезвреживается. Это не происходит при дыхании через ротовую полость. Носовая полость сзади через отверстия — хоаны соединяется с носоглоткой. В слизистые носовой полости есть лейкоциты, которые выходят на поверхность слизистой оболочки из кровеносных сосудов. Благодаря фагоцитарной способности, лейкоциты уничтожают микроорганизмы, попадающие в носовую полость с вдыхаемым воздухом. Пагубно действует на микроорганизмы имеющийся в составе слизи вещество — лизоцим.

Дыхательные пути у детей значительно уже, чем у взрослых. Это способствует более легкому проникновению инфекции в организм ребенка. Во время воспалительных процессов в носу слизистая оболочка набухает, в результате чего образуется или же и вовсе становится невозможным дыхание через нос, поэтому дети вынуждены дышать через рот. А это способствует охлаждению дыхательных путей до легких и проникновению в них микроорганизмов и частиц пыли.

Носоглотка — верхняя часть глотки. Глотка — мышечная трубка, в которую открывается полость носа, рта и гортани. В носоглотку открываются слуховые трубки, которые соединяют полость глотки с полостью среднего уха. Носоглотка у детей широкая и короткая, слуховая труба находится низко. Заболевания верхних дыхательных путей нередко осложняется воспалением среднего уха, потому что инфекция легко проникает в среднее ухо.

В 4-10 летних детей образуются так называемые аденоидные разращения, то есть разращение лимфатической ткани в области глотки, а также в носу. Кроме того, аденоидные разращения могут негативно влиять на общее состояние здоровья и на работоспособность детей.

Из носоглотки воздух попадает в глотку, а затем в гортань.

Гортань — расположена в средней части шеи и снаружи ее часть видно как повышение, которое называется кадыком. Скелет гортани образован несколькими хрящами, соединенными между собой суставами, связками, мышцами. Самый большой из них — щитовидный хрящ. Сверху вход в гортань покрывается надгортанником, который препятствует поступлению пищи в гортань и дыхательные пути.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, который образует две пары складок, закрывающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки, пространство между которыми называется голосовой щелью. Во время обычного дыхания голосовые связки расслаблены и щель между ними сужается. Выдыхаемый воздух, проходя через узкую щель, заставляет колебаться голосовые связки — возникает звук. От степени натяжения голосовых связок зависит высота тона и при натянутых связях звук выше, при расслаблении — ниже. Кроме голосовых связок в звукообразования участвуют язык, губы, щеки, полость носа, резонаторы (глотка и полость рта). У мужчин голосовые связки длиннее, чем объясняется более низкий голос.

Гортань у детей короче, узкая и интенсивно растет в 1-3 года жизни и в период полового созревания.

На уровне 4-5 грудных позвонков трахея делится на правый и левый бронхи, которые являются главными. Они входят в ворота соответствующих легких, где делятся на долевые бронхи. Долевые бронхи в легких разветвляются на более мелкие сегментарные бронхи, которые, в свою очередь разделяются (до 18-го порядка) до дольковых бронхов (диаметр до 1 мм) и заканчиваются конечными бронхиолами (0, 3-0,5 мм в диаметре). Вся система разветвления бронхов, начиная главными и заканчивая конечными бронхиолами, называется бронхиальным деревом.

Основными структурно-функциональными единицами легких является альвеолы. Альвеолы — ​​микроскопические пузырьки легких, где происходит газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом. В пространстве между легкими, который называется средостением, размещенны трахея, пищевод, зобная железа, сердце, крупные сосуды, лимфатические узлы и некоторые нервы.

Правое и левое легкое неодинаковы как по размерам, так и по форме. Правое легкое состоит из трех частей, левое — из двух. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких, через которые проходят бронхи, нервы, легочные артерии, вены, лимфатические сосуды. Каждое легкое покрыта серозной оболочкой, которая называется плеврой. У плевры есть два листка. Один плотно сросся с легкими, второй прирос к грудной клетке. Между листками имеется щель, заполненная серозной жидкостью. Эта жидкость увлажняет поверхности плевры, обращенные друг к другу, и тем самым уменьшает трение между ними во время дыхательных движений. Воздуха в щели плевры нет, давление — отрицательное — ниже атмосферного на 6-9 мм рт.ст. (0,8-1,2 кПа). Давление внутри легких равно атмосферному, что обеспечивает нормальную функцию легких: они не отходят от стенок грудной клетки при вдохе и растягиваются при увеличении объема грудной клетки. Негативное внутриплевральное давление способствует увеличению дыхательной поверхности легких при вдохе, возврату крови к сердцу и, таким образом, улучшению кровообращения и лимфооттока.

