Ce sistem de organe asigură respirația? Sistemul respirator

Organele respiratorii umane: o scurtă descriere

Este atât de bun încât tu și cu mine nu trebuie să ne gândim pentru a respira sau a furniza separat oxigen fiecărui organ. Totul a fost mult timp calculat și dezvoltat, se întâmplă de la sine. Și o persoană pur și simplu inconștient inspiră și apoi expiră aproximativ o dată la patru secunde. La prima vedere, totul este elementar. Cu toate acestea, organele respiratorii din corp constituie un sistem complex, în care fiecare element îndeplinește funcții extrem de importante.

Și, poate, ea este cea care poate fi numită cea mai importantă pentru o persoană. Elementele acestui sistem sunt căile respiratorii superioare (cavitățile orale și nazale, precum și faringele) și inferioare (laringele, traheea, precum și bronhiile) și, desigur, plămânii. Aceasta include, de asemenea, vasele de sânge și unii mușchi. Sistemul respirator include, de asemenea, un set de terminații nervoase care promovează schimbul de gaze.

Plămânii

Având în vedere toate organele respiratorii ale unei persoane, acesta poate fi numit pe bună dreptate cel principal. Plămânii sunt localizați în piept de ambele părți ale inimii. În ele are loc chiar procesul de schimb de gaze între o persoană și mediul înconjurător. Datorită numărului mare de alveole - bile mici la capetele ramurilor bronhiilor - întregul corp este alimentat cu oxigen. Gazul care dă viață de aici este livrat de sânge către toate țesuturile și organele. Având în vedere importanța enormă a plămânilor, bolile lor sunt extrem de periculoase.

Alte organe respiratorii

Să începem chiar de la inhalare. Cel mai adesea, luăm aer din mediu cu nasul. Puteți face totuși acest lucru cu gura. Aerul pătrunde în cavitatea nazală (orală). În primul caz, este mult mai bine. Acest lucru se datorează faptului că în cavitatea nazală aerul este curățat de particulele de praf și de diferiți microbi. Acest lucru se datorează prezenței mucusului special și a viliciliei mici. În plus, aerul este încălzit aici. După nas (gură), cade în faringe, care leagă aceste cavități. De acolo până la laringe. Aparatul vocal al unei persoane se află aici. Din laringe, aerul se deplasează în trahee. Este un tub flexibil de până la cincisprezece centimetri lungime. Traheea conectează laringele uman și bronhiile. Din acest tub flexibil, aerul pătrunde doar în ele. Bronhiile sunt așa-numita bifurcație a traheei și se ramifică în continuare. Și acest „copac” se încheie cu alveole, care au fost deja menționate.

Sunt atât de mici încât în \u200b\u200bambii plămâni există până la șapte sute de milioane. Fiecare alveolă este acoperită cu o rețea densă de capilare minuscule, care asigură procesul de schimb de gaze.

Organele respiratorii ale animalelor: caracteristici

La alți reprezentanți ai faunei, sistemul de schimb de gaze poate diferi (mai mult sau mai puțin puternic). Deci, la pești, principalele organe respiratorii sunt branhiile. La viermi și amfibieni, aceasta este adesea întreaga suprafață a corpului. Principalele organe respiratorii ale insectelor sunt traheea, la reptile, sacii pulmonari. Sistemul de schimb de gaze devine mai complex în funcție de mărimea animalului. Într-o măsură mai mică, în funcție de mediu și „modul de viață”. Dar un lucru este invariabil: niciun reprezentant al lumii animale de pe planeta noastră nu poate trăi fără oxigen.

Sistemul respirator este un set de organe și structuri anatomice care asigură mișcarea aerului din atmosferă în plămâni și înapoi (cicluri de respirație de inhalare - expirație), precum și schimbul de gaze între aerul care intră în plămâni și sânge.

Organele respiratorii sunt căile respiratorii superioare și inferioare și plămânii, constând din bronșiole și saci alveolari, precum și artere, capilare și vene ale circulației pulmonare.

De asemenea, sistemul respirator include pieptul și mușchii respiratori (a căror activitate asigură întinderea plămânilor cu formarea fazelor de inhalare și expirație și o modificare a presiunii în cavitatea pleurală) și, în plus, centrul respirator situat în creier, nervii periferici și receptorii implicați în reglarea respirației ...

Funcția principală a sistemului respirator este de a asigura schimbul de gaze între aer și sânge prin difuzarea oxigenului și a dioxidului de carbon prin pereții alveolelor pulmonare în capilarele sanguine.

Difuzie - un proces în urma căruia gazul din zona de concentrație mai mare tinde spre zona în care concentrația sa este scăzută.

O trăsătură caracteristică a structurii căilor respiratorii este prezența unei baze cartilaginoase în pereții lor, ca urmare a căreia nu se prăbușesc

În plus, organele respiratorii sunt implicate în producția de sunet, detectarea mirosurilor, producerea unor substanțe asemănătoare hormonilor, în metabolismul lipidelor și sării în apă, în menținerea imunității corpului. În căile respiratorii există o purificare, umezire, încălzire a aerului inhalat, precum și percepția temperaturii și a stimulilor mecanici.

Căi aeriene

Căile respiratorii ale sistemului respirator încep de la nasul extern și cavitatea nazală. Cavitatea nazală este împărțită de un sept osteocondral în două părți: dreapta și stânga. Suprafața interioară a cavității, căptușită cu o membrană mucoasă, prevăzută cu cilii și pătrunsă cu vase de sânge, este acoperită cu mucus, care reține (și neutralizează parțial) germenii și praful. Astfel, aerul din cavitatea nazală este curățat, detoxifiat, încălzit și umidificat. Acesta este motivul pentru care trebuie să respirați prin nas.

În timpul vieții, cavitatea nazală reține până la 5 kg de praf

După ce am trecut faringian căi respiratorii, aerul intră în următorul organ laringe, care arată ca o pâlnie și este format din mai multe cartilaje: cartilajul tiroidian protejează laringele din față, epiglota cartilaginoasă închide intrarea în laringe atunci când alimentele sunt înghițite. Dacă încercați să vorbiți în timp ce înghițiți alimente, acesta poate pătrunde în căile respiratorii și poate provoca sufocare.

La înghițire, cartilajul se deplasează în sus, apoi revine la locul inițial. Cu această mișcare, epiglota închide intrarea în laringe, saliva sau alimentele intră în esofag. Ce altceva mai există în laringe? Corzi vocale. Când o persoană tace, corzile vocale diverg, când vorbește tare, corzile vocale sunt închise, dacă este forțat să șoptească, corzile vocale sunt întredeschise.

1. Trahee;
2. Aortă;
3. Bronhia principală stângă;
4. Bronhia principală dreaptă;
5. Canalele alveolare.

Lungimea traheei umane este de aproximativ 10 cm, diametrul este de aproximativ 2,5 cm

Din laringe, aerul prin trahee și bronhiile intră în plămâni. Traheea este formată din numeroase semicercuri cartilaginoase, situate unul deasupra celuilalt și conectate prin mușchi și țesut conjunctiv. Capetele deschise ale jumătăților de inele sunt adiacente esofagului. În piept, traheea este împărțită în două bronhii principale, din care bronhiile secundare se ramifică, continuând să se ramifice mai departe către bronșiole (tuburi subțiri cu diametrul de aproximativ 1 mm). Ramificarea bronhiilor este o rețea destul de complexă numită arborele bronșic.

Bronhiolele sunt împărțite în tuburi și mai subțiri - conducte alveolare, care se termină în saci mici cu pereți subțiri (grosimea peretelui - o celulă) - alveole, colectate în ciorchini ca strugurii.

Respirația orală determină deformarea pieptului, afectarea auzului, întreruperea poziției normale a septului nazal și forma maxilarului inferior

Plămânii sunt principalul organ al sistemului respirator

Cele mai importante funcții ale plămânilor sunt schimbul de gaze, alimentarea cu oxigen a hemoglobinei, îndepărtarea dioxidului de carbon sau a dioxidului de carbon, care este produsul final al metabolismului. Cu toate acestea, funcțiile plămânilor nu se limitează doar la acest lucru.

