НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ САЙТ

ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ЦЕНТРА МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

ФИЗИОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Дыхание - процесс, обеспечивающий поступление в организм кислорода из окружающей среды, использование его в обмене веществ и удаление из ор­ганизма продукта окисления - угле­кислого газа. Газообмен происходит в альвеолах легких.

Легкие

Легкие - парный дыхательный орган, располагаются в грудной клетке, со­стоящей из ребер, отходящих от по­звоночника сзади и заканчивающихся у грудины спереди. К ребрам прикреп­лены межреберные мышцы и хрящи, участвующие в дыхательных экскур­сиях. Куполообразная мышца диа­фрагмы лежит в основании этой, на­поминающей по форме улей, клетки, сквозь которую проходят пищевод, аорта и нижняя полая вена.

Легкие разделены сердцем, крове­носными сосудами и пищеводом. Вер­хушка каждого легкого выступает за первое ребро, достигая уровня ключи­цы, а его основание покоится на диа­фрагме. Левое легкое, состоящее из двух до­лей, немного меньше правого, имею­щего три доли.

Каждое легкое окружено плеврой, образованной двумя листками. Один из них выстилает внутреннюю полость грудной клетки, другой полностью окутывает легкое; плевральная по­лость, образованная двумя ее листка­ми, содержит немного смазывающей жидкости.

Воздух входит в легкие через нос и рот и достигает задней стенки горла - глотки, прежде чем пройти через го­лосовую щель - гортань - в дыхатель­ную трубку - трахею. Трахея обычно достигает 12 см в длину. Она постоян­но поддерживается в открытом состо­янии хрящами С - образной формы, ко­торые после деления трахеи продол­жаются в виде двух главных бронхов легких.

Крупные бронхи разделяются на более мелкие долевые в долях каждо­го легкого. Каждая доля состоит из сегментов, снабжаемых одним сегмен­тарным бронхом. Бронхиолы разделя­ются на альвеолярные ходы альвео­лярных мешочков, содержащих одну альвеолу. Легочные кровеносные со­суды, лимфатические сосуды и нервы вместе с бронхами образуют "корень легкого".

Дыхание

Легкие занимают большую часть груд­ной полости (А). Они представляют собой эластические образования, и их эластичность способствует движени­ям, сопровождающим дыхание.

Главными дыхательными мышцами являются диафрагма и внутренние и на­ружные межреберные мышцы. Допол­нительными мышцами, которые участ­вуют в форсированном дыхании, явля­ются мышцы плечевого пояса, шеи и живота.

В норме большую часть работы по обеспечению вдоха выполняет диа­фрагма. Она сокращается, становится более плоской и опускается, давая возможность грудной клетке расши­ряться в направлении вниз.

Кроме того, активно сокращаются наружние межреберные мышцы, благо­даря которым грудная клетка расширя­ется вбок и вверх. Объем ее увеличива­ется, давление в замкнутой плевраль­ной полости становится ниже атмо­сферного на 10-13 мм (т.е. отрицатель­ное), вследствие чего воздух "всасыва­ется" в легкие, проходя по воздухонос­ным путям до самых альвеол.

Спокойный выдох происходит в ос­новном пассивно, благодаря природной эластичности ткани легких, и является движением, не требующим усилий (С).

Активный форсированный выдох происходит с участием внутренних межреберных мышц и мышц живота.

Частота дыхания здорового взрослого человека в состоянии покоя составляет 12 раз в 1 мин; ребенок дышит в два раза чаще. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при спокойном дыхании составляет 500 мл (дыхательный объем). Из него только 350 мл участвует в газо­обмене, а 150 мл, находящиеся в носоглотке, трахее и крупных бронхах, составляют воздух "мертвого пространства". Жизненная емкость легких - важный функциональный показатель, составляющие его объемы приведены ниже. Даже после самого глубокого выдоха в легких остается немного воздуха, придающего им воздушность.

Жизненная емкость легких     4000 мл

Дыхательный объем 500 мл

Резервный объем выдоха       1000 мл

Резервный объем вдоха         2500 мл

Остаточный объем 1000 мл

Общий объем легких 5000 мл

Нос, глотка и легкие

При попадании воздуха в нос крупные частички пыли фильтруются волосками в ноздрях. Воздух проходит через носовые ходы, большая часть которых выстлана влажной слизистой оболоч­кой. Это помогает увлажнить воздух и нагреть его до температуры тела. В холодные, сухие дни воздух в носу увлажняется недостаточно сильно, поэтому горло начинает немного сад­нить; неприятные ощущения возника­ют и в верхней части трахеи. Когда воздух достигает глотки, он проходит через область лимфоидной ткани в кольце позади носа и горла. Он состоит из аденоидов на задней стенке носа, двух миндалин, располо­женных на задних боковых стенках ротовой полости, и похожей на аденоиды "подушечки" на фарингеальной части языка. Лимфоидная ткань обезвреживает бактерии и вирусы, нахо­дящиеся во вдыхаемом воздухе.

