Легочная система человека

Легкие человека – строение и функции. Интересные факты о легких

Легочная система человека
Общий рейтинг статьи/Оценить статью [Всего : 5 Общая оценка статьи: 4.8]

Каждый человек из школьного курса биологии знает, для чего нужны легкие и где они находятся.

В легких происходит газообмен, благодаря которому наш организм насыщается кислородом и выводит “отработанный” углекислый газ. Все верно. Но у легких есть задачи, не связанные с газообменом.

В этой статье мы разберем строение и функции легких, проследим путь воздуха от момента вдоха до альвеол. А также узнаем интересные факты о легких, о которых нам не рассказывали умные книжки.

Мы не будем разбирать строение и функции легких так, как это преподносят нам учебники. Это чересчур скучно и не всем понятно. Остановимся лишь на важных моментах.

Строение легких человека

Несмотря на то, что легкие – парный орган, они все же не симметричны. Правое легкое шире и немного короче левого. Это вполне закономерно, если вспомнить, что в левой и частично в центральной части грудной полости располагается сердце.

На левом легком есть специальная выемка для сердца, где оно чувствует себя довольно уютно. С точки зрения физиологии, это очень важно.

Левое легкое служит защитой для сердца, своего рода амортизационной подушкой, которая защищает его от механических повреждений.

[attention type=yellow]

Итак, правое легкое немного больше левого. Это объясняет определенные особенности их строения. В правом легком выделяют три доли, а в левом только две. Доли делятся на сегменты, а они — на дольки.

[/attention]

Легкое по форме напоминает конус – у него есть верхушка и основание, а также три поверхности. Подробное строение легкого можно изучить в анатомическом атласе, если это вам будет необходимо. Нам же намного важнее понять, как воздух, который мы вдыхаем попадает в легкие, и что с ним происходит дальше.

Как происходит процесс дыхания

Сам процесс дыхания – достаточно интересный с точки зрения физиологии. Обратите внимание, что мы дышим сами того не замечая и не контролируя. Сколько воздуха нам необходимо – решает головной мозг.

Очевидно, что потребность в кислороде в состоянии покоя и при физической нагрузке несколько отличается. Мы чаще дышим при стрессе или высоко в горах, где парциальное давление кислорода ниже, чем на равнинной местности.

Если бы нас попросили самостоятельно рассчитать частоту и глубину дыхания, в зависимости от потребностей организма, мы вряд ли справились бы с этой задачей.

Вместе с тем, человек может контролировать свое дыхание. Существуют специальные техники, которые позволяют снять стресс, убрать лишние эмоции и даже уменьшить боль. Рекомендации восточных практик – вдыхать обычно, а выдыхать длинно, имеют под собой научную основу. Частое поверхностное дыхание приводит в возбуждение нервную систему, а ровное медленное дыхание, ее, наоборот, успокаивает.

Вдох осуществляется за счет дыхательных мышц и диафрагмы. При этом увеличивается объем грудной клетки. Под действием силы натяжения легкие расправляются и в них формируется отрицательное давление воздуха. Стоит отметить, что в легких всегда присутствует около 150 мл воздуха. Это необходимо для того, чтобы поддержать их объем и обеспечить нормальные физиологические процессы.

Как происходит газообмен в легких

Итак, мы вдохнули, и воздух через носоглотку попадает в трахею, затем бронхи. Легкие – парный орган, соответственно и бронхи тоже. Если говорить простым языком, то бронхи – это полые трубочки, по которым проходит воздух.

Правый и левый бронх заходит в правое и левое легкое, соответственно. Это место в медицине называется корнем легкого.

[attention type=red]

Дальше бронхи наподобие дерева распадаются на более мелкие ветви – долевые бронхи, затем еще делятся – на сегментарные бронхи, которые в свою очередь переходят в дольковые бронхи. В каждом легком таких “веточек” от 800 до 1000.

[/attention]

Дольковые бронхи распадаются на более мелкие трубочки – бронхиолы, диаметр которых меньше миллиметра. В конце каждой бронхиолы находятся так называемые альвеолы. Это пузырьки с воздухом, оболочкой которых является тончайшая мембрана.

Строение легких напоминает перевернутое дерево:

Наверное, вы уже догадались, что в альвеолах и происходит газообмен. Легкие пронизаны мельчайшими кровеносными сосудами – капиллярами. Такая сетка необходима для процессов передачи кислорода, углекислого газа и других газообразных веществ. Они могут проходить через мембрану альвеол и капилляров. Здесь в силу вступает физика.

Кислород проходит за счет разницы парциального давления в крови и во вдыхаемом воздухе. То есть бедная кислородом кровь буквально тянет его к себе. Попав в кровь, кислород тут же захватывается гемоглобином эритроцитов и разносится по организму. Таким же образом кровь покидают летучие вещества, в том числе и углекислый газ.

Это, конечно, довольно примитивная схема представления газообмена в легких, но в целом она соответствует происходящим процессам.

За счет большого количества альвеол в легких обеспечивается большая площадь поверхности для полноценного взаимодействия крови и воздуха.

