Дыхательная система органы из которых состоит – Строение дыхательной системы человека – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Строение дыхательной системы человека – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

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

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

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

• нос и его придаточные пазухи
• ротоглотка
• гортань

К нижним дыхательным путям относятся:

• трахея
• главные бронхи
• бронхи следующих порядков
• терминальные бронхиолы.

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

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

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

Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани — щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя

адамово яблоко, или кадык. Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.

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

Через гортань и голосовые связки воздух поступает в трахею. Трахея анатомически делится на шейную и грудную части. Анатомическим ориентиром является яремная вырезка грудины.

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

Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких —

альвеол. Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева, похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.

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

Биология. 9 класс. Человек. Учебник

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

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

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

Наглядно представить работу дыхательных мышц поможет опыт с моделью Дондерса, описанный на странице 177 учебника «Биология 9 класс» под редакцией Пономаревой И.Н.

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

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

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

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

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

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

В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.

Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.

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

Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (

PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.

Биология. 9 класс. Учебник    

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

Купить
Регуляция

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

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

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

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

В регуляции дыхания участвуют:

• хеморецепторы каротидного синуса, чутко реагирующие на содержание газов О₂ и СО₂ в крови. Рецепторы расположены во внутренней сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща;
• рецепторы растяжения легких, расположенные в гладких мышцах бронхов и бронхиол;
• инспираторные нейроны, расположенные в продолговатом мозге и варолиевом мосту (делятся на ранние и поздние).

Что ещё почитать?

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

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

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

О регуляции дыхания с помощью защитных механизмов кашля и чихания можно почитать на странице 178 учебника «Биология 9 класс» под редакцией Пономаревой И.Н.

rosuchebnik.ru

Дыхательная система человека: строение | функции

Сложно переоценить значимость кислорода для организма человека. Ребёнок ещё в утробе матери не сможет полноценно развиваться при недостатке этого вещества, которое поступает через материнскую кровеносную систему. И при появлении на свет кроха издаёт крик, совершая первые дыхательные движения, которые не прекращаются в течение всей жизни.

Кислородный голод никак не регулируется сознанием. При недостатке питательных веществ или жидкости мы испытываем жажду или необходимость в еде, но едва ли кто-то ощущал потребность организма в кислороде. Регулярное дыхание возникает на клеточном уровне, поскольку ни одна живая клетка не способна функционировать без кислорода. И чтобы этот процесс не прерывался, в организме предусмотрена дыхательная система.

Дыхательная система человека: общие сведения

Дыхательная, или респираторная, система представляет собой комплекс органов, благодаря которым осуществляется доставка кислорода из окружающей среды в кровеносную систему и последующее выведение отработанных газов обратно в атмосферу. Помимо этого, она задействована в теплообмене, обонянии, формировании голосовых звуков, синтезе гормональных веществ и метаболических процессах. Однако наибольший интерес представляет именно газообмен, поскольку является наиболее значимым для поддержания жизнедеятельности.

При малейшей патологии дыхательной системы функциональность газообмена снижается, что может приводить к активации компенсаторных механизмов либо кислородному голоданию. Для оценки функций органов дыхания принято использовать следующие понятия:

• Жизненная ёмкость лёгких, или ЖЕЛ,— максимально возможный объём атмосферного воздуха, поступившего за один вдох. У взрослых он варьируется в пределах 3,5‒7 литров в зависимости от степени натренированности и уровня физического развития.
• Дыхательный объём, или ДО, — показатель, характеризующий среднестатистическое поступление воздуха за один вдох в спокойных и комфортных условиях. Норма для взрослых составляет 500‒600 мл.
• Резервный объём вдоха, или РОВд, — предельное количество атмосферного воздуха, поступившего в спокойных условиях за один вдох; составляет порядка 1,5‒2,5 литра.
• Резервный объём выдоха, или РОВыд,— предельный объём воздуха, который покидает организм в момент спокойного выдоха; нормой является примерно 1,0‒1,5 литра.
• Частота дыхания — количество дыхательных циклов (вдох-выдох), совершённых в минуту. Норма зависит от возраста и степени нагрузки.

Каждый из этих показателей имеет определённое значение в пульмонологии, поскольку любое отклонение от нормальных цифр свидетельствует о наличии патологии, требующей соответствующего лечения.

Строение и функция дыхательной системы

Дыхательная система обеспечивает организм достаточным поступлением кислорода, участвует в газообмене и выведении токсических соединений (в частности углекислоты). Поступая по воздухоносным путям, воздух согревается, частично очищается, а затем транспортируется непосредственно в лёгкие — главный орган человека в дыхании. Здесь и происходят основные процессы газообмена между тканями альвеол и кровеносными капиллярами.

Эритроциты, содержащиеся в крови, включают гемоглобин — сложный белок на основе железа, который способен присоединять к себе молекулы кислорода и соединения углекислоты. Поступая в капилляры лёгочной ткани, кровь насыщается кислородом, захватывая его при помощи гемоглобина. Затем эритроциты разносят кислород в остальные органы и ткани. Там поступивший кислород постепенно высвобождается, а его место занимает углекислый газ — конечный продукт дыхания, который при высоких концентрациях может вызывать отравление и интоксикацию вплоть до летального исхода. После этого эритроциты, лишённые кислорода, отправляются обратно в лёгкие, где осуществляется удаление углекислоты и повторное насыщение крови кислородом. Таким образом замыкается цикл дыхательной системы человека.

Регуляция процесса дыхания

Соотношение концентрации кислорода и углекислоты является более-менее постоянной величиной и регулируется на бессознательном уровне. В спокойных условиях поступление кислорода осуществляется в оптимальном для конкретного возраста и организма режиме, однако при нагрузках — во время физических тренировок, при внезапном сильном стрессе — уровень углекислоты повышается. В этом случае нервная система посылает сигнал в дыхательный центр, который стимулирует механизмы вдоха и выдоха, повышая уровень поступления кислорода и компенсируя переизбыток углекислого газа. Если этот процесс по каким-то причинам прерывается, недостаток кислорода быстро приводит к дезориентации, головокружению, потере сознания, а затем к необратимым мозговым нарушениям и клинической смерти. Именно поэтому работа дыхательной системы в организме считается одной из главенствующих.

Каждый вдох осуществляется за счёт определённой группы дыхательных мышц, которые координируют движения лёгочной ткани, поскольку сама она является пассивной и изменять форму не может. В стандартных условиях этот процесс обеспечивается благодаря диафрагме и межрёберным мышцам, однако при глубоком функциональном дыхании задействуется ещё мышечный каркас шейного, грудного отдела и брюшной пресс. Как правило, во время каждого вдоха у взрослого человека диафрагма опускается на 3‒4 см, что позволяет увеличить суммарный объём грудной клетки на 1‒1,2 литра. В это же время межрёберные мышцы, сокращаясь, приподнимают рёберные дуги, что ещё больше увеличивает итоговый объём лёгких и, соответственно, понижает давление в альвеолах. Именно из-за разницы давлений в лёгкие нагнетается воздух, и происходит вдох.

