При вдохе диафрагма опускается, рёбра поднимаются, расстояние между ними увеличивается. Обычный спокойный выдох происходит в большой степени пассивно, при этом активно работают внутренние межрёберные мышцы и некоторые мышцы живота. При выдохе диафрагма поднимается, рёбра перемещаются вниз, расстояние между ними уменьшается .

По способу расширения грудной клетки различают два типа дыхания: [ ]

• грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер), чаще наблюдается у женщин;
• брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы), чаще наблюдается у мужчин.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Легкие и дыхательная система

✪ Дыхательная система - строение, газообмен, воздух - как всё устроено. Жизненно важно знать всем! ЗОЖ

✪ Дыхательная система человека. Функции и этапы дыхания. Урок биологии №66.

✪ Биология | Как мы дышим? Дыхательная система человека

✪ Строение органов дыхания. Видеоурок по биологии 8 класс

Субтитры

У меня уже есть несколько роликов про дыхание. Я думаю, что даже до моих роликов, вы знали, что нам необходим кислород, и что мы выделяем СО2. Если вы смотрели ролики про дыхание, то знаете, что кислород нужен, чтобы метаболизировать пищу, что она превращается в АТФ, а благодаря АТФ работают все остальные клеточные функции и происходит все, что мы делаем: двигаемся, или дышим, или думаем, все что мы делаем. В процессе дыхания разрушаются молекулы сахаров и выделяется диоксид углерода. В этом ролике мы вернемся назад и и рассмотрим, как кислород попадает в наше тело и как выделяется обратно в атмосферу. То есть мы рассмотрим наш газообмен. Газообмен. Как в организм попадает кислород, и как выделяется диоксид углерода? Я думаю, любой из нас сможет начать этот ролик. Все начинается с носа или рта. У меня все время заложен нос, поэтому у меня дыхание начинается со рта. Когда я сплю, рот у меня все время открыт. Дыхание всегда начинается с носа или рта. Давайте я нарисую человека, у него есть рот и нос. Например, это я. Пусть этот человек дышит через рот. Вот так. Не важно есть ли глаза, но так хоть понятно, что это человек. Ну вот наш объект исследований, мы используем его в качестве схемы. Это ухо. Давайте я нарисую еще волосы. И бакенбарды. Это все не важно, ну вот наш человек. На его примере я покажу как воздух попадает в тело и как выходит. Давайте посмотрим, что у него внутри. Сначала нужно нарисовать снаружи. Посмотрим, как у меня получится. Вот наш парень. Выглядит не очень симпатично. Еще у него есть, у него есть плечи. Итак, вот он. Хорошо. Это рот, а вот это ротовая полость, то есть пространство во рту. Итак, у нас есть ротовая полость. Можно нарисовать язык и все остальное. Давайте, я нарисую язык. Вот это язык. Пространство во рту – это ротовая полость. Примерно так, это ротовая полость. Рот, полость, и ротовое отверстие. Еще у нас есть ноздри, это начало полости носа. Полость носа. Еще одна большая полость, вот так. Мы знаем, что эти полости соединяются позади носа или позади рта. Вот этот участок – глотка. Это глотка. А когда воздух проходит через нос, говорят, что лучше дышать через нос, наверное потому что, воздух в носу очищается, согревается, но все же дышать можно и ртом. Воздух сначала попадает в ротовую полость или полость носа, а затем идет в глотку, а глотка разделяется на две трубки. Одна для воздуха, а вторая для еды. Итак, глотка разделяется. Позади находится пищевод, мы поговорим о нем в других роликах. Сзади пищевод, а спереди, давайте я нарисую разделительную линию. Спереди, например, вот так, они соединяются. Я использовал желтый цвет. Зеленым цветом я буду рисовать воздух, а желтым дыхательные пути. Итак, глотка разделяется вот так. Глотка разделяется вот так. Итак, позади трубки для воздуха находится пищевод. Находится пищевод. Давайте я нарисую его другим цветом. Это пищевод, пищевод. А это гортань. Гортань. Гортань мы рассмотрим позже. По пищеводу идет пища. Все знают, что едим мы тоже ртом. А здесь наша пища начинает движение по пищеводу. Но цель этого ролика – разобраться в газообмене. Что произойдет с воздухом? Давайте рассмотрим воздух, который движется по гортани. В гортани находится голосовой аппарат. Мы можем говорить благодаря вот этим маленьким образованиям, которые вибрируют как раз на нужных частотах, и можно изменять их звучание с помощью рта. Итак, это голосовой аппарат, но сейчас мы не об этом. Голосовой аппарат – это целая анатомическая структура, выглядит примерно так. После гортани воздух попадает в трахею, это что-то вроде трубочки для воздуха. Пищевод – трубочка, по которой проходит пища. Давайте я запишу ниже. Вот это трахея. Трахея – это жесткая трубка. Вокруг нее находится хрящ, получается, что у нее есть хрящ. Представьте шланг для воды, если его сильно согнуть, то вода или воздух не смогут через него проходить. Нам не нужно, чтобы трахея сгибалась. Поэтому она должна быть жесткой, что обеспечивается хрящом. А потом она разделяется на две трубки, я думаю, вы знаете, куда они ведут. Я изображаю не очень подробно. Мне надо, чтобы вы поняли суть, а вот эти две трубочки – это бронхи, то есть одна называется бронх. Это бронхи. Здесь