Гортань относится к органам дыхания
Эволюционно сложилось так, что для жизнедеятельности человека необходим кислород. Как доставить его к органам и тканям? Сегодня говорим о дыхательной системе и особенностях её функционирования.
Как всё устроено?
Дыхательная система представлена целым рядом анатомических образований. Классификационно их подразделяют на дыхательные пути (верхние и нижние) и дыхательные органы. Верхние дыхательные пути – это полость носа, носовая и ротовая часть глотки. Нижние – гортань, трахея и бронхи. К дыхательным органам относят легкие. В обиходе и по факту, говоря об органах дыхания человека, могут подразумеваться отдельные анатомические образования и дыхательных путей. Например, гортань, трахея – это не только часть нижних дыхательных путей, но и самостоятельные органы.
Воздух попадает в легкие не сам по себе, туда его необходимо «втянуть», что и происходит в процессе вдоха. В этом участвуют диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы. Во время вдоха диафрагма несколько уплощается, грудная клетка расширяется, что обеспечивается поступательное движение воздуха в дыхательные пути и легкие.
Пройдя весь путь от ноздрей до конечных разветвлений бронхиального дерева, воздух попадает в замкнутые «пузырьки» – альвеолы. Они и составляют основную функциональную часть легких.
Читайте по теме: Дышите легко и чисто! Вся правда о бронхитах
Но как кислороду дойти до конечных целей – органов? Снаружи альвеола покрыта сетью мелких кровеносных сосудов, по которым непрерывно течет кровь. Одна из разновидностей клеток крови – эритроциты, заполненные веществом гемоглобином. Именно он и осуществляет перенос газов в организме.
Кислород из альвеолярного воздуха «просачивается» в кровь, где «захватывается» гемоглобином. При этом в альвеолу поступает углекислый газ – продукт жизнедеятельности клеток. Обогатившиеся кислородом эритроциты разносят его по организму, а углекислый газ выделяется во внешнюю среду путем выдоха. В отличие от вдоха – всегда активного процесса – выдох пассивен, но при необходимости может быть и активным. В активном выдохе также участвуют мышцы – внутренние межреберные и мышцы брюшной стенки.
Определенную роль в процессе дыхания играет отрицательное внутриплевральное давление.
Процесс дыхания человека сложен и регулируется различными способами. Рассмотрим некоторые из них.
За дыхание отвечает дыхательный центр – скопление нервных клеток в продолговатом мозге.
Читайте по теме: Что поможет от кашля: барсучий жир или горчица в носках? Лечим детей правильно
Поток нервных импульсов идет к мышцам, отвечающим за вдох, задавая им определенный размах движений. У дыхательного центра имеется автоматия: приблизительно раз в четыре секунды здесь возникает возбуждение, стимулирующее мышцы, обеспечивающие вдох. Затем оно сменяется торможением, мышцы вдоха расслабляются – происходит выдох. Ритмичная смена этих состояний – врожденное свойство.
Частота и глубина дыхания зависит от интенсивности процессов окисления, происходящих в организме. Физическая нагрузка приводит к увеличению поглощения кислорода и повышению концентрации в тканях и крови углекислого газа. Последний через кровь активирует работу дыхательного центра, и, как следствие, усиливается сокращение дыхательных мышц. Это позволяет быстрее удалить избыток углекислого газа и восполнить недостаток кислорода.
Не на пользу телу: что вредит нашей дыхательной системе?
Человек сформировался в условиях с определенным содержанием кислорода. Однако для оптимального процесса дыхания необходимо не только само его наличие, но и определенные характеристики вдыхаемого воздуха. Их обеспечивают наши дыхательные пути, поэтому к легким – в норме – поступает очищенный, увлажненный и согретый воздух.
На любой из этих параметров могут воздействовать изменения окружающей среды.
Чистота. Пыль различного происхождения, выхлопные газы автомобилей, выбросы вредных веществ в атмосферу, табачный дым, шерсть животных, пыльца растений… Список можно было бы продолжить.