Примерный состав воздуха, которым мы дышим:

Кислород – 20-21%, углекислый газ — 0,03%, азот -79-80%

Примерный состав выдыхаемого воздуха:

Кислород 16,3%, углекислый газ 4%, азот – около 80%

То есть получается, что и в выдыхаемом воздухе есть кислород, то есть этот воздух не совсем “неживой”. Многие считают, что причина ощущения духоты в непроветриваемых помещениях с большим скоплением людей связана с избытком углекислого газа и недостатком кислорода. Это не совсем так.

В душных помещениях как правило тепло и влажно, ведь с дыханием организм покидает небольшое количество воды. Вот так и получается, что, если мы большим и дружным коллективом долго находимся в закрытом помещении, воздух становится более влажным.

Субъективно это воспринимается как дефицит кислорода.

Сурфактант легких

Сурфактант легких – это жидкость, которая тонким слоем покрывает альвеолы изнутри. функция сурфактанта – не допустить слипание альвеол на выдохе.

Для того, чтоб понять, как работает этот механизм, нужно представить себе воздушный шарик, который мы надули, а потом выпустили из него воздух.

Если изнутри нет никакой защитной оболочки, шарик слипнется и надуть его повторно будет проблематично.

[attention type=green]

Сурфактант состоит из белков, липидов и углеводов и синтезируется клетками альвеол.

[/attention]

Легкие закладываются и начинают развиваться примерно с 3 недели внутриутробного развития. Так как этот орган плоду пока не нужен, сурфактант начинает вырабатываться в конце третьего триместра беременности.

При рождении ребенок испытывает нехватку кислорода и рефлекторно вдыхает. Первый крик новорожденного – ни что иное, как первый выдох.

Это говорит о том, что все в порядке – легкие расправились и ребенок начал активно дышать.

У недоношенных детей легочная ткань незрелая, сурфактанта недостаточно или вообще нет. Поэтому им проводят искусственную вентиляцию легких, а при выраженной дыхательной недостаточности вводят сурфактант. Этот препарат содержит высокоочищенный сурфактант животных.

Еще одна важная функция сурфактанта – защита от инфекции, которую мы вдыхаем вместе с воздухом.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

Жизненная емкость легких – это максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть после максимального выдоха.

В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает примерно 500 мл воздуха. В спокойном состоянии мы дышим в основном только верхушкой легких. При интенсивном газообмене работают и нижние отделы легких, дыхание становится глубже, и мы вдыхаем больше воздуха.

Это не говорит о том, что у спортсменов легкие крупнее, чем у нетренированного человека. Просто объем воздуха, который спортсмен может вдохнуть гораздо больше.

[attention type=yellow]

Почему это важно? Дело в том, что глубокая вентиляция включает резервные отделы легких, в которых из-за бездействия часто наблюдаются застойные явления и воспаление.

[/attention]

Регулярные тренировки увеличивают максимальное потребление кислорода на 20-30%, расширяют бронхи, стимулируют отделение слизи.

Идеальными в плане тренировки легких являются такие виды спорта как большой теннис, плавание, легкая атлетика и вся физическая активность, связанная с кардио нагрузкой.

Функции легких, не связанные с газообменом

Если с газообменом все относительно понятно, то о других функциях легких многие даже не догадываются. Давайте их разберем:

1. Защитная функция легких заключается в уничтожении инфекции, а также удалении пыли и других инородных веществ.

Кроме сурфактанта, который обеспечивает механическую защиту, в тканях легких содержится много иммунных клеток, которые распознают и уничтожают инфекцию.

Ее фрагменты вместе с отработавшими клетками иммунитета, пылью и другими чужеродными частичками покидают организм с выдыхаемым воздухом и слизью. Кстати, кашель – это защитный рефлекс, который говорит о том, что время вывести лишнее вместе со слизью.

2. Депо крови. В капиллярах легких запасается около 450 мл крови, которая может быть использована при кровопотере.

3. Фильтрация крови. В легких фильтруются и расплавляются мелкие тромбы.

4. Участие в обмене веществ. В легких происходит синтез белка. При этом азот, который необходим для такого синтеза, частично отбирается из вдыхаемого воздуха. Как говорится, “не хлебом единым”.

Еще один важный процесс, который происходит в легких – активация ангиотензина II. Это вещество является мощным сосудосуживающим агентом – принимает непосредственное участие в регуляции артериального давления.

Также в легких инактивируется серотонин и запасаются гистамин, брадикинин и другие биологически активные вещества.

5. Поддержание баланса воды в организме. В процессе дыхания происходит испарение воды.

6.Терморегуляция. Легкие обладают способностью к теплопродукции. Они согревают не только вдыхаемый воздух, но и весь организм в целом.

7. Выделение летучих веществ, которые находятся во вдыхаемом воздухе, либо синтезируются в организме. К ним относятся углекислый газ, метан, ацетон и другие вредные вещества, которые отравляют наш организм.

Профилактика болезней легких

И напоследок, немного поговорим о профилактике болезней легких. Большинство из нас живут в промышленных городах, где воздух, который по определению должен быть прозрачным, можно увидеть. И, судя по всему, не за горами время, когда мы сможем его и пощупать – настолько высок процент взвеси из промышленной и строительной пыли.

О вреде курения говорить бесполезно, пусть активисты ЗОЖники простят такую категоричность. Можно бросить курить, было бы желание. А у многих его просто нет. Все, кто хотел, давно перешли на вейп (электронные сигареты).