Plămânii sunt implicați în menținerea unei concentrații constante de ioni în organism, pot elimina alte substanțe din acesta, cu excepția toxinelor (uleiuri esențiale, substanțe aromatice, „pană alcoolică”, acetonă etc.). Când respirați, apa se evaporă de pe suprafața plămânilor, ceea ce duce la răcirea sângelui și a întregului corp. În plus, plămânii creează curenți de aer care vibrează corzile vocale ale laringelui.

Condițional, plămânul poate fi împărțit în 3 secțiuni:

1. aerian (arborele bronșic), prin care aerul, ca printr-un sistem de canale, ajunge în alveole;
2. sistemul alveolar, în care are loc schimbul de gaze;
3. sistemul circulator al plămânului.

Volumul de aer inhalat la un adult este de aproximativ 0 4 - 0,5 litri, iar capacitatea vitală a plămânilor, adică volumul maxim, este de aproximativ 7-8 ori mai mare - de obicei 3-4 litri (femeile au mai puțin decât bărbații), deși la sportivi poate depăși 6 litri

1. Trahee;
2. Bronhii;
3. Vârful plămânului;
4. Lobul superior;
5. Fantă orizontală;
6. Cota medie;
7. Fantă oblică;
8. Lobul inferior;
9. Filet de inimă.

Plămânii (dreapta și stânga) se află în cavitatea toracică de ambele părți ale inimii. Suprafața plămânilor este acoperită cu o pleură subțire, umedă, strălucitoare (din pleura greacă - coastă, lateral), formată din două foi: interiorul (pulmonar) acoperă suprafața plămânului, iar exteriorul (parietal) - linia suprafeței interioare a pieptului. Între foi, care sunt aproape în contact unele cu altele, există un spațiu închis ermetic, asemănător unei fante, numit cavitatea pleurală.

În unele boli (pneumonie, tuberculoză), stratul parietal al pleurei poate crește împreună cu stratul pulmonar, formând așa-numitele aderențe. În bolile inflamatorii, însoțite de acumularea excesivă de lichid sau aer în fisura pleurală, se extinde brusc și se transformă într-o cavitate

Revolverul plămânului iese la 2-3 cm deasupra claviculei, dincolo de regiunea inferioară a gâtului. Suprafața adiacentă coastelor este convexă și are cea mai mare întindere. Suprafața interioară este concavă, adiacentă inimii și a altor organe, convexă și are cea mai mare lungime. Suprafața interioară este concavă, adiacentă inimii și a altor organe situate între sacii pleurali. Pe el se află o poartă a plămânului, un loc prin care bronhia principală și artera pulmonară intră în plămâni și ies două vene pulmonare.

Fiecare plămân este împărțit în doi lobi de canelurile pleurale (superior și inferior), dreapta în trei (superior, mediu și inferior).

Țesutul pulmonar este format din bronșiole și multe vezicule pulmonare alveolare minuscule, care arată ca proeminențe emisferice ale bronhiolelor. Cei mai subțiri pereți ai alveolelor sunt o membrană permeabilă biologic (formată dintr-un strat de celule epiteliale înconjurate de o rețea densă de capilare sanguine) prin care are loc schimbul de gaze între sângele din capilare și aerul care umple alveolele. Din interior, alveolele sunt acoperite cu un agent tensioactiv lichid (surfactant), care slăbește forțele tensiunii superficiale și împiedică alveolele să se prăbușească complet în timpul ieșirii.

Comparativ cu volumul plămânilor unui nou-născut, până la vârsta de 12 ani, volumul plămânilor crește de 10 ori, până la sfârșitul pubertății - de 20 de ori

Grosimea totală a pereților alveolelor și a capilarelor este de doar câțiva micrometri. Datorită acestui fapt, oxigenul pătrunde cu ușurință din aerul alveolar în sânge, iar dioxidul de carbon din sânge în alveole.

Procesul respirator

Respirația este un proces complex de schimb de gaze între mediu și corp. Aerul inhalat diferă semnificativ în compoziția sa de aerul expirat: oxigenul, un element necesar metabolismului, intră în organism din mediul extern și dioxidul de carbon este eliberat în exterior.

Etapele procesului respirator

• umplerea plămânilor cu aer atmosferic (ventilație pulmonară)
• transferul de oxigen din alveolele pulmonare în sângele care curge prin capilarele plămânilor și eliberarea din sânge în alveole și apoi în atmosfera de dioxid de carbon
• livrarea de oxigen prin sânge în țesuturi și dioxid de carbon din țesuturi în plămâni
• consumul de oxigen de către celule

Procesele de aer care intră în plămâni și schimbul de gaze în plămâni se numesc respirație pulmonară (externă). Sângele aduce oxigen în celule și țesuturi, iar dioxidul de carbon din țesuturi în plămâni. Circulând constant între plămâni și țesuturi, sângele asigură astfel un proces continuu de alimentare cu oxigen a celulelor și țesuturilor și eliminarea dioxidului de carbon. În țesuturi, oxigenul din sânge iese în celule, iar dioxidul de carbon este transferat din țesuturi în sânge. Acest proces de respirație tisulară are loc cu participarea unor enzime respiratorii speciale.

Semnificația biologică a respirației

• asigurând organismului oxigen
• îndepărtarea dioxidului de carbon
• oxidarea compușilor organici cu eliberarea de energie necesară unei persoane pentru viață
• îndepărtarea produselor finale ale metabolismului (vapori de apă, amoniac, hidrogen sulfurat etc.)

Mecanismul de inhalare și expirație... Inhalarea și expirația apar din cauza mișcărilor pieptului (respirația pieptului) și a diafragmei (respirația abdominală). Coastele pieptului relaxat sunt trase în jos, reducându-i astfel volumul intern. Aerul este expulzat din plămâni, la fel ca aerul sub presiune dintr-o pernă sau saltea gonflabilă. Prin contractare, mușchii intercostali respiratori ridică coastele. Pieptul se extinde. Diafragma situată între piept și cavitatea abdominală se contractă, tuberculii săi sunt neteziți, volumul pieptului crește. Ambele foi pleurale (pleura pulmonară și cea costală), între care nu există aer, transmit această mișcare către plămâni. Există un vid în țesutul pulmonar, similar cu cel care apare atunci când acordeonul este întins. Aerul intră în plămâni.

Rata respiratorie la un adult este în mod normal de 14-20 de respirații pe minut, dar cu efort fizic semnificativ poate ajunge până la 80 de respirații pe minut.

Când mușchii respiratori se relaxează, coastele revin la poziția inițială și diafragma pierde tensiunea. Plămânii se contractă, eliberând aerul expirat. În acest caz, are loc doar un schimb parțial, deoarece este imposibil să expiri tot aerul din plămâni.

Cu o respirație calmă, o persoană respiră în interior și în aer aproximativ 500 cm 3 de aer. Această cantitate de aer este volumul mareic al plămânilor. Dacă respirați adânc suplimentar, atunci aproximativ 1500 cm 3 de aer, numit volumul de rezervă de inspirație, vor intra în plămâni. După o expirație calmă, o persoană poate expira aproximativ 1500 cm 3 de aer - volumul expirator de rezervă. Cantitatea de aer (3500 cm 3), constând din volumul mareic (500 cm 3), volumul de rezervă de inspirație (1500 cm 3), volumul de rezervă de expirație (1500 cm 3), se numește capacitatea vitală a plămânilor.

De la 500 cm 3 de aer inhalat, doar 360 cm 3 trec în alveole și dau oxigen sângelui. Restul de 140 cm 3 rămân în căile respiratorii și nu participă la schimbul de gaze. Prin urmare, căile respiratorii sunt numite „spațiu mort”.

După ce o persoană expiră 500 cm 3 volum mareic) și apoi face încă o expirație profundă (1500 cm 3), aproximativ 1200 cm 3 din volumul de aer rezidual rămâne în plămâni, ceea ce este aproape imposibil de îndepărtat. Prin urmare, țesutul pulmonar nu se scufundă în apă.

În termen de 1 minut, o persoană inspiră și expiră 5-8 litri de aer. Acesta este volumul mic de respirație, care, cu o activitate fizică intensă, poate ajunge la 80-120 litri pe minut.