Увлажненность. Наверняка многим знакомо чувство сухости и першения в горле в помещениях в зимнее время года, особенно поутру. Причина до банальности проста: отопление в квартирах и домах пересушивает воздух, который затем сушит слизистые оболочки дыхательных путей. В результате повышается восприимчивость их к инфекции.
Читайте материал по теме: Чем отличаются ОРВИ и ОРЗ?
Низкая температура. Дышать через нос, а не через рот, советуют не просто так: помимо очищения и увлажнения, слизистая носовой полости согревает проходящий транзитом воздух.
Среди других факторов, способных нанести вред нашим органам дыхания – многочисленные инфекции. ОРВИ, бактерии, грибки – все эти представители микромира способны вызывать различные заболевания.
Когда дышать тяжело. Что говорит статистика?
Пневмония, острый ларингит, трахеит и бронхит. По данным министерства здравоохранения РФ наиболее распространенные заболевания среди взрослых связаны с дыхательной системой.
Сохраняют актуальность бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), рак и туберкулез легких.
Читать материал по теме: Что такое хроническая обструктивная болезнь легких?
А над нами – километры воды, а над нами бьют хвостами киты…
Сколько воздуха в день вдыхает человек?
Давайте посчитаем. В норме в покое объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого взрослым человеком при одном дыхательном цикле, составляет 500 мл, а частота дыхания у него – от 16 до 20 (во время сна – до 12). Таким образом, в покое в минуту человек вдыхает от 8 литров воздуха, а в течение суток – около 11 500 литров (с поправками на частоту дыхания во время сна – соответственно меньше).
Сколько человек может не дышать?
Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Находится ли человек в покое или двигается? Какова температура окружающей среды? И т.д.
Итак, сколько может не дышать человек? Диапазон колебаний составляет от менее чем 1 минуты до нескольких минут. Один из мировых рекордов принадлежит датскому ныряльщику Стигу Северинсену – 22 минуты. Правда, перед своей попыткой он почти 20 минут активно дышал чистым кислородом. Ткани организма обогатились этим газом и одновременно снизилось содержание углекислоты.
Критичен не только дефицит кислорода, но и избыток углекислого газа. При невозможности организма избавиться от углекислоты через легкие, начинает увеличиваться ее содержание в крови. Возможно нарушение ориентации, спазмы в мышцах, учащенное сердцебиение, потеря сознания и смерть.
Что будет, если часто задерживать дыхание?
Исходя из описанного выше, в зависимости от частоты и длительности задержек в организме может постепенно накапливаться углекислый газ. При выходе его за границы нормы и сравнительно длительном сохранении этого состояния возможны пагубные влияния на здоровье.
Обычно после ощутимой задержки дыхания и закономерном повышении уровня углекислоты отмечается углубление дыхания: организм удаляет ее избыток и стремится получить кислород.
Лечебное дыхание
На пользу стройности
Существуют методики для похудения, основанные на различных способах дыхания – например бодифлекс, оксисайз.
Можно ли похудеть, употребляя супы? Рассказывает врач-терапевт и диетолог «Клиника Эксперт Ставрополь» Мальцева Валентина Сергеевна
Один из примеров – дыхание по типу «брюшного» дыхания, т.е. при вдохе живот выпячивается, при выдохе – втягивается.
Мнения ученых по поводу снижения веса с помощью только дыхательных упражнения противоречивы. Кроме того, необходимо помнить, что слишком глубокие вдохи и выдохи могут нарушить равновесие между кислородом и углекислым газом. Это может вызвать головокружение, а у кого-то и обморок.
Поэтому перед началом такой практики необходимо посоветоваться с врачом, в том числе и особенно если имеются какие-то проблемы со здоровьем.
Вдох, выдох, покой
Взволнованы? Понервничали? «Нужно сделать глубокий вдох и успокоиться». Знакомая мысль? А может кто-то давал вам такой совет.
Как оказалось, эта техника не только «работает», но и имеет под собой материальную основу. Ученым удалось установить (правда, пока на мышах), что в головном мозге имеются нервные клетки, связанные как с областями, регулирующими дыхание, так и анализирующими психологическое состояние.