тоже есть хрящ, поэтому бронхи довольно жесткие; далее они ветвятся. Они переходят в трубочки поменьше, вот так, постепенно хрящ исчезает. Они уже нежесткие, и все ветвятся и ветвятся, и уже выглядят как тоненькие линии. Они становятся очень тонкими. И продолжают ветвиться. Воздух делится и расходится ниже по разным путям. Когда исчезает хрящ, бронхи перестают быть жесткими. После вот этой точки уже идут бронхиолы. Это бронхиолы. Например, вот это бронхиола. Именно так и есть. Они становятся все тоньше, и тоньше, и тоньше. Мы дали названия разным участкам дыхательных путей, но суть здесь в том, что поток воздуха попадает внутрь через рот или нос, а потом этот поток разделяется на два отдельных потока, которые попадают в наши легкие. Давайте я нарисую легкие. Вот одно, а вот второе. Бронхи переходят в легкие, в легких находятся бронхиолы и в конце концов бронхиолы заканчиваются. А вот здесь становится интересно. Они становятся меньше и меньше, тоньше, и тоньше, и оканчиваются вот такими маленькими воздушными мешочками. На конце каждой малюсенькой бронхиолы находится малюсенький воздушный мешочек, о них поговорим попозже. Это так называемые альвеолы. Альвеолы. Я использовал много красивых слов, но на самом деле все просто. Воздух попадает в дыхательные пути. А дыхательные пути становятся все уже и уже, и заканчиваются в этих маленьких воздушных мешочках. Вы, наверное, спросите, а как кислород попадает в наш организм? Весь секрет в этих мешочках, они маленькие и у них очень, очень, очень тонкие стенки, я имею в виду мембраны. Давайте я увеличу. Я увеличу одну из альвеол, но вы понимаете, что они очень, очень маленькие. Я нарисовал их довольно большими, но каждая альвеола, давайте я нарисую немного крупнее. Давайте я нарисую эти воздушные мешочки. Итак, вот они, маленькие воздушные мешочки, как этот. Это воздушные мешочки. Еще у нас есть бронхиола, которая оканчивается в в этом воздушном мешочке. А другая бронхиола оканчивается в другом воздушном мешочке, вот так, в другом воздушном мешочке. Диаметр каждой альвеолы -- 200 – 300 микрон. Так, вот это расстояние, давайте я поменяю цвет, это расстояние равно 200-300 микрон. Напоминаю, что микрон – это миллионная доля метра, или тысячная доля миллиметра, что сложно представить. Итак, это 200 тысячных миллиметра. Если сказать проще, то это около одной пятой части миллиметра. Одной пятой части миллиметра. Если попробовать нарисовать это на экране, то миллиметр -- это примерно вот столько. Наверное, немного побольше. Наверное, вот столько. Представьте пятую часть, и это есть, диаметр альвеолы. Если сравнивать с размером клеток, средний размер клеток нашего тела около 10 микрон. Итак, это около 20-30 клеточных диаметров Если брать клетку среднего размера в нашем теле. Итак, у альвеол очень тонкая мембрана. Очень тонкая мембрана. Представьте их себе как воздушные шарики, очень тонкие, почти клеточной толщины и они связаны с кровотоком, вернее, наша кровеносная система проходит около них. Итак, кровеносные сосуды, идут от сердца и стремятся насытиться кислородом. А сосуды, которые не насыщены кислородом и я буду рассказывать подробнее в других роликах про сердце и кровеносную систему, про кровеносные сосуды, в которых нет кислорода; и кровь ненасыщенная кислородом более темного цвета. Она имеет фиолетовый оттенок. Я нарисую ее синим. Итак, это сосуды, направленные от сердца. В этой крови нет кислорода, то есть она не насыщена кислородом, в ней мало кислорода. Сосуды, которые идут от сердца, называют артериями. Давайте я напишу ниже. Мы вернемся к этой теме, когда будем рассматривать сердце. Итак, артерии – это кровеносные сосуды, которые идут от сердца. Кровеносные сосуды, которые идут от сердца. Вы, наверное, слышали об артериях. Сосуды, которые идут к сердцу, -- это вены. Вены идут к сердцу. Важно помнить это, потому что в артериях не всегда движется кровь, насыщенная кислородом, а в венах не всегда отсутствует кислород. Мы поговорим об этом подробней в роликах про сердце и кровеносную систему, а пока запомните, что артерии идут от сердца. А вены направлены к сердцу. Здесь артерии направлены от сердца к легким, к альвеолам, потому что они несут кровь, которой нужно насытиться кислородом. Что же происходит? Воздух проходит через бронхиолы и двигается вокруг альвеол, заполняя их, а так как кислород заполняет альвеолы, то молекулы кислорода могут проникать через мембрану и затем адсорбироваться кровью. Я расскажу подробнее про это в ролике про гемоглобин и красные кровяные тельца, сейчас вам достаточно запомнить, что здесь множество капилляров. Капилляры – это очень маленькие кровеносные сосуды, через них проходит воздух, и что важно, молекулы кислорода и диоксида углерода. Здесь множество капилляров, благодаря им происходит газообмен. Итак, кислород может проникать в кровь, и, поэтому, как только кислород… вот сосуд, который идет от сердца, это просто трубка. Как только кислород проникает в кровь, она может идти обратно в сердце. Как только кислород проникает в кровь, она может вернуться в сердце. То есть, вот здесь, эта трубка, эта часть кровеносной системы превращается из