Легкие у детей развиты еще недостаточно, альвеолы ​​малые, слаборазвита в них эластичная ткань. Кровенаполнение легких у детей повышенное. До 3 лет у детей усиленно растут легкие, количество альвеол до 8 лет достигает количества альвеол взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста снижаются. После 12 лет энергично растут альвеолы. Объем легких до 12 лет увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу полового созревания — в 20 раз.

Дыхательные движения

Дыхательный цикл состоит из двух фаз: вдоха и выдоха. Благодаря актам вдоха и выдоха, которые осуществляются ритмично, происходит обмен газов между атмосферным воздухом и альвеолярным, который содержится в легочных пузырьков. Активная роль в акте вдоха принадлежит дыхательным мышцам.

Во время вдоха происходит увеличение грудной клетки, благодаря опусканию диафрагмы и поднятию ребер. Диафрагма — образование, отделяющую грудную полость от брюшной, имеет вид поперечно-размещенной куполоподобной мышечно-сухожильной пластинки, края которой прикреплены к стенкам грудной клетки. Опускания диафрагмы осуществляется за счет сокращения полосатых мышечных волокон. Ребра при вдохе поднимаются вверх, передними концами отодвигают грудину вперед, с увеличением грудной полости и благодаря сокращению наружных межреберных мышц, которые прикрепляются косо от ребра до ребра.

В процессе вдоха участвуют межхрящовые мышцы трахеи, бронхов. Глубокий вдох вызывается одновременным сокращением межреберных мышц, диафрагмы, мышц груди и плечевого пояса. При этом преодолевается ряд препятствий: эластичная тяга легких, сопротивление реберных хрящей, масса грудной клетки, поднимается вверх, сопротивление брюшных внутренностей и стенок живота.

Между грудной стенкой и поверхностью легких (между париетальным и висцеральным листками плевры) лежит щель с отрицательным давлением. Плевральная щель закрыта герметично, поэтому во время расширения грудной клетки вслед за ее стенками идут и легкие, которые благодаря эластичности их ткани легко растягиваются. В растянутых легких давление воздуха падает ниже атмосферного. Грудная полость герметично закрыта и с окружающей средой сочетается только через дыхательные пути. Поэтому при наличии разности давлений между атмосферным и легочным воздухом наружный воздух заходит в легкие, то есть происходит вдох.

После окончания вдоха мышцы расслабляются и грудная клетка возвращается к исходному положению (выдох). Спокойный выдох происходит пассивно, без участия мышц. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы. Когда расслабляются мышцы диафрагмы, купол ее под давлением брюшных органов поднимается и становится выпуклым, что уменьшает грудную полость в вертикальном направлении. Уменьшение размеров грудной полости приводит к уменьшению объема легких, к увеличению давления в легких, в результате чего часть воздуха выходит из легких наружу, пока давление воздуха в легких не сравнится с атмосферным.

У человека в дыхании могут участвовать или мышцы диафрагмы или межреберные мышцы. В случае преобладания участия межреберных мышц говорят о грудном типе дыхания, если преобладают диафрагмальные мышцы, то такое дыхание называется брюшным.

У новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра набирают косого положения. Дыхание младенцев становится грудобрюшным с преимуществом диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все больше начинает преобладать грудной тип дыхания и до 7 лет он становится выражен. В 7-8 лет начинаются половые различия в типе дыхания: у мальчиков преобладает брюшной тип дыхания, у девочек — грудной.

При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80-90%, что обеспечивает большую диффузию газов. При неглубоком — большая часть вдыхаемого воздуха остается в мертвом пространстве — носоглотке, полости рта, трахеи, бронхах.

39. Обзор дыхательной системы: воздухоносные пути и лёгкие, их функции и строение

К органам дыхания относятся полость носа, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. В дыхательной системе выделяют воздухоносные (дыхательные) пути (полость носа, гортань, трахея и бронхи) и дыхательную часть, представленную дыхательной паренхимой лёгких, где происходит газообмен между воздухом, содержащимся в альвеолах лёгких, и кровью. Воздух проходит к гортани через полости носа, рта и глотку. Полость носа и носовую часть глотки (носоглотка) объединяют под названием верхние дыхательные пути».

Это интересно:  Расшифровка комплектации по vin volkswagen

Характерными особенностями строения дыхательных путей является наличие хрящевого остова в их стенках, в результате чего стенки дыхательной трубки не спадаются, и наличие мерцательного эпителия на слизистой оболочке дыхательных путей, реснички клеток которого, колеблясь против движения воздуха, гонят наружу вместе со слизью инородные частицы, загрязняющие воздух.


