Дыхательная система человека

10-Мар-2013 | Один Комментарий | Лолита Окольнова

Человек, как и другие животные, вдыхает кислород — O₂, выдыхает углекислый газ — CO₂.

Дыхание — основа жизни организма, это совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода, окисление органических веществ и образование энергии и удаление образовавшихся углекислого газа и воды.

Три составляющих дыхания человека:

внешнее дыхание (легочная вентиляция) — газообмен легких с окружающей средой
газообмен в легких — процессы на уровне альвеолярных пузырьков и кровеносных сосудов
тканевое дыхание — процессы, происходящие уже в тканях и клетках организма

Органы дыхательной системы человека

Вдох и выдох осуществляется за счет работы мышц. Увеличение объема грудной клетки осуществляется при помощи диафрагмы — мышечной «перегородки» — орган дыхания между грудной частью тела и брюшной полостью.

Система дыхания человека состоит из органов:

Воздухоносные пути: носовая полость → носоглотка → гортань → трахея, бронхи; легкие.

Основными органами дыхательной системы человека считаются бронхи и легкие, но но у носовой полости тоже очень существенные функции:

— фильтрация вдыхаемого воздуха — волоски в носовой полости задерживают частички пыли;

— защита от микробов — с этим справляется слизистая оболочка носа;

— согревания воздуха — в носовой полости много сосудов и капилляров.

Эта часть дыхательной системы человека подготавливает воздух для поступления его в основную часть — бронхи и легкие.

Гортань — разделяет воздухоносные и пищеварительные пути, непосредственно участвует в образовании звука ( голоса).

Это широкая трубка, состоящая из хрящей, со стороны глотки гортань прикрыта подвижным ( закрывает дыхательный пути при проглатывании пищи) надгортанником, который закрывает дыхательный путь.

Основные органы дыхания — бронхи и легкие.

Бронхи

Трахея — хрящевое образование, состоящее из 15-20 полуколец, задняя стенка которой ( та, которая ближе к пищеводу) образована мягкой соединительной и гладкой мышечной тканью.

Далее трахея ветвится на два бронха — они тоже образованы хрящевыми кольцами, а их многочисленные разветвления — бронхиолы ( все это похоже на ветки дерева).

В состав бронхов входит помимо хрящевой ткани — благодаря ей они держат форму (бронхи часто называют «скелетом» легких), мышечная ткань и слизистая оболочка.

Основная функция бронхов в дыхательной системе человека — проведение вдыхаемого воздуха от трахеи к альвеолам — бронхи входят в легкие.

Дополнительно, бронхи очищают этот воздух. Когда человек кашляет — удаляются крупные частицы — примеси в воздухе.

Легкие человека

Тоже состоят из двух частей — левого и правого.

Основная функция легких в дыхательной системе человека — газообмен между кровью и внешней средой.

Специальная оболочка —плевра — покрывает легкие, защищая их.

Плевральная полость заполнена жидкостью, уменьшая трение при вдохе — выдохе. В полости давление воздуха выше атмосферного. Такое «отрицательное» давление поддерживает форму легкого, не дает ему спасться и поддерживает вентиляцию.

Воздух поступает в бронхи, которые «вплетены» в легкие через бронхиолы, которые переходят в альвеолы и альвеолярные пузырьки.

Функция этих пузырьков — увеличение площади поверхности для поглощения большего количества кислорода. Их количество — около 700 млн (!!!)

Альвеолы оплетены кровеносными капиллярами, итого получается значительная площадь поверхности, которая осуществляет газообмен.

И последний орган дыхания человека —

кожа

Этот орган имеет площадь приблизительно 2 м². Огромное количество пор на коже и подходящая к ней сеть кровеносных сосудов помогают осуществлять функцию дыхания.

Т.о., дыхательная система человека включает в себя несколько органов, основная функция которых — получение кислорода и выделение газообразных продуктов метаболизма.

Механизм дыхания. Газообмен в легких

Вдох

Выдох

Сокращение наружных межреберных мышц и диафрагмы
диафрагма опускается вниз
объем грудной полости увеличивается
давление в грудной полости меньше атмосферного

Расслабление межреберных мышц

диафрагма поднимается, становится куполообразной

объем грудной полости уменьшается

давление в грудной полости выше атмосферного

Легочные объемы

в состоянии покоя человек может вдохнуть и выдохнуть около 500 мл воздуха — это называется дыхательный объем;
после спокойного вдоха человек может вдохнуть еще дополнительно 1500 мл — это резервный объем вдоха;
то же самое при выдохе — резервный объем выдоха — 1500 мл.

Сумма этих показателей — жизненный объем легких —

ЖЕЛ = дыхательный объем + резервный объем вдоха+ резервный объем выдоха = 3500 мл

ЖЕЛ зависит от возраста, физического состояния и тренированности человека, но есть минимальная величина, характерная для любого взрослого человека — 1000 мл — остаточный объем после максимального выдоха — он необходим, чтобы легкие не слипались и имели резервный запас воздуха.

Все эти объемы измеряются спирометром

В легких газообмен происходит между альвеолами т кровеносными капиллярами. Процесс — диффузия кислорода в кровеносные сосуды, а углекислого газа — из них.

Направление и скорость диффузии определяется парциальным давлением газов.

Вследствие разности парциальных давлений кислорода и углекислого газа в альвеолах и направления их в крови осуществляется направленная диффузия

Транспорт газов в крови

кислород переносится гемоглобином эритроцитов

Одна молекула гемоглобина обратимо присоединяет четыре молекулы кислорода и становится оксигемоглобином

Кровь становится ярко — алой (артериальной)

Оксигемоглобин образуется в легких, транспортируется кровью к тканям и органам, а там уже кислород переходит в клетки, а углекислый газ диффундирует в кровь.

Есть один очень существенный момент — в крови есть вода и ионы натрия и калия, а углекислый газ может с ними реагировать, поэтому в венозной крови углекислый газ находится в виде гидрокарбоната: NаHCO₃ и KHCO₃.

Венозная кровь возвращается к сердцу и затем поступает в легкие. Цикл обмена газов повторяется.

Регуляция дыхания

Нервная регуляция

Гуморальная регуляция

в дыхательном центре продолговатого мозга расположен центр вдоха и выдоха
дыхательный центр подчинен гипоталамусу и коре больших полушарий. Соответственно, есть осознанная и бессознательная составляющая регулировки дыхания.
легочная вентиляция изменяется рефлекторно при воздействии на рецепторы, чувствительные к повышению концентрации углекислого газа и рецепторов, реагирующих на изменение артериального давления

повышение концентрации углекислого газа в организме стимулирует усиление дыхания

адреналин также учащает дыхание человека