Выдох, в отличие от вдоха, не требует работы мышечной системы. Расслабляясь, мышцы вновь сжимают объём лёгких, и воздух как бы «выдавливается» из альвеол обратно через воздухоносные пути. Происходят эти процессы довольно быстро: новорождённые дышат в среднем 1 раз в секунду, взрослые – 16‒18 раз в минуту. В норме этого времени хватает для качественного газообмена и выведения углекислоты.

Органы дыхательной системы человека

Систему дыхания человека условно можно подразделить на дыхательные пути (транспортировка поступившего кислорода) и основной парный орган — лёгкие (газообмен). Дыхательные пути в месте пересечения с пищеводом классифицируются на верхние и нижние. К верхним относятся отверстия и полости, через которые воздух поступает в организм: нос, рот, носовая, ротовая полости и глотка. К нижним — пути, по которым воздушные массы переходят непосредственно в лёгкие, то есть гортань и трахея. Давайте рассмотрим, какую функцию выполняет каждый из этих органов.

Верхние дыхательные пути

1. Полость носа

Носовая полость является связующим звеном между окружающей средой и дыхательной системой человека. Через ноздри воздух поступает в носовые ходы, выстланные мелкими ворсинками, которые отфильтровывают пылевые частички. Внутренняя поверхность полости носа отличается богатой сосудисто-капиллярной сеткой и большим количеством слизистых желёз. Слизь выступает своего рода барьером для патогенных микроорганизмов, препятствуя их быстрому размножению и уничтожая микробную флору.

Сама носовая полость разделяется решётчатой косточкой на 2 половины, каждая из которых, в свою очередь, разделяется ещё на несколько ходов посредством костных пластинок. Сюда открываются придаточные пазухи — гайморова, лобная и другие. Они также относятся к системе дыхания, поскольку значительно увеличивают функциональный объём носовой полости и содержат хоть и небольшое, но всё же довольно значимое количество слизистых желёз.

Слизистая носовой полости образована мерцательными эпителиальными клетками, которые выполняют защитную функцию. Попеременно двигаясь, клеточные реснички образуют своеобразные волны, которые поддерживают чистоту носовых ходов, удаляя вредные вещества и частички. Слизистые оболочки могут значительно изменяться в объёмах в зависимости от общего состояния организма. В норме просветы многочисленных капилляров довольно узкие, поэтому ничто не препятствует полноценному носовому дыханию. Однако при малейшем воспалительном процессе, например во время простудного заболевания или гриппа, синтез слизи увеличивается в несколько раз, а объём кровеносной сетки возрастает, что приводит к отёку и затруднённому дыханию. Таким образом возникает насморк — ещё один механизм, защищающий дыхательные пути от дальнейшего инфицирования.

К основным функциям носовой полости можно отнести:

• фильтрация от пылевых частиц и патогенной микрофлоры,
• согревание поступающего воздуха,
• увлажнение воздушных потоков, что особенно важно в условиях засушливого климата и в отопительный период,
• защита дыхательной системы во время простудных заболеваний.

2. Полость рта

Ротовая полость является вторичным дыхательным отверстием и не настолько анатомически продумана для снабжения организма кислородом. Впрочем, она с лёгкостью может выполнять эту функцию, если носовое дыхание по каким-либо причинам затруднено, например при травме носа или насморке. Путь, который проходит воздух, поступая через ротовую полость, значительно короче, а само отверстие больше по диаметру по сравнению с ноздрями, поэтому резервный объём вдоха через рот, как правило, больше, чем через нос. Правда, на этом преимущества ротового дыхания заканчиваются. На слизистой оболочке рта нет ни ресничек, ни слизистых желёз, вырабатывающих слизь, а значит, фильтрационная функция в этом случае полностью теряет своё значение. Кроме того, короткий путь воздушных потоков облегчает поступление воздуха в лёгкие, поэтому он просто не успевает нагреться до комфортной температуры. Из-за этих особенностей носовое дыхание является более предпочтительным, а ротовое предназначено для исключительных случаев или в качестве компенсаторных механизмов при невозможности поступления воздуха через нос.

3. Глотка

Глотка является соединительным участком между носовой и ротовой полостями и гортанью. Она условно разделена на 3 части: носо-, рото- и гортаноглотку. Каждая из этих частей поочерёдно задействована в транспортировке воздуха при носовом дыхании, постепенно доводя его до комфортной температуры. Попадая в гортаноглотку, вдыхаемый воздух перенаправляется в гортань посредством надгортанника, который выступает своеобразным клапаном между пищеводом и органами дыхания. Во время дыхания надгортанник, примыкающий к щитовидному хрящу, перекрывает пищевод, обеспечивая поступление воздуха только в лёгкие, а во время глотания, наоборот, блокирует гортань, защищая от попадания инородных тел в органы дыхания и последующего удушья.

Нижние дыхательные пути

1. Гортань

Гортань располагается в переднем шейном отделе и представляет собой верхнюю часть дыхательной трубки. Анатомически она состоит из хрящевых колец — щитовидного, перстневидного и двух черпаловидных. Щитовидный хрящ образует кадык, или адамово яблоко, особенно выраженное у представителей сильного пола. Между собой гортанные хрящи соединены при помощи соединительной ткани, что, с одной стороны, обеспечивает необходимую подвижность, а с другой, ограничивает подвижность гортани в строго определённом диапазоне. В этой области также расположен голосовой аппарат, представленный голосовыми связками и мышцами. Благодаря их скоординированной работе у человека формируются волнообразные звуки, которые затем трансформируются в речь. Внутренняя поверхность гортани выстлана мерцательными эпителиальными клетками, а голосовые связки — плоским эпителием, лишённым слизистых желёз. Поэтому основное увлажнение связочного аппарата обеспечивается благодаря оттоку слизи их вышележащих органов дыхательной системы.

2. Трахея

Трахея представляет собой трубку длиной 11‒13 см, армированную спереди плотными гиалиновыми полукольцами. Задняя стенка трахеи примыкает к пищеводу, поэтому там хрящевая ткань отсутствует. В противном случае это затрудняло бы прохождение пищи. Основной функцией трахеи является прохождение воздуха по шейному отделу дальше в бронхи. Кроме того, ресничный эпителий, выстилающий внутреннюю поверхность дыхательной трубки, производит слизь, которая обеспечивает дополнительную фильтрацию воздуха от пылевых частиц и других загрязняющих компонентов.

Лёгкие

Лёгкие являются основным органом, осуществляющим воздухообмен. Неодинаковые по размеру и форме парные образования расположены в грудной полости, ограниченной рёберными дугами и диафрагмой. Снаружи каждое лёгкое покрыто серозной плеврой, которая состоит из двух слоёв и образует герметичную полость. Внутри она заполнена небольшим количеством серозной жидкости, которая играет роль амортизатора и значительно облегчает дыхательные движения. Между правым и левым лёгким расположено средостение. В этом относительно небольшом пространстве соседствуют трахея, грудной лимфопроток, пищевод, сердце и отходящие от него крупные сосуды.