Органы дыхания (схема). 1 — полость носа (cavitas nasi); 2 — полость рта (cavitas oris); 3 — глотка (pharynx); 4 — гортань (larynx); 5 — трахея (trachea); 6 — бронхи (bronchi); 7 — лёгкие (pulmones) [1989 Липченко В Я Самусев Р П — Атлас нормальной анатомии человека]

Полость носа является начальным отделом дыхательных путей и одновременно органом обоняния. Пахучие вещества, поступая вместе с вдыхаемым воздухом, раздражают обонятельные рецепторы. Проходя через полость носа, воздух согревается, увлажняется и очищается.

Полость носа перегородкой делится на две половины, которые спереди через ноздри сообщаются с атмосферой, а сзади при помощи хоан — с носоглоткой. Стенки носовой полости образованы костями и хрящами и выстланы слизистой оболочкой, которая легко набухает под влиянием различных раздражителей.

Наиболее крупными хрящами является хрящ носовой перегородки, составляющей её передний отдел, боковые хрящи и большие крыловидные, образующие крылья носа. В полости носа различают верхнюю, нижнюю, латеральную и медиальную (перегородка) стенки. С латеральной стенки свисают три носовые раковины: верхняя, средняя и нижняя, между которыми образуются три носовых хода: верхний, средний и нижний. Область верхнего носового хода носит название обонятельной, так как в её слизистой оболочке содержатся обонятельные рецепторы, а среднего и нижнего — дыхательной.

С носовой полостью связаны воздухоносные пазухи соседних костей — околоносовые пазухи. Сюда относятся верхнечелюстная (гайморова), лобная, клиновидная пазухи и пазухи решётчатой кости.

Воздух из полости носа попадает в носоглотку, а затем в ротовую и гортанную части глотки, куда открывается отверстие гортани. В области глотки перекрещиваются пищеварительный и дыхательный пути. Воздух может поступать сюда также через рот.


Полость носа (левая половина). 1 — лобная пазуха; 2 — носовая кость; 3 — средняя носовая раковина; 4 — средний носовой ход; 5 — преддверие полости носа; 6 — верхушка носа; 7 — нижняя носовая раковина; 8 — нижний носовой ход; 9 — твёрдое небо; 10 — резцовый канал; 11 — верхняя губа; 12 — ротовая щель; 13 — собственно полость рта; 14 — нижняя губа; 15 — язык; 16 — нижняя челюсть; 17 — подбородочно-подъязычная мышца; 18 — подбородочно-язычная мышца; 19 — надгортанник; 20 — нёбно-глоточная дужка; 21 — мягкое нёбо; 22 — трубный валик; 23 — глоточное отверстие слуховой трубы; 24 — гипофиз [1986 Гаврилов Л Ф Татаринов В Г — Анатомия]

Гортань располагается в передней области шеи на уровне IV-VI шейных позвонков, ниже подъязычной кости, образуя здесь заметное возвышение. У мужчин оно особенно хорошо выражено. При разговоре, пении, кашле гортань смещается, следуя за подъязычной костью, с которой соединена. У детей гортань расположена выше (на уровне III шейного позвонка), у стариков вследствие слабости связочного аппарата опускается до уровня VII позвонка. Сзади от гортани располагается глотка, с которой гортань сообщается через верхнее отверстие. Внизу гортань переходит в дыхательное горло — трахею. Спереди от неё лежат мышцы шеи, сбоку — сосудисто-нервные пучки.


Гортань (фронтальный разрез). 1 — преддверие гортани; 2 — надгортанник; 3 — складка преддверия; 4 — голосовая складка; 5 — голосовая мышца; 6 — перстневидный хрящ; 7 — подголосовая полость гортани; 8 — щитовидная железа; 9 — голосовая щель; 10 — желудочек гортани; 11 — щель преддверия [1986 Гаврилов Л Ф Татаринов В Г — Анатомия]

Скелет гортани образован несколькими хрящами. Перстневидный хрящ расположен в нижнем её отделе, щитовидный образует переднебоковые стенки, вверху отверстие гортани прикрывает надгортанник. Сзади располагаются более мелкие парные хрящи: черпаловидные, рожковидные и клиновидные. Хрящи соединяются между собой суставами и связками и могут менять своё положение относительно друг друга благодаря наличию мышц.