Pentru persoanele instruite, dezvoltate fizic, capacitatea vitală a plămânilor poate fi semnificativ mai mare și poate ajunge la 7000-7500 cm 3. Femeile au o capacitate pulmonară mai mică decât bărbații

Schimb de gaze în plămâni și transportul gazelor prin sânge

Sângele care curge din inimă în capilarele din jurul alveolelor pulmonare conține mult dioxid de carbon. Și în alveolele pulmonare este mic, prin urmare, datorită difuziei, părăsește fluxul sanguin și trece în alveole. Acest lucru este facilitat și de pereții alveolelor și capilarelor, care sunt umede din interior, constând dintr-un singur strat de celule.

Oxigenul pătrunde în fluxul sanguin și prin difuzie. În sânge există puțin oxigen liber, deoarece hemoglobina din celulele roșii din sânge o leagă continuu, transformându-se în oxihemoglbină. Sângele care a devenit arterial părăsește alveolele și trece prin vena pulmonară până la inimă.

Pentru ca schimbul de gaze să aibă loc în mod continuu, este necesar ca compoziția gazelor din alveolele pulmonare să fie constantă, care este menținută prin respirația pulmonară: excesul de dioxid de carbon este îndepărtat în exterior, iar oxigenul absorbit de sânge este înlocuit cu oxigen dintr-o porțiune proaspătă de aer extern.

Respirația țesuturilor apare în capilarele circulației sistemice, unde sângele degajă oxigen și primește dioxid de carbon. În țesuturi există puțin oxigen și, prin urmare, oxihemoglobina se descompune în hemoglobină și oxigen, care trece în fluidul tisular și este utilizat acolo de celule pentru oxidarea biologică a substanțelor organice. Energia eliberată în același timp este destinată proceselor vitale ale celulelor și țesuturilor.

O mulțime de dioxid de carbon se acumulează în țesuturi. Intră în lichidul tisular și din acesta în sânge. Aici dioxidul de carbon este parțial captat de hemoglobină și parțial dizolvat sau legat chimic de sărurile plasmatice din sânge. Sângele venos îl poartă spre atriul drept, de acolo intră în ventriculul drept, care împinge cercul venos prin artera pulmonară și se închide. În plămâni, sângele devine din nou arterial și, revenind la atriul stâng, intră în ventriculul stâng și din acesta în circulația sistemică.

Cu cât se consumă mai mult oxigen în țesuturi, cu atât este necesar mai mult oxigen din aer pentru a compensa costurile. De aceea, în timpul muncii fizice, atât activitatea cardiacă, cât și respirația pulmonară cresc simultan.

Datorită proprietății uimitoare a hemoglobinei de a se combina cu oxigen și dioxid de carbon, sângele este capabil să absoarbă aceste gaze în cantități semnificative

100 ml sânge arterial conține până la 20 ml oxigen și 52 ml dioxid de carbon

Efectul monoxidului de carbon asupra corpului... Hemoglobina eritrocitară se poate combina cu alte gaze. Deci, cu monoxid de carbon (CO) - monoxid de carbon format în timpul arderii incomplete a combustibilului, hemoglobina combină de 150 - 300 de ori mai rapid și mai puternic decât cu oxigenul. Prin urmare, chiar și cu un conținut scăzut de monoxid de carbon în aer, hemoglobina nu se combină cu oxigenul, ci cu monoxidul de carbon. În același timp, alimentarea cu oxigen a corpului se oprește și persoana începe să se sufoce.

În prezența monoxidului de carbon în cameră, o persoană se sufocă, deoarece oxigenul nu intră în țesuturile corpului

Înfometarea oxigenului - hipoxie - poate apărea și cu scăderea conținutului de hemoglobină din sânge (cu pierderi semnificative de sânge), cu o lipsă de oxigen în aer (ridicat în munți).

Dacă un corp străin intră în căile respiratorii, cu umflarea corzilor vocale din cauza bolii, poate apărea stop respirator. Se dezvoltă asfixierea - asfixie... Când respirația se oprește, respirația artificială se face cu ajutorul unor dispozitive speciale, iar în absența lor - prin metoda gură-la-gură, gură-la-nas sau prin tehnici speciale.

Reglarea respirației... Alternanța ritmică, automată a inhalării și expirației este reglată din centrul respirator situat în medulla oblongată. Din acest centru, impulsuri: mergeți la neuronii motori ai nervilor vagi și intercostali, care inervează diafragma și alți mușchi respiratori. Lucrarea centrului respirator este coordonată de părțile superioare ale creierului. Prin urmare, o persoană poate ține sau intensifica respirația pentru o perioadă scurtă de timp, așa cum se întâmplă, de exemplu, când vorbește.

Adâncimea și frecvența respirației sunt afectate de conținutul de CO 2 și O 2 din sânge. Aceste substanțe irită chemoreceptorii din pereții vaselor mari de sânge, iar impulsurile nervoase din acestea pătrund în centrul respirator. Odată cu creșterea conținutului de CO2 din sânge, respirația se adâncește, cu o scădere de 0 2, respirația devine mai frecventă.

Respiraţie se numește un ansamblu de procese fiziologice și fizico-chimice care asigură consumul de oxigen de către organism, formarea și îndepărtarea dioxidului de carbon, primirea de energie prin oxidarea aerobă a substanțelor organice utilizate pentru viață.

Respirația se efectuează sistemul respiratorreprezentate de căile respiratorii, plămânii, mușchii respiratori, structurile nervoase care controlează funcțiile, precum și sângele și sistemul cardiovascular, care transportă oxigenul și dioxidul de carbon.

Căi aeriene subdivizate în superior (cavitate nazală, nazofaringe, orofaringe) și inferior (laringe, trahee, bronhii extra și intrapulmonare).

Pentru a menține activitatea vitală a unui adult, sistemul respirator trebuie să livreze aproximativ 250-280 ml de oxigen pe minut în corp în condiții de odihnă relativă și să elimine aproximativ aceeași cantitate de dioxid de carbon din organism.

Prin sistemul respirator, corpul este în permanență în contact cu aerul atmosferic - mediul extern, care poate conține microorganisme, viruși, substanțe nocive de natură chimică. Toate acestea sunt capabile să pătrundă în plămâni prin picături aeropurtate, pătrunzând bariera aer-sânge în corpul uman și provocând dezvoltarea multor boli. Unele dintre ele se răspândesc rapid - epidemie (gripă, infecții virale respiratorii acute, tuberculoză etc.).

Figura: Diagrama căilor respiratorii

O mare amenințare pentru sănătatea umană o reprezintă poluarea atmosferică a aerului de către substanțe chimice de origine tehnogenă (industrii periculoase, vehicule).

Cunoștințele despre aceste modalități de impact asupra sănătății umane contribuie la adoptarea măsurilor legislative, anti-epidemice și a altor măsuri pentru a proteja împotriva factorilor nocivi atmosferici și a preveni poluarea acestuia. Acest lucru este posibil, cu condiția ca lucrătorii medicali să desfășoare o activitate explicativă largă în rândul populației, inclusiv dezvoltarea unui număr de reguli simple de comportament. Printre acestea se numără prevenirea poluării mediului, respectarea regulilor elementare de comportament în timpul infecțiilor, care trebuie vaccinate încă din copilărie.

O serie de probleme în fiziologia respirației sunt asociate cu tipuri specifice de activitate umană: spațiu și zboruri la mare altitudine, ședere în munți, scufundări, utilizarea camerelor de presiune și ședere într-o atmosferă care conține substanțe toxice și o cantitate excesivă de particule de praf.

Funcții ale căilor respiratorii

Una dintre cele mai importante funcții ale căilor respiratorii este de a asigura fluxul de aer din atmosferă în alveole și îndepărtarea acestuia din plămâni. Aerul din căile respiratorii este condiționat de curățarea, încălzirea și hidratarea.