В каждое лёгкое входят бронхиально-сосудистые пучки, образованные первичными бронхами, нервами и артериями. Именно здесь начинается разветвление бронхиального дерева, вокруг ветвей которого располагаются многочисленные лимфатические узлы и сосуды. Выход кровеносных сосудов из лёгочной ткани осуществляется через 2 вены, отходящие от каждого лёгкого. Попадая в лёгкие, бронхи начинают ветвиться в зависимости от количества долей: в правом – три бронхиальные ветви, а в левом – две. С каждым ответвлением их просвет постепенно сужается вплоть до половины миллиметра у самых маленьких бронхиол, коих у взрослого человека насчитывается порядка 25 миллионов.

Однако на бронхиолах путь воздуха не завершается: отсюда он попадает в ещё более узкие и ветвистые альвеолярные ходы, которые и приводят воздух к альвеолам — так называемому «пункту назначения». Именно здесь происходят процессы газообмена через соприкасающиеся стенки лёгочных мешочков и капиллярной сетки. Эпителиальные стенки, выстилающие внутреннюю поверхность альвеол, вырабатывают поверхностно-активный сурфактант, который препятствует их спаданию. До рождения ребёнок, находящийся в утробе матери, получает кислород не через лёгкие, поэтому альвеолы находятся в спавшемся состоянии, однако во время первого вдоха и крика они расправляются. Это зависит от полноценного формирования сурфактанта, который в норме появляется у плода на седьмой месяц внутриутробной жизни. В таком состоянии альвеолы остаются на протяжении всей жизни. Даже при самом интенсивном выдохе часть кислорода непременно остаётся внутри, поэтому лёгкие не спадаются.

Заключение

Анатомически и физиологически дыхательная система человека представляет собой слаженный механизм, благодаря которому поддерживается жизнедеятельность организма. Обеспечение каждой клетки человеческого тела важнейшим веществом — кислородом — служит основой жизни, самым значимым процессом, без которого не обходится ни один человек. Регулярное вдыхание загрязнённого воздуха, низкий уровень экологии, смог и пыль городских улиц негативным образом сказываются на функциях органов дыхания, не говоря уже о курении, которое ежегодно убивает миллионы людей по всему миру. Поэтому, тщательно отслеживая состояние здоровья, необходимо позаботиться не только о собственном организме, но и об экологии, чтобы через несколько лет глоток чистого, свежего воздуха был не пределом мечтаний, а повседневной нормой жизни!

www.oum.ru

Органы дыхательной системы: строение и функции

Совокупность органов дыхательной системы является ответственной за газообмен и транспорт газов. Можно выделить две основные функции дыхательной системы: получает из воздуха кислород, который ткани нашего организма используют как топливо для метаболических реакций, и выводит углекислый газ — продукт метаболических реакций, накопление которого приводит к интоксикации.

Нос. Является естественным отверстием для поступления воздуха в организм: прежде чем попасть в легкие, воздух во время прохождения по полости носа очищается, нагревается и увлажняется;
Рот. Второй путь, по которому воздух может поступать и выходить из организма: когда мы разговариваем, изо рта выходит определенное количество воздуха; рот является также органом пищеварительной системы;
Глотка. Соединительный канал между носовыми пазухами и ртом, является местом пересечения дыхательной и пищеварительной систем: через него поступают воздух к гортани и пища в пищевод;
Гортань. Канал, соединяющий глотку с трахеей, в котором расположены голосовые связки; принимает участие в формировании голоса;
Трахея. Канал, соединяющий гортань с бронхами;
Бронхи. Каналы, идущие от трахеи и разделяющиеся на канальцы меньшего диаметра — бронхиолы, проникающие в глубь легочной ткани;
Легкие. орган, ответственный за насыщение крови кислородом.
Диафрагма. Гладкая мышца в форме купола, разделяющая грудную и брюшную полости и принимающая активное участие в дыхании. Ее выпуклая часть направлена вверх, к грудной полости, а вогнутая, соответственно, к брюшной. В диафрагме есть особые отверстия, через которые проходят важные сосуды и каналы от брюшной полости к грудной: пищевод (проходит через пищевое отверстие), аорта и полая вена. Центральная часть диафрагмы, или сухожильный центр, состоит из прочной сухожильной ткани: когда мышцы диафрагмы натягиваются и сплющиваются, центр диафрагмы идет вверх и грудная полость расширяется.

Грудная клетка. Часть корпуса человека, расположенная над брюшной полостью и содержащая различные по строению и функциям органы, в силу чего она связана с несколькими системами организма. В груди расположено сердце и крупные сосуды — основные составляющие кровеносной системы, а также многие органы дыхательной системы. Кости грудной клетки ответственны за защиту таких внутренних органов, как сердце и легкие, и принимают активное участие в дыхательных движениях.

tardokanatomy.ru

носовая полость, гортань, трахея, бронхи, легкие

Дыхательная система выполняет функцию газообмена, однако принимает участие также в таких важных процессах как терморегуляция, увлажнение воздуха, водно-солевой обмен и многих других. Органы дыхания представлены носовой полостью, носоглоткой, ротоглоткой, гортанью, трахеей, бронхами, легкими.

Носовая полость

Делится хрящевой перегородкой на две половины — правую и левую. На перегородке располагаются три носовые раковины, образующие носовые ходы: верхний, средний и нижний. Стенки полости носа выстланы слизистой оболочкой с мерцательным эпителием. Реснички эпителия, двигаясь резко и быстро в направлении ноздрей и плавно и медленно в направлении легких, задерживают и выводят наружу пыль и микроорганизмы, осевшие на слизи оболочки.

Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами. Протекающая по ним кровь согревает или охлаждает вдыхаемый воздух. Железы слизистой оболочки выделяют слизь, которая увлажняет стенки носовой полости и снижает жизнедеятельность бактерий, попадающих из воздуха. На поверхности слизистой оболочки всегда имеются лейкоциты, которые уничтожают большое количество бактерий. В слизистой оболочке верхнего отдела полости носа находятся окончания нервных клеток, образующие орган обоняния.

Полость носа сообщается с полостями, находящимися в костях черепа: гайморова, лобные и клиновидные пазухи.

Таким образом, воздух, поступающий в легкие через носовую полость, очищается, согревается и обеззараживается. Этого не происходит с ним, если он проникает в организм через ротовую полость. Из полости носа через хоаны воздух поступает в носоглотку, из нее в ротоглотку, а затем — в гортань.

Строение гортани

Расположена на передней стороне шеи и снаружи ее часть видна как возвышение, называемое кадыком. Гортань не только воздухоносный орган, но и орган образования голоса, звуковой речи. Ее сравнивают с музыкальным аппаратом, сочетающим элементы духового и струнного инструментов. Сверху вход в гортань прикрывается надгортанником, который препятствует попаданию в нее пищи.