артерии, направленной от сердца, в вену, направленной к сердцу. Есть специальное название для этих артерий и вен. Их называют пульмональные артерии и вены. Итак, пульмональные артерии направлены от сердца к легким, к альвеолам. От сердца к легким, к альвеолам. А пульмональные вены направлены к сердцу. Пульмональные вены. Пульмональные вены. И вы спросите: а что значит пульмональные? «Пульмо» от латинского слова «легкие». Это значит, что эти артерии идут к легким и вены направлены от легких. То есть, под «пульмональным», имеется в виду, что-то, связанное с нашим дыханием. Нужно знать это слово. Итак кислород проникает в организм через рот или нос, через гортань, он может заполнить желудок. Можно надуть желудок как шарик, но это не поможет кислороду проникнуть в кровь. Кислород проходит через гортань, в трахею, потом через бронхи, через бронхиолы и в конце концов попадает в альвеолы и там адсорбируется кровью, и попадает в артерии, а затем мы возвращаемся назад и насыщаем кровь кислородом. Красные кровяные клетки становятся красными, когда гемоглобин становится очень красным при присоединении кислорода и затем мы возвращаемся. Но дыхание -- это не только поглощение кислорода гемоглобином или артериями. При этом еще выделяется диоксид углерода. Итак, эти голубые артерии, которые идут от легких, выделяют в альвеолы диоксид углерода. Он будет выделяться при выдохе. Итак, мы поглощаем кислород. Мы поглощаем кислород. В организм проникает не только кислород, но только он поглощается кровью. А при выходе, мы выделяем диоксид углерода, сначала он был в крови, а потом адсорбируется альвеолами, а затем выделяется из них. Сейчас я расскажу, как это происходит. Как он выделяется из альвеол. Диоксид углерода буквально выдавливается из альвеол. Когда воздух идет назад, голосовые связки могут вибрировать и я могу говорить, но мы сейчас не об этом. В этой теме еще нужно рассмотреть механизмы притока и выпускания воздуха. Представьте себе насос или воздушный шарик – это огромный слой мышц. Происходит это примерно так. Давайте я выделю красивым цветом. Итак, здесь у нас большой слой мышц. Они расположены прямо под легкими, это грудная диафрагма. Грудная диафрагма. Когда эти мышца расслаблены, они имею форму арки, а легкие в этот момент сжаты. Они занимают небольшой объем. А когда я вдыхаю, грудная диафрагма сжимается, и становится короче, в результате чего освобождается пространство для легких. Итак, мои легкие вот столько места. Будто растягиваем воздушный шар, и объем легких становится больше. А когда объем увеличивается, легкие становятся больше из-за того, что сжимается грудная диафрагма, она выгибается вниз, и появляется свободное место. Так как объем увеличивается, то давление внутри уменьшается. Если помните из физики, давление умноженное на объем – это константа. Итак, объем, давайте я напишу ниже. Когда мы вдыхаем, мозг дает сигнал диафрагме сжаться. Итак, диафрагма. Вокруг легких появляется пространство. Легкие расширяются, и заполняют это пространство. Давление внутри ниже, чем снаружи, и это можно представить, как отрицательное давление. Воздух всегда стремится из области высокого давления в область с низким, и поэтому воздух попадает в легкие. Надеюсь, в нем есть немного кислорода, и он попадет в альвеолы, затем в артерии и вернется назад уже присоединенным к гемоглобину в венах. Остановимся на этом подробней. А когда диафрагма перестанет сжиматься, то опять примет прежнюю форму. Итак, она сжимается. Диафрагма словно резиновая. Она возвращается обратно к легким и буквально вытесняет воздух наружу, теперь этот воздух содержит много диоксида углерода. Можно взглянуть на свои легкие, мы их не увидим, но кажется, они не очень большие. Как удается получить достаточно кислорода с помощью легких? Секрет в том, что они ветвятся, у альвеол очень большая площадь поверхности, гораздо больше, чем можно себе представить, по крайней мере, чем я могу себе представить. Я посмотрел, что внутренняя площадь поверхности альвеол, общая площадь поверхности, которая адсорбирует кислород и диоксид углерода из крови, равна 75 квадратным метрам. Это метры, а не футы. 75-ти квадратным метрам. Это метры, а не футы... квадратных метров. Это как кусок брезента или поле. Почти девять на девять метров. Поле равняется почти 27 на 27 квадратных футов. У некоторых двор такого же размера. Такая огромная площадь поверхности воздуха внутри легких. Все складывается. Вот так мы получаем много кислорода с помощью небольших легких. Но площадь поверхности большая, и она позволяет поглощать достаточно воздуха, достаточно кислорода мембраной альвеол, который потом попадет в кровеносную систему и позволяет эффективно выделять диоксид углерода. А сколько у нас альвеол? Я говорил, что они очень маленькие, в каждом легком около 300 миллионов альвеол. В каждом легком 300 миллионов альвеол. Теперь, я надеюсь вам понятно, как мы поглощаем кислород и выделяем диоксид углерода. В следующем ролике мы продолжим говорить про нашу кровеносную систему и о том, как кислород от легких поступает в другие части тела, а также о том, как диоксид углерода из разных частей тела поступает в легкие.