Purificarea aerului. Aerul este curățat în mod activ în special de particulele de praf din căile respiratorii superioare. Până la 90% din particulele de praf conținute în aerul inhalat se așează pe membrana mucoasă. Cu cât particula este mai mică, cu atât este mai probabil să pătrundă în căile respiratorii inferioare. Deci, bronșiolele pot ajunge la particule cu un diametru de 3-10 microni, iar alveolele - 1-3 microni. Îndepărtarea particulelor de praf așezate se efectuează prin fluxul de mucus în căile respiratorii. Mucusul care acoperă epiteliul se formează din secreția celulelor calicice și a glandelor formatoare de mucus ale tractului respirator, precum și din fluidul care filtrează din interstitiu și din capilarele sanguine ale pereților bronhiilor și plămânilor.

Grosimea stratului de mucus este de 5-7 microni. Mișcarea sa este creată datorită bătăilor (3-14 mișcări pe secundă) ale ciliilor epiteliului ciliate, care acoperă toate căile respiratorii, cu excepția epiglotei și a corzilor vocale adevărate. Eficiența cililor este atinsă numai cu bătaia lor sincronă. Această mișcare ondulantă va crea un flux de mucus de la bronhii la laringe. De la cavitățile nazale, mucusul se deplasează spre deschiderile nazale și de la nazofaringe la faringe. La o persoană sănătoasă, se formează aproximativ 100 ml de mucus pe zi în tractul respirator inferior (o parte din acesta este absorbit de celulele epiteliale) și 100-500 ml în tractul respirator superior. Cu bătăile sincrone ale cililor, viteza de mișcare a mucusului în trahee poate ajunge la 20 mm / min, iar în bronhiile și bronhiolele mici este de 0,5-1,0 mm / min. Particulele cu greutatea de până la 12 mg pot fi transportate cu un strat de mucus. Uneori se numește mecanismul de expulzare a mucusului din căile respiratorii scară rulantă mucociliară (din lat. mucus - nămol, ciliare - genă).

Volumul de mucus expulzat (clearance-ul) depinde de rata de formare, vâscozitate și eficiența cililor. Bătăile cililor epiteliului ciliate se produc numai cu formarea suficientă de ATP în acesta și depinde de temperatura și pH-ul mediului, umiditatea și ionizarea aerului inhalat. Mulți factori pot limita eliminarea mucusului.

Asa de. cu o boală congenitală - fibroză chistică, cauzată de o mutație a genei care controlează sinteza și structura proteinei implicate în transportul ionilor minerali prin membranele celulare ale epiteliului secretor, se dezvoltă o creștere a vâscozității mucusului și dificultăți în evacuarea acestuia din tractul respirator de către cili. Fibroblastele plămânilor pacienților cu fibroză chistică produc un factor ciliar care perturbă funcționarea ciliilor epiteliali. Acest lucru duce la afectarea ventilației plămânilor, deteriorarea și infecția bronhiilor. Modificări similare ale secreției pot avea loc în tractul gastro-intestinal, pancreas. Copiii care suferă de fibroză chistică au nevoie de îngrijire medicală intensivă constantă. Sub influența fumatului se observă întreruperea proceselor de batere a ciliilor, afectarea epiteliului căilor respiratorii și a plămânilor, urmată de dezvoltarea altor numeroase modificări adverse ale sistemului bronhopulmonar.

Încălzirea aerului. Acest proces are loc datorită contactului aerului inhalat cu suprafața caldă a căilor respiratorii. Eficacitatea încălzirii este de așa natură încât, chiar și atunci când o persoană inhalează aer atmosferic înghețat, se încălzește atunci când intră în alveole la o temperatură de aproximativ 37 ° C. Aerul eliminat din plămâni dă până la 30% din căldura sa către membranele mucoase ale căilor respiratorii superioare.

Umidificarea aerului. Trecând prin căile respiratorii și alveole, aerul este 100% saturat cu vapori de apă. Ca urmare, presiunea vaporilor de apă în aerul alveolar este de aproximativ 47 mm Hg. Artă.

Datorită amestecului de aer atmosferic și aer expirat, care are conținut diferit de oxigen și dioxid de carbon, se creează un „spațiu tampon” în căile respiratorii între atmosferă și suprafața de schimb de gaze a plămânilor. Ajută la menținerea constanței relative a compoziției aerului alveolar, care diferă de cea atmosferică printr-un conținut mai mic de oxigen și un conținut mai mare de dioxid de carbon.

Căile respiratorii sunt zone reflexogene ale numeroaselor reflexe care joacă un rol în autoreglarea respirației: reflexul Hering-Breuer, reflexele protectoare ale strănutului, tusei, reflexul „scufundării” și care afectează și activitatea multor organe interne (inimă, vase de sânge, intestine). Mecanismele unora dintre aceste reflexe vor fi discutate mai jos.

Căile respiratorii sunt implicate în generarea sunetelor și oferirea lor de o anumită culoare. Sunetul apare atunci când aerul trece prin glotă, provocând vibrația corzilor vocale. Pentru ca vibrațiile să apară, este necesar un gradient de presiune a aerului între părțile exterioare și interioare ale corzilor vocale. În condiții naturale, un astfel de gradient se creează în timpul expirației, când corzile vocale se închid atunci când vorbim sau cântăm, iar presiunea aerului subglotic, datorită acțiunii factorilor care asigură expirația, devine mai mare decât atmosferică. Sub influența acestei presiuni, corzile vocale se schimbă momentan, se formează un spațiu între ele, prin care străbate aproximativ 2 ml de aer, apoi corzile vocale se închid din nou și procesul se repetă din nou, adică se produce vibrația corzilor vocale, generând unde sonore. Aceste unde creează o bază tonală pentru formarea sunetelor de cântat și vorbire.

Utilizarea respirației pentru a forma vorbirea și cântarea se numește în consecință vorbire și cântând respirația. Prezența și poziția normală a dinților este o condiție prealabilă pentru pronunțarea corectă și clară a sunetelor vorbirii. În caz contrar, există indistinct, lipsește și, uneori, imposibilitatea de a pronunța anumite sunete. Respirarea vorbirii și a cântării constituie un subiect separat de cercetare.

Prin căile respiratorii și plămâni, aproximativ 500 ml de apă se evaporă pe zi și astfel se realizează participarea lor la reglarea echilibrului apă-sare și a temperaturii corpului. Evaporarea a 1 g de apă consumă 0,58 kcal de căldură și aceasta este una dintre modalitățile de participare a sistemului respirator la mecanismele de transfer de căldură. În condiții de odihnă, datorită evaporării prin căile respiratorii, până la 25% din apă și aproximativ 15% din căldura produsă sunt eliminate din corp pe zi.

Funcția de protecție a căilor respiratorii se realizează printr-o combinație de mecanisme de aer condiționat, implementarea reacțiilor reflexe de protecție și prezența unei căptușeli epiteliale acoperite cu mucus. Mucusul și epiteliul ciliate cu celule secretoare, neuroendocrine, receptor, limfoide incluse în stratul său creează baza morfofuncțională a barierei căilor respiratorii. Această barieră, datorită prezenței lizozimei, interferonului, a unor imunoglobuline și a anticorpilor leucocitari în mucus, face parte din sistemul imunitar local al sistemului respirator.

Lungimea traheei este de 9-11 cm, diametrul interior este de 15-22 mm. Traheea se ramifică în două bronhii principale. Cea dreaptă este mai lată (12-22 mm) și mai scurtă decât cea stângă și se îndepărtează de trahee la un unghi mare (de la 15 la 40 °). Ramura bronhiilor, de regulă, dihotomic și diametrul lor scade treptat, iar lumenul total crește. Ca rezultat al 16-lea ramificare a bronhiilor, se formează bronșiole terminale, al căror diametru este de 0,5-0,6 mm. Urmează structurile care formează unitatea morfofuncțională de schimb de gaze ale plămânului - acin. Capacitatea căilor respiratorii până la nivelul acini este de 140-260 ml.

Pereții bronhiilor mici și bronhiolelor conțin miocite netede, care sunt situate în ele circular. Lumenul acestei părți a căilor respiratorii și debitul de aer depind de gradul de contracție tonică a miocitelor. Reglarea debitului de aer prin căile respiratorii se efectuează în principal în secțiunile inferioare ale acestora, unde lumenul căilor respiratorii se poate modifica activ. Tonul miocitelor se află sub controlul neurotransmițătorilor sistemului nervos autonom, leucotrienelor, prostaglandinelor, citokinelor și altor molecule de semnalizare.