Хрящи и связки гортани. 1 — большие рога подъязычной кости; 2, 11 — щитоподъязычные связки; 3, 4 — верхний рог и правая пластинка щитовидного хряща; 5 — черпаловидный хрящ; 6, 7, 8, — связки между хрящами гортани; 9 — голосовая связка; 10 — рожковидный хрящ; 12 — щитоподъязычная мембрана; 13 — надгортанник [1986 Гаврилов Л Ф Татаринов В Г — Анатомия]

Полость гортани выстлана слизистой оболочкой и подразделяется на три отдела: верхний — преддверие гортани, средний суженный — собственно голосовой аппарат и нижний — подголосовая полость. Наиболее сложно устроен средний отдел, где на боковых стенках имеются две пары складок, между которыми образуются углубления — желудочки гортани. Верхние складки называются преддверными, а нижние — голосовыми. В толще последних лежат голосовые связки, образованные эластическими волокнами, и мышцы. Промежуток между правой и левой голосовыми складками называется голосовой щелью. Голосовые связки натянуты между щитовидным и черпаловидными хрящами и служат для воспроизведения звуков. В результате изменения положения хрящей под действием мышц гортани могут меняться ширина голосовой щели и натяжение голосовых связок. Выдыхаемый воздух колеблет голосовые связки, в результате чего возникают звуки. Расширяет голосовую щель одна мышца — задняя перстнечерпаловидная, сужают несколько мышц: боковая перстнечерпаловидная, щиточерпаловидная и др.

У детей и женщин размеры гортани меньше, чем у мужчин, следовательно, голосовые связки у них короче и голос выше. Величина гортани сильно изменяется в период полового созревания, вследствие чего у мальчиков, например, голос «ломается», становится ниже. В членораздельной речи участвуют также язык, губы, полости рта и носа.

Главные бронхи отходят от трахеи почти под прямым углом и направляются к воротам лёгких. Правый бронх шире, но короче левого и является как бы продолжением трахеи. Стенка главных бронхов, так же как и трахея, содержит неполные хрящевые кольца. В бронхах среднего калибра гиалиновая хрящевая ткань сменяется эластической хрящевой тканью. В бронхах малого калибра фиброзно-хрящевая оболочка отсутствует. Главные бронхи (первого порядка) делятся в лёгком на долевые (второго порядка), те в свою очередь — на сегментарные (третьего порядка), а они — на дольковые (четвёртого порядка), от дольковых отходят ацинусы.

Лёгкие лежат в грудной полости по сторонам от сердца и крупных сосудов, покрыты серозной оболочкой — плеврой, которая образует вокруг них два замкнутых плевральных мешка. По форме лёгкие напоминают неправильный конус с основанием, обращённым к диафрагме, и верхушкой, выступающей на 2-3 см над ключицей в области шеи. В лёгком выделяют три поверхности: выпуклую рёберную, прилежащую к внутренней поверхности стенки грудной полости, диафрагмальную (основание) — к диафрагме и средостенную, или медиальную,- внутреннюю, обращённую к органам средостения, лежащим между плевральными мешками.

На средостенной поверхности находятся ворота лёгкого — место, через которое бронх, легочная артерия и нервы входят в лёгкое, а две легочные вены и лимфатические сосуды выходят из него. Все названные сосуды и бронхи составляют корень лёгкого.

Каждое лёгкое посредством борозд делится на доли: правое — на три (верхнюю, среднюю и нижнюю), левое — на две (верхнюю и нижнюю). Левое лёгкое имеет у переднего края сердечную вырезку.

Доли лёгкого состоят из сегментов. Бронхолегочным сегментом называют участок лёгкого, более или менее полно отделённый от соседних соединительнотканными прослойками с проходящими в них венами, снабжённый бронхом третьего порядка и ветвью легочной артерии. Сегменты имеют форму неправильных конусов или пирамид, обращённых основаниями к поверхности лёгкого. Всего в каждом лёгком насчитывается 10 сегментов.

Серозная оболочка лёгкого называется плеврой. Покрывая лёгкое со всех сторон, она по корню лёгкого переходит на стенки грудной полости, образуя вокруг лёгкого замкнутый плевральный мешок. Соответственно различают правый и левый плевральные мешки. Листок плевры, выстилающий стенки грудной полости и сращенный с ними, носит название пристеночной, или париетальной, плевры. В зависимости от того, какой участок она покрывает, выделяют рёберную, диафрагмальную и средостенную (медиастинальную) плевру. Плевра, покрывающая лёгкое и срастающаяся с его поверхностью, называется висцеральной, или легочной. Между париетальной и висцеральной плеврой находится плевральная полость, которая представляет собой капиллярную щель, содержащую ничтожное количество жидкости, уменьшающей трение между двумя листками плевры при дыхательных движениях. В местах перехода одной части париетальной плевры в другую образуются запасные пространства — карманы, или плевральные синусы, которые заполняются лёгкими в момент максимального вдоха, а в спокойном состоянии их стенки плотно прижаты друг к другу. Особенно велик рёберно-диафрагмальный синус, расположенный в нижнем отделе плевральной полости.