Схема работает примерно так. Когда организм эмоционально возбуждается, обнаруженные клетки передают сигналы на нейроны, учащающие дыхание. Однако, как оказалось, работает система и в обратном направлении. Иными словами, если начать дышать чаще, то мозг может возбуждаться. Отсюда напрашивается вывод, почему глубокое замедленное дыхание может успокаивать.
Как дышать, чтобы быстро уснуть?
Существует методика, основанная на практиках йогов. Разработал ее доктор Эндрю Уейл (Andrew Weil). Техника называется «4-7-8» и выполняется следующим образом:
– поместите кончик языка на слизистую оболочку сразу за верхними передними зубами (с внутренней стороны) и держите его там на протяжении всего упражнения;
– полностью выдохните через рот со свистящим звуком;
– закройте рот и спокойно вдохните через нос, досчитав про себя до четырех;
– задержите дыхание, посчитав мысленно до семи;
– полностью выдохните через рот, издавая свистящий звук, посчитав до восьми.
Это одно дыхание. Теперь повторите цикл еще три раза.
Если вам сложно задерживать дыхание, вы можете ускорить упражнение, но придерживайтесь соотношения 4:7:8 для трех фаз. Выполняйте упражнение дважды в день.
Материал по теме: Бессонница – это болезнь или нет?
Метод относится к альтернативным методам лечения и, возможно, не проверялся с точки зрения принципов доказательной медицины.
Сохраняем здоровье
Как же сохранить здоровье дыхательной системы? С учетом неблагоприятных факторов, которые могут влиять на ее состояние, целесообразны достаточная физическая активность – в идеале на свежем воздухе; регулярное проветривание помещений; увлажнение воздуха; избавление от вредных привычек (курение); использование во время работы, связанной с профессиональными вредностями, индивидуальных средств защиты (маски, респираторы).
Важна профилактика респираторных инфекций, а также своевременное лечение любых заболеваний органов дыхания.
Необходимо обязательно проходить плановые диспансеризации и профосмотры с выполнением флюорографии с частотой, предусмотренной ими.
Текст: Энвер Алиев
Другие материалы по теме:
Опасен ли рентген легких?
Пневмония: симптомы, диагностика и лечение
Как помочь детям и взрослым с бронхиальной астмой?
Источник
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.
Источник
- 5 Января, 2020
- Пульмонология
- Екатерина Плеханова
На уроке биологии учитель может сказать ученикам: “Опишите дыхательную систему человека”. Как мы дышим? Какие органы принимают в этом участие? Какие функции в процессе дыхания они выполняют? Как они устроены? Давайте рассмотрим подробные ответы на эти вопросы.
Нос и рот
Какие органы относятся к дыхательной системе? На лице располагаются нос и рот. Человек может вдыхать воздух посредством обоих этих органов. Однако система дыхания включает только нос. Рот отвечает за прием и пережевывание пищи.
Строение носа довольно сложное. Основу органа составляют костная и хрящевая ткани. Парные носовые кости и лобные отростки верхней челюсти формируют корень и спинку выступающего носа. Два верхних латеральных хряща также образуют спинку. Большой крыльный хрящ составляет соответственно крылья и верхушку носа. Мягкая часть крыльев состоит из жировой ткани.
Носовая перегородка включает сошник, решетчатую кость и хрящ. Она разделяет носовую полость на две ноздри.
Продолжая рассматривать строение органов дыхательной системы, следует сказать, что верхняя челюсть, решетчатая, носовая, слезная кости, а также выросты небной и клиновидной костей образуют носовую полость и множество пазух.
Это:
- Гайморова. Расположена в передней части лица рядом с носом. Ее воспаление приводит к гаймориту.
- Клиновидные и лобные пазухи. Расположены в клиновидной и лобной костях.
- Решетчатые ячейки. Они находятся в решетчатой кости.
В пазухи попадает вдыхаемый воздух. Там он увлажняется и согревается. Также такие полости в черепе создают дополнительный резонанс голосу, облегчают вес головы и предохраняют от травм мозг.
Носовая полость покрыта слизистой оболочкой, состоящей из двух видов клеток – секреторных и с ресничками. Первые выделяют слизь для увлажнения и защиты полости от бактерий. Вторые создают постоянный ток этой слизи, выталкивая ее наружу. Также в носу находятся волоски для защиты легких от попадания крупных инородных частиц. Они задерживают пыль и множество микроорганизмов.
Нос является обонятельной структурой. Область с сенсорными клетками расположена в верхней части носовой полости. При быстром вдохе воздух направляется прямо в легкие, минуя сенсорные клетки. Чтобы почувствовать тонкий аромат, надо делать вход медленно. Обонятельные клетки обновляются примерно каждые 2 месяца.
Рот является дополнительным входом для воздуха. При этом он не успевает согреваться. Поэтому часто ротовое дыхание люди и животные осуществляют в жару или при выполнении физических нагрузок. Но при этом человек теряет много влаги и не защищен от микроорганизмов. Однако у собак не существует потоотделения, поэтому регуляция температуры тела происходит только с помощью ротового дыхания.
Учитель на уроке биологии может попросить: “Перечислите органы дыхательной системы, составляющие верхние дыхательные пути”. Нос мы уже назвали. Ниже опишем другие важные органы.
Глотка и гортань
Какие органы дыхательной системы существуют у человека?
Один из них – глотка. Это небольшая трубка, соединяющая нос, рот, гортань и пищевод. Она делится на три области: носоглотку, ротоглотку и гортанную.
В области глотки располагаются миндалины. Это лимфатические образования, защищающие человека от инфекций. Они являются преградой на пути проникших в организм микробов. Поэтому заболевания легких (например, пневмония) являются редким явлением. Чаще человека сопровождают обычные насморк и кашель.
Миндалины расположены на небе, рядом с глоточным отверстием слуховых труб, на задней поверхности носоглотки, в задней части языка. Они образуют глоточное кольцо. Воспаление миндалин в обиходе называют ангиной. При возникновении хронического тонзиллита (медицинское название заболевания) в некоторых случаях удаляют миндалины. Такие действия могут помочь в лечении недуга, но после операции уже ничто не уберегает органы дыхательной системы от микробов.
Глотка является мышечным органом, способствующим глотанию. Она перекрывает носовую полость во время продвижения пищи. Именно в глотке происходит перекрещивание дыхательных путей с желудочно-кишечным трактом.
Гортань состоит из подъязычной кости и девяти хрящей:
- трех непарных – перстневидного, щитовидного и надгортанного;
- трех парных – черпаловидного, рожковидного и клиновидного.
Роль непарных хрящей:
- щитовидный у мужчин образует кадык;
- надгортанный — это основной хрящ для закрытия дыхательных путей от попадания пищи;
- перстневидный составляет основу гортани и участвует в образовании двух суставов, необходимых для звукообразования.
Голосовые складки соединяются с черпаловидным и щитовидным хрящами. Также они связаны с мышцей, обеспечивающей их сужение и расширение. Голосовые складки могут в разной степени быть вовлеченными в колебания при звукообразовании (от полной вибрации до небольших колебательных движений).
Над гортанью расположена щитовидная железа.
Трахея
Продолжаем рассматривать, какие органы относятся к дыхательной системе.
Изучим, что представляет собой трахея. Этот орган имеет вид трубки длиной 11-13 сантиметров и состоит из 16-20 хрящей. Позади него тянется пищеварительный тракт. Полукольцевые хрящи дыхательной системы защищают и трахею, и пищевод.
Внутренняя поверхность трахеи выстлана мерцательным эпителием — клетками с ресничками, необходимыми для создания тока слизи из органов дыхательной системы. Так достигается удаление мелких частичек пищи, пыли и бактерий, попавших внутрь. Инородные частицы могут раздражать рецепторы, расположенные на всей поверхности дыхательных путей, вызывая врожденный рефлекс — кашель.
