Анатомия и физиология дыхательной системы

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступле­ние в организм кислорода, выведение углекис­лого газа и использование кислорода клетками и тканями для окисления веществ с освобождением со­держащейся в них энергии, необходимой для жизнедея­тельности. Выделяют три этапа дыхания:
1) внешнее (лёгочное) дыхание – процесс обмена газами между лёгкими и атмосферой;
2) транспортировка газов кровью – кислорода из лёгких в ткани, а углекислого газа из тка­ней в лёгкие для удаления из организма;
3) тканевое дыхание – газообмен в тканях: кислород используется для синтеза АТФ, образуется углекислый газ и вода.

Дыхательная система состоит из лёгких и дыхательных путей.
Лёгочные сокращения осуществляются с помощью межрёберных мышц и диафрагмы.
Дыхательные пути: носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы.
Лёгкие состоят из лёгочных пузырьков — альвеол.

Верхние дыхательные пути начинаются носовой полостью. В слизистой оболочке находится много кровеносных сосудов, за счет чего воздух согревается, увлажняется. Ресничный эпителий очищает его от пылинок. Бактерицидные вещества и лейкоциты уничтожают бактерии.
Далее воздух попадает в глотку
Затем в гортань, где начинаются нижние дыхательные пути. Специальный надгортанный хрящ (надгортанник) прикрывает вход в гортань во время глотания пищи.

Из гортани воздух попадает в трахею. На уровне 4-5-го грудного позвонка трахея разветвляется на два бронха.
Бронхи многократно ветвятся на более мелкие трубочки, образуя бронхиальное дерево. Самые тонкие ветви – бронхиолы.
От них отходят тончайшие ходы, стенки которых образуют выпячивания – альвеолы. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров. Через стенки альвеол и капилляров происходит газообмен между воздухом и кровью: в кровь из альвеолярного воздуха поступает кислород, а из крови в альвеолярный воздух – углекислый газ.

Снаружи лёгкие покрыты лёгочной плеврой. Стенки грудной полости покрывает пристенная плевра. Между дву­мя листками плевры есть небольшое щелевидное пространство – плевраль­ная полость. В ней находится плевральная жидкость, снижающая трение между листками плевры при дыхательных движе­ниях. Давление в плевральной полости ниже атмосфер­ного. Воздух в плевральной полости полностью отсутствует, что необходимо для наружного дыхания.

Средостение – комплекс органов, расположенных между левой и правой плевральными полостями. Границы средостения: спереди – грудина, сзади – грудной отдел позвоночника, сверху – верхняя апертура грудной клетки, снизу – диафрагма. Различают верхнее и нижнее С. Органы средостения – самостоятельно.

Голосовой аппарат человека
Поперёк гортани натянуты элас­тичные голосовые связки. Между ними находится голосовая щель. При напряжении связок выдыхаемый воздух заставля­ет их колебаться, вызывая звуковые колебания. Во время дыхания голосовые связки широко раздвигаются, при создании звука они почти полностью смыкаются.

Речевой аппарат человека
Состоит из подвижных и непо­движных частей. К подвижным частям относятся губы, язык, нижняя че­люсть, нёбная занавеска с маленьким язычком, к неподвижным – верхняя челюсть, зубы и их альвеолы. Произношение может быть нор­мальным, то есть чётким и ясным, и нарушенным, когда присут­ствует целый ряд отклонений от нормы.

Механизм дыхания. Жизненная емкость лёгких
Дыхательные движения обеспечи­вают вдохи и выдохи. При вдохе межрёберные мышцы, сокраща­ясь, поднимают рёбра, а диафраг­ма отодвигается в сторону брюш­ной полости, становясь более плоской. Объём грудной полости увеличивается. Так как давление в грудной полости ниже атмосфер­ного, то при увеличении её объёма растягиваются и лёгкие. Давление в них также становится ниже атмосферного, и в лёгкие устремляется воздух из окружающей среды.
При необходимости глубокого дыхания сокращаются также мышцы туловища и пле­чевого пояса. Выдох пассивен: межрёберные мышцы расслабляются, рёбра опускаются, диафрагма поднимается, объём груд­ной полости и лёгких уменьшается. Давление в лёгких становится выше атмосферного, и воздух выходит из них. При глубоком выдохе происходит дополнительное сокращение межрёберных и брюшных мышц, и объём выдоха возрастает.

Типы внешнего дыхания
– у женщин и мужчин разли­чаются. У мужчин брюшной тип дыхания – дышат главным образом за счёт сокра­щения диафрагмы; у жен­щин грудной – дышат за счёт сокращения межрёберных мышц.

Жизненная ёмкость лёг­ких (ЖЁЛ)
– максимально возможный выдох после максимально возможного вдоха. Среднее значение ЖЁЛ составляет 3500 см3 и сильно зависит от возраста, по­ла, тренированности. От рождения этот по­казатель увеличивается примерно в 45 раз и может достигать у тренированного человека более 5000 см3.

Лёгочные объёмы
В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает около 500 см3 воздуха – дыхательный объём. Его измеряют с помощью прибора – спирометра.
После спокойного вдоха можно вдохнуть ещё примерно 1500 см3 воздуха, а после спокойного выдоха можно выдохнуть ещё 1500 см3 воздуха. Это резервные объёмы вдоха и выдоха. Даже после са­мого глубокого выдоха в лёгких остаётся около 1000 см3 воздуха, необходимого для того, чтобы альвеолы не спадались – оста­точный объём.

Газообмен в лёгких и тканях других органов
В межклеточной жидкости и в клетках кислорода значительно мень­ше, чем в крови, приносимой по сосудам большого круга кровообращения из левого желудочка сердца. Гемоглобин отдаёт кислород, который выходит в тканевую жидкость, окружающую кровеносные капилляры, а затем попадает в клетки. В клетках кислород ис­пользуется для окисления органических соединений, что приводит к освобождению энергии и образованию углекислого газа. Газ переходит из клеток в межклеточную жидкость, а за­тем через стенки капилляров – в кровь. С током крови углекислый газ переносится в лёгкие и удаляется из организма.
При активной деятельности увели­чивается частота и глубина дыхания, учащается ритм сердцебиений и сердечный выброс.

Регуляция дыхания
Обеспе­чивает согласованную работу мышц, отвечающих за ритмичес­кое чередование вдохов и выдохов в соответствии с энергетическими потребностями организма.
Осуществляется гуморальными и нервными механизмами.

Нервная регуляция осуществляется благодаря дыхательному центру, расположенному в головном мозге.
Дыхательный центр находится в состоянии постоянной актив­ности и обладает автоматией: в нём ритмически возникают импульсы возбуждения, которые по нервам передаются мышцам, обеспечивающим дыхательные движения. Дыхательный центр возбуждается примерно 15 раз в минуту, что соответствует средней частоте дыхательных движений в покое.
Человек способен произвольно задерживать, урежать или уча­щать дыхание, менять его глубину, так как де­ятельность дыхательного центра продолговатого мозга контролируется высшими отделами головного мозга.
На активность дыхательного центра влияет целый ряд веществ, действующих гуморально. В стенках многих сосудов расположены рецепторы, реагирующие на содержание углекислого газа в крови. От них импульсы следуют в ды­хательный центр, вызывая учащение дыхания. При физических и эмоциональных нагрузках частота дыхания резко возрастает, что­бы обеспечить возросшие потребности организма в кислороде и удалить увеличенное количество углекислого газа.

Защитные рефлексы дыхательной системы
При вдыхании па­ров веществ, раздражающих рецепторы слизистой оболочки дыха­тельных путей (хлор, аммиак), происходит рефлектор­ный спазм мышц гортани, бронхов и задержка дыхания.
К защитным рефлексам следует отнести также короткие резкие выдохи – кашель и чихание.