Стенки гортани состоят из хрящей и покрыты изнутри слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, который отсутствует на голосовых связках и на части надгортанника. Хрящи гортани представлены в нижнем отделе перстневидным хрящем, спереди и с боков — щитовидным, сверху — надгортанником, сзади тремя парами мелких. Они соединены между собой полуподвижно. К ним крепятся мышцы и голосовые связки. Последние состоят из гибких, упругих волокон, которые идут параллельно друг другу.

Строение гортани

Между голосовыми связками правой и левой половины расположена голосовая щель, просвет которой изменяется в зависимости от степени натяжения связок. Оно вызывается сокращениями особых мышц, которые тоже называют голосовыми. Их ритмичные сокращения сопровождаются сокращениями голосовых связок. От этого выходящая из легких струя воздуха приобретает колебательный характер. Возникают звуки, голос. Оттенки голоса зависят от резонаторов, роль которых выполняют полости дыхательного пути, а также глотка, ротовая полость.

Анатомия трахеи

Нижний отдел гортани переходит в трахею. Трахея расположена впереди пищевода и является продолжением гортани. Длина трахеи 9-11см, диаметр 15-18мм. На уровне пятого грудного позвонка она делится на два бронха: правый и левый.

Стенка трахеи состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, препятствующих сужению просвета, соединенных между собой связками. Они простираются на ²/з окружности. Задняя стенка трахеи — перепончатая, содержит гладкие (неисчерченные) мышечные волокна и прилегает к пищеводу.

Бронхи

Из трахеи воздух поступает в два бронха. Их стенки тоже состоят из хрящевых полуколец (6-12 штук). Они препятствуют спадению стенок бронхов. Вместе с кровеносными сосудами и нервами бронхи входят в легкие, где, разветвляясь, образуют бронхиальное дерево легкого.

Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой. Самые тонкие бронхи называются бронхиолами. Они заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых находятся легочные пузырьки, или альвеолы. Диаметр альвеол 0,2-0,3мм.

Стенка альвеолы состоит из одного слоя плоского эпителия и тонкого слоя эластических волокон. Альвеолы покрыты густой сетью кровеносных капилляров, в которых происходит газообмен. Они образуют дыхательную часть легкого, а бронхи — воздухоносный отдел.

В легких взрослого человека около 300-400 млн. альвеол, их поверхность составляет 100-150м², т. е. общая дыхательная поверхность легких в 50-75 раз больше, чем вся поверхность тела человека.

Строение легких

Легкие представляют собой парный орган. Левое и правое легкое занимают почти всю грудную полость. Правое легкое больше по объему, чем левое, и состоит из трех долей, левое — из двух долей. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких, через которые проходят бронхи, нервы, легочные артерии, легочные вены и лимфатические сосуды.

Снаружи легкие покрыты соединительно-тканной оболочкой — плеврой, которая состоит из двух листков: внутренний листок сращен с воздухоносной тканью легкого, а наружный — со стенками грудной полости. Между листками находится пространство — полость плевры. Соприкасающиеся поверхности внутреннего и наружного листков плевры гладкие, постоянно увлажнены. Поэтому в норме не ощущается их трение во время дыхательных движений. В плевральной полости давление на 6-9 мм рт. ст. ниже атмосферного. Гладкая, скользкая поверхность плевры и пониженное давление в ее полостях благоприятствуют движениям легких во время актов вдоха и выдоха.

Основная функция легких состоит в газообмене между внешней средой и организмом.

animals-world.ru

Верхние и нижние дыхательные пути человека: органы, строение и функции

Дыхательная система в нашем организме поддерживает жизнь, насыщая кислородом каждую клеточку. Без дыхания человек существовать не может, а между тем, относимся мы к этой функции, как к само собой разумеющемуся. Давайте копнем глубже, и наконец-то узнаем, как устроена дыхательная система.

Что это такое

Дыхательная система призвана упростить дыхание посредством обмена углекислого газа на кислород. Как и любая другая система, устроена она сложно, поэтому и нужно знать, что она из себя представляет.

Система дыхания состоит из верхних и нижних дыхательных путей. Скорее, все еще больше запуталось, да? Все проще простого: один отдел системы занят переработкой воздуха, а другой транспортирует воздух и осуществляют газообмен.

Какие органы входят в верхние и нижние дыхательные пути? Разберем подробнее.

Верхние пути

Что сюда относится?

1. Синусы.
2. Нос.
3. Гортань.
4. Глотка.

Именно они перерабатывают воздух, через них человек дышит.

Нижние пути

Эти органы невидимы человеческому глазу.

1. Легкие.
2. Бронхи.
3. Трахеи.

Они заняты транспортировкой воздуха по всему организму и осуществлением газообмена.

Верхние и нижние дыхательные пути защищены по-разному. Вернее, у верхних вовсе нет никакой защиты, зато нижние защищаются грудной клеткой из 12 пар ребер, 12 позвонков и грудины, куда прикрепляются ребра.

Когда понятно, куда и какие органы относятся, нужно переходить к их строению. Ведь каждый орган нижних и верхних дыхательных путей устроен по-своему.

Нос

Главный канал, через который воздух выходит из организма и попадает в него, — это нос.

В носу есть кость, которая образует спинку, раковина, образующая крылья носа, и перегородочный хрящ (кончик носа).

В носу есть ноздри. Они ведут в носовую полость и разделяются носовой перегородкой. Что же внутри? Там реснитчатая слизистая оболочка, которая состоит из клеток, а реснички работают фильтром. Клетки вырабатывают слизь, благодаря которой задерживаются все инородные тела, оказывающиеся в носу.

Глотка

Является одной из составляющих дыхательной системы. Носовая полость перетекает в глотку. Так называют заднюю часть горла, которая покрыта слизистой оболочкой. Орган образован фиброзной и мышечной тканью и делится на три секции:

1. Носоглотка. Осуществляет ток воздуха во время носового дыхания. Она напрямую связана со слуховыми трубами, которые содержат слизь. Через эти самые трубы инфекция, которая находится в горле, легко может перейти на уши. Здесь же находятся аденоиды. Их функция заключается в фильтровании вредных частиц воздуха.
2. Ротоглотка. Так называют путь для прохождения пищи и вдыхаемого воздуха. Здесь же расположены миндалины, выполняющие ту же функцию, что и аденоиды.
3. Гортаноглотка. Отдел позволяет проходить пище перед тем, как упасть в пищевод. Кстати, именно с него начинается пищеварительный тракт.

Синусы

Среди органов верхних и нижних дыхательных путей есть синусы. Они представляют собой полости с воздухом в клиновидных, решетчатой, лобной, костях и нижней челюсти. Все полости открываются в носовую полость. Синусы покрыты слизистой оболочкой. Если в них задерживается слизь, то это может быть причиной головных болей.