Строение

Дыхательные пути

Различают верхние и нижние дыхательные пути. Символический переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани.

Система верхних дыхательных путей состоит из полости носа (лат. cavitas nasi ), носоглотки (лат. pars nasalis pharyngis ) и ротоглотки (лат. pars oralis pharyngis ), а также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани (лат. larynx , иногда её относят к верхним дыхательным путям), трахеи (др.-греч. τραχεῖα (ἀρτηρία) ), бронхов (лат. bronchi ), лёгких.

Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц. В течение одного вдоха (в спокойном состоянии) в лёгкие поступает 400-500 мл воздуха. Этот объём воздуха называется дыхательным объёмом (ДО). Такое же количество воздуха поступает из лёгких в атмосферу в течение спокойного выдоха. Максимально глубокий вдох составляет около 2 000 мл воздуха. После максимального выдоха в лёгких остаётся воздух в количестве около 1 500 мл, называемый остаточным объёмом лёгких . После спокойного выдоха в лёгких остаётся примерно 3 000 мл. Этот объём воздуха называется функциональной остаточной ёмкостью (ФОЁ) лёгких. Дыхание - одна из немногих функций организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. Виды дыхания: глубокое и поверхностное, частое и редкое, верхнее, среднее (грудное) и нижнее (брюшное). Особые виды дыхательных движений наблюдаются при икоте и смехе . При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком - наоборот, снижается.

Дыхательные органы

Дыхательные пути обеспечивают связи окружающей среды с главными органами дыхательной системы - лёгкими . Лёгкие (лат. pulmo , др.-греч. πνεύμων ) 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 поступление кислорода 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 объёмом альвеолярной 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 дыхательной системы

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

Газообмен - обмен газов между организмом и внешней средой. 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 CO 2 , 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 CO 2 зависит не только от количества потребляемого O 2 , но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма объёма CO 2 к поглощённому за то же время объёму O 2 называется дыхательным коэффициентом , который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов (у человека при смешанной пище дыхательный коэффициент равен 0,85–0,90). Количество энергии, освобождающееся на 1 л потребленного O 2 (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кДж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окислении жиров. По потреблению O 2 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 O 2 превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление O 2 , используемого для покрытия кислородного долга, то есть для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление O 2 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 CO 2 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. Сравнительное постоянство газообмена при значительных изменениях парциального давления O 2 в окружающей среде, нарушениях работы органов дыхания и т. п. обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем, участвующих в газообмене и регулируемых нервной системой. У человека и животных газообмен принято исследовать в условиях полного покоя, натощак, при комфортной температуре среды (18-22 °C). Количества потребляемого при этом O 2 и освобождающейся энергии характеризуют основной обмен . Для исследования применяются методы, основанные на принципе открытой либо закрытой системы. В первом случае определяют количество выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи химических или физических газоанализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого O 2 и выделяемого CO 2 . Во втором случае дыхание происходит в закрытой системе (герметичной камере либо из спирографа, соединённого с дыхательными путями), в которой поглощается выделяемый CO 2 , а количество потребленного из системы O 2 определяют либо измерением равного ему количества автоматически поступающего в систему O 2 , либо по уменьшению объёма системы. Газообмен у человека происходит в альвеолах лёгких и в тканях тела.