Receptorii căilor respiratorii și pulmonare

Un rol important în reglarea respirației îl au receptorii, care sunt deosebit de abundenți în căile respiratorii superioare și plămâni. În membrana mucoasă a pasajelor nazale superioare, între celulele epiteliale și cele de susținere sunt situate receptori olfactivi. Sunt celule nervoase sensibile cu cilii mobili, care asigură recepția substanțelor mirositoare. Datorită acestor receptori și sistemului olfactiv, organismul este capabil să perceapă mirosurile substanțelor conținute în mediu, prezența nutrienților, a agenților nocivi. Expunerea la anumite substanțe mirositoare determină o schimbare reflexă a permeabilității căilor respiratorii și, în special, la persoanele cu bronșită obstructivă, poate provoca un atac astmatic.

Restul receptorilor căilor respiratorii și plămânilor sunt împărțiți în trei grupe:

• întindere;
• iritant;
• juxtaalveolar.

Receptorii de întindere sunt localizate în stratul muscular al căilor respiratorii. Un stimul adecvat pentru ei este întinderea fibrelor musculare cauzate de modificările presiunii intrapleurale și ale presiunii în lumenul căilor respiratorii. Cea mai importantă funcție a acestor receptori este de a controla gradul de distensie pulmonară. Datorită acestora, sistemul funcțional de reglare a respirației controlează intensitatea ventilației plămânilor.

Există, de asemenea, o serie de date experimentale privind prezența receptorilor de colaps în plămâni, care sunt activate cu o scădere puternică a volumului pulmonar.

Receptorii iritanți posedă proprietățile mecanomeceptorilor și chemoreceptorilor. Acestea sunt localizate în membrana mucoasă a căilor respiratorii și sunt activate de acțiunea unui flux intens de aer în timpul inhalării sau expirației, acțiunea particulelor mari de praf, acumularea de secreții purulente, mucus, particule alimentare care intră în căile respiratorii. Acești receptori sunt, de asemenea, sensibili la acțiunea gazelor iritante (amoniac, vapori de sulf) și a altor substanțe chimice.

Receptorii juxtaalveolari situat în spațiul interstițial al alveolelor pulmonare la pereții capilarelor sanguine. Un iritant adecvat pentru ei este creșterea umplerii cu sânge a plămânilor și creșterea volumului de lichid intercelular (acestea sunt activate, în special, cu edem pulmonar). Iritarea acestor receptori determină apariția respirației frecvente de mică adâncime.

Reacții reflexe de la receptorii căilor respiratorii

Când se activează receptorii de întindere și receptorii iritanți, apar numeroase reacții reflexe care asigură autoreglarea respirației, reflexe de protecție și reflexe care afectează funcțiile organelor interne. O astfel de subdiviziune a acestor reflexe este foarte arbitrară, deoarece același stimul, în funcție de forța sa, poate fie să regleze schimbarea fazelor ciclului de respirație calmă, fie să provoace o reacție de protecție. Căile aferente și eferente ale acestor reflexe trec în trunchiurile nervilor olfactivi, trigemen, faciali, glosofaringieni, vagi și simpatici, iar închiderea majorității arcurilor reflexe se efectuează în structurile centrului respirator al medularei oblongate cu conexiunea nucleilor nervilor de mai sus.

Reflexele de autoreglare respiratorie reglează adâncimea și frecvența respirației, precum și lumenul căilor respiratorii. Dintre acestea, se disting reflexele Goering-Breuer. Reflexul Hering-Breuer inspirator-inhibitor manifestat prin faptul că atunci când plămânii sunt întinși în timpul unei respirații profunde sau când aerul este suflat de dispozitivele de respirație artificială, inhalarea este inhibată reflex și expirația este stimulată. Cu o întindere puternică a plămânilor, acest reflex capătă un rol protector, protejând plămânii de întinderea excesivă. Al doilea din această serie de reflexe - reflex expirator-facilitator - se manifestă în condiții în care aerul intră în căile respiratorii sub presiune în timpul expirației (de exemplu, cu respirație artificială ventilată). Ca răspuns la acest efect, expirația este prelungită reflexiv și apariția inhalării este inhibată. Reflex la colapsul plămânilor apare cu expirație cât mai profundă sau cu leziuni toracice, însoțite de pneumotorax. Se manifestă prin respirație frecventă superficială, care previne colapsul ulterior al plămânilor. Există, de asemenea Reflexul paradoxal al capului, manifestat prin faptul că, cu suflarea intensivă a aerului în plămâni pentru o perioadă scurtă de timp (0,1-0,2 s), inhalarea poate fi activată, urmată de expirație.

Printre reflexele care reglează lumenul căilor respiratorii și puterea de contracție a mușchilor respiratori, există reflex pentru scăderea presiunii în căile respiratorii superioare, care se manifestă prin contracția mușchilor care lărgesc aceste căi respiratorii și le împiedică să se închidă. Ca răspuns la o scădere a presiunii în pasajele nazale și faringe, mușchii aripilor nasului, chin-lingual și alți mușchi sunt contractați reflexiv, deplasând limba ventral anterior. Acest reflex promovează inhalarea prin reducerea rezistenței și creșterea căilor respiratorii în căile respiratorii superioare.

O scădere a presiunii aerului în lumenul faringelui determină, de asemenea, în mod reflex, o scădere a forței de contracție a diafragmei. Acest reflex faringian-frenic previne o scădere suplimentară a presiunii în faringe, aderența pereților săi și dezvoltarea apneei.

Reflex de închidere glosar apare ca răspuns la iritarea mecanoreceptorilor faringelui, laringelui și a rădăcinii limbii. Aceasta închide ligamentele vocale și epiglotice și previne inhalarea de alimente, lichide și gaze iritante. La pacienții care sunt inconștienți sau sub anestezie, închiderea reflexă a glotei este perturbată și vărsăturile, precum și conținutul faringelui, pot intra în trahee și pot provoca pneumonie de aspirație.

Reflexele rinobronșice apar atunci când receptorii iritanți ai căilor nazale și nazofaringele sunt iritați și se manifestă printr-o îngustare a lumenului căilor respiratorii inferioare. La persoanele predispuse la spasme ale fibrelor musculare netede ale traheei și bronhiilor, iritarea receptorilor iritanți din nas și chiar unele mirosuri pot provoca dezvoltarea unui atac de astm bronșic.

Reflexele clasice de protecție ale sistemului respirator includ, de asemenea, reflexele de tuse, strănut și scufundător. Reflex de tuse cauzată de iritarea receptorilor iritanți ai faringelui și ale căilor respiratorii subiacente, în special regiunea bifurcației traheale. Când este implementat, întâi apare o scurtă respirație, apoi corzile vocale sunt închise, mușchii expirați se contractă și presiunea aerului subglotică crește. Apoi corzile vocale sunt relaxate instantaneu și fluxul de aer cu viteză liniară mare trece prin căile respiratorii, glotă și deschide gura în atmosferă. În același timp, excesul de mucus, conținutul purulent, unele produse inflamatorii sau alimentele ingerate accidental și alte particule sunt expulzate din căile respiratorii. O tuse productivă, „umedă” ajută la curățarea bronhiilor și îndeplinește o funcție de drenaj. Pentru o curățare mai eficientă a căilor respiratorii, medicii prescriu medicamente speciale care stimulează producerea secrețiilor lichide. Reflex de strănut apare atunci când receptorii pasajelor nazale sunt iritați și se dezvoltă ca un tuse reflex stâng, cu excepția faptului că expulzarea aerului are loc prin pasajele nazale. În același timp, lacrimarea crește, lichidul lacrimal intră în cavitatea nazală prin canalul lacrimal-nazal și îi hidratează pereții. Toate acestea ajută la curățarea nazofaringelui și a pasajelor nazale. Reflex scafandru cauzată de pătrunderea fluidului în căile nazale și se manifestă ca o încetare pe termen scurt a mișcărilor respiratorii, împiedicând trecerea fluidului în căile respiratorii subiacente.

