Дыхательная система

Биологическое значение дыхания заключается в:

• Обеспечении организма кислородом;
• Удалении углекислого газа из организма;
• Окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности (кислородный этап энергетического обмена);

Рисунок 1. Дыхательная система человека

Из носовой полости воздух идет в глотку, потом в гортань, потом в трахею. Трахея разветвляется на два бронха, которые заходят в легкие.

• Полость носа

Извилистые носовые ходы. Слизистая снабжена капиллярами, покрыта мерцательным эпителием и имеет много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы.

Функции:

• Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха.
• Задерживание и удаление пыли.
• Уничтожение бактерий.
• Обоняние.
• Рефлекторное чихание.
• Проведение воздуха в гортань

• Гортань

Непарные и парные хрящи. Между хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Надгортанник прикреплён к щитовидному хрящу. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием.

Функции:

• 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

Трубка 10–13 см с хрящевыми полукольцами. Задняя стенка эластичная, граничит с пищеводом. Изнутри трахея выстлана слизистой оболочкой.

Функции:

• Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких.

• Бронхи

В нижней части трахея разветвляется на два главных бронха. Изнутри бронхи выстланы слизистой оболочкой. Ветвятся на все более мелкие бронхиолы.

Функции:

• Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких.

Через носовую полость воздух попадает в носоглотку. Далее через гортань попадает в трахею, которая разветвляется на бронхи, через которые воздух идёт в правое и левое лёгкие. Бронхи ветвятся на бронхиолы, бронхиолы заканчиваются альвеолами лёгких.

• Легкие покрыты снаружи плеврой, имеющей 2 листка ― легочный и пристеночный.
• Между ними находится плевральная полость, в которой есть серозная жидкость, уменьшающая трение. Давление в плевральной полости чуть ниже атмосферного, это позволяет легким присасываться вслед за расширяющейся грудной клеткой.

• Бронхи, зайдя в легкие, ветвятся на все более мелкие бронхиолы, получается бронхиальное дерево.

• На концах самых мелких веточек этого дерева находятся альвеолы (легочные пузырьки), в которых происходит газообмен. Его эффективность очень высока за счет того, что:
• общая поверхность альвеол составляет 90 квадратных метров;
• между воздухом и кровью имеется только два слоя клеток ― стенка альвеолы и стенка кровеносного капилляра;
• на внутренней поверхности альвеол содержится жидкость (сурфактант), сначала кислород растворяется в ней, а потом проходит через клетки. Кроме того, сурфактант не дает пузырькам спадаться.
• В легких происходит обмен газами между воздухом и кровью: кислород переходит из воздуха в кровь, а углекислый газ ― из крови в воздух.

Схема газообмена в организме

Дыхательный центр находится в продолговатом мозге. Под действием углекислого газа крови в нем возникает возбуждение, оно передается к дыхательным мышцам, происходит вдох.

Если задержать дыхание надолго, то углекислый газ будет все сильнее возбуждать дыхательный центр, в конце концов, дыхание возобновится непроизвольно.

Защитные дыхательные рефлексы:

• кашель ― это сильный выдох через рот, чтобы выбросить инородное тело из гортани;
• чихание ― сильный выдох через нос, чтобы выбросить инородное тело из носовой полости.

Дыхание можно регулировать сознательно, что происходит, например, при разговоре и пении.

Сначала происходит сокращение межрёберных мышц и диафрагмы, т.к. сами лёгкие не имеют мышечной ткани и растягиваются пассивно вследствие изменения давления.

Сокращаются диафрагма (опускается) и межрёберные мышцы (поднимают грудную клетку), чтобы увеличить объём лёгких. Давление в лёгких становится меньше, чем во внешней среде, воздух устремляется туда. В альвеолах кровь насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа, происходит газообмен.

Для того, чтобы произошёл выдох, расслабляются межрёберные мышцы (грудная клетка опускается), диафрагма принимает исходное положение (поднимается), а затем, в результате этого, объём лёгких уменьшается, увеличивая давление и выталкивая воздух.

Рисунок 5. Механизм входа и выдоха.

На экзамене вам может встретиться вопрос о том, как рассчитываются показатели дыхания.

Различают общую и жизненную ёмкость лёгких (ЖЁЛ).

Жизненная ёмкость лёгких складывается из дыхательного и резервных объёмов вдоха и выдоха.

Дыхательный объём – объём воздуха, который можно вдохнуть и выдохнуть без усилий.

Резервный объём вдоха– объём воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха (приложив усилия).

Резервный объём выдоха – объём воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха (приложив усилия).

ЖЁЛ = ДО + Ровд + РОвыд

Измерения ЖЁЛ проводят при помощи прибора – спирометра.

Общая ёмкость лёгких складывается из ЖЁЛ и остаточного объёма (воздух, который остался в лёгких после максимально глубокого выдоха).

Рисунок 6. Спирометрия