Гортань

Анатомия гортани достаточно проста. Орган делится на три отдела:

1. Преддверие. Это верхний отдел гортани, который растягивается до надгортанника. В нем есть складки из слизистой оболочки, между которыми расположена преддверная щель.
2. Межжелудочковый. Самая узкая часть этого отдела состоит из голосовой щели. Последняя, в свою очередь, состоит из перепончатой и межхрящевой ткани.
3. Подголосовой. Расположен под голосовой щелью. Он постепенно расширяется и потом переходит в трахею.

С анатомией гортани все понятно, поговорим о том, что происходит с воздухом. Последний поступает по ней дальше и все еще очищается. В органе есть хрящи, которые образуют голосовые складки. Они же составляют надгортанник, который препятствует попаданию еды в дыхательные пути во время глотания.

В гортани есть оболочки трех видов — соединительнотканная, фиброзно-хрящевая и слизистая.

Что касается функций, то у нее их тоже три:

1. Защитная. Нервные окончания вызывают кашель, если пища попала в дыхательные пути.
2. Дыхательная. Воздух движется в правильном направлении благодаря тому, что голосовая щель разжимается и сжимается.
3. Голосообразовательная. Именно состоянием и строением голосовых связок определяется тембр голоса и другие характеристики.

Гортань является важным органом, который отвечает за возникновение речи.

Трахея

Анатомия довольно сложная и мы ее обязательно рассмотрим, но сначала общие данные. Этот орган соединяет гортань и бронхи. Он образован дугообразными трахеальными хрящами. Кстати, у разных людей будет и разное количество этих хрящей. Обычно разбег от 16 до 20 штук. Эта же особенность относится и к длине трахеи, которая тоже может варьироваться от 9 до 15 сантиметров. Орган начинается на уровне шестого шейного позвонка рядом с перстеневидным хрящом.

Трахея включает железы, секрет которых нужен для уничтожения вредных микроорганизмов. В нижней части орган делится на два бронха.

Структура трахеи довольно сложна, разберемся в том, какие слои для чего предназначены.

1. Многослойный реснитчатый эпителий лежит в базальной мембране и образует слизистую оболочку. Состав эпителия включает в себя бокаловидные стволовые клетки. Они выделяют немного слизи, но все равно необходимы. Этот же слой богат клеточными структурами, производящими серотонин и норадреналин.
2. Рыхлая соединительная ткань представляет собой подслизистый слой. В нем очень много нервных волокон и сосудов, которые отвечают за регуляцию и кровоснабжение.
3. Хрящевая часть состоит из гиалиновых хрящей, соединенных между собой кольцевыми связками. Позади есть перепонка, которая соединена с пищеводом. Такое строение позволяет не нарушать дыхание во время прохождения еды.
4. Адвентициальная оболочка. Эта соединительная ткань покрывает наружную часть трахеи.

Если с анатомией трахеи все понятно, то функции органа мы еще не разбирали. Итак, трахея проводит воздушный поток к легким. Еще она выполняет функцию защиты, когда вместе с воздухом в дыхательное горло попадают мелкие структуры, они обволакиваются слизью. С помощью ресничек частички выталкиваются сначала в гортань, а потом в глотку.

Бронхи

Каково же строение бронхов? Прежде чем разбирать, объясним, что это такое. Бронхами называют продолжение трахеи. Правый бронх главнее левого. Все из-за того, что он больше по размерам и толщине, а также расположение у него больше вертикальное. Бронх тоже состоит из дугообразных хрящей.

То место, в котором главный бронх проникает в легкие, называется воротами. После прохождения ворот бронхи разветвляются на бронхиолы. Последние переходят в альвеолы, которые представляют собой мелкие шаровидные мешочки, окутанные сосудами.

Ветви бронхов имеют разный размер, но их объединяют и называют бронхиальным деревом.

Орган имеет стенки, состоящие из нескольких слоев. Давайте рассмотрим их:

1. Фиброзно-хрящевой.
2. Внешний. Сюда же включается и соединительная ткань.
3. Подслизситый. В основе этого слоя находится рыхлая волокнистая ткань.

Внутренний слизистый слой состоит из цилиндрического эпителия и мышц.

Как видите, строение бронхов сложное. Какие же функции есть у такого важного органа?

Во-первых, бронхи согревают, увлажняют и очищают вдыхаемый воздух. Во-вторых, поддерживают работу иммунной системы. В-третьих, доставляют воздух в легкие. Именно в бронхах образуется кашлевый рефлекс, который помогает выводить из организма пыль, мелкие частицы.

Вот какое важное место занимают бронхи в дыхательной системе человека.

Легкие

Этот орган устроен по парному принципу. Каждое легкое имеет несколько долей, при этом их количество разное. Так, в правом легком находится три доли, а в левом только две. Форма и размер у легких тоже разные. Правое короче, но шире, а вот левое, наоборот, удлиненное и узкое.

Картина строения верхних и нижних дыхательных путей будет неполной без этого органа, ведь именно он завершает всю дыхательную систему человека.

Каждое легкое плотно пронизано веточками бронхиального дерева. Легочные альвеолы задействованы в газообменных процессах. Они перерабатывают кислород в углекислый газ, который выходит с выдохом.

Но не стоит думать, что легкие участвуют только в дыхании. У них есть множество других важных задач:

1. Выведение паров алкоголя, эфиров, токсинов.
2. Поддержание кислотно-щелочного баланса в норме.
3. Испарение воды. Легкие способны испарить до полулитра воды за сутки. Важно знать, что орган лишь участвует в ликвидации лишней жидкости, а не отвечает за это.
4. Участвуют в работе иммунной системы.
5. Помогают сворачивать кровь.

Ученые давно выяснили, что наши возможности с возрастом идут на убыль. То же касается и легких, анатомия верхних и нижних дыхательных путей такова, что в процессе старения функции всех органов снижаются. Так, уровень вентиляции в легких понижается, глубина дыхания тоже. Грудная клетка становится менее подвижная, ее форма изменяется.

Как мы дышим

Мы уже рассмотрели функции верхних и нижних дыхательных путей, пора разобраться в самом дыхании. Так называют процесс, во время которого углекислый газ обменивается на кислород. Как это происходит? Человек вдыхает кислород, который доставляется кровяными клетками. Делается это для того, чтобы питательные вещества в пищеварительной системе окислялись, аденозинтрифосфат в мышцах производился, некоторое количество энергии освобождалось.

Еще со школы мы знаем, что все клетки нашего организма должны всегда получать кислород, только так будет поддерживаться жизнь. Когда кислород усваивается, образуется углекислый газ. Его нужно как можно быстрее удалить из кровяных клеток, то есть выдохнуть.

Процесс дыхания состоит из пяти действий:

1. Выдох.
2. Вдох.
3. Транспортировка.
4. Внешнее дыхание.
5. Клеточное дыхание.

Вы видите, что дышать, оказывается, не так просто, как кажется. Именно поэтому без кислорода человек не может прожить дольше трех минут в то время, как дефицит воды и еды способен выдержать несколько дней.

Как дышать

Из чего состоит дыхательная система человека уже ясно, поэтому давайте вернемся к дыханию. Рассмотрим наиболее правильный способ дыхания.