Их относительная безопасность под большим вопросом. Весьма странно, почему люди так быстро “втягиваются” в этот процесс. Трубить тревогу первыми начали производители сигарет, ведь это серьезно ударило по их бизнесу.

А вы думали, это они о здоровье поколения так переживают?

[attention type=red]

Это было небольшое отступление от темы. В конце концов, ваше здоровье – в ваших руках. Давайте лучше поговорим о том, что любят наши легкие, и можно ли их почистить.

[/attention]

Легкие способны к частичному восстановлению. Но если вы десять лет курите по пачке в день, не требуйте от них невозможного. Разрушенные альвеолы не могут регенерировать. Восстанавливается функция бронхов – их реснички начинают выполнять утерянную функцию очищения от слизи и вредных веществ. Субъективно это выражается в уменьшении интенсивности одышки и в улучшении общего самочувствия.

В общем-то легкие, как и многие органы нашего организма являются самовосстанавливающейся системой. Достаточно убрать негативные факторы, и к ним начнет возвращаться здоровье. Уже через 2-3 недели вы почувствуете явные улучшения в вашем организме.

Есть продукты, которые косвенно помогают очистить легкие за счет антиоксидантов, бактерицидных и отхаркивающих веществ в их составе. Это ананасы, яблоки, зеленый чай, чеснок, лук, имбирь, молоко, овес, мед. Есть масса рецептов отваров из еловых шишек, трав и других растительных компонентов.

Для более быстрого очищения легких рекомендуют пить много воды – не менее 2-2,5 л в день. Она разжижает слизь и стимулирует отделение мокроты.

Неплохо работают ингаляции. Можно применять солевые растворы или минеральную воду, а можно добавлять в них эфирные масла – эвкалиптовое, кедровое, масло пихты и можжевельника.

Любители бани тоже будут довольны – эта оздоровительная процедура благотворно влияет на наши легкие. Только не переусердствуйте с температурой – она должна быть не очень высокой для того, чтоб не обжечь слизистую.

Самый эффективный способ оздоровления легких и всей дыхательной системы в целом – это конечно же спорт. Но есть одно условие, которое не всегда возможно реализовать – спортом нужно заниматься на свежем воздухе, то есть подальше от города.

Берегите ваши легкие и будьте здоровы!

Источник: https://medsimple.com.ua/legkie-cheloveka/

Строение органов дыхания человека

Легочная система человека

Клетки человеческого тела требуют постоянного притока кислорода, чтобы остаться в живых. Дыхательная система обеспечивает кислородом клетки организма, удаляя углекислый газ, продукты отходов, которые могут быть смертельными, если накопятся.

Есть 3 основных части дыхательной системы: дыхательные пути, легкие и мышцы дыхания. Дыхательные пути, которые включают нос, рот, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, несут воздух в легкие и выводят наружу.

Легкие … [Читайте ниже] [Начало сверху] … выступают в качестве функциональных узлов дыхательной системы, пропуская кислород внутрь организма и удаляя двуокись углерода из организма. И, наконец, мышцы дыхания, в том числе диафрагма и межреберные мышцы, работают вместе, передвигая воздух в и из легких во время дыхания.

Нос и носовая полость образуют основное внешнее отверстие для дыхательной системы и первый участок воздушной трассы -дыхательные пути организма, через которые воздух движется. Нос представляет собой строение из хряща, костей, мышц и кожи, которая поддерживает и защищает переднюю часть носовой полости.

Носовая полость представляет собой полое пространство внутри носа и черепа, которое покрыто волосками и слизистой оболочкой. Функция полости носа — нагреть, увлажнить и отфильтровать воздух, поступающий в организм, прежде чем он достигает легких.

Волоски и слизь, выстилающие носовую полость помогают улавливать пыль, плесень, пыльцу и другие загрязнители окружающей среды, прежде чем они смогут достичь внутренних частей тела. Воздух, выходящий из тела через нос возвращает влагу и тепло в носовую полость перед тем, как оно будет отправлено в окружающую среду.

Рот

Рот, также известный как ротовая полость, является вторичным наружным отверстием для дыхательных путей. Самое нормальное дыхание происходит через носовую полость, но ротовая полость может быть использована, чтобы дополнить или заменить функции носовой полости, когда это необходимо.

Поскольку путь воздуха, поступающего в организм из ротовой полости короче, чем путь для воздуха, поступающего из носа, рот не греет и не увлажняет воздух, поступающий в легкие. Во рту также не хватает волос и липкой слизи, чтобы фильтровать воздух.

Одно из преимуществ дыхания через рот — более короткое расстояние и больший диаметр позволяет большему количеству воздуха быстро войти в тело.

[attention type=green]

ГлоткаГлотка, также известная как горло, является мышечной воронкой, которая простирается от заднего конца носовой полости до верхнего конца пищевода и гортани. Глотка делится на 3 области: носоглотка, ротоглотка и гортаноглотка. Носоглотка является высшей областью глотки, расположенной в задней части носовой полости.

[/attention]

Вдыхаемый воздух из полости носа проходит в носоглотку и спускается через ротоглотки, расположенную в задней части полости рта. Воздух вдыхается через ротовую полость и поступает в глотку. Затем, вдыхаемый воздух опускается в гортаноглотку, где он будет переадресован в отверстие гортани с помощью надгортанника.