Дыхательная недостаточность - пульс, буквально - отсутствие пульса , в русском языке допускается ударение на второй или третий слог) - удушье , обусловленное кислородным голоданием и избытком углекислоты в крови и тканях, например, при сдавливании дыхательных путей извне (удушение), закрытии их просвета отёком, падении давления в искусственной атмосфере (либо системе обеспечения дыхания) и так далее. В литературе механическую асфиксию определяют как: «кислородное голодание, развившееся в результате физических воздействий, препятствующих дыханию, и сопровождающееся острым расстройством функций центральной нервной системы и кровообращения…» или как «нарушение внешнего дыхания, вызванное механическими причинами, приводящее к затруднению или полному прекращению поступления в организм кислорода

Дыхание человека - сложный физиологический механизм, обеспечивающий обмен кислородом и углекислым газом между клетками и внешней средой.

Кислород постоянно поглощается клетками и одновременно идет процесс удаления из организма углекислого газа, который образуется в результате биохимических реакций, протекающих в организме.

Кислород участвует в реакциях окисления сложных органических соединений с их конечным распадом до углекислого газа и воды, в ходе чего образуется необходимая для жизни энергия.

Кроме жизненно необходимого газообмена, внешнее дыхание обеспечивает другие важные функции в организме , например способность к звукообразованию .

В этом процессе участвуют мышцы гортани, дыхательные мышцы, голосовые связки и полость рта, а сам он возможен только при выдохе. Вторая важная «недыхательная» функция - обоняние .

Кислород в нашем организме содержится в небольшом количестве - 2,5 — 2,8 л, причем около 15 % этого объема находится в связанном состоянии.

В покое человек в минуту потребляет приблизительно 250 мл кислорода и удаляет около 200 мл углекислого газа.

Таким образом, при остановке дыхания запаса кислорода в нашем организме хватает всего на несколько минут, затем наступает повреждение и гибель клеток, в первую очередь страдают клетки ЦНС.

Для сравнения: без воды человек способен прожить 10-12 суток (в организме человека запас воды в зависимости от возраста составляет до 75 %), без еды - до 1,5 мес.

При интенсивной физической нагрузке расход кислорода резко возрастает и может доходить до 6 л в минуту.

Дыхательная система

Функцию дыхания в организме человека осуществляет дыхательная система , в которую входят органы внешнего дыхания (верхние дыхательные пути, легкие и грудная клетка, включая ее костно-хрящевой каркас и нервно-мышечную систему), органы транспорта газов кровью (сосудистая система легких, сердце) и регуляторные центры, обеспечивающие автоматизм дыхательного процесса.

Грудная клетка

Грудная клетка образует стенки грудной полости, в которой расположены сердце, легкие, трахея и пищевод.

Она состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар ребер, грудины и соединений между ними. Передняя стенка грудной клетки короткая, она сформирована грудиной и реберными хрящами.

Задняя стенка образована позвонками и ребрами, тела позвонков расположены в грудной полости. Ребра соединены между собой и с позвоночником подвижными суставами и принимают активное участие в дыхании.

Промежутки между ребрами заполнены межреберными мышцами и связками. Изнутри грудная полость выстлана пристеночной, или париетальной, плеврой.

Дыхательные мышцы

Дыхательные мышцы подразделяют на осуществляющие вдох (инспираторные) и осуществляющие выдох (экспираторные). К основным инспираторным мышцам относят диафрагму, наружные межреберные и внутренние межхрящевые мышцы.

К вспомогательным инспираторным мышцам принадлежат лестничные, грудиноключично -сосцевидные, трапециевидные, большие и малые грудные.

К экспираторным мышцам относят внутренние межреберные, прямые, подреберные, поперечные, а также наружную и внутреннюю косые мышцы живота.

Разум - хозяин чувств, а дыхание - хозяин разума.

Диафрагма

Поскольку грудобрюшная перегородка, диафрагма, имеет крайне важное значение в процессе дыхания, рассмотрим ее строение и функции более подробно.

Эта обширная изогнутая (выпуклостью кверху) пластина полностью разграничивает брюшную и грудную полости.

Диафрагма - главная дыхательная мышца и важнейший орган брюшного пресса.

В ней выделяют сухожильный центр и три мышечные части с названиями по тем органам, от которых они начинаются, соответственно выделяют реберную, грудинную и поясничную области.

При сокращении купол диафрагмы удаляется от стенок грудной клетки и уплощается, за счет чего увеличивается объем грудной полости и уменьшается объем брюшной полости.

При одновременном сокращении диафрагмы с мышцами брюшного пресса повышается внутрибрюшное давление.

Следует учесть, что к сухожильному центру диафрагмы крепятся париетальная плевра, перикард и брюшина, то есть перемещение диафрагмы смещает органы грудной и брюшной полости.

Дыхательные пути

К дыхательным путям относят путь, который воздух проходит от носа до альвеол.

Их делят на воздухоносные пути, расположенные вне грудной полости (это носовые ходы, глотка, гортань и трахея) и внутригрудные дыхательные пути (трахея, главные и долевые бронхи).