Границы плевры. Верхняя граница на 3-4 см выше переднего конца I ребра. Задняя соответствует месту перехода рёберной плевры в средостенную и идёт по околопозвоночной линии до XII ребра. Передняя граница наиболее изменчивая. Она соответствует передней линии перехода рёберной плевры в средостенную. Вверху края плевральных мешков симметричны и идут от верхней точки к грудино-ключичному сочленению, на уровне II-IV рёбер границы плевральных мешков сближены и идут вертикально вниз, будучи несколько смещены влево. Начиная с IV ребра их границы расходятся вниз и латерально до VII ребра по среднеключичной линии. Нижняя граница представляет линию перехода рёберной плевры в диафрагмальную. Она пересекает по среднеключичной линии VII ребро, по средней подмышечной — IX, затем идёт горизонтально, пересекая X и XI ребра, где встречается с задней границей.

Границы лёгких. Положение верхушек лёгких и их задних краёв соответствует границам плевры. Передний край правого лёгкого расположен соответственно передней границе плевры. Передняя граница левого лёгкого совпадает с границей плевры лишь в верхнем отделе до уровня IV ребра, где край лёгкого, образуя сердечную вырезку, отступает влево по IV ребру до среднеключичной линии, а затем идёт вертикально вниз до VI ребра. Отсюда нижняя граница пересекает среднюю подмышечную линию на уровне VIII ребра, лопаточную — на уровне X ребра и околопозвоночную — на уровне XI ребра, где переходит в заднюю границу. Граница между верхней и нижней долями лёгкого проходит сзади от остистого отростка III грудного позвонка и идёт вперёд и вниз к месту соединения костной и хрящевой частей VI ребра. В правом лёгком граница между верхней и нижней долями проходит так же. В месте её пересечения с подмышечной линией отходит борозда, отделяющая среднюю долю. Она идёт горизонтально к месту соединения IV ребра с грудиной. Нижняя граница правого лёгкого лежит несколько выше границы левого, примерно на высоту ребра.

Дыхательная система человека — строение и функции

За один день взрослый человек вдыхает и выдыхает десятки тысяч раз. Если человек не может дышать, то у него есть только секунды.

Важность этой системы для человека трудно переоценить. Задумываться о том, как работает дыхательная система человека, каково ее строение и функции, нужно до того, как могут появиться проблемы со здоровьем.

Строение дыхательной системы человека

Легочная система может рассматриваться в качестве одной из наиболее существенных в человеческом организме. Она включает в себя функции, направленные на усвоение кислорода из воздуха и выведение углекислого газа. Нормальная работа дыхания особенно важна для детей.

Анатомия органов дыхания предусматривает, что их можно разделить на две группы:

Верхние дыхательные пути

При попадании воздуха внутрь организма он проходит через рот или нос. Перемещается через глотку дальше, поступая в трахею.

К верхним дыхательным путям относят придаточные пазухи носа, а также гортань.

Это интересно:  Как называется подъезд к взлетной полосе

Носовая полость разделяется на несколько отделов: нижний, средний, верхний и общий.

Внутри эта полость покрыта мерцательным эпителием, который прогревает поступающий воздух и очищает его. Здесь находится особая слизь, имеющая защитные свойства, помогающие бороться с инфекцией.

Гортань представляет собой хрящевое образование, которое находится в промежутке от глотки до трахеи.

Нижние дыхательные пути

Когда происходит вдох, воздух, перемещаясь внутрь, попадает в лёгкие. При этом из глотки в начале своего пути он оказывается в трахее, бронхах и лёгких. Физиология относит их к нижним дыхательным путям.

В структуре трахеи принято выделять шейную и грудную часть. Она разделяется на две части. Она подобно другим органам дыхания покрыта мерцательным эпителием.

В лёгких различают отделы: верхушку и основание. Этот орган имеет три поверхности:

Полость лёгких защищена, кратко говоря, грудной клеткой с боков и диафрагмой снизу от брюшной полости.

Вдохом и выдохом управляют:

  • диафрагма;
  • межрёберные дыхательные мышцы;
  • межхрящевые внутренние мышцы.

Функции дыхательной системы

Самая главная функция органов дыхания состоит в следующем: осуществлять снабжение организма кислородом для того, чтобы в достаточной мере обеспечить его жизнедеятельность, а также выводить из человеческого тела углекислый газ и другие продукты распада, выполняя газообмен.