Надгортанник представляет собой лоскут из эластичного хряща, который действует как переключатель между трахеей и пищеводом. Поскольку гортань также используется, чтобы проглатывать пищу, надгортанник гарантирует, что воздух пройдёт в трахею, закрывая отверстие в пищевод.

Во время процесса глотания, надгортанник движется, чтобы покрыть трахеи, для того чтобы пища попала в пищевод и предотвратить удушье.ГортаньГортань, также известная как ые связки, является коротким участком дыхательных путей, который соединяет гортаноглотку и трахею.

Гортань расположена в передней части шеи, чуть уступает подъязычной кости и превосходящей трахеи. Несколько хрящевых структур составляют гортань. Надгортанник является одним из хрящевых кусков в гортани и служит в качестве крышки гортани при глотании.

Низшим к надгортаннику является хрящ щитовидной железы, который часто называют кадык, чаще всего увеличен и виден у взрослых мужчин. Хрящ щитовидной железы держит открытым передний конец гортани и защищает ые связки. Ниже щитовидного хряща находится кольцеобразный перстневидный хрящ, который удерживает гортань открытой и поддерживает её задний конец.

В дополнение к хрящевой ткани, гортань содержит специальные структуры, известные как ые складки, которые позволяют организму производить звуки речи и пения. Голосовые связки являются складками слизистой оболочки, которые вибрируют для создания вокальных звуков. Напряжение и вибрация ых складок может быть изменено, чтобы изменить высоту колебаний, что они производят.

Трахея

Трахея или дыхательное горло, представляет собой 12 — сантиметровую трубку, изготовленную из С-образных гиалиновых хрящевых колец, с многорядным мерцательным цилиндрическим эпителием. Трахея соединяет гортань с бронхами и позволяет воздуху проходить через шею в грудную клетку.

Кольца хряща, составляющие трахеи, позволяют ему оставаться открытым для воздуха во все времена. Открытый конец хрящевых колец обращенный кзади к пищеводу, позволяет пищеводу расширяться в пространстве, занимаемом трахеей, чтобы позволить массе из пищи переместиться через пищевод.

Основная функция трахеи — обеспечение четкого дыхательного пути для воздуха, чтобы он мог войти и выйти из легких.

[attention type=yellow]

Кроме того, эпителий, выстилающий трахеи, производит слизь, которая накопила пыль и другие загрязняющие вещества и предотвращает её попадание в легкие.

[/attention]

Реснички на поверхности эпителиальных клеток, перемещают слизь точно к глотке, где она может быть проглочена и переварена в желудочно-кишечном тракте.

Бронхи и бронхиолы
На нижнем конце трахеи дыхательные пути расщепляются на левую и правую ветви, известные как первичные бронхи. Левый и правый бронхи идут в каждое легкое, затем следуют отходящие более мелкие бронхи — вторичные. Вторичные бронхи несут воздух в доли легких — 2 в левом легком и 3 в правом легком.

Вторичный бронхи в свою очередь, разделяются на множество более мелких третичных бронхов в пределах каждого лепестка. Третичные бронхи распадаются на множество мелких бронхиол, которые распространяются по всей поверхности легких. Каждые бронхиолы далее распадается на множество более мелких ветвей менее миллиметра в диаметре, называемых конечными бронхиолами.

И, наконец, миллионы крошечных конечных бронхиол проводят воздух в альвеолы легких.

По мере того, как в дыхательных путях расщепляется на древовидные ветви бронхи и бронхиолы, структура стенок дыхательных путей начинает изменяться. Первичные бронхи содержат множество С-образных хрящевых колец, которые прочно удерживают дыхательные пути открытыми и придают бронхам форму сплющенного круга или буквы D.

Где бронхи разветвляются на вторичные и третичные бронхи, хрящи становятся более широко расставленными и покрыты более гладкими мышцами, содержащими белок эластин. Бронхиолы отличаются от структуры бронхов тем, что они не содержат какой-либо хрящ вообще.

Наличие гладких и эластических мышц позволяет более мелким бронхам и бронхиолам быть более гибкими и пластичными.

Основная функция бронхов и бронхиол — нести воздух из трахеи в легкие. Гладкие мышечные ткани в их стенках помогают регулировать поток воздуха, поступающего в легкие. Когда большие объемы воздуха требуются для тела, например, во время физических упражнений, гладкая мышца расслабляется для расширения бронхов и бронхиол.

[attention type=red]

Дилатационные дыхательные пути обеспечивают меньшее сопротивление воздушному потоку и позволяют большему количеству воздуха проходить в и из легких. Гладкие мышечные волокна способны сокращаться во время отдыха, чтобы предотвратить гипервентиляциюи.

[/attention]

Бронхи и бронхиолы также используют слизь и реснички их эпителиальной выстилки для улавливания и перемещения пыли и других загрязняющих веществ из легких.

Лёгкие

Лёгкие являются парой крупных, рыхлых органов, находящихся в грудной клетке сбоку от сердца и превосходящими диафрагму. Каждое легкое окружено плевральной мембраной, которая обеспечивает его пространством для расширения, а также служит для создания отрицательного давления относительно атмосферному.