Процесс дыхания условно можно разделить на три этапа:

Внешнее, или легочное, дыхание человека;

Транспорт газов кровью (транспортировка кислорода кровью к тканям и клеткам, одновременно удаление из тканей углекислого газа);

Тканевое (клеточное) дыхание, которое осуществляется непосредственно в клетках в специальных органеллах.

Внешнее дыхание человека

Мы рассмотрим основную функцию аппарата дыхания - внешнее дыхание, при котором происходит газообмен в легких, то есть поступление кислорода к дыхательной поверхности легких и удаление углекислого газа.

В процессе внешнего дыхания принимают участие собственно аппарат дыхания, включающий воздухоносные пути (нос, глотка, гортань, трахея), легкие и инспираторные (дыхательные) мышцы, расширяющие грудную клетку во всех направлениях.

Подсчитано, что в среднем суточная вентиляция легких составляет около 19 000-20 000 л воздуха, а за год через легкие человека проходит более 7 млн л воздуха.

Легочная вентиляция обеспечивает газообмен в легких и снабжается благодаря чередованию вдоха (инспирации) и выдоха (экспирации).

Вдох - это активный процесс за счет инспираторных (дыхательных) мышц, основные из которых - диафрагма, наружные косые межреберные мышцы и внутренние межхрящевые мышцы.

Диафрагма - это мышечно-сухожильное образование, разграничивающее брюшную и грудную полости, при ее сокращении увеличивается объем грудной клетки.

При спокойном дыхании диафрагма смещается вниз на 2-3 см, а при глубоком форсированном экскурсия диафрагмы может достигать 10 см.

При вдохе за счет расширения грудной клетки пассивно увеличивается объем легких, давление в них становится ниже атмосферного, что дает возможность проникать в них воздуху. Во время вдоха воздух первоначально проходит через нос, глотку и затем поступает в гортань. Носовое дыхание у человека очень важно, так как при прохождении воздуха через нос происходит увлажнение и согревание воздуха. Кроме того, эпителий, выстилающий полость носа, способен задерживать мелкие инородные тела, поступающие с воздухом. Таким образом, воздухоносные пути также выполняют очистительную функцию.

Гортань находится в передней области шеи, сверху она соединена с подъязычной костью, снизу переходит в трахею. Спереди и с боков располагаются правая и левая доли щитовидной железы. Гортань участвует в акте дыхания, защите нижних дыхательных путей и голосообразовании, состоит из 3 парных и 3 непарных хрящей. Из этих образований в процессе дыхания важную роль выполняет надгортанник, который предохраняет дыхательные пути от попадания инородных тел и пищи. В гортани условно выделяют три отдела. В среднем отделе расположены голосовые связки, которые образуют самое узкое место гортани - голосовую щель. Голосовые связки играют основную роль в процессе звукообразования, а голосовая щель - при дыхательной практике.

Из гортани воздух поступает в трахею. Трахея начинается на уровне 6-го шейного позвонка; на уровне 5-го грудного позвонка она делится на 2 главных бронха. Сама трахея и главные бронхи состоят из незамкнутых хрящевых полуколец, что обеспечивает их постоянную форму и не дает им спадаться. Правый бронх шире и короче левого, расположен вертикально и служит продолжением трахеи. Он делится на 3 долевых бронха, так как правое легкое разделяется на 3 доли; левый бронх - на 2 долевых бронха (левое легкое состоит из 2 долей)

Затем долевые бронхи делятся дихотомически (надвое) на бронхи и бронхиолы более мелких размеров, заканчиваясь дыхательными бронхиолами, на конце которых расположены альвеолярные мешочки, состоящие из альвеол - образований, в которых, собственно, и происходит газообмен.

В стенках альвеол находится большое количество мельчайших кровеносных сосудов - капилляров, которые служат для проведения газообмена и дальнейшей транспортировки газов.

Бронхи с разветвлением их на более мелкие бронхи и бронхиолы (до 12-го порядка стенка бронхов включает в себя хрящевую ткань и мышцы, это препятствует спадению бронхов во время выдоха) внешне напоминают дерево.

К альвеолам подходят терминальные бронхиолы, которые являются разветвлением 22-го порядка.

Количество альвеол в организме человека достигает 700 млн, а их суммарная площадь составляет 160 м2.

К слову, наши легкие имеют огромный резерв; в покое человек использует не более 5 % дыхательной поверхности.

Газообмен на уровне альвеол идет непрерывно, он осуществляется методом простой диффузии за счет разницы парциального давления газов (процентного со-отношения давления различных газов в их смеси).

Процентное давление кислорода в воздухе составляет около 21 % (в выдыхаемом воздухе его содержание - приблизительно 15 %), углекислого газа - 0,03 %.

Видео «Газообмен в легких»:

Спокойный выдох - пассивный процесс за счет нескольких факторов.