Când lucrați cu pacienții, medicii de terapie intensivă, chirurgii maxilo-faciali, otorinolaringologii, medicii stomatologi și alți specialiști trebuie să țină seama de caracteristicile reacțiilor reflexe descrise care apar ca răspuns la iritarea receptorilor cavității bucale, faringelui și căilor respiratorii superioare.

Suflare - un set de procese care asigură alimentarea continuă cu oxigen a tuturor organelor și țesuturilor corpului și îndepărtarea din corp a dioxidului de carbon care se formează constant în procesul de metabolism.

Există mai multe etape în procesul de respirație:

1) respirație externă sau ventilație a plămânilor - schimbul de gaze între alveolele plămânilor și aerul atmosferic;

2) schimbul de gaze în plămâni între aerul alveolar și sânge;

3) transportul gazelor prin sânge, adică procesul de transfer al oxigenului din plămâni în țesuturi și al dioxidului de carbon din țesuturi în plămâni;

4) schimb de gaze între sângele capilarelor circulației sistemice și celulele tisulare;

5) respirație internă - oxidare biologică în mitocondriile celulei.

Funcția principală a sistemului respirator - asigurarea alimentării cu oxigen a sângelui și eliminarea dioxidului de carbon din sânge.

Alte funcții ale sistemului respirator includ:

– Participarea la procesele de termoreglare. Temperatura aerului inhalat afectează într-o anumită măsură temperatura corpului. Împreună cu aerul expirat, corpul emite căldură mediului extern, răcind, dacă este posibil (dacă temperatura ambiantă este mai mică decât temperatura corpului).

– Participarea la procesele de selecție. Împreună cu aerul expirat din corp, pe lângă dioxidul de carbon, sunt eliminați vaporii de apă, precum și vaporii altor substanțe (de exemplu, alcool etilic în timpul intoxicației cu alcool).

– Participarea la răspunsuri imune.Unele celule din plămâni și căile respiratorii au capacitatea de a neutraliza bacteriile, virusurile și alte microorganisme cauzatoare de boli.

Funcțiile specifice ale căilor respiratorii (nazofaringe, laringe, trahee și bronhii) sunt:

- încălzirea sau răcirea aerului inhalat (în funcție de temperatura ambiantă);

- umidificarea aerului inhalat (pentru a preveni uscarea plămânilor);

- purificarea aerului inhalat de particule străine - praf și altele.

Organele respiratorii umane sunt reprezentate de căile respiratorii, prin care trece aerul inhalat și expirat, și plămânii, unde se schimbă gaze (Fig. 14).

Cavitatea nazală. Calea aeriană începe cu cavitatea nazală, care este separată de gură printr-un palat dur în față și un palat moale în spate. Cavitatea nazală are un cadru osos și cartilaginos și este împărțită printr-o partiție solidă în părțile dreaptă și stângă. Este împărțit de trei turbinate în pasajele nazale: superior, mediu și inferior, prin care trece aerul inspirat și expirat.

Membrana mucoasă a nasului conține o serie de dispozitive pentru manipularea aerului inhalat.

În primul rând, este acoperit cu epiteliu ciliat, ale cărui cili formează un covor continuu pe care se așează praful. Datorită pâlpâirii cililor, praful așezat este expulzat din cavitatea nazală. Reținerea particulelor străine este facilitată și de firele de păr situate la marginea exterioară a deschiderilor nazale.

În al doilea rând, membrana mucoasă conține glande mucoase, al căror secret învelește praful și promovează expulzarea acestuia, umidificând și aerul. Mucusul din cavitatea nazală are proprietăți bactericide - conține lizozimă, o substanță care reduce capacitatea bacteriilor de a se reproduce sau le ucide.

În al treilea rând, membrana mucoasă este bogată în vase venoase, care se pot umfla în diferite condiții; pagubele lor sunt un pretext pentru sângerările nasului. Importanța acestor formațiuni este de a încălzi fluxul de aer care trece prin nas. Studii speciale au stabilit că atunci când aerul trece prin pasajele nazale cu o temperatură de +50 la –50 ° C și o umiditate de la 0 la 100%, aerul „redus” la 37 ° C și umiditatea de 100% intră întotdeauna în trahee.

Leucocitele ies din vasele de sânge de pe suprafața membranei mucoase, care îndeplinesc și o funcție de protecție. Efectuând fagocitoză, acestea mor și, prin urmare, mucusul secretat din nas conține multe leucocite moarte.

Figura: 14. Structura sistemului respirator uman

Din cavitatea nazală, aerul trece în nazofaringe, de unde trece în partea nazală a faringelui, apoi în laringe.

Figura: 15. Structura laringelui uman

Laringe. Laringele este situat în fața părții laringiene a faringelui la nivelul vertebrelor cervicale IV-VI și este format din cartilaje: nepereche - tiroidă și cricoidă, împerecheate - aritenoide, în formă de corn și în formă de pană (Fig. 15). Epiglota este atașată la marginea superioară a cartilajului tiroidian, care închide intrarea în laringe în timpul înghițirii și astfel împiedică pătrunderea alimentelor în el. De la cartilajul tiroidian până la cartilajul aritenoid (față în spate) există două corzi vocale. Spațiul dintre ele se numește glotă.

Figura: 16. Structura traheei și bronhiilor unei persoane

Trahee. Traheea, fiind o continuare a laringelui, începe la nivelul marginii inferioare a vertebrei cervicale VI și se termină la nivelul marginii superioare a vertebrei toracice V, unde se împarte în două bronhii - dreapta și stânga. Locul diviziunii traheei se numește bifurcație traheală. Lungimea traheei variază de la 9 la 12 cm, diametrul transversal este în medie de 15-18 mm (fig. 16).

Traheea este formată din 16 - 20 de inele cartilaginoase incomplete conectate prin ligamente fibroase, fiecare inel extinzându-se doar două treimi din circumferință. Semicercuri cartilaginoase conferă elasticitate căilor respiratorii și le fac să nu se prăbușească și, astfel, să fie ușor accesibile pentru aer. Peretele posterior, membranos al traheei este aplatizat și conține fascicule de țesut muscular neted care rulează transversal și longitudinal și asigură mișcări active ale traheei atunci când respirați, tuseți etc. Membrana mucoasă a laringelui și a traheei este acoperită cu epiteliu ciliate (cu excepția corzilor vocale și a unei părți a epiglotei) și este bogată în țesut limfoid și glande mucoase.

Bronhiile. Traheea se împarte în două bronhii, care intră în plămânii drept și stâng. În plămâni, bronhiile se îmbracă ca arborele în bronhii mai mici, care pătrund în lobulii pulmonari și formează ramuri respiratorii chiar mai mici - bronșiole. Cele mai mici bronșiole respiratorii cu diametrul de aproximativ 0,5 mm se ramifică în pasaje alveolare, care se termină în saci alveolari. Pasajele alveolare și sacii de pe pereți au proeminențe sub formă de bule, care se numesc alveole. Diametrul alveolelor este de 0,2 - 0,3 mm, iar numărul lor ajunge la 300 - 400 de milioane, datorită căruia se creează o suprafață respiratorie mare a plămânilor. Ajunge la 100 - 120 m 2.

Alveole constau dintr-un epiteliu scuamos foarte subțire, care este înconjurat la exterior de o rețea de vase de sânge mai mici, de asemenea, cu pereți subțiri, care facilitează schimbul de gaze.

Plămâniisunt situate într-o cavitate toracică închisă ermetic. Peretele posterior al cavității toracice este format din coloana toracică și coastele atașate mobil care se extind de la vertebre. Din laturi este format din coaste, în față - din coaste și stern. Mușchii intercostali (externi și interni) sunt situați între coaste. De jos, cavitatea toracică este separată de cavitatea abdominală prin obstrucția abdominală sau prin diafragmă, în formă de cupolă în cavitatea toracică.

O persoană are doi plămâni - dreapta și stânga. Plămânul drept are trei lobi, stânga are doi. Partea superioară îngustă a plămânilor se numește vârf, iar partea inferioară extinsă se numește bază. Există porți pulmonare - o depresiune pe suprafața lor interioară prin care trec bronhiile, vasele de sânge (artera pulmonară și două vene pulmonare), vasele limfatice și nervii. Combinația acestor formațiuni se numește rădăcina plămânului.