Отрицательное давление позволяет легким пассивно наполняться воздухом, тогда как они расслабляются. Левые и правые легкие немного отличаются по размеру и форме из — за сердца, находящегося на левой стороне тела.

Таким образом, левое легкое немного меньше, чем правое и состоит из 2 — ух долей, в то время как правое легкое имеет 3 доли.

Внутренняя часть легких состоит из губчатых тканей, содержащих много капилляров и около 30 миллионов крошечных мешочков, известных как альвеолы.

Альвеолы — чашеобразные структуры, находящиеся в конце терминала бронхиол и окруженные капиллярами.

Альвеолы выстланы тонкой прослойкой плоского эпителия, что позволяет воздуху войти в альвеолы и обменять свои газы при прохождении крови через капилляры.

Мышцы дыхания

Набор мышц окружающих легкие, которые способны засосать воздух для ингаляции или выдохнуть его из легких. Основная мышца дыхания в организме человека — диафрагма, тонкий лист скелетных мышц.

Когда диафрагма сжимается, она движется книзу несколько сантиметров в брюшную полость, увеличивая пространство внутри грудной полости и обеспечивая продувание воздуха в легкие.

Релаксация диафрагмы позволяет воздуху течь обратно в легкие во время выдоха.

Между ребрами находится много межреберных мышц, которые помогают диафрагме с увеличением и сжатием легких. Эти мышцы делятся на две группы: внутренние межреберные и наружные межреберные мышцы.

[attention type=green]

Внутренние — глубоко расположенный набор мышц, они угнетают ребра, чтобы сжать грудную полость и лёгкие, чтобы выдохнуть воздух из легких.

[/attention]

Внешние межреберные мышцы находятся на поверхности и функционируют, чтобы поднять ребра, обеспечивая расширение объема грудной полости и в результате чего воздух выходит из легких.

Легочная вентиляция

Легочная вентиляция представляет собой процесс перемещения воздуха в и из легких, чтобы облегчить газообмен. Дыхательная система использует систему отрицательного давления и сокращение мышц для достижения легочной вентиляции.

Система отрицательного давления дыхательной системы предполагает создание отрицательного градиента давления между альвеолами и внешней атмосферой. Мембрана запечатывает легкие и поддерживает давление незначительно ниже, чем в атмосфере, когда легкие находятся в состоянии покоя. Это приводит к пассивному наполнению легких в состоянии покоя.

Чтобы заполнить легкие воздухом, давление в них поднимается до тех пор, пока оно не станет соответствовать атмосферному. На данном этапе ещё больше воздуха может быть вдыхаемо сокращением диафрагмы и наружных межреберных мышц, которые увеличивают объем грудной клетки и снова снижая давление в легких ниже, чем в атмосфере.

Для того, чтобы выдохнуть воздух, диафрагма и внешние межреберные мышцы расслабляются, в то время как внутренние межреберные мышцы сокращаются, чтобы уменьшить объем грудной клетки и увеличить давление внутри грудной полости.

Градиент давления в это время восстанавливается, что приводит к выдоху воздуха, пока давление внутри легких и за пределами тела не станут равны. На этом этапе свойство упругости легких приводит к их возвращению назад к их объему покоя, восстанавливая отрицательный градиент давления, присутствующий во время ингаляции.

Внешнее дыхание

Внешнее дыхание — обмен газов между воздухом, заполняющим альвеолы и кровь в капиллярах и окружающим стенки альвеол. Воздух, поступающий в легкие из атмосферы имеет более высокое парциальное давление кислорода и более низкое парциальное давление диоксида углерода, чем имеет кровь в капиллярах.

Разница в парциальных давлений призывает газы диффундировать пассивно вдоль их градиентов давления от высокого до низкого через простой чешуйчатый эпителий покрова альвеолов. Конечным результатом внешнего дыхания является движение кислорода из воздуха в кровь и перемещение углекислого газа из крови в воздух.

Кислород становится возможно транспортировать к тканям организма, в то время как углекислый газ выбрасывается в атмосферу во время выдоха.

Внутреннее дыхание

Это — обмен газов между кровью в капиллярах и тканями организма. Капиллярная кровь имеет более высокое парциальное давление кислорода и более низкое парциальное давление углекислого газа, чем ткани, через которые она проходит.

Разница в парциальных давлений приводит к диффузии газов вдоль их градиентов давления от высокого до низкого давления через эндотелий капилляров.

Конечным результатом внутреннего дыхания является диффузия кислорода в ткани и диффузия углекислого газа в кровь.

Транспортировка газов2 основных дыхательных газа, кислород и углекислый газ, которые транспортируются по всему телу с помощью крови крови. Плазма крови имеет способность транспортировать растворенный кислород и углекислый газ, но большая часть газов, переносимых в крови существуют для транспортировки молекул.

Гемоглобин является важной молекулой транспорта, находится в красных кровяных клетках, которые содержат почти 99% кислорода крови. Гемоглобин может также нести небольшое количество углекислого газа из тканей обратно в легкие. Тем не менее, подавляющее большинство диоксида углерода присутствует в плазме как бикарбонат — ион.

[attention type=yellow]

Когда парциальное давление углекислого газа высоко в тканях, фермент карбоангидразы катализирует реакцию между диоксидом углерода и водой с образованием угольной кислоты. Углекислота затем диссоциирует на ионы водорода и бикарбонат — иона.