Человек может дышать как через рот, так и через нос. Функции дыхательной системы мы уже разбирали, поэтому можно с уверенностью сказать, что наиболее правильным будет дышать через нос. И вот почему:

1. Реснички, находящиеся на слизистой в носу, фильтруют воздух от посторонних частиц. Они либо попадают в гортаноглотку и человек их глотает, либо выбрасываются наружу через сморкание или чиханье.
2. Если дышать носом, то в организм воздух попадет уже прогретым.
3. Вода из слизи, находящейся в носу, увлажняет воздух.
4. Нервные окончания распознают запахи и передают информацию в мозг.

Дыша через рот, человек лишает себя всего этого.

Что есть дыхание

Еще в школе на уроках биологии дыхательной системе посвящают много занятий. И это все не зря, ведь мы должны знать, как устроено наше тело. Сейчас по прошествии времени редкий взрослый, если он не врач, может ответить на вопрос, что происходит при выдохе или вдохе. Мы напомним.

Когда человек вдыхает воздух, диафрагма не просто сокращается, она смещает вниз брюшную полость. Сокращаются и межреберные мышцы, в то время как сами ребра расширяются и поднимаются. Давление в легких становится меньше, зато увеличивается давление в воздухе. Грудная полость становится больше и воздух заполняет легкие. Последние расширяются до тех пор, пока полностью не заполнятся воздухом.

При выдохе диафрагма возвращает свою куполообразную форму и сокращается. Ребра становятся на место, а межреберные мышцы постепенно расслабляются. В легких давление увеличивается, в то время как давление воздуха, наоборот, снижается. Грудная полость обретает первоначальную форму. Эластическая тяга помогает вытеснить воздух, и он выходит из легких. Мышцы живота сокращаются, тем самым поднимаю брюшную полость и усиливая выдох.

Как только человек выдыхает, возникает пауза. В это время давление снаружи и в легких одинаковое. Такое состояние называется равновесием.

Чтобы дышать, людям не нужно прилагать сознательные усилия, ведь процесс контролирует нервная система.

По частоте дыхания можно определить в каком состоянии находится организм. Если дыхание частое, то организм восполняет недостаток кислорода в мышцах. Как только такая потребность отпадает, дыхание выравнивается.

Виды дыхания

Дыхание бывает нескольких видов, каждый из которых очень важен. Разберем их подробнее.

1. Внешнее дыхание. Обмен кислорода и углекислого газа происходит в крови альвеол легких. Газообмен осуществляется благодаря тому, что давление и концентрация в капиллярах и альвеолах разная. Воздух, который попадает в альвеолы находится под большим давлением, чем кровь в капиллярах. По этой причине кислород легко проходит в кровь и повышает давление. После уравнивания давления процесс останавливается. Это называется диффузией.
2. Внутреннее дыхание. Благодаря транспортировке обогащенная кислородом кровь поступает к клеткам, где и происходит диффузия. Это обусловлено тем, что давление кислорода намного больше, чем в клетках. За счет этого кислород легко проникает их. Та кровь, что идет от клеток, имеет меньшее давление и углекислый газ тоже легко проникает в нее. Кислород сменяется углекислым газом и так постоянно.
3. Клеточное дыхание. Так называется процесс, когда клетка производит углекислый газ и усваивает кислород. Он нужен клеткам для того, чтобы производить энергию. Чтобы удовлетворить все потребности организма, необходимо следить за глубиной и частотой дыхания. Эффективность дыхания может быть снижена из-за нескольких факторов, например, плохой осанки, стресса, и это несмотря на то, что контролирует все нервная система.

Типы дыхания

Характеристика дыхательной системы не будет полной, если мы не расскажем о типах дыхания. Это нужно знать всем, ведь когда человек неправильно дышит у него появляется большое количество проблем со здоровьем.

Итак, латеральное реберное дыхание. Так называют нормальное дыхание, во время которого все потребности организма в кислороде удовлетворены. При таком дыхании воздух заполняет верхние доли легких, поэтому и ассоциируется он с аэробной энергетической системой.

Апикальным называют учащенное и неглубокое дыхание. Так дышит человек, которых хочет насытить мышцы кислородом. Ярким примером будут роды, занятия спортом, страх или стресс. Это дыхание может привести к мышечной усталости в том случае, если потребность в кислороде много больше, чем поступление последнего. Когда человек дышит подобным образом, воздух доходит только до верхних долей легких.

Диафрагмальное дыхание. Подобный способ может восполнить всякий кислородный дефицит. Дыхание при этом глубокое, человек расслаблен. Легкие полностью заполнены воздухом, что позволяет отлично отдохнуть после апикального дыхания.

Не переживайте, если вы дышите неправильно, этому можно научиться. Поможет практика тай-чи, йога или любая другая, где много времени уделяется именно дыханию. Часто дыхание принимают как данность, недооценивая его мощь, а зря.

Не пополняйте ряды глупцов, всегда совершенствуйтесь и постигайте новое.

Заключение

Редкие дети любят в школе биологию. Многим же предмет кажется скучным и неинтересным. Но с возрастом происходит переоценка ценностей и это радует. Ведь чем раньше человек начнет интересоваться как устроено его тело, тем быстрее он найдет способ договориться.

Многие восточные учения направлены на познание себя и это правильное решение. Ведь в современном бешеном ритме не каждый человек готов остановиться и прислушаться к себе, хотя периодически это необходимо.

Изучайте свое тело, свой разум, только так вы сможете постичь себя. Вы же приятно удивились тому, как интересно, оказывается, устроена дыхательная система. Так в жизни и бывает. Та часть жизнедеятельности, на которую меньше всего обращаешь внимание, на практике и есть самой важной.

Прислушивайтесь к себе, следите за здоровьем, ведь в молодости мы так быстро его теряем, а оставшиеся годы пытаемся восстановить. Не допускайте халатного отношения к своему организму, и за это он скажет потом спасибо. Вы уже убедились, что даже дыхание может о многом рассказать и предупредить.

Учиться никогда не поздно, особенно, если речь идет о самом дорогом человеке — о себе. Кстати, занятие йогой способно не только наладить функции дыхательной системы человека, но и избавить от других физических и моральных проблем, так что пробуйте.

fb.ru

Дыхательная система

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

Функции дыхательной системы.