Țesutul pulmonar este alcătuit din structuri mici numite lobuli pulmonari, care sunt mici secțiuni piramidale (de la 0,5 la 1,0 cm) ale plămânului. Bronhiile incluse în lobulul pulmonar - bronhiolele terminale - sunt împărțite în 14 - 16 bronșiole respiratorii. La sfârșitul fiecăruia dintre ele există o expansiune cu pereți subțiri - pasajul alveolar. Sistemul bronhiolelor respiratorii cu pasajele lor alveolare este o unitate funcțională a plămânilor și se numește acin.

Plămânii sunt acoperiți cu o coajă - pleura, care constă din două foi: intern (visceral) și extern (parietal) (Fig. 17). Stratul interior al pleurei acoperă plămânii și este învelișul lor exterior, care, de-a lungul rădăcinii, trece cu ușurință în stratul exterior al pleurei, căptușind pereții cavității toracice (este învelișul său interior). Astfel, între straturile interioare și exterioare ale pleurei se formează un spațiu capilar mic închis ermetic, care se numește cavitatea pleurală. Conține o cantitate mică (1 - 2 ml) de lichid pleural, care udă straturile pleurale și facilitează alunecarea lor una față de cealaltă.

Figura: 17. Structura plămânului uman

Unul dintre principalele motive pentru schimbarea aerului în plămâni este o modificare a volumului pieptului și a cavităților pleurale. Plămânii urmează pasiv modificarea volumului lor.

Mecanismul actului de inhalare și expirație

Schimbul de gaze între aerul atmosferic și aerul din alveole are loc datorită alternanței ritmice a actelor de inhalare și expirație. Nu există țesut muscular în plămâni și, prin urmare, nu se pot contracta activ. Mușchii respiratori joacă un rol activ în actul de inhalare și expirație. Odată cu paralizia mușchilor respiratori, respirația devine imposibilă, deși organele respiratorii nu sunt afectate.

Actul de inhalare sau inspirație - un proces activ, care este asigurat de o creștere a volumului cavității toracice. Actul de expirație sau expirație- un proces pasiv rezultat din scăderea volumului cavității toracice. Fazele inhalării și expirației ulterioare sunt ciclul respirator... În timpul inhalării, aerul atmosferic intră în plămâni prin căile respiratorii; atunci când expiră, o parte din aer le părăsește.

În implementarea inspirației, sunt implicați mușchii intercostali oblici externi și diafragma (Fig. 18). Odată cu contracția mușchilor intercostali oblici externi, care merg de sus în față și în jos, coastele cresc, iar volumul cavității toracice crește datorită deplasării sternului înainte și a părților laterale ale coastelor către părți. Diafragma, care se contractă, ia o poziție mai plată. În acest caz, organele incompresibile ale cavității abdominale sunt împinse în jos și în lateral, întinzând pereții cavității abdominale. Cu o inhalare calmă, cupola diafragmei coboară cu aproximativ 1,5 cm, respectiv dimensiunea verticală a cavității toracice crește.

Cu respirația foarte profundă, un număr de mușchi respiratori auxiliari sunt implicați în actul de inhalare: scalen, pectoral major și minor, dentat anterior, trapezoidal, romboid, ridicând scapula.

Plămânii și peretele cavității toracice sunt acoperite cu o membrană seroasă - pleura, între frunzele căreia există un gol îngust - cavitatea pleurală conținând lichid seros. Plămânii sunt întinși în mod constant, deoarece presiunea din cavitatea pleurală este negativă. Se datorează tracțiunii elastice a plămânilor, adică dorinței constante a plămânilor de a reduce volumul acestora. La sfârșitul unei expirații calme, când aproape toți mușchii respiratori sunt relaxați, presiunea în cavitatea pleurală este de aproximativ -3 mm Hg. Art., Adică, sub atmosferă.

Figura: 18. Mușchii care asigură inhalare și expirație

La inhalare, datorită contracției mușchilor respiratori, volumul cavității toracice crește. Presiunea din spațiul pleural devine mai negativă. La sfârșitul unei respirații liniștite, aceasta scade la -6 mm Hg. Artă. În momentul unei respirații profunde, poate atinge -30 mm Hg. Artă. Plămânii se extind, volumul lor crește și aerul este aspirat.

La diferiți oameni, mușchii intercostali sau diafragma pot avea o importanță primară în punerea în aplicare a actului de inhalare. Prin urmare, vorbesc despre diferite tipuri de respirație: toracică, sau costală și abdominală, sau diafragmatică. S-a constatat că la femei predomină tipul de respirație toracică, iar la bărbați, cea abdominală.

Cu respirația calmă, expirația se efectuează datorită energiei elastice acumulate în timpul inhalării anterioare. Când mușchii respiratori se relaxează, coastele revin pasiv la poziția lor inițială. Încetarea contracției diafragmei duce la faptul că își ia poziția cupolată anterioară din cauza presiunii asupra acesteia din organele abdominale. Revenirea coastelor și a diafragmei la poziția lor inițială duce la o scădere a volumului cavității toracice și, în consecință, la o scădere a presiunii în ea. În același timp, când coastele revin la poziția inițială, presiunea din cavitatea pleurală crește, adică presiunea negativă din ea scade. Toate aceste procese, care asigură o creștere a presiunii în piept și în cavitățile pleurale, duc la faptul că plămânii sunt comprimați și aerul le părăsește pasiv - se efectuează expirația.

Expirația forțată este un proces activ. La implementarea sa, luați parte: mușchii intercostali interni, ale căror fibre merg în direcția opusă în comparație cu cele externe: de jos în sus și înainte. Când se contractă, coastele scad, iar volumul cavității toracice scade. Expirația îmbunătățită este facilitată și de contracția mușchilor abdominali, în urma căreia volumul cavității abdominale scade și crește presiunea din aceasta, care este transmisă prin organele abdominale către diafragmă și o ridică. În cele din urmă, mușchii brâului extremităților superioare se contractă, se strâng în partea superioară a pieptului și îi reduc volumul.

Ca urmare a scăderii volumului cavității toracice, crește presiunea în aceasta, ca urmare a căreia aerul este împins afară din plămâni - are loc o expirație activă. La vârful expirației, presiunea în plămâni poate fi cu 3 - 4 mm Hg mai mare decât presiunea atmosferică. Artă.

Actele de inhalare și expirație se înlocuiesc ritmic. Un adult face 15-20 de cicluri pe minut. Respirația persoanelor instruite fizic este mai rară (până la 8 - 12 cicluri pe minut) și mai profundă.



Sistemul de conducere a aerului prin corpul nostru are o structură complexă. Natura a creat un mecanism de livrare a oxigenului în plămâni, unde intră în fluxul sanguin, astfel încât să fie posibil să facă schimb de gaze între mediu și toate celulele corpului nostru.

Prin schema sistemului respirator uman, ele înseamnă căile respiratorii - superioare și inferioare:

• Cele superioare sunt cavitatea nazală, inclusiv sinusurile paranasale, iar laringele este organul care formează vocea.
• Cele inferioare sunt traheea și arborele bronșic.
• Organe respiratorii - plămâni.

Fiecare dintre aceste componente este unică prin funcția sa. Împreună, toate aceste structuri funcționează ca un mecanism bine coordonat.

Cavitatea nazală

Prima structură prin care trece aerul la inhalare este nasul. Structura sa:

1. Cadrul este format din multe oase mici pe care este atașat cartilajul. Din forma și dimensiunea lor depinde aspectul nasului unei persoane.
2. Cavitatea sa, conform anatomiei, comunică cu mediul extern prin nări, în timp ce cu nazofaringele - prin deschideri speciale în baza osoasă a nasului (choana).
3. Pe pereții exteriori ai ambelor jumătăți ale cavității nazale, 3 pasaje nazale sunt situate de sus în jos. Prin găurile din ele, cavitatea nazală comunică cu sinusurile paranasale și cu canalul lacrimal al ochiului.
4. Din interior, cavitatea nazală este acoperită de o membrană mucoasă cu un singur strat de epiteliu. Are multe fire de păr și cilii. În această zonă, aerul este aspirat și, de asemenea, încălzit și umidificat. Părul, cilii și stratul de mucus din nas acționează ca un filtru de aer, prinzând particulele de praf și captând microorganismele. Mucusul secretat de celulele epiteliale conține enzime bactericide care pot ucide bacteriile.