[/attention]

Когда парциальное давление углекислого газа низко в легких, происходят реакции обратного порядка и углекислый газ высвобождается в легкие, чтобы быть выпущенным наружу.

Гомеостатический контроль дыхания

В нормальных условиях покоя, тело сохраняет спокойную частоту дыхания и глубину — нормальное дыхание. Нормальное дыхание сохраняется до возникновения повышенного спроса на кислород у тела. А производство углекислого газа повышается за счет большей нагрузки.

Вегетативные хеморецепторы в организме способны контролировать парциальное давление кислорода и CO2 в крови и посылают сигналы в дыхательный центр ствола головного мозга.

Дыхательный центр затем регулирует частоту и глубину дыхания, чтобы вернуть кровь к её нормальному уровню парциального давления газов.

Источник: https://anatomya.ru/organy_dyhaniya_dyhatelnoy_sistemy.html

Дыхательная система

Легочная система человека

Дыхательная система обеспечивает функции внешнего дыхания, то есть газообмена между кровью и воздухом. Внутренним, или тканевым дыханием называют газообмен между клетками тканей и окружающей их жидкостью и окислительные процессы, которые происходят внутри клеток и приводят к получению энергии.

Газообмен с воздухом осуществляется в легких. Он направлен на то, чтобы кислород из воздуха поступил в кровь (был захвачен молекулами гемоглобина, так как в воде кислород растворяется плохо), а растворенный в крови углекислый газ выделился в воздух, во внешнюю среду.

Взрослый человек в покое совершает около 14-16 вдохов за минуту. При физической или эмоциональной нагрузке могут увеличиваться глубина и частота дыхания.

Дыхательные пути

Дыхательные пути несут воздух к легким. Они начинаются с носовой полости, оттуда по носовым ходам воздух попадает в глотку. На уровне глотки дыхательные пути встречаются с пищеварительными. Выделяют носоглотку и ротоглотку (их разделяет язычок). Ниже, на уровне надгортанника, они вместе образуют гортаноглотку.

Схема дыхательных путей

Из гортаноглотки воздух идет в гортань, далее – в трахею. Стенки гортани образованы несколькими хрящами, между которыми натянуты ые связки. При спокойном вдохе и выдохе ые связки расслаблены. При прохождении воздуха между напряженными связками возникает звук. Человек способен произвольно менять углы наклона хрящей и степень натяжения связок, что делает возможным речь и пение.

Условная граница между верхними и нижними дыхательными путями проходит на уровне гортани.

К верхним дыхательным путям можно также отнести ротовую полость, так как иногда дыхание осуществляется и через рот. Дыхание носом является более физиологичным по нескольким причинам:

  • Во-первых, проходя через извитые носовые ходы воздух успевает согреться, увлажниться и очиститься от пыли и бактерий. При охлаждении дыхательных путей снижается защитная способность иммунитета и повышается риск заболеть;
  • Во-вторых, в носовой полости есть рецепторы, которые запускают чихание. Это сложный защитный рефлекторный акт, направленный на удаление из дыхательных путей инородных тел, вредных химических веществ, слизи и прочих раздражителей;
  • В-третьих, в носовых ходах находятся обонятельные рецепторы, благодаря которым человек различает запахи.

К нижним дыхательным путям относят гортань, трахею и бронхи. Пути движения воздуха и пищи перекрещиваются, поэтому еда или жидкость могут попадать в трахею.

Такое устройство органов дыхания эволюционно восходит к двоякодышащим рыбам, которые для дыхания заглатывали воздух в желудок. Вход в трахею перекрывается специальным хрящем, надгортанником.

Во время акта глотания надгортанник опускается, чтобы пища и жидкость не проникли в легкие.

Трахея расположена кпереди от пищевода, она представляет собой трубку, в стенке которой находятся хрящевые полукольца, которые придают трахее необходимую жесткость, чтобы она не спадалась и воздух мог бы проходить к легким. Задняя стенка трахеи мягкая, поэтому при прохождении по пищеводу твердых комков она может растягиваться и не создавать препятствий пище.

При отеках шеи (например, при аллергическом отеке Квинке) трахея защищена от сдавливания в отличии от гортаноглотки. Поэтому при отеке гортани человек может задохнуться. Если гортань еще проходима, в нее вставляют жесткую трубку, чтобы обеспечить ток воздуха. Если же гортань уже отекла слишком сильно, делают трахеотомию: разрез в трахее, в который вставляют трубку для дыхания.

На уровне V-VI грудного позвонка трахея делится на два главных бронха, правый и левый. Место разделения трахеи называется бифуркацией. Бронхи схожи по строению с трахеей, только хрящи в их стенках имеют форму замкнутых колец. Внутри легких бронхи тоже ветвятся, переходят в более мелкие бронхиолы.

Прием Хаймлиха

[attention type=red]

Иногда инородные тела все же попадают в нижние дыхательные пути. В этом случае слизистая раздражается и человек начинает кашлять, чтобы удалить инородное тело. Если дыхательные пути перекрываются полностью, наступает асфиксия, человек начинает задыхаться.

[/attention]

Традиционным способом помочь в такой ситуации считают удары по спине.