Кислород находится в окружающем нас воздухе.
Он может проникнуть сквозь кожу, но лишь в небольших количествах, совершенно недостаточных для поддержания жизни. Существует легенда об итальянских детях, которых для участия в религиозной процессии покрасили золотой краской; история дальше повествует, что все они умерли от удушья, потому что «кожа не могла дышать». На основании научных данных смерть от удушья здесь совершенно исключена, так как поглощение кислорода через кожу едва измеримо, а выделение двуокиси углерода составляет менее 1% от ее выделение через легкие. Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система. Транспорт газов и других необходимых организму веществ осуществляется с помощью кровеносной системы. Функция дыхательной системы сводится лишь к тому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода и удалять из нее углекислый газ. Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованием воды служит для млекопитающих основным источником энергии. Без нее жизнь не может продолжаться дольше нескольких секунд. Восстановлению кислорода сопутствует образование CO₂. Кислород входящий в CO₂ не происходит непосредственно из молекулярного кислорода. Использование O₂ и образование CO₂ связаны между собой промежуточными метаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некоторое время. Обмен O₂ и CO₂ между организмом и средой называется дыханием. У высших животных процесс дыхания осуществляется благодаря ряду последовательных процессов. 1. Обмен газов между средой и легкими, что обычно обозначают как «легочную вентиляцию». 2. Обмен газов между альвеолами легких и кровью (легочное дыхание). 3. Обмен газов между кровью и тканями. Наконец, газы переходят внутри ткани к местам потребления (для O₂) и от мест образования (для CO₂) (клеточное дыхание). Выпадение любого из этих четырех процессов приводят к нарушениям дыхания и создает опасность для жизни человека.
 
Анатомия.
 
Дыхательная система человека состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы.

Воздухоносные пути.

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

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

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

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

Плевра

Каждое легкое окружено мешком -плеврой. Наружный (париетальный) листок плевры примыкает к внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний (висцеральный) покрывает легкое. Щель между листками называется плевральной полостью. При движении грудной клетки внутренний листок обычно легко скользит по наружному. Давление в плевральной полости всегда меньше атмосферного (отрицательное). В условиях покоя внутриплевральное давление у человека в среднем на 4,5 торр ниже атмосферного (-4,5 торр). Межплевральное пространство между легкими называется средостением; в нем находятся трахея, зобная железа (тимус) и сердце с большими сосудами, лимфатические узлы и пищевод.
 
Кровеносные сосуды легких
 
Легочная артерия несет кровь от правого желудочка сердца, она делится на правую и левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерии ветвятся, следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуют капилляры, оплетающие стенки альвеол.

Воздух в альвеоле отделен от крови в капилляре стенкой альвеолы, стенкой капилляра и в некоторых случаях промежуточным слоем между ними. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые в конце концов соединяются и образуют легочные вены, доставляющие кровь в левое предсердие.
Бронхиальные артерии большого круга тоже приносят кровь к легким, а именно снабжают бронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносных сосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены, а оттуда — в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшое количество артериальной бронхиальной крови поступает в легочные вены.
 
Дыхательные мышцы
 
Дыхательные мышцы — это те мышцы, сокращения которых изменяют объем грудной клетки. Мышцы, направляющиеся от головы, шеи, рук и некоторых верхних грудных и нижних шейных позвонков, а также наружные межреберные мышцы, соединяющие ребро с ребром, приподнимают ребра и увеличивают объем грудной клетки. Диафрагма — мышечно-сухожильная пластина, прикрепленная к позвонкам, ребрам и грудине,отделяет грудную полость от брюшной. Это главная мышца, участвующая в нормальном вдохе. При усиленном вдохе сокращаются дополнительные группы мышц. При усиленном выдохе действуют мышцы, прикрепленные между ребрами (внутренние межреберные мышцы), к ребрам и нижним грудным и верхним поясничным позвонкам, а также мышцы брюшной полости; они опускают ребра и прижимают брюшные органы к расслабившейся диафрагме, уменьшая таким образом емкость грудной клетки.
 
Легочная вентиляция
 
Пока внутриплевральное давление остается ниже атмосферного, размеры легких точно следуют за размерами грудной полости. Движения легких совершаются в результате сокращения дыхательных мышц в сочетании с движением частей грудной стенки и диафрагмы.
 
Дыхательные движения
 
Расслабление всех связанных с дыханием мышц придает грудной клетке положение пассивного выдоха. Соответствующая мышечная активность может перевести это положение во вдох или же усилить выдох.
Вдох создается расширением грудной полости и всегда является активным процессом. Благодаря своему сочленению с позвонками ребра движутся вверх и наружу, увеличивая расстояние от позвоночника до грудины, а также боковые размеры грудной полости (реберный или грудной тип дыхания). Сокращение диафрагмы меняет ее форму из куполообразной в более плоскую, что увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохе играет диафрагмальное дыхание. Поскольку люди — существа двуногие, при каждом движении ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникает необходимость приспособить к этому разные мышцы.
При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы вернуть их в положение, предшествующее вдоху. Таким образом, выдох в покое происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих условие для вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствие сокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме и уменьшает продольный размер грудной полости.
Расширение легкого снижает (на время) общее внутрилегочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).
 
Изменения объема легких
 
У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса. Объем легкого меняется при вдохе не всюду одинаково. Для этого имеются три главные причины, во-первых, грудная полость увеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе части легкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существование гравитационного эффекта, который способствует смещению легкого книзу.
Объем воздуха, вдыхаемый при обычном (неусиленном) вдохе и выдыхаемой при обычном (неусиленном) выдохе, называется дыхательным воздухом. Объем максимального выдоха после предшествовавшего максимального вдоха называется жизненной емкостью. Она не равна всему объему воздуха в легком (общему объему легкого), поскольку легкие полностью не спадаются. Объем воздуха, который остается в наспавшихся легких, называется остаточным воздухом. Имеется дополнительный объем, который можно вдохнуть при максимальном усилии после нормального вдоха. А тот воздух, который выдыхается максимальным усилием после нормального выдоха, это резервный объем выдоха. Функциональная остаточная емкость состоит из резервного объема выдоха и остаточного объема. Это тот находящийся в легких воздух, в котором разбавляется нормальный дыхательный воздух. Вследствие этого состав газа в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется.
Минутный объем V-это воздух, вдыхаемый за одну минуту. Его можно вычислить, умножив средний дыхательный  объем (V_t) на число дыханий в минуту (f), или V=fV_t. Часть V_t, например, воздух в трахее и бронхах до конечных бронхиол и в некоторых альвеолах, не участвует в газообмене, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кровотоком — это так называемое «мертвое» пространство (V_d). Часть V_t, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом (V_A). С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция (V_A) — наиболее существенная часть наружного дыхания V_A=f(V_t-V_d), так как она является тем объемом вдыхаемого за минуту воздуха, который обменивается газами с кровью легочных капилляров.
 
Легочное дыхание
 
Газ является таким состоянием вещества, при котором оно равномерно распределяется по ограниченному объему. В газовой фазе взаимодействие молекул между собой незначительно. Когда они сталкиваются со стенками замкнутого пространства,их движение создает определенную силу; эта сила, приложенная к единице площади, называется давлением газа и выражается в миллиметрах ртутного столба.

Гигиенические рекомендации в отношении органов дыхания включают согревание воздуха, очищение его от пыли и болезнетворных организмов. Этому способствует носовое дыхание. На поверхности слизистой носа и носоглотки есть множество складок, обеспечивающих при прохождении воздуха его согревание, что предохраняет человека от простудных заболеваний в холодное время года. Благодаря носовому дыханию увлажняется сухой воздух, удаляется мерцательным эпителием осевшая пыль, предохраняется от повреждения зубная эмаль, которое происходило бы при вдыхании холодного воздуха через рот. Через органы дыхания в организм вместе с воздухом могут проникать возбудители гриппа, туберкулеза, дифтерии, ангины и др. Большинство их, так же как пылинки, прилипает к слизистой воздухоносных путей и удаляется из них ресничным эпителием, а микробы обезвреживаются слизью. Но часть микроорганизмов оседает в дыхательных путях и может вызвать различные заболевания.
Правильное дыхание возможно при нормальном развитии грудной клетки, что достигается систематическими физическими упражнениями на открытом воздухе, правильной позой во время сидения за столом, прямой осанкой при ходьбе и стоянии. В плохо проветриваемых помещениях воздух содержит от 0,07 до 0,1%CО₂, что очень вредно.
Большой вред здоровью наносит курение. Оно вызывает постоянное отравление организма и раздражение слизистых оболочек дыхательных путей. О вреде курения говорит и тот факт, что у курильщиков рак легких бывает значительно чаще, чем у некурящих. Табачный дым вреден не только самим курильщикам, но и тем, кто остается в атмосфере табачного дыма — в жилом помещении или на производстве.
Борьба с загрязнением атмосферного воздуха в городах включает систему очистных установок на промышленных предприятиях и широкое озеленение. Растения, выделяя в атмосферу кислород и испаряя в большом количестве воду, освежают и охлаждают воздух. Листья деревьев задерживают пыль, вследствие чего воздух становится чище и прозрачнее. Важное значение для здоровья имеют правильное дыхание и систематическое закаливание организма, для чего необходимо часто бывать на свежем воздухе, совершать прогулки, желательно за город, в лес.

www.examen.ru

Дыхательная система человека — это… Что такое Дыхательная система человека?

Дыха́тельная систе́ма челове́ка — совокупность органов, обеспечивающих функцию внешнего дыхания (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей по малому кругу кровообращения кровью).

Газообмен осуществляется в альвеолах лёгких, и в норме направлен на захват из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа.

Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту, однако частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту)^[1]. Взрослый человек делает 15—17 вдохов-выдохов в минуту, а новорождённый ребёнок делает 1 вдох в секунду. Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Дыхание не перестаёт работать от рождения человека до его смерти, ведь без дыхания наш организм существовать не может. Доказано, что взрослый человек выдыхает 4 стакана воды в сутки (≈800 мл), а ребёнок — около двух (≈ 400 мл).

По способу расширения грудной клетки различают два типа дыхания:

• грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер), чаще наблюдается у женщин;
• брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы), чаще наблюдается у мужчин.

Строение

Схема дыхательной системы человека

Основная статья: Дыхательные пути

Дыхательные пути

Дополнительные сведения: Внешнее дыхание

Различают верхние и нижние дыхательные пути. Символический переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани.

Система верхних дыхательных путей состоит из полости носа (лат. cavum nasi), носоглотки (лат. pars nasalis pharyngis) и ротоглотки (лат. pars oralis pharyngis), а также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани (лат. larynx, иногда её относят к верхним дыхательным путям), трахеи (др.-греч. τραχεῖα (ἀρτηρία)), бронхов (лат. bronchi).

Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц. В течение одного вдоха (в спокойном состоянии) в лёгкие поступает 400—500 мл воздуха. Этот объём воздуха называется дыхательным объёмом (ДО). Такое же количество воздуха поступает из лёгких в атмосферу в течение спокойного выдоха. Максимально глубокий вдох составляет около 2 000 мл воздуха. Максимальный выдох также составляет около 2 000 мл. После максимального выдоха в лёгких остаётся воздух в количестве около 1 500 мл, называемый остаточным объёмом лёгких. После спокойного выдоха в лёгких остаётся примерно 3 000 мл. Этот объём воздуха называется функциональной остаточной ёмкостью (ФОЁ) лёгких. Дыхание — одна из немногих функций организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. Виды дыхания: глубокое и поверхностное, частое и редкое, верхнее, среднее (грудное) и нижнее (брюшное). Особые виды дыхательных движений наблюдаются при икоте и смехе. При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком — наоборот, снижается.

Дыхательные органы

Дыхательные пути обеспечивают связь окружающей среды с главными органами дыхательной системы — лёгкими. Лёгкие (лат. pulmo, др.-греч. πνεύμων) расположены в грудной полости в окружении костей и мышц грудной клетки. В лёгких осуществляется газообмен между атмосферным воздухом, достигшим лёгочных альвеол (паренхимы лёгких), и кровью, протекающей по лёгочным капиллярам, которые обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразных продуктов жизнедеятельности, в том числе — углекислого газа. Благодаря функциональной остаточной ёмкости (ФОЁ) лёгких в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше дыхательного объёма (ДО). Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции. Без внешнего дыхания человеческий организм обычно может прожить до 5-7 минут (так называемая клиническая смерть), после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и его смерть (биологическая смерть). Восстановление функции внешнего дыхания и кровообращения после наступления биологической смерти ведёт к эффекту зомбирования, когда восстанавливается жизнедеятельность практически всех органов и тканей организма, кроме коры головного мозга.

Функции дыхательной системы

Основная статья: Физиология внешнего дыхания

Основные функции — дыхание, газообмен.

Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.

Дыхательная недостаточность

Дыха́тельная недоста́точность (ДН) — патологическое состояние, характеризующееся одним из двух типов нарушений:

• система внешнего дыхания не может обеспечить нормальный газовый состав крови,
• нормальный газовый состав крови обеспечивается за счёт повышенной работы системы внешнего дыхания.

Асфиксия

Асфи́кси́я (от др.-греч. ἀ- — «без» и σφύξις — пульс, буквально — отсутствие пульса, в русском языке допускается ударение на второй или третий слог) — удушье, обусловленное кислородным голоданием и избытком углекислоты в крови и тканях, например при сдавливании дыхательных путей извне (удушение), закрытии их просвета отёком, падении давления в искусственной атмосфере (либо системе обеспечения дыхания) и так далее. В литературе механическую асфиксию определяют как: «кислородное голодание, развившееся в результате физических воздействий, препятствующих дыханию, и сопровождающееся острым расстройством функций центральной нервной системы и кровообращения…» или как «нарушение внешнего дыхания, вызванное механическими причинами, приводящее к затруднению или полному прекращению поступления в организм кислорода и накоплению в нем углекислоты». Первая помощь при асфиксии заключается в восстановлении функции внешнего дыхания: традиционно используют принудительное вдувание воздуха в лёгкие больного. Этот метод, названный «рот в рот» и «рот в нос» используется повсеместно в качестве немедленной помощи до приезда врача.^[2]

См. также

Примечания

Литература

• Самусев Р. П. Атлас анатомии человека / Р. П. Самусев, В. Я. Липченко. — М., 2002. — 704 с.: ил.
• Дыхательная система // Малая медицинская энциклопедия (том 10+, стр. 209).

Ссылки

dic.academic.ru