O altă funcție importantă a nasului este funcția olfactivă. În părțile superioare ale membranei mucoase sunt receptori pentru analizorul olfactiv. Această zonă are o culoare diferită de restul membranelor mucoase.

Zona olfactivă a membranei mucoase este gălbuie. De la receptori în grosimea sa, un impuls nervos este transmis către zonele specializate ale cortexului cerebral, unde se formează senzația de miros.

Sinusuri paranazale

În grosimea oaselor care participă la formarea nasului, există goluri căptușite cu o membrană mucoasă din interior - sinusurile paranasale. Sunt umplute cu aer. Acest lucru reduce semnificativ greutatea oaselor craniului.

Cavitatea nazală, împreună cu sinusurile, participă la formarea vocii (aerul rezonează și sunetul devine mai puternic). Există astfel de sinusuri paranasale:

• Două maxilare (maxilare) - în interiorul osului maxilarului superior.
• Două frontale (frontale) - în cavitatea osului frontal, deasupra crestelor frunții.
• Un sfenoid se află la baza osului sfenoid (este situat în interiorul craniului).
• Cavități din interiorul osului etmoid.

Toate aceste sinusuri comunică cu pasajele nazale prin deschideri și canale. Acest lucru duce la faptul că exsudatul inflamator din nas pătrunde în cavitatea sinusală. Boala se răspândește rapid în țesuturile din apropiere. Ca urmare, se dezvoltă inflamația lor: sinuzită, sinuzită frontală, sfenoidită și etmoidită. Aceste boli sunt periculoase în consecințele lor: în cazuri avansate, puroiul topește pereții oaselor, ajungând în cavitatea craniană, provocând modificări ireversibile în sistemul nervos.

Laringe

După trecerea prin cavitatea nazală și nazofaringe (sau cavitatea bucală, dacă o persoană respiră prin gură), aerul intră în laringe. Este un organ tubular cu o anatomie foarte complexă, care constă din cartilaj, ligamente și mușchi. Aici se află corzile vocale, datorită cărora putem scoate sunete de diferite frecvențe. Funcțiile laringelui sunt conducerea aerului, formarea vocii.

Structura:

1. Laringele este situat la nivelul a 4-6 vertebre cervicale.
2. Suprafața sa anterioară este formată din cartilajul tiroidian și cricoid. Partea din spate și cea superioară sunt epiglota și cartilajele mici în formă de pană.
3. Epiglota este un „capac” care acoperă laringele în timpul faringelui. Acest dispozitiv este necesar pentru ca alimentele să nu pătrundă pe căile respiratorii.
4. Din interior, laringele este căptușit cu un singur strat de epiteliu respirator, ale cărui celule au vilozități subțiri. Se mișcă direcționând mucusul și particulele de praf către gât. Astfel, există o purificare constantă a căilor respiratorii. Doar suprafața corzilor vocale este căptușită cu epiteliu stratificat, ceea ce le face mai rezistente la deteriorare.
5. Există receptori în grosimea mucoasei laringelui. Atunci când acești receptori sunt iritați de corpuri străine, exces de mucus sau produse reziduale ale microorganismelor, apare o tuse reflexă. Aceasta este o reacție defensivă a laringelui care vizează curățarea lumenului său.

Trahee

Traheea începe de la marginea inferioară a cartilajului cricoid. Acest organ este denumit căile respiratorii inferioare. Se termină la nivelul a 5-6 vertebre toracice la locul bifurcației sale (bifurcație).

Structura traheei:

1. Cadrul traheal formează 15-20 semiraguri cartilaginoase. În spatele lor sunt conectate printr-o membrană care se învecinează cu esofagul.
2. În locul divizării traheei în bronhiile principale, există o proeminență a membranei mucoase, care se abate spre stânga. Acest fapt determină faptul că corpurile străine care intră aici se găsesc mai des în bronhia principală dreaptă.
3. Membrana mucoasă a traheei are o absorbție bună. Este utilizat în medicină pentru a efectua administrarea intratraheală de medicamente prin inhalare.

Arborele bronșic

Traheea se împarte în două bronhii principale - formațiuni tubulare de cartilaj care se extind în plămâni. Pereții bronhiilor formează inele cartilaginoase și membrane ale țesutului conjunctiv.

În interiorul plămânilor, bronhiile sunt împărțite în bronhii lobare (de ordinul al doilea), care, la rândul lor, se bifurcă de mai multe ori în bronhii de al treilea, al patrulea etc., până la ordinul al zecelea - bronșiole terminale. Ele dau naștere bronhiolelor respiratorii - componente ale acinilor pulmonari.

Bronhiolele respiratorii trec în căile respiratorii. Alveolele sunt atașate la aceste pasaje - pungi umplute cu aer. La acest nivel are loc schimbul de gaze, prin pereții bronhiolelor, aerul nu poate pătrunde în sânge.

De-a lungul copacului, bronșiolele sunt căptușite din interior cu epiteliu respirator, iar peretele lor este format din elemente de cartilaj. Cu cât este mai mic calibrul bronhiei, cu atât țesutul mai puțin cartilaginos din peretele său.

Celulele musculare netede apar în bronhiole mici. Aceasta determină capacitatea bronhiolelor de a se extinde și îngusta (în unele cazuri chiar spasm). Acest lucru se produce sub influența factorilor externi, a impulsurilor sistemului nervos autonom și a unor medicamente farmaceutice.

Plămânii

Sistemul respirator uman include și plămânii. În grosimea țesuturilor acestor organe, are loc schimbul de gaze între aer și sânge (respirație externă).

Sub calea difuziei simple, oxigenul se deplasează acolo unde concentrația sa este mai mică (în sânge). Prin același principiu, monoxidul de carbon este îndepărtat din sânge.

Schimbul de gaze prin celulă se efectuează datorită diferenței de presiune parțială a gazelor din sânge și cavitatea alveolară. Acest proces se bazează pe permeabilitatea fiziologică a pereților alveolelor și a capilarelor la gaze.

Acestea sunt organe parenchimatoase care se află în cavitatea toracică de pe părțile laterale ale mediastinului. Mediastinul conține inima și vasele mari (trunchiul pulmonar, aorta, vena cavă superioară și inferioară), esofagul, canalele limfatice, trunchiurile nervoase simpatice și alte structuri.

Interiorul cavității toracice este căptușit cu o membrană specială - pleura, un alt strat al acesteia acoperă fiecare plămân. Ca urmare, se formează două cavități pleurale închise, în care se creează presiune negativă (relativă la cea atmosferică). Acest lucru oferă persoanei capacitatea de a respira.

Pe suprafața interioară a plămânului, poarta sa este localizată - aceasta include bronhiile principale, vasele de sânge și nervii (toate aceste structuri formează rădăcina plămânului). Plămânul drept uman are trei lobi, iar cel stâng are doi. Acest lucru se datorează faptului că inima ia locul celui de-al treilea lob al plămânului stâng.

Parenchimul plămânilor constă din alveole - cavități cu aer de până la 1 mm în diametru. Pereții alveolelor sunt formate din țesut conjunctiv și alveolocite - celule specializate care sunt capabile să treacă prin ele bule de oxigen și dioxid de carbon.

Din interior, alveola este acoperită cu un strat subțire de substanță vâscoasă - surfactant. Acest lichid începe să fie produs la făt la a 7-a lună de dezvoltare intrauterină. Creează o forță de tensiune superficială în alveolă, care îl împiedică să se prăbușească în timpul expirației.

Împreună, agentul tensioactiv, alveolocitul, membrana pe care se află și peretele capilar formează o barieră aer-sânge. Microorganismele nu pătrund prin el (normal). Dar dacă apare un proces inflamator (pneumonie), pereții capilarelor devin permeabili la bacterii.