Дыхательная система выполняет также ряд других функций:

  1. Создание потока воздуха для обеспечения образования голоса.
  2. Получение воздуха для проведения распознавания запахов.
  3. Роль дыхания также состоит в том, что оно осуществляет вентиляцию для поддержания оптимальной температуры организма;
  4. Эти органы также участвуют в процессе кровообращения.
  5. Осуществляется защитная функция против угрозы попадания болезнетворных микроорганизмов вместе с вдыхаемым воздухом, в том числе и тогда, когда происходит глубокий вдох.
  6. В небольшой степени внешнее дыхание способствует выведению из организма отработанных веществ в виде водяного пара. В частности, таким путём могут удаляться пыль, мочевина и аммиак.
  7. Легочная система выполняет депонирование крови.

В последнем случае лёгкие, благодаря своему устройству, способны концентрировать определённый объём крови, отдавая его организму, когда этого требует общий план.

Механизм дыхания человека

Процесс дыхания состоит из трёх процессов. Это поясняет следующая таблица.

Этапы Назначение
Начальный Получение кислорода из воздуха
Промежуточный Перенос его по кровотоку в различные органы тела
Основной Дыхание, которое осуществляется на клеточном уровне

В организм приток кислорода может происходить через нос или рот. Затем он проходит через глотку, гортань и попадает в лёгкие.

В лёгкие кислород попадает в качестве одной из составных частей воздуха. Их разветвлённое строение способствует тому, что газ О2 через альвеолы и капилляры растворяется в крови, образуя нестойкие химические соединения с гемоглобином. Таким образом в химически связанном виде кислород перемещается через кровеносную систему по всему организму.

Схема регуляции предусматривает, что газ О2 постепенно попадает в клетки, высвобождаясь из соединения с гемоглобином. При этом отработанный организмом углекислый газ занимает его место в транспортных молекулах и постепенно передаётся в лёгкие, где в процессе выдоха выводится из организма.

Воздух попадает внутрь лёгких потому, что их объём периодически то увеличивается, то сокращается. Плевра прикреплена к диафрагме. Поэтому при расширении последней, увеличивается объём лёгких. Вбирая воздух, осуществляется внутреннее дыхание. Если диафрагма сжимается, то плевра выталкивает отработанный углекислый газ наружу.

Могут иметь место различные типы дыхания:

  1. При грудном дыхании вдох и выдох осуществляются за счёт усилий межрёберных мышц. При этом во время вдоха грудная клетка расширяется, а также немного приподнимается. Выдох выполняется противоположным образом: клетка сжимается, одновременно незначительно опускаясь.
  2. Брюшной тип дыхания выглядит иначе. Процесс вдоха осуществляется за счёт расширения мышц живота при небольшом подъёме диафрагмы. При выдохе эти мышцы сокращаются.

Первый из них наиболее часто используют женщины, второй — мужчины. У некоторых людей в процессе дыхания могут использоваться и межрёберные и мышцы живота.

Заболевания дыхательной системы человека

Такие заболевания обычно можно отнести к одной из следующих категорий:

  1. В некоторых случаях причиной может стать инфекционное заражение. Причиной могут стать микробы, вирусы, бактерии, которые, попав в организм, оказывают болезнетворное действие.
  2. Некоторым людям присущи аллергические реакции, которые выражаются в различных проблемах с дыханием. Причин таких нарушений может быть множество, в зависимости от типа аллергии, который имеется у человека.
  3. Очень опасными для здоровья являются автоиммунные заболевания. В этом случае организм воспринимает собственные клетки в качестве болезнетворных организмов и начинает с ними бороться. В некоторых случаях результатом может стать заболевание дыхательной системы.
  4. Ещё одна группа болезней — это те, которые носят наследственный характер. В этом случае речь идёт о том, что на генном уровне имеется предрасположенность к некоторым заболеваниям. Однако, уделяя этому вопросу достаточное внимание, в большинстве случаев можно предотвратить заболевание.

Чтобы контролировать наличие заболевания, необходимо знать признаки, по которым можно определить его наличие:

  • кашель;
  • одышка;
  • боль в лёгких;
  • ощущение удушья;
  • кровохарканье.

Кашель является реакцией на скопившуюся в бронхах и лёгких слизь. В разных ситуациях он может различаться по своему характеру: при ларингите он бывает сухим, при пневмонии — влажным. В случае, если речь идёт о заболеваниях ОРВИ, кашель способен периодически менять свой характер.

Иногда при кашле пациент испытывает боль, которая можно возникать либо постоянно, либо при нахождении тела в определённом положении.

Одышка может проявляться по-разному. Субъективная усиливается в моменты, когда человек испытывает стресс. Объективная выражается в изменении ритма и силы дыхания.

