Общая характеристика дыхательной системы

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих обмен газов между организмом и окружающей средой.

Сущность дыхания состоит в поглощении живым организмом кислорода и выделении углекислого газа из клеток в окружающую среду. Поглощенный кислород расходуется в реакциях биологического окисления.

Функции дыхательной системы:

1.Газообмен между организмом и внешней средой.

2.Выделительная.

3.Теплоотдачи.

4.Защитная.

Процесс дыхания складывается из трех этапов:

1. Внешнее дыхание, заключающееся в ритмичном поступлении воздуха в легкие при вдохе и удалении его из легких при выдохе.

2. Транспорт газов (кислорода и углекислого газа) кровью.

3. Тканевое (клеточное) дыхание, происходящее в клетках: использование кислорода в митохондриях клеток на процессы биологического окисления и образование углекислого газа.

Нарушение любого из этих процессов создает опасность для жизни человека.

Органы, осуществляющие внешнее дыхание, составляют систему органов дыхания. В зависимости от выполняемой функции органы дыхания подразделяются на воздухоносные пути и дыхательную часть.

Воздухоносные пути делятся на верхние дыхательные пути (полость носа и гортань) и нижние дыхательные пути (трахея и бронхи). Они служат для проведения, увлажнения, очищения и согревания вдыхаемого воздуха. Особенностью дыхательных путей является то, что они имеют не спадающиеся стенки за счет костной и хрящевой ткани, поэтому воздух свободно циркулирует в обе стороны.

В дыхательной части (легочных альвеолах) происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью. Кроме того, к дыхательной части относят и вспомогательную костно-мышечную систему, обеспечивающую дыхательные движения (ребра, межреберные мышцы, диафрагма).

Регуляция дыхания осуществляется изменением глубины и частоты дыхательных движений. Регуляция обеспечивается гуморальным и нервным путем.

В продолговатом мозгу имеется дыхательный нервный центр, в котором есть центр вдоха и выдоха. В нейронах дыхательного центра постоянно возникают импульсы, передающиеся на дыхательные мышцы, вследствие чего они сокращаются или расслабляются. Дыхательный центр обладает автоматией. В нем авто-матически возникает ритмическое возбуждение с частотой 14 - 16 раз в минуту. Поскольку дыхательная мускулатура образована поперечно-полосатой мышечной тканью, человек способен произвольно изменять вентиляцию легких.

На активность дыхательного центра влияет целый ряд гормонов. Например, адреналин, выделяющийся в кровь при испуге, стрессе, физической и эмоциональной нагрузке, увеличивает вентиляцию легких. Она увеличивается при повышении уровня гормона прогестерона во время беременности.

2. Верхние дыхательные пути: строение и функции

К верхним дыхательным путям относятся носовая полость, носоглотка и гортань.

Различают наружный нос и носовую полость. Носовая полость поделена вертикальной носовой перегородкой на две симметричные половины, которые спереди сообщаются с наружной атмосферой через наружный нос с помощью ноздрей, а сзади – с носоглоткой с помощью хоан. На боковых стенках этой полости расположены носовые раковины, делящие каждую половину носовой полости на верхний, средний и нижний носовые ходы. Таким образом, стенки носовой полости имеют большую поверхность за счет складок, которые образованы костным остовом. В нижний носовой ход открываетсяносослезный канал, по которому в носовую полость выделяется некоторое количество слезной жидкости. Стенки носовой полости выстланы слизистой оболочкой, образованной мерцательным эпителием, который в области ноздрей сливается с кожей.

В носовой полости вдыхаемый воздух согревается или охлаждается до температуры тела, увлажняется за счет слизи, очищается и обеззараживается, подвергается химическому контролю.

Носовая полость имеет добавочные полости придаточные пазухи носа, расположенные в воздухоносных костях черепа: в верхней челюсти гайморова пазуха, в лобной кости – лобная (фронтальная) пазуха, а также имеются дополнительные полости в клиновидной и решетчатой кости. Придаточные пазухи носа уменьшают массу черепа и играют роль резонаторов, усиливающих голос.

Глотка является общим для пищеварительной и дыхательной систем органом как следствие эволюционного происхождения легких из брюшной стенки первичной кишки. Верхняя часть глотки – носоглотка является только дыхательным отделом, средняя часть глотки – ротоглотка. В носоглотку открываются евстахиевы трубы, соединяющие полость глотки со средним ухом. В стенке носоглотки располагаются скопления лимфоидной ткани – глоточные (аденоидные) миндалины и парная трубные миндалины, которые являются важными иммунными органами. Из носоглотки воздух проходит в ротовую часть и далее в гортань.