Однако, если наносить удары стоящему прямо человеку, инородное тело под действием силы тяжести сместится вниз и вероятнее всего закупорит правый главный бронх (он отходит от трахеи меньшим углом).

Дыхание после этого восстановится, но не в полном объеме, так как функционировать будет только одно легкое. Пострадавшему будет необходима госпитализация.

Чтобы предотвратить закупорку главного бронха, перед выполнением ударов по спине нужно, чтобы пострадавший нагнулся вперед. При этом ударять следует между лопатками, совершая резкие толкательные движения снизу-вверх.

Если после 5 ударов пострадавший продолжает задыхаться, следует выполнить прием Хаймлиха (Геймлиха): встав за спиной пострадавшего, положить кулак одной руки над пупком и резко и сильно нажать обеими руками. Прием Хаймлиха можно выполнять и лежащему человеку (см. рисунок).

Легкие, газообмен

В организме человека два легких, правое и левое. Правое состоит из трех долей, левое – из двух. Вообще, левое легкое меньше по размеру, так как часть объема грудной клетки слева занимает сердце. Именно в легких происходит газообмен между кровью и воздухом.

По самым тонким частям дыхательных путей, терминальным (конечным) бронхиолам, воздух попадает в альвеолы. Альвеолы представляют собой полые пузырьки с тонкими стенками, которые оплетены густой сетью капилляров.

Пузырьки собраны в гроздья, которые называют альвеолярными мешочками, они образуют респираторные отделы легких. Каждое легкое содержит около 300 000 000 альвеол. Такое строение позволяет значительно увеличить площадь поверхности, на которой происходит газообмен.

[attention type=green]

У человека общая площадь поверхности альвеолярных стенок составляет от 40 м² до 120 м².

[/attention]

Строение легких

Венозная кровь подходит к альвеолярному мешочку по артериоле. По венуле в сторону сердца оттекает насыщенная кислородом артериальная кровь. Кислород и углекислый газ движутся по градиенту концентрации путем пассивной диффузии, так как в воздухе относительно много кислорода и мало углекислого газа.

Состав атмосферного воздуха: 21% кислорода, 0,03% углекислого газа (СО2) и 79% азота. На выдохе состав воздуха изменяется следующим образом: 16,3% кислорода, 4% СО2 и по-прежнему 79% азота.

Видно, что концентрация СО2 возрастает более, чем в 100 раз! При этом концентрация кислорода изменяется не так сильно, поэтому для того, чтобы воздухом снова можно было дышать, важнее удалить из него избыток углекислого газа, а не насытить кислородом.

Стенки альвеол изнутри покрыты сурфактантом, это поверхностно-активное вещество, которое предотвращает спадение альвеол на выдохе.

Сурфактант уменьшает силу поверхностного натяжения, его выделяют специальные клетки-альвеолоциты.

При воспалительных процессах состав сурфактанта может изменяться, альвеолы начинают схлопываться и слипаться, уменьшается площадь поверхности газообмена, возникает чувство нехватки воздуха, одышка.

Способом расправить слипнувшиеся альвеолы является зевание – ещё один сложный рефлекторный акт дыхательной системы. Зевание возникает, когда к мозгу поступает недостаточно кислорода.

Дыхательные движения, легочные объемы

Грудная полость изнутри выстлана гладкой серозной оболочкой – плеврой.

Плевра имеет два листка, один покрывает стенку грудной полости (париетальная, или пристеночная плевра), другой – сами легкие (висцеральная, или легочная плевра).

Листки плевры выделяют плевральную жидкость, которая смягчает скольжение легких и предотвращает трение. Также плевра обеспечивает герметичность плевральной полости, благодаря чему возможно дыхание.

При вдохе человек изменяет объем дыхательной клетки двумя путями: за счет поднятия ребер и за счет опускания диафрагмы.

[attention type=yellow]

Ребра имеют косонисходящее направление, поэтому при напряжении основных дыхательных мышц они поднимаются вверх, расширяя грудную клетку. Диафрагма – мощная мышца, которая разделяет органы грудной и брюшной полостей.

[/attention]

В расслабленном состоянии они образует купол, а когда напрягается – становится плоской и прижимает вниз органы брюшной полости.

Схема дыхания

Если в процессе вдоха большую роль играет подъем ребер, такой тип дыхания называется грудным, он характерен для женщин. У мужчин чаще преобладает брюшной (диафрагмальный) тип дыхания, при котором основную роль во вдохе играет напряжение диафрагмы.

Из-за того, что плевральная полость герметична, а объем грудной клетки увеличивается, давление в плевральной полости на вдохе падает и становится ниже атмосферного (условно такое давление называют отрицательным). Воздух из-за разности давлений по дыхательным путям начинает поступать в легкие.

Если герметичность плевры нарушена (такое может произойти при переломе ребер или проникающем ранении), воздух будет поступать не в легкие, а в плевральную полость. Может даже произойти спадение легкого или его доли, так как атмосферное давление будет действовать снаружи, не расправляя, а наоборот, сжимая легочную ткань.

Проникновение газа в плевральную полость называется пневмотораксом. Газообмен в спавшемся легком невозможен, поэтому при ранении грудной клетки очень важно как можно скорее обеспечить герметичность плевральной полости.