Значение дыхательной системы

Возможность людей разговаривать в значительной степени основывается на правильной работе дыхания.

Эта система также играет роль при проведении терморегуляции организма. В зависимости от конкретной ситуации это даёт возможность до нужной степени повышать или понижать температуру тела.

С дыханием кроме углекислого газа выводятся также и некоторые другие отходы жизнедеятельности человеческого организма.

Таким образом человеку даётся возможность различать различные запахи, вдыхая воздух через нос.

Благодаря этой системе организма, осуществляется газообмен человека с окружающей средой, снабжение органов и тканей кислородом и выведение отработанного углекислого газа из человеческого тела.

Дыхание

Эволюция дыхательной системы

Всё живое на Земле существует за сёт солнечного тепла и энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Все животные и человек приспособились добывать энергию из синтезированных растениями органических веществ. Чтобы использовать энергию Солнца, заключённую в молекулах органических веществ, её необходимо высвободить, окислив эти вещества. Чаще всего в качестве окислителя используют кислород воздуха, благо он составляет почти четверть объёма окружающей атмосферы.

Одноклеточные простейшие животные, кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела. Специальные органы дыхания — перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие расположенные в углублениях покрова тела. Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника — глотку. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры, обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие. Эволюция дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади легочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада — углекислота и частично вода — выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Название отдела Особенности строения Функции
Воздухоносные пути
Полость носа и носоглотка Извилистые носовые ходы. Слизистая снабжена капиллярами, покрыта мерцательным эпителием и имеет много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы. В полости носа открываются воздухоносные пазухи костей.
  • Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
  • Задерживание и удаление пыли.
  • Уничтожение бактерий.
  • Обоняние.
  • Рефлекторное чихание.
  • Проведение воздуха в гортань.
Гортань Непарные и парные хрящи. Между щитовидным и черпаловидными хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Надгортанник прикреплён к щитовидному хрящу. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием.
  • Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
  • Надгортанник при глотании закрывает вход в гортань.
  • Участие в образовании звуков и речи, кашле при раздражении рецепторов от попадания пыли.
  • Проведение воздуха в трахею.
Трахея и бронхи Трубка 10–13 см с хрящевыми полукольцами. Задняя стенка эластичная, граничит с пищеводом. В нижней части трахея разветвляется на два главных бронха. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой. Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких.
Зона газообмена
Лёгкие Парный орган — правое и левое. Мелкие бронхи, бронхиолы, легочные пузырьки (альвеолы). Стенки альвеол образованы однослойным эпителием и оплетены густой сетью капилляров. Газообмен через альвеолярно-капилярную мембрану.
Плевра Снаружи каждое лёгкое покрыто двумя листками соединительнотканной оболочки: легочная плевра прилегает к лёгким, пристеночная — к грудной полости. Между двумя листками плевры — полость (щель), заполненная плевральная жидкостью.
  • За счёт отрицательного давления в полости осуществляется растягивание лёгких при вдохе.
  • Плевральная жидкость уменьшает трение при движении лёгких.

Функции дыхательной системы

  • Обеспечение клеток организма кислородом О2.
  • Удаление из организма углекислого газа СО2, а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости, которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя — решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая — верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.

На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины — по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.

Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами. Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.

Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё — в гортань.

Гортань

Гортань — один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

В узкой части гортани расположены голосовые связки, посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Бронхи

В грудной полости трахея делится на два бронха — левый и правый. Каждый бронх входит в лёгкое и там делится на бронхи меньшего диаметра, которые разветвляются на мельчайшие воздухоносные трубочки — бронхиолы. Бронхиолы в результате дальнейшего ветвления переходят в расширения — альвеолярные ходы, на стенках которых находятся микроскопические выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами.

Стенки альвеол построены из особого тонкого однослойного эпителия и густо оплетены капиллярами. Общая толщина стенки альвеолы и стенки капилляра составляет 0,004 мм. Через эту тончайшую стенку происходит газообмен: в кровь из альвеолы поступает кислород, а обратно — углекислый газ. В лёгких насчитывается несколько сотен миллионов альвеол. Общая поверхность их у взрослого человека составляет 60–150 м 2 . благодаря этому в кровь поступает достаточное количество кислорода (до 500 литров в сутки).

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой — легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли — верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две — верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком — следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.

Газообмен лёгких

В сложном процессе газообмена выделяют три основные фазы: внешнее дыхание, перенос газа кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание. Внешнее дыхание объединяет все процессы, происходящие в лёгком. Оно осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относятся грудная клетка с мышцами, приводящими её в движение, диафрагма и лёгкие с воздухоносными путями.