Воздух попадает в легкие, где мел­кие частички пыли собираются в бронхиолах. Выстилка бронхов и бронхиол влажная и покрыта "ресничками", которые продвигают слизь и инородные частицы вверх к трахее и, наконец, через гортань, в пищевод. Любые частички пыли в альвеолах удаляются клетками-макрофагами, находящимися в стенках альвеол.

Газообмен

Газообмен в легких (сверху) происхо­дит меньше чем за 1 с. Углекислый газ выходит из плазмы, где он растворен, через стенки капилляра в мельчайшее пространство между капилляром и стенкой альвеолы. Затем он проходит сквозь стенки альвеолы в тонкую влаж­ную пленку, выстилающую каждую аль­веолу. Как углекислый газ, так и кисло­род, растворяются в этом влажном слое на своем пути в кровь и из нее. Газы пе­реносятся путем диффузии - движения из области высокого в область низкого давления. Кислород проходит в проти­воположном направлении относитель­но углекислого газа - из альвеолы в кровь - и соединяется с гемоглобином эритроцитов, образуя оксигемоглобин. Капилляр настолько узкий, что эритро­циты движутся по нему "гуськом" один за другим. Насыщенная кислородом кровь возвращается в левое предсердие через легочные вены, которые проходят вдоль бронхиол и бронхов. Вдыхаемый воздух содержит 20% кислорода, 0,ОЗУо углекислого газа, оставшуюся часть составляет азот. Выдыхаемый воздух содержит 16% кислорода, а количество углекислого газа возрастает в 100 раз и составляет 47о. Выдыхаемый воздух насыщен вод­ными парами - это невидимая потеря воды из организма составляет при­мерно 1 л в день.

Нервная регуляция дыхания

 Дыхательный центр продолговатого мозга автоматически контролирует состояние дыхательных мышц через грудобрюшной нерв в диафрагме и че­рез множество межреберных нервов. При необходимости дыхательный центр вовлекает в дыхание дополни­тельные мышцы. Дыхательный центр имеет два ис­точника информации о дыхательной функции: степень растяжения легких и уровень углекислого газа в крови. Растяжение легких при вдохе кон­тролируется рецепторами блуждаю­щих нервов, которые рефлекторно за­держивают вдох и позволяют про­изойти выдоху. Колебания уровня уг­лекислого газа воспринимаются нерв­ными окончаниями каротидных телец аорты и рецепторами венечных арте­рий. Увеличение содержания углекис­лого газа повышает кислотность кро­ви, которая, стимулируя дыхательный центр, увеличивает частоту дыхания (усиленное дыхание, гиперпноэ).

Произвольное, быстрое усиленное дыхание снижает уровень углекисло­го газа в организме, и за этим следует период задержки дыхания (апноэ). Постоянно повышенное содержание углекислого газа в крови при неко­торых формах сердечных и легочных заболеваний контролируется дыха­тельным центром, что выражается одышкой.

Дыхание и глотание.

Во время дыхания голосовые связки обычно открыты. При проглатывании мягкое нёбо поднимается и перекрывает задненосовую полость. В то же время надгортанник закрывает верхнюю часть голосовой щели мышцами, подтягивающими гортань, и препятст­вует попаданию пищи в дыхательные пути.

Непроизвольное дыхание - кашель

Раздражение бронхов вызывает глу­бокий вдох, следующий за закрытием голосовой щели. Затем мышцы выдоха сокращаются, создавая возрастающее давление внутри легких. Голосовая щель открывается и происходит вы­брос воздуха, воспринимаемый как кашель.

Чихание

Раздражение слизистого слоя носо­вой полости вызывает рефлекс, по­добный кашлю. Но когда воздух резко выбрасывается из легких, язык блоки­рует заднюю часть ротовой полости и воздух проходит через нос - возника­ет чихание.

Икота

Икота возникает из-за спастического сокращения диафрагмы, вызываю­щего необходимость быстрого вдоха. Когда это происходит, голосовая щель внезапно закрывается, издавая характерный звук - икоту.

Эмоциональное дыхание - смех или плач

И то, и другое представляет собой долгий вдох, сопровождающийся ко­ротким, острым выдохом.