Трахея обеспечивает нагрев и увлажнение воздуха для защиты органов дыхания дыхательной системы от переохлаждения. Это особенно актуально в холодное время года. При различных заболеваниях слизистая оболочка органов дыхания воспаляется. В результате вырабатывается большое количество слизи, а у человека появляется кашель. Чем дольше длится воспаление, тем опаснее для больного. Именно поэтому своевременное лечение так необходимо.
Далее учитель может попросить своих учеников: “Перечислите органы дыхательной системы, составляющие нижние дыхательные пути”.
Бронхи и бронхиолы
Разветвляясь, трахея образует бронхи. Они формируют более мелкие трубочки — бронхиолы. Главных бронхов у человека два. Они ветвятся на вторичные, третичные и так далее, пока не станут бронхиолами.
Как и трахея, бронхи являются органами, относящимися к дыхательной системе. Они защищены хрящевыми полукольцами, а внутри выстланы мерцательным эпителием.
Именно в этой части тела начинается физиологическая асимметрия, связанная с расположением сердца, сосудов, печени и других внутренних органов. Правый бронх немного короче и толще, чем левый.
Из перечисленных органов дыхательной системы все являются лишь воздухоносными путями. Рассмотрим орган, в котором происходит воздухообмен.
Легкие
Какие органы дыхательной системы есть еще? Это легкие. Их может назвать каждый, даже ребенок.
Конусообразные легкие — парные органы дыхательной системы человека. Они окружены ребрами, грудиной и позвоночником. Сверху легкие защищены ключицей и лопаткой. Снизу они поддерживаются диафрагмой.
Мышцы туловища расположены таким образом, чтобы совместно с выполнением функций движения тела и конечностей защищать важные органы, образующие дыхательную систему. Между ними расположено сердце с крупнейшими сосудами, а также проходит пищевод. Правое легкое состоит из 3 долей, а левое – из 2. Его размер несколько меньше за счет выемки для сердца.
Плевра — серозная оболочка легких, покрывающая также внутреннюю поверхность ребер, средостение и диафрагму. Два ее листка (внутренний и внешний) образуют плевральную полость, заполненную жидкостью, секретируемой специальными клетками, составляющими плевру.
Полость является своеобразным буфером. Она предохраняет легкие от ударов. За счет давления, которое более низкое, чем атмосферное, без воздуха легкие не спадают. Разница давления способствует наполнению их воздухом. Легкие как бы скользят вдоль внешнего плеврального листка при наполнении воздухом и избавлении от него.
Структурно-функциональной единицей органа является ацинус. Он включает в себя дыхательную бронхиолу, альвеолярный ход, альвеолярный мешочек, альвеолу и прилегающий капилляр. Альвеолярный ход является тоннелем между бронхиолой и альвеолами, а альвеолярный мешок — это отдельная гроздочка альвеол (крошечных пузырьков, увеличивающих дыхательную поверхность легких). Их число у взрослого человека достигает 700 миллионов.
Каждая альвеола покрыта изнутри альвеолоцитами — специализированными клетками легких, выполняющими роль промежуточного звена между кровью и воздухом. Существует три типа этих клеток:
- плоские (респираторные);
- большие (гранулярные);
- щеточные.
Первых в легких больше всего — ими покрыта почти вся поверхность альвеол. Они очень тонкие и распластаны на поверхности, благодаря чему газообмен происходит легче. Именно респираторные клетки очень чувствительны к токсическим веществам, включая те, которые содержатся в табачном дыме.
Второй тип альвеолоцитов участвует в регуляции транспортировки воды и ионов, обезвреживании окислителей. Гранулярные клетки вырабатывают сурфактант — специфическое вещество легких. Оно обладает высокими поверхностно-активными свойствами, благодаря чему легче проходит кислород.
Также в составе сурфактанта находятся вещества, помогающие бороться с теми бактериями, которым удалось проникнуть в легкие. Он снижает поверхностное натяжение воды, благодаря чему для расширения легких во время вдоха затрачивается в 10 раз меньше усилий.
Сурфактант начинает вырабатываться у ребенка на 23-й неделе внутриутробного развития. Именно поэтому до этого срока плод считается нежизнеспособным вне тела матери. При курении и различных заболеваниях альвеолоциты легких начинают вырабатывать слишком много сурфактанта для выведения токсических веществ. В результате появляется грудной кашель.
Третий тип альвеолоцитов содержит микроворсинки, создающие ток жидкости.
Сразу за альвеолоцитами лежат кровеносные сосуды, поэтому молекулам кислорода необходимо пройти совсем небольшой барьер для присоединения к эритроцитам.
Капилляры, находящиеся рядом с альвеолами, настолько узкие, что в их просвете с трудом помещается один эритроцит, который проталкивается посредством тока крови. Благодаря такому устройству вся поверхность эритроцита обязательно касается стенок кровеносных сосудов, поэтому максимально напитывается кислородом.
А из-за медленного продвижения происходит обстоятельный газообмен. Когда клетка крови покидает легочные капилляры, она насыщена кислородом. При этом гемоглобин в эритроците переходит в состояние окисленного.
Физиология дыхания
Учитель может попросить: “Опишите дыхательную систему человека с точки зрения физиологии дыхания”. Рассмотрим этот процесс.
Дыхание состоит из трех основных этапов:
- Легочная вентиляция.
- Газообмен в легких.
- Газообмен в тканях.
Первый этап включает втягивание и выталкивание воздуха органами дыхательной системы. Второй — обмен кислородом и углекислым газом между альвеолами легких и капиллярами. Третий этап протекает вне дыхательной системы и заключается в обмене газами между клетками тела и кровью.
Легочная вентиляция начинается с попадания в полость носа (или рта) атмосферного воздуха. Там он увлажняется, частично очищается от пыли и микроорганизмов. В глотке, гортани, трахее и бронхах производится дальнейший нагрев и очистка воздуха.
При выдохе в гортани с помощью голосовых связок происходит создание звуковых колебаний, которые мы называем голосом. В легкие (главные органы дыхательной системы человека) воздух попадает благодаря мышцам груди, живота и спины. Они увеличивают грудную клетку в объеме и заставляют воздух втягиваться внутрь. После наполнения им альвеол начинается следующий этап — газообмен.
Поверхность, где возможен газообмен в легких, составляет 90 м2. Это впечатляющая величина. Процесс происходит за счет диффузии. Когда кровь (прошедшая через органы и ткани, отдавшая им кислород и забравшая углекислый газ) подходит к альвеолам, возникает простой эффект. При этом газы, пытаясь уравновесить свое количество в крови и воздухе, проникают через альвеолярный барьер. Насыщенная CO2 кровь отдает его воздуху. Молекулы кислорода прицепляются к гемоглобину эритроцитов, окисляя его. В результате в воздухе легких и в крови получается практически одинаковое количество углекислого газа и кислорода.
Газообмен в тканях протекает по тому же принципу, что и в легких. Кислород участвует в важнейших окислительных процессах организма, посредством которых протекает расщепление белков, жиров и углеводов. Он является важной частью химических веществ, например аминокислот или углеводов.
Параметры дыхательной системы
Человек делает примерно 16-20 вдохов в минуту, а средний объем легких составляет 3-4 литра. Известно, что способствуют увеличению легочного объема занятия спортом, особенно плавание. В высокогорных районах из-за пониженного уровня кислорода требуется учащенное дыхание и увеличенные легкие.
Рост и размер туловища (без учета жировых отложений) также влияет на легочный объем. В силу разного строения тела мужские легкие зачастую крупнее женских. Курение вызывает усиленную выработку секреторными клетками легких сурфактанта, что также сказывается на размерах органов дыхания.
Для оценки функционирования органов, входящих в дыхательную систему, нельзя использовать только объем легких. Нужно учитывать, что в процессе дыхания участвует не все легочное пространство.
Дополнительные факторы:
- Наполняемость легких – это сумма дыхательного и остаточного объемов, а также резерва выдоха и вдоха.