Гортань располагается на уровне 4-6 шейных позвонков на передней стороне шеи. Сверху гортань сообщается с глоткой, снизу – с трахеей. Гортань выполняет двоякую функцию: это дыхательная трубка и орган звуко- и голосообразования.

Стенки гортани образованы несколькими хрящами: перстневидным, щитовидным, черпаловидными и надгортанником. Надгортанник при глотании закрывает ход в гортань и тем самым предохраняет попадание в дыхательные пути пищи и воды.

Полость гортани имеет вид песочных часов: в средней части она сужена. В этом месте гортани в переднезаднем направлении натянуты две голосовые связки. Между голосовыми связками располагается голосовая щель. Звукообразование в гортани происходит на выдохе. Причиной образования звука является колебание (попеременное сокращение-расслабление) голосовых связок с определенной частотой. Свое естественное человеческое звучание звук приобретает благодаря системе резонаторов. Звук, прошедший через систему резонаторов, важнейшими из которых являются сама гортань, глотка и ротовая полость, превращается в голос.

В период полового созревания появляются половые различия в строении гортани. У мальчиков увеличение щитовидного хряща (адамово яблоко) ведет к удлинению голосовых связок и происходит ломка голоса. Голос становится более низким.

3. Нижние дыхательные пути: строение и функции

К нижним дыхательным путям относятся трахея и бронхи.

Трахея начинается на уровне 7-шейного позвонка и оканчивается на уровне 5-6 грудного позвонка. Длина трахеи у взрослого человека в среднем равна 12см. Вверху трахея соединена с гортанью связками, внизу она разделяется на два главных бронха. Трахея образована 16-20 хрящевыми полукольцами, соединенными связками. Своей мягкой частью полукольца обращены к пищеводу, что дает возможность пищевому комку беспрепятственно проходить по пищеводу. На уровне 4-5 грудного позвонка трахея делится на два главных бронха, которые входят в ворота легких. Место деления трахеи называется бифуркацией.

Бронхи. Каждый главный бронх входит в соответствующее легкое в области его ворот. Правый главный бронх шире и короче, чем левый, поэтому пневмония чаще возникает в правом легком. Внутри легкого бронхи дихотомически делятся на 23 порядка, образуя бронхиальное дерево. В мелких бронхах исчезают хрящевые кольца. Самые мелкие бронхи – бронхиолы. Их диаметр – 0,5 мм. Все бронхи изнутри выстланы мерцательным эпителием.

4. Легкие: строение и функции

Легкие ( от греч. pneumon) расположены в грудной полости. Правое и левое легкое имеют форму конуса, верхушка каждого из них выступает над первым ребром на 3-4 см. Правое легкое шире и короче чем левое. Объем правого легкого больше приблизительно на 10%. Правое легкое разделено двумя глубокими бороздами на три доли – верхнюю, среднюю и нижнюю. Левое легкое разделено на две доли – верхнюю и нижнюю. На внутренней поверхности каждого легкого имеются ворота легкого, через которые в легкое входят главный бронх, легочная артерия, нервы, выходят две легочные вены, нервы, лимфатические сосуды. Бронхи, сосуды и нервы образуют корень легкого.

Ткань легкого состоит из мелких структур, называемых легочными дольками, которые представляют собой небольшие пирамидальной формы (0,5-1,0 см в поперечнике) участки легкого. В легочную дольку входят конечные бронхиолы – дыхательные бронхиолы, на конце каждой из которых имеется тонкостенное расширение – альвеолярный ход. Система дыхательных бронхиол с их альвеолярными ходами является функциональной единицей легких и носит название ацинус.

Стенки альвеолярных ходов образуют шаровидные расширения – легочные альвеолы, количество которых в одном альвеолярном ходу составляет в среднем 21. Диаметр альвеол около 0,2 мм, их количество в каждом легком человека около 350 млн., а их общая поверхность при вдохе 40 кв. метров, а при глубоком вдохе - 120 кв. метров. Поверхность альвеол очень густо оплетена сетью кровеносных капилляров, стенка которых плотно прилегает к стенке альвеол. Каждый капилляр граничит с несколькими альвеолами, что облегчает газообмен. Газообмен в легких происходит путем диффузии газов вследствие разницы концентрации газов в альвеолярном воздухе в венозной крови, притекающей к легким.

Изнутри альвеолы выстланы тонким слоем вещества липопротеидной природы – сурфактантом. Это вещество препятствует спадению стенок альвеол.