229Дыхательная система
В дыхании выделяют следующие этапы:
а) внешнее дыхание, или лёгочная вентиляция;
б) газообмен в лёгких;
в) транспорт газов кровью;
г) газообмен в тканях;
д) тканевое и клеточное дыхание (биологическое окисление в митохондриях клетки).
К дыхательной системе относят воздухоносные дыхательные пути и лёгкие.
Воздухоносные пути
К верхним дыхательным путям относятся: носовая полость и носоглотка, а к нижним - гортань, трахея и бронхи.
Носовая полость состоит из носовых ходов, выстлана слизистым и реснитчатым эпителием, с большим числом желёз, пронизана кровеносными сосудами. Она согревает, увлажняет и обеззараживает воздух. Через носоглотку воздух попадает в гортань.
Гортань образована хрящами: щитовидным (защищает гортань спереди), надгортанным (закрывает вход в трахею во время глотания пищи), перстневидным (составляет основу гортани), рожковидным, черпаловидным и клиновидным. Между хрящами натянуты связки, между ними находится голосовая щель. При напряжении связок выдыхаемый воздух вызывает их колебания, что рождает звук. Из гортани воздух попадает в трахею.
Трахея трубка из хрящевых полуколец, соединённых связками и мышцами. Задняя стенка трахеи примыкает к пищеводу и имеет мышечную стенку. Внутри она выстлана мерцательным эпителием. Трахея делится на два бронха (левый и правый), они ветвятся в лёгких, образуя бронхиальное дерево.
Бронхи образованы хрящевыми кольцами, выстланы мерцательным эпителием. По трахее и бронхам воздух проходит в лёгкие.
Лёгкие
Правое лёгкое состоит из трёх долей, а левое - из двух. Наружный (париетальный) листок плевры примыкает к внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний (висцеральный) покрывает легкое. Щель между двумя листками плевры плевральная полость - заполнена плевральной жидкостью, уменьшающей трение стенок лёгких при вдохе и выдохе.
Ткань лёгких состоит из ветвящихся бронхиол и лёгочных пузырьков альвеол. Стенки альвеол образованы однослойным эпителием и оплетены снаружи сетью капилляров. В альвеолах происходит газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом.
Газообмен в тканях также происходит благодаря диффузии газов. Артериальная кровь направляется к тканям. Кислород из крови диффундирует в ткани, а углекислый газ из тканей переходит в кровь. В результате за счёт кислорода в клетках тканей окисляются органические вещества и образуется углекислый газ.
Механизм дыхания
| Вдох | Выдох |
|---|---|
| 1. Возбуждение дыхательного центра | 1. Возбуждение дыхательного центра |
| 2. Сокращаются наружные межрёберные мышцы, в результате чего рёбра приподнимаются, сокращается и уплощается диафрагма (опускается вниз) | 2. Сокращаются внутренние межрёберные мышцы (наружные расслабляются), в результате чего рёбра опускаются, расслабляется диафрагма (поднимается вверх) |
| 3. Объём грудной полости увеличивается | 3. Объём грудной полости уменьшается |
| 4. Давление в лёгких понижается | 4. Давление в лёгких повышается |
| 5. Воздух поступает в лёгкие | 5. Воздух выходит из лёгких |
Жизненная ёмкость лёгких
Средняя жизненная ёмкость лёгких взрослого человека включает в себя:
- Дыхательный объём (500 мл), который человек вдыхает в спокойном состоянии.
- Резервный объём выдоха (1500 мл), который человек способен выдохнуть после спокойного выдоха.
- Резервный объём вдоха (1500-2500 мл), который человек способен вдохнуть после спокойного вдоха.
Но даже после глубокого выдоха в лёгких остаётся воздух остаточный объём (1000-1500 мл). Жизненная ёмкость лёгких измеряется при помощи спирометра.
Интенсивность дыхания (глубина и частота) зависят от:
- нейрогуморальной регуляции;
- парциального давления кислорода в атмосфере;
- возраста и пола;
- физической нагрузки и физического состояния человека.
Нервная и гуморальная регуляция дыхания
- Центр непроизвольной регуляции частоты и глубины дыхания находится в продолговатом мозге
- Центр произвольной регуляции частоты дыхания располагается в коре больших полушарий.
При соприкосновении лёгких с межреберными мышцами сигнал от рецепторов этих мышц поступает в дыхательный центр. Он возбуждается и передаёт импульс к межрёберным мышцам и диафрагме. Мышцы сокращаются и поднимают грудную клетку, а диафрагма опускается. Благодаря этому грудная полость расширяется, в плевральной полости создаётся отрицательное давление. Происходит вдох.
Лёгкие растягиваются, заполняясь поступающим воздухом. При вдохе раздражение рецепторов межреберных мышц прекращается. Импульс перестаёт поступать из нервного центра. Межреберные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, давление в лёгких увеличивается, и воздух выталкивается в окружающую среду. Происходит выдох.
- Гуморальная регуляция связана с повышением концентрации углекислого газа в крови, который возбуждает дыхательный центр. Возбуждение передаётся межреберным мышцам и диафрагме. Происходит вдох. Кровь насыщается кислородом, а концентрация углекислого газа падает, и возбуждение дыхательного центра прекращается. Происходит выдох.