- Рабочий объем легких – определяется полным резким выдохом сразу после полного вдоха.
- Резервный объем выдоха — параметр, определяемый количеством воздуха, который можно дополнительно выдохнуть сразу после спокойного выдоха.
- Резервный объем вдоха — параметр, определяемый количеством воздуха, который можно дополнительно вдохнуть сразу после спокойного вдоха.
- Остаточный объем легких — это воздух, оставшийся в органе после полного выдоха.
- Функциональная остаточная емкость легких определяется объемом воздуха в органе после спокойного выдоха.
- Анатомическое мертвое пространство — части дыхательной системы, в которых не происходит газообмен. Таковыми являются нос, глотка, трахея и бронхи.
- Физиологическое мертвое пространство — часть альвеол, из которых не выходит воздух на выдохе.
Функции
Функции, выполняемые органами дыхательной системы, очевидны. Это:
- Газообмен между телом человека и окружающей средой.
- Экскреторная функция выполняется органами пищеварительной и дыхательной системы, где последняя выводит продукт обмена — углекислый газ.
- Терморегулирующая функция. Посредством органов дыхания она у человека развита не так хорошо, как, например, у собак. Однако при дыхании через рот также происходит охлаждение и выведение небольшого количества влаги.
- Звукообразование. Эта функция значительно развилась у человека в процессе социализации для поддержания контакта с другими особями и более активного взаимодействия.
- Очищение, увлажнение и согревание атмосферного воздуха невозможно без участия верхних дыхательных путей.
- Благодаря наличию в носовых пазухах специализированных рецепторных клеток, наш нос способен улавливать запахи.
Кровообращение и иннервация
К легким подходит малый круг кровообращения, выходящий из правого желудочка сердца. Кровь, богатая углекислым газом, течет от сердца по артериям и артериолам, а та, которая насыщена кислородом из воздуха, направляется к сердцу по венам и венулам. Принято называть артериями сосуды, проводящие кровь от сердца, а венами – к сердцу. Но в малом круге кровообращения все наоборот.
Легочные артерии и вены довольно короткие и тонкие, но их упругость очень велика, так как на их стенки приходится огромное давление кровотока, несущегося от сердца.
В правом желудочке сердца, к которому из правого предсердия приходит венозная кровь со всего организма, начинается легочная артерия. Она делится на правую и левую, а затем ветвится до капилляров, подходящих к альвеолам. Далее происходит газообмен, а насыщенная кислородом артериальная кровь течет по венулам к четырем венам, впадающим в левое предсердие.
Сердце толчками выбрасывает эту кровь в аорту, чтобы кислород попал к тканям.
Процесс дыхания регулируют центры вдоха и выдоха, которые находятся в продолговатом мозге. От рецепторов, находящихся на стенках кровеносных сосудов и бронхов, в дыхательный центр поступает информация о давлении воздуха и концентрации углекислого газа и кислорода.
Гормоны, реакции на окружающую среду и какие-либо механические воздействия (например, кусочек пищи) могут повлиять на дыхание, вызвав его учащение, углубление, чихание или кашель.
Типы дыхания
Человек может дышать посредством напряжения разных участков туловища. В зависимости от этого различают два типа дыхания:
- Грудное. Этот тип характерен для женщин, так как их организм предназначен для вынашивания ребенка. Это препятствует свободному дыханию животом. При грудном дыхании расширение легких возникает за счет расширения и поднятия грудной клетки. Эти движения вызываются сокращением межреберных мышц.
- Брюшное. Этот тип больше свойственен детям и мужчинам. При этом наблюдается сокращение мышц диафрагмы и выпячивание брюшной полости. Диафрагма при вдохе выпрямляется, что увеличивает давление на внутренние органы живота. Мышцы пресса расслабляются, давая животу выдвинуться вперед. Диафрагма становится куполообразной, сжимая легкие и снижая давление на брюшную полость. Одновременно с этим пресс напрягается, втягивая живот.
Также существ