Для этого используют герметичные повязки, непосредственно к ране прикладывают кусок клеенки, полиэтилена, тонкой резины и т.д.

Если интенсивность вентиляции необходимо увеличить, к работе основных дыхательных мышц присоединяются вспомогательные: мышцы шеи, груди, некоторые спинные мышцы. Так как многие из них крепятся к костям пояса верхних конечностей, для облегчения дыхания люди опираются руками, чтобы зафиксировать пояс конечностей. Подобные позы можно наблюдать у больных людей при приступе астмы.

[attention type=red]

Выдох в покое происходит пассивно. Есть дыхательные мышцы, с помощью которых можно совершить резкий (форсированный) выдох. Это в основном мышцы брюшного пресса: при напряжении они сдавливают органы брюшной полости, выталкивая вверх диафрагму.

[/attention]

В покое легкие вентилируются неравномерно, хуже всего вентилируются верхушки легких. Это компенсируется тем, что кровоснабжаются верхушки обильнее, чем основания.

Объем спокойного выдоха составляет в среднем 0,5 л. Существуют резервные объемы вдоха и выдоха, при необходимости человек начинает дышать усиленно, делать глубокие вдохи и форсированные выдохи.

При этом объем воздуха в легких увеличится в несколько раз.

Максимальный объем, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) и составляет около 4,5 л. При этом в дыхательных путях всегда, даже после полного выдоха, остается некоторое количество воздуха (иначе дыхательные пути спадались бы). Этот воздух составляет остаточный объем, около 1,5 л.

Для исследования функции внешнего дыхания используют спирографию. Пример спирограммы представлен на рисунке:

Пример спирограммы

Тканевое дыхание

В тканях организма, где концентрация кислорода меньше, чем в легких, молекулы кислорода выходят из эритроцитов в кровь и затем поступают в тканевую жидкость. Кислород плохо растворяется в воде, поэтому он высвобождается эритроцитами постепенно.

Клетки ткани через тканевую жидкость отдают в кровь СО2, который хорошо растворим в воде и не требует гемоглобина для переноски.

Таким образом, транспорт газов происходит пассивно, без затраты энергии. Эффективный газообмен между кровью и тканью возможен только в капиллярах, так как их стенка достаточно тонкая, а скорость течения крови достаточно медленная.

Важно помнить, что конечная цель работы дыхательной системы – обеспечить поступление кислорода внутрь клетки, так как именно аэробное окисление глюкозы является источником энергии для человека. Процесс получения энергии происходит внутри клеточных органелл, митохондрий.

Глюкоза под действием дыхательных ферментов проходит несколько этапов окисления, в результате чего образуются молекулы АТФ, вода и углекислый газ. АТФ – универсальный переносчик энергии, который используется практически во всех процессах в клетке.

Клеточное дыхание

Регуляция дыхания

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, он регулирует глубину и частоту вдохов. Рецепторы на его поверхности реагируют в основном на повышение концентрации СО2 в крови.

То есть, если в воздухе нормальная концентрация кислорода, но повышено содержание углекислого газа (гиперкапня) человек будет испытывать сильный дискомфорт. Появится одышка, головокружение, удушье, человек потеряет сознание.

У многих людей повышенная концентрация СО2 вызывает панику.

При гипервентиляции легких (слишком частое и глубокое дыхание) из крови вымывается СО2, что тоже ведет к головокружению и иногда к потере сознания, потому что система регуляции дыхания «сбивается».

[attention type=green]

Есть также рецепторы, которые реагируют на снижение или повышение кислорода в крови. При гипоксии (нехватке кислорода) возникает вялость, заторможенность и спутанность сознания. Через некоторое время наступает эйфория, которая сменяется ступором и потерей сознания.

[/attention]

Сигналы из дыхательного центра поступают к межреберным мышцам и диафрагме. При избытке углекислого газа в большей усиливается частота дыхательных движений, а при недостатке кислорода – их глубина.

В верхних дыхательных путях, трахее и крупных бронхах, в листках плевры находятся кашлевые рецепторы. В ответ на раздражение слизистой они запускают кашлевой рефлекс, чтобы избавиться от раздражителя. В мелких бронхах и бронхиолах кашлевых рецепторов нет, поэтому если воспалительный процесс локализован в терминальных отделах дыхательных путей, он не сопровождается кашлем.

Слизь, которая выделяется при воспалении, через некоторое время доходит до крупных бронхов и начинает раздражать их, запускается кашлевой рефлекс. Различают продуктивный и непродуктивный кашель. При продуктивном кашле происходит отделение мокроты. Если слизи недостаточно много или она слишком вязкая и трудно отделяется, кашель непродуктивный.

Для облегчения отхождения мокроты используют разжижающие лекарства, муколитики. Чтобы люди не страдали от сильного кашля, используют противокашлевые препараты, которые уменьшают чувствительность рецепторов или угнетают центр кашлевого рефлекса.

Нельзя тормозить кашлевой рефлекс, если в бронхах находится большое количество мокроты. В этом случае ее отхождение будет затруднено, и она может закупорить просвет бронхов. Раньше в качестве противокашлевых капель для детей применяли героин.

Источник: https://spadilo.ru/dyxatelnaya-sistema/

Правильное лечение
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: