Дыхательная система человека

Дыхательная система человека

 Совокупность органов, обеспечивающих функцию внешнего дыханиячеловека (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей по малому кругу кровообращения кровью).

Газообмен осуществляется в альвеолах лёгких, и в норме направлен на захват из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа.

Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту, однако частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту). Взрослый человек делает 15—17 вдохов-выдохов в минуту, а новорождённый ребёнок делает 1 вдох в секунду. Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступаетатмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Дыхание не перестаёт работать от рождения человека до его смерти, ведь без дыхания наш организм существовать не может.

Как известно, подавляющее большинство окислительных процессов, протекающих в организме человека и животных, может происходить только в присутствии кислорода, поэтому для обеспечения окислительных процессов, а следовательно, и для сохранении жизни необходимо постоянное поступление кислорода.

Однако при окислительных процессах образуются продукты распада, в первую очередь углекислый газ, который должен быть удален из организма. Таким образом, одновременно с непрерывным поступлением кислорода должно быть обеспеченно и удаление углекислого газа. Эту функцию осуществляют органы дыхания. Именно в легких в процессе дыхания в основном происходит этот обмен газов между организмом и окружающей его средой. Следовательно, дыханием называется обмен газов между организмом и окружающей средой. Оно заключается в поступлении кислорода и удалении углекислого газа.

Переносчиком кислорода от легких к тканям, а углекислоты от тканей к легким является кровь. Кислород, отданный кровью в тканевую жидкость, поступает в клетки, где и принимает участие в окислительных процессах. В клетках образуется углекислый газ, который поступает в тканевую жидкость, а через нее в кровь. Таким образом, акт дыхания состоит из трех процессов:

1) внешнее, или легочное, дыхание, под которым понимается обмен газов, происходящий в легких между организмом и окружающей средой, благодаря которому венозная кровь, притекающая к легким из правого желудочка, превращается в богатую кислородом артериальную кровь;

2) транспорт газов кровью, т. е, перенос кровью кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;

3) внутреннее, или тканевое, дыхание, включающее газообмен между кровью и тканями и окислительно-восстановительные процессы, протекающие в клетках. Конечными продуктами этих процессов являются вода, углекислый газ, азотсодержащие продукты, а также энергия, запасаемая в виде энергии химических связей АТФ.

Легочное дыхание

При вдохе воздух поступает в нос, затем в носоглотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, и, наконец, в альвеолы.

Дыхательный путь начинается с носовой полости. Носовая полость образована костями лицевой части черепа и хрящами. В ней различают три носовых хода: верхний носовой ход – это обонятельный путь, в котором расположены около 125 млн. рецепторов обоняния; средний и нижний ходы – воздухоносные пути.

Гортань — участок дыхательной системы, который соединяет глотку с трахеей и содержит голосовой аппарат. Гортань расположена на уровне 4—6 шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Сверху гортань соединяется с полостью глотки, снизу — с трахеей.

Гортань выполняет функции воздухоносного пути и голосообразующего аппарата, за счет расположения в ней голосовых связок, между которыми находится голосовая щель Во время выдоха связки колеблются, и колебания передаются воздушному столбу голосовой щели – образуется звук. В членораздельной речи участвуют язык, губы и щеки, а глотка, гортань и полость рта являются резонаторами.

Трахея (дыхательное горло) расположена в передней части шеи и состоит из 16-20 неполных хрящевых колец с перепончатой задней стенкой, прилегающей к пищеводу.

В грудной полости трахея делится на бронхи (бифуркация трахеи), которые разветвляются на более мелкие веточки, бронхиолы (бронхиальное дерево) и заканчиваются альвеолами – легочными пузырьками.

Дыхательные пути обеспечивают связи окружающей среды с главными органами дыхательной системы —лёгкими. Лёгкие расположены в грудной полости в окружении костей и мышц грудной клетки. В лёгких осуществляется газообмен между атмосферным воздухом, достигшим лёгочных альвеол(паренхимы лёгких), и кровью, протекающей по лёгочным капиллярам, которые обеспечивают поступлениекислорода в организм и удаление из него газообразных продуктов жизнедеятельности, в том числе — углекислого газа. Благодаря функциональной остаточной ёмкости (ФОЁ) лёгких в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше дыхательного объёма (ДО). Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмомальвеолярной вентиляции. Без внешнего дыхания человеческий организм обычно может прожить до 5—7 минут (так называемая клиническая смерть), после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и его смерть (биологическая смерть).

Функции воздухоносных путей.

Газообменная – доставка атмосферного воздуха в газообменную область.

Негазообменные функции:

• Очищение вдыхаемого воздуха.
• Увлажнение вдыхаемого воздуха.
• Инактивация биологически активных веществ в эндотелии легочных капилляров.
• Согревание воздуха.
• Терморегуляция – теплоиспарение, конвекция и теплопродукция.

Внутри альвеолы имеется тонкий слой пристеночной жидкости – сурфактанта, который выполняет несколько важных функций:

• Уменьшение поверхностного натяжения жидкости, покрывающей альвеолы в 10 раз – предотвращение спадения (ателектаза) альвеол и облегчение вдоха.
• Защита – бактериостатическая активность; обратный транспорт пыли и микробов, защита стенок альвеол от действия окислителей; уменьшение проницаемости легочной мембраны.
• Облегчение диффузии кислорода из альвеол в кровь.

Функции легких. Газообмен между организмом и окружающей средой и выделение СО2.

Негазообменные функции:

• Выделительная – удаление воды и летучих веществ.
• Выработка биологически активных веществ  – гепарина, тромбоксана В2, тромбопластина, факторов свертывания крови, гистамина, серотонина и др.
• Инактивация биологически активных веществ в эндотелии легочных капилляров.
• Защитная – образование антител; фагоцитоз; выработка лизоцима, интерферона, иммуноглобулинов; задержка и разрушение в капиллярах микробов.
• Терморегуляция – выработка тепла.
• Голосообразование – легкие – резервуар воздуха.

Жизненная емкость легких. Жизненной емкостью легких называют тот объем воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха. В среднем человек может выдохнуть 3500 мл воздуха. Из каких же величин складывается жизненная емкость? Наблюдение показывает, что человек при нормальном дыхании вдыхает и выдыхает не 3500 мл, а намного меньше.

При нормальном спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает 500 мл воздуха; этот объем воздуха называется дыхательным воздухом. Количество дыхательного воздуха не является предельным, так как человек после обычного спокойного вдоха может произвести более усиленный вдох и вдохнуть дополнительно еще 1500 мл воздуха. Этот воздух называется дополнительным.

Точно так же человек может после нормального выдоха произвести усиленный выдох и выдохнуть еще 1500 мл. Этот воздух называется резервным. Сумма этих трех величин, т. е. дыхательного, дополнительного и резервного воздуха, составляет жизненную емкость легких.

Объем жизненной емкости легких в значительной степени зависит от тренировки, возраста и пола. У людей тренированных он больше, чем у нетренированных, у мужчин больше, чем у женщин. С детского возраста и до 18 – 19 лет ЖЕЛ увеличивается; с 18 до 35 лет она сохраняется на постоянном уровне, а затем с возрастом уменьшается. Составляющими ЖЕЛ являются:

• дыхательный объем (ДО) – количество воздуха при обычном вдохе, примерно 500 мл;
• резервный объем вдоха (РО вд) – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после обычного вдоха, 2 500 мл;
• резервный объем выдоха (РО выд) - количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после обычного выдоха в среднем, 1 300 мл.

Остаточный воздух. После максимального выдоха в легких остается воздух, который ни при каких условиях не покидает легкие. Это остаточный объем легких (ООЛ). После первого вдоха ребенка, когда легкие наполняются воздухом, и до конца жизни при любых условиях легкие полностью не освобождаются от воздуха. Даже после максимального выдоха в легких остается около 1000 – 1500 мл воздуха. Этот объем воздуха получил название остаточного воздуха.

Функции дыхательной системы. Основные функции — дыхание, газообмен. Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование,обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.

Газообмен — обмен газов между организмом и внешней средой, то есть дыхание. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество других газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь. Кислород, поступающий в ткани, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи химических превращений углеводов, жиров и белков. При этом образуются CO2, вода, азотистые соединения и освобождается энергия, используемая для поддержания температуры тела и выполнения работы. Количество образующегося в организме и, в конечном итоге, выделяющегося из него CO2 зависит не только от количества потребляемого O2, но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма CO2 к поглощённому за то же время O2 называется дыхательным коэффициентом, который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов. Количество энергии, освобождающееся на 1 л потребленного O2 (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кДж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окислении жиров. По потреблению O2 в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии. Газообмен (соответственно и расход энергии) у пойкилотермных животных (холоднокровных) понижается с понижением температуры тела. Такая же зависимость обнаружена и у гомойотермных животных (теплокровных) при выключении терморегуляции (в условиях естественной или искусственной гипотермии); при повышении температуры тела (при перегреве, некоторых заболеваниях) газообмен увеличивается.

При понижении температуры окружающей среды газообмен у теплокровных животных (особенно у мелких) увеличивается в результате увеличения теплопродукции. Он увеличивается также после приёма пищи, особенно богатой белками (т. н. специфически-динамическое действие пищи). Наибольших величин газообмен достигает при мышечной деятельности. У человека при работе умеренной мощности он увеличивается, через 3—6 мин. после её начала достигает определённого уровня и затем удерживается в течение всего времени работы на этом уровне. При работе большой мощности газообмен непрерывно возрастает; вскоре после достижения максимального для данного человека уровня (максимальная аэробная работа) работу приходится прекращать, так как потребность организма в O2 превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление O2, используемого для покрытия кислородного долга, то есть для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление O2 может увеличиваться с 200—300 мл/мин. в состоянии покоя до 2000—3000 при работе, а у хорошо тренированных спортсменов — до 5000 мл/мин. Соответственно увеличиваются выделение CO2 и расход энергии; одновременно происходят сдвиги дыхательного коэффициента, связанные с изменениями обмена веществ, кислотно-щелочного равновесия и лёгочной вентиляции. Расчёт общего суточного расхода энергии у людей разных профессий и образа жизни, основанный на определениях газообмена важен для нормирования питания. Исследования изменений газообмена при стандартной физической работе применяются в физиологии труда и спорта, в клинике для оценки функционального состояния систем, участвующих в газообмене. Газообмен у человека происходит в альвеолах лёгких и в тканях тела.

Список использованной литературы

• http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%8B%D1%85%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%B0
• http://web-local.rudn.ru/web-local/prep/rj/files.php?f=prep_157141ae5cd1cf7ba0e5ada922392e86