Воздух, поступивший в лёгкие при вдохе, изменяет свой состав. Воздух в лёгких отдаёт часть кислорода и обогащается углекислым газом. Содержание углекислого газа в венозной крови выше, чем в воздухе, находящемся в альвеолах. Поэтому углекислый газ выходит из крови в альвеолы и содержание его меньше, чем в воздухе. Сначала кислород растворяется в плазме крови, далее связывается с гемоглобином, а в плазму поступают новые порции кислорода.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую проходит благодаря диффузии от большей концентрации к меньшей. Хотя диффузия протекает медленно, поверхность контакта крови с воздухом в лёгких настолько велика, что полностью обеспечивает нужный газообмен. Подсчитано, что полный газообмен между кровью и альвеолярным воздухом может происходить за время, которое втрое короче, чем время пребывания крови в капиллярах (т.е. в организме имеются значительные резервы обеспечения тканей кислородом).

Венозная кровь, попав в лёгкие, отдаёт углекислый газ, обогащается кислородом и превращается в артериальную. В большом круге эта кровь расходится по капиллярам во все ткани и отдаёт кислород клеткам тела, которые постоянно потребляют его. Углекислого газа, выделяющегося клетками в результате их жизнедеятельности, здесь больше, чем в крови, и он диффундирует из тканей в кровь. Таким образом, артериальная кровь, пройдя через капилляры большого круга кровообращения, становится венозной и правой половиной сердца направляется в лёгкие, здесь опять насыщается кислородом и отдаёт углекислый газ.

В организме дыхание осуществляется с помощью дополнительных механизмов. Жидкие среды, входящие в состав крови (её плазмы), обладают низкой растворимостью в них газов. Поэтому, для того чтобы человек мог существовать, ему нужно было бы иметь сердце мощнее в 25 раз, лёгкие — в 20 раз и за одну минуту перекачивать более 100 литров жидкости (а не пять литров крови). Природа нашла способ преодоления этой трудности, приспособив для переноса кислорода особое вещество — гемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь способна связывать кислород в 70 раз, а углекислый газ — в 20 раз больше, чем жидкая часть крови — её плазма.

Альвеола — тонкостенный пузырёк диаметром 0,2 мм, заполненный воздухом. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских клеток эпителия, по наружной поверхности которых разветвляется сетка капилляров. Таким образом, газообмен происходит через очень тонкую перегородку, образованную двумя слоями клеток: стенки капилляра и стенки альвеолы.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

Транспорт кислорода в организме

Путь кислорода Функции
Верхние дыхательные пути
Носовая полость Увлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли
Глотка Проведение согретого и очищенного воздуха в гортань
Гортань Проведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи надгортанным хрящом. Образование звуков путём колебания голосовых связок, движения языка, губ, челюсти
Трахея Свободное продвижение воздуха
Бронхи Свободное продвижение воздуха
Лёгкие Органы дыхания. Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора, содержащегося в крови, — СО2
Альвеолы Увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и лёгкими
Кровеносная система
Капилляры лёгких Транспортируют венозную кровь из легочной артерии в лёгкие. По законам диффузии О2 поступает из мест большей концентрации (альвеолы) в места меньшей концентрации (капилляры), в то же время СО2 диффундирует в противоположном направлении.
Легочная вена Транспортирует О2 от лёгких к сердцу. Кислород, попав в кровь, сначала растворяется в плазме, затем соединяется с гемоглобином, и кровь становится артериальной
Сердце Проталкивает артериальную кровь по большому кругу кровообращения
Артерии Обогащают кислородом все органы и ткани. Легочные артерии несут венозную кровь к лёгким
Капилляры тела Осуществляют газообмен между кровью и тканевой жидкостью. О2 переходит в тканевую жидкость, а СО2 диффундирует в кровь. Кровь становится венозной
Клетка
Митохондрии Клеточное дыхание — усвоение О2 воздуха. Органические вещества благодаря О2 и дыхательным ферментам окисляются (диссимиляция) конечные продукты — Н2О, СО2 и энергия которая идёт на синтез АТФ. Н2О и СО2 выделяются в тканевую жидкость, из которой диффундируют в кровь.

Дыхание — это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен) — осуществляется органами дыхания.

Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.

Биологическое значение дыхания заключается в:

  • обеспечении организма кислородом;
  • удалении углекислого газа из организма;
  • окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности;
  • удалении конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиака, сероводорода и т.д.).

Статья написана по материалам сайтов: anfiz.ru, 1001student.ru, biouroki.ru.

«

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий