Дыхательная система человека

Строение органов дыхания

В человеческом организме, при помощи поступающего вместе с воздухом кислорода, происходит кислородное окисление. При этом вдыхаемый кислород окисляется, а вместо него выдыхается углекислый газ. Далее, уже в клетках происходит бескислородное окисление органических веществ, иначе называемое гликолизом. Дыхание делят на два этапа: внешнее и внутренне. При внешнем дыхании происходит обмен атмосферного воздуха и воздуха из альвеол. При внутреннем дыхании, происходит потребление кислорода митохондриями, с образованием углекислого газа.

Рисунок 1. Дыхательные пути. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

1 — носовые ходы; 2 — носоглотка; 3 — гортань; 4 — трахея.

Дыхательную систему образуют дыхательные пути и легкие. К дыхательным путям относят:

• носовые полости,
• носоглотку,
• гортань,
• трахею,
• бронхи.

Воздухоносные пути – это целый лабиринт, образованный множеством хрящевых выростов и перегородок. В носовой полости атмосферный воздух согревается, благодаря густой сети кровеносных сосудов, пронизывающих слизистую оболочку носовых ходов и носоглотки. Кроме того, воздух увлажняется, очищается от пыли и обеззараживается благодаря слизи, скапливающейся на реснитчатом эпителии тканей воздухоносных путей. При помощи обонятельного анализатора мы можем почувствовать запах вдыхаемого нами воздуха. Следующим этапом является прохождение воздуха через хоаны в гортань. В гортани, между черпаловидным и щитовидным хрящом имеются две парные складки слизистой оболочки – это голосовые связки, составляющие голосовой аппарат. От плотности складок и силы их натяжения зависит тембр голоса.

Когда человек дышит, голосовая щель свободно открыта, когда в глотку попадает пища, то надгортанник закрывает вход в гортань. Гортань плавно переходит в трахею. Трахея представлена в виде мышечной трубки, поддерживаемой хрящевыми кольцами, в длину она составляет около тринадцати сантиметров. Трахея разделяется на два бронха, которые в свою очередь ветвятся на бронхиолы, образуя бронхиальное дерево.

Рисунок 2. Легкие человека. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

1 — правое легкое; 2 — плевральная полость.

Легкие у человека расположены в грудной клетке и защищены ребрами. Правое легкое состоит из трех долей, левое – из двух. Ацинус является структурной единицей легкого, представляет собой совокупность бронхиол с альвеолами, напоминающими виноградную гроздь. Проходя через трахею, бронхи и бронхиолы, воздух попадает в альвеолы. Внутренняя поверхность альвеол выстлана суфрактантом. Суфрактант – это пленка, обладающая бактерицидными свойствами и не позволяющая альвеолам слипнуться.

Число альвеол может достигать семисот миллионов, при этом их общая дыхательная поверхность будет составлять до ста двадцати квадратных метров. Каждое из легких защищено серозным мешком. Мешок состоит из двух слоев – внутренний (висцеральный) и наружный (париетальный), который срастается со стенкой грудной полости. Между этими слоями находится плевральная полость, сохраняющая постоянное давление ниже атмосферного. Если при ранении в плевральную полость попадает воздух, наступает такое явление как пневматоракс и легкое перестанет растягиваться при вдохе, вследствие чего дыхательный цикл будет нарушен.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

Жизненная емкость легких составлена из нескольких частей:

• дыхательный объем;
• дополнительный;
• резервный объем.

Дыхательный объем легких – это количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в спокойном состоянии. Дополнительным называется объем воздуха, который вдыхает человек после спокойного вдоха. Резервным называется тот воздух, который человек способен выдохнуть после спокойного выдоха. Кроме того, в легких всегда есть немного воздуха, который человек не выдохнет ни при каких условиях – это остаточный объем, он составляет примерно 1000 см3.

Газообмен в легких и тканях

Во время вдоха поступающий в легкие воздух смешивается с воздухом, уже находившимся в дыхательных путях после выдоха, т.к. даже альвеолы полностью не спадаются при выдохе.

Рисунок 3. Содержание газов во вдыхаемом, и выдыхаемом воздухе (в %). Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Во время дыхания воздух в легких заменяется на новый лишь на 15%. Свежий воздух просто смешивается с тем воздухом, что уже был там. Таким образом, содержание газов в выдыхаемом воздухе в процентах, составляет:

Движение газов в легких подчиняется законам парциального давления. Парциальное давление – это давление, которое он оказывает в общей смеси газов. Парциальное давление O2 в альвеолах равно 100 мм ртутного столба. А в венозной крови сорока мм ртутного столба. Поэтому кислород переходит из альвеол в кровяное русло. Напротив же, парциальное давление СО2 выше в крови, чем в альвеолах, поэтому углекислый газ покидает кровь, стремясь очутиться в альвеолах.

Практически весь кислород крови находится в соединении с гемоглобином (99%), в то время как на дол растворенного в крови кислорода приходится всего 1%.

Углекислый газ чаще всего транспортируется не в чистом виде, а в соединениях, образуя гидракарбонаты и карбгемоглобин.

Регуляция дыхания

В зависимости от ситуации и от потребности организма в кислороде, происходит регуляция дыхания, в ходе которой меняется глубина и частота дыхания. Регуляция происходит за счет нервной системы и гуморальной системы.

Нервная регуляция осуществляется дыхательным центром продолговатого мозга, в котором различают отдел вдоха и отдел выдоха. Отделу вдоха свойственна автоматия, раз в 4 с здесь возникает возбуждение, которое проводится к дыхательным мышцам, происходит вдох. При растяжении альвеол происходит возбуждение рецепторов в их стенках, возбуждение проводится по блуждающему нерву к центру выдоха и тормозится центр вдоха. Происходит выдох, стенки альвеол спадаются, происходит возбуждение рецепторов на сжатие, от которых импульсы проводятся в центр вдоха и начинается вдох. Таким образом, вдох рефлекторно вызывает выдох, а выдох — вдох. На дыхательные движения оказывает влияние и кора больших полушарий, человек может сознательно изменять частоту и глубину дыхательных движений.

Мы не задумываемся над тем, как вдохнуть и как выдохнуть воздух: это происходит автоматически. Но существует нервная регуляция, которая руководит процессом дыхания за нас. Так, продолговатый мозг имеет два отдела:

• отдел, отвечающий за вдох;
• отдел, отвечающий за выдох.

Продолговатый мозг посылает сигнал дыхательным мышцам, заставляя их совершать движения, способствующие вдоху. Как только вдох произошел, и альвеолы растянулись, подается другой сигнал: выдохнуть. Но как только выдох произошел, и стенки легких сжались, подается новый сигнал на вдох и так далее. Таким образом, вдох дает толчок выдоху, а выдох дает начало вдоху, образуя дыхательный цикл.

Дыхательная система имеет эффективные защитные приспособления: кашель и чихание. Говоря простым языком, кашель – это резкий выдох через рот, а чихание – это резкий выдох через нос. И кашель, и чихание, происходя по одной причине: чужеродный компонент попал на рецептор носовой полости или гортани. В этом случае рецепторы немедленно посылают сигнал продолговатому мозгу, а продолговатый мозг, в свою очередь подает сигнал о резком выдохе, для очищения полостей от чужеродных веществ.