После прекращения сокращения инспираторных мышц ребра и грудина опускаются (за счет силы тяжести) и грудная клетка уменьшается в объеме, соответственно, увеличивается внутригрудное давление (становится выше атмосферного) и воздух устремляется наружу.

Легкие сами по себе обладают эластической упругостью, которая направлена на уменьшение объема легких.

Этот механизм обусловлен наличием пленки, выстилающей внутреннюю поверхность альвеол, которая содержит сурфактант - вещество, обеспечивающее поверхностное натяжение внутри альвеол.

Так, при перерастяжении альвеол сурфактант ограничивает этот процесс, стремясь сократить объем альвеол, в то же время не позволяя им спадаться полностью.

Механизм эластической упругости легких также обеспечивается за счет мышечного тонуса бронхиол.

Активный процесс с участием вспомогательных мышц.

В качестве экспираторных мышц при глубоком выдохе выступают мышцы живота (косые, прямая и поперечные), при сокращении которых возрастает давление в брюшной полости и поднимается диафрагма.

К вспомогательным мышцам, обеспечивающим выдох, также можно отнести межреберные внутренние косые мышцы и мышцы, сгибающие позвоночник.

Внешнее дыхание можно оценить с помощью нескольких параметров.

Дыхательный объем. Количество воздуха, которое в спокойном состоянии поступает в легкие. В покое норма составляет приблизительно 500-600 мл.

Объем вдоха немного больше, так как углекислого газа выдыхается меньше, чем поступает кислорода.

Альвеолярный объем . Часть дыхательного объема, которая участвует в газообмене.

Анатомическое мертвое пространство. Образуется в основном за счет верхних дыхательных путей, которые заполнены воздухом, но сами не участвуют в газообмене. Оно составляет около 30 % от дыхательного объема легких.

Резервный объем вдоха. Количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после обычного вдоха (может достигать 3 л).

Резервный объем выдоха. Остаточный воздух, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (у отдельных людей достигает 1,5 л).

Частота дыхания. В среднем составляет 14-18 дыхательных циклов в минуту. Она обычно возрастает при физической на-грузке, стрессе, беспокойстве, когда организму требуется больше кислорода.

Минутный объем легких . Определяется с учетом дыхательного объема легких и частоты дыхания в минуту.

В нормальных условиях продолжительность фазы выдоха длиннее, чем вдоха, приблизительно в 1,5 раза.

Из характеристик внешнего дыхания важен еще тип дыхания.

Он зависит от того, осуществляется ли дыхание только с помощью экскурсии грудной клетки (грудной, или реберный, тип дыхания) либо в процессе дыхания основное участие принимает диафрагма (брюшной, или диафрагмальный, тип дыхания).

Дыхание находится выше сознания.

Для женщин более характерен грудной тип дыхания, хотя физиологически более оправдано дыхание с участием диафрагмы.

При этом виде дыхания лучше вентилируются нижние отделы легких, увеличивается дыхательный и минутный объем легких, организм затрачивает меньше энергии на процесс дыхания (диафрагма движется легче, чем костно-хрящевой каркас грудной клетки).

Параметры дыхания на протяжении всей жизни человека регулируются автоматически, в зависимости от потребностей в определенное время.

Центр регуляции дыхания состоит из нескольких звеньев.

В качестве первого звена регуляции выступает необходимость поддержания на постоянном уровне напряжения кислорода и углекислого газа в крови.

Эти параметры постоянны, при выраженных нарушениях организм может существовать всего несколько минут.

Второе звено регуляции - периферические хеморецепторы, расположенные в стенках сосудов и тканях, которые реагируют на снижение уровня кислорода крови либо на повышение уровня углекислого газа. Раздражение хеморецепторов вызывает изменение частоты, ритма и глубины дыхания.

Третье звено регуляции - собственно дыхательный центр, который состоит из нейронов (нервных клеток), расположенных на различных уровнях нервной системы.

Различают несколько уровней дыхательного центра.

Спинальный дыхательный центр , расположенный на уровне спинного мозга, иннервирует диафрагму и межреберные мышцы; его значение - в изменении силы сокращения этих мышц.

Центральный дыхательный механизм (генератор ритма), находящийся в продолговатом мозге и варолиевом мосту, обладает свойством автоматизма и регулирует дыхание в покое.

Центр, расположенный в коре больших полушарий и гипоталамусе , обеспечивает регуляцию дыхания при физической нагрузке и в состоянии стресса; кора головного мозга позволяет произвольно регулировать дыхание, производить самовольную задержку дыхания, осознанно менять его глубину и ритм и так далее.

Следует отметить еще один важный момент: отклонение от нормального ритма дыхания обычно сопровождается изменениями со стороны других органов и систем организма.

1. ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ

2. ВЕРХНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ

2.2. ГЛОТКА

3.НИЖНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ

3.1. ГОРТАНЬ

3.2. ТРАХЕЯ

3.3. ГЛАВНЫЕ БРОНХИ

3.4. ЛЕГКИЕ

4.ФИЗИОЛОГИ ДЫХАНИЯ

Список использованной литературы

1. ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии, необходимой для их жизнедеятельности (т. н. клеточное, или тканевое, дыхание). У одноклеточных животных и низших растений обмен газов при дыхании происходит путем диффузии через поверхность клеток, у высших растений - через межклетники, пронизывающие все их тело. У человека внешнее дыхание осуществляется специальными органами дыхания, а тканевое - обеспечивается кровью.

Газообмен между организмом и внешней средой обеспечивают органы дыхания (Рис). Дыхательные органы свойственны животным организмам, получающим кислород из воздуха атмосферы (легкие, трахеи) или растворенный в воде (жабры).

Рисунок. Органы дыхания человека

Органы дыхания состоят из дыхательных путей и парных дыхательных органов - легких. В зависимости от положения в теле дыхательные пути подразделяются на верхний и нижний отделы. Дыхательные пути представляют собой систему трубок, просвет которых формируется благодаря наличию в них костей и хрящей.

Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая содержит значительное количество желез, выделяющих слизь. Проходя через дыхательные пути, воздух очищается и увлажняется, а также приобретает необходимую для легких температуру. Проходя через гортань, воздух играет важную роль в процессе формирования членораздельной речи у человека.

По дыхательным путям воздух поступает в легкие, где происходит газообмен между воздушной средой и кровью. Кровь отдает через легкие избыток двуокиси углерода и насыщается кислородом до нужной организму концентрации.

2. ВЕРХНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ

К верхним дыхательным путям относятся полость носа, носовая часть глотки, ротовая часть глотки.

2.1 НОС

Нос состоит из наружной части, которая формирует полость носа.

Наружный нос включает корень, спинку, верхушку и крылья носа. Корень носа расположен в верхней части лица и отделен от лба переносьем. Боковые стороны носа по средней линии соединяются и образуют спинку носа. Книзу спинка носа переходит в верхушку носа, внизу крылья носа ограничивают ноздри. По средней линии ноздри разделены перепончатой частью носовой перегородки.

Наружная часть носа (наружный нос) имеет костный и хрящевой скелет, образованные костями черепа и несколькими хрящами.

Полость носа разделяется перегородкой носа на две симметричные части, открывающиеся впереди на лице ноздрями. Сзади через хоаны полость носа сообщается с носовой частью глотки. Перегородка носа спереди перепончатая и хрящевая, а сзади костная.

Большая часть полости носа представлена носовыми ходами, с которыми сообщаются околоносовые пазухи (воздушные полости костей черепа). Различают верхний, средний и нижний носовые ходы, каждый из которых располагается под соответствующей носовой раковиной.

Верхний носовой ход сообщается с задними ячейками решетчатой кости. Средний носовой ход сообщается с лобной пазухой, верхнечелюстной пазухой, средними и передними ячейками (пазухами) решетчатой кости. Нижний носовой ход сообщается с нижним отверстием носослезного канала.

В слизистой оболочке носа выделяют обонятельную область - часть слизистой оболочки носа, покрывающую правую и левую верхние носовые раковины и часть средних, а также соответствующий им отдел носовой перегородки. Остальная часть слизистой оболочки носа относится к дыхательной области. В обонятельной области находятся нервные клетки, воспринимающие пахучие вещества из вдыхаемого воздуха.

В передней части полости носа, называемом преддверием носа, находятся сальные, потовые железы и короткие жесткие волосы - вибрисы.

Кровоснабжение и лимфоотток полости носа

Слизистая оболочка полости носа кровоснабжается ветвями верхнечелюстной артерии, ветвями из глазной артерии. Венозная кровь оттекает от слизистой оболочки по клиновиднонебной вене, впадающей в крыловидное сплетение.

Лимфатические сосуды от слизистой оболочки носа направляются к подчелюстным лимфоузлам и подбородочным лимфоузлам.

Иннервация слизистой оболочки носа

Чувствительная иннервация слизистой оболочки носа (передней части) осуществляется ветвями переднего решетчатого нерва из носоресничного нерва. Задняя часть боковой стенки и перегородки носа иннервируется ветвями носонебного нерва и задними носовыми ветвями из верхнечелюстного нерва. Железы слизистой оболочки носа иннервируются из крылонебного узла, задними носовыми ветвями и носонебным нервом от вегетативного ядра промежуточного нерва (части лицевого нерва).

2.2 ГЛОТКА

Это участок пищеварительного канала человека; соединяет ротовую полость с пищеводом. Из стенок глотки развиваются легкие, а также вилочковая, щитовидная и околощитовидная железы. Выполняет глотание и участвует в процессе дыхания.

К нижним дыхательным путям относятся - гортань, трахея и бронхи с внутрилегочными разветвлениями.

3.1 ГОРТАНЬ

Гортань занимает срединное положение в передней области шеи на уровне 4 - 7 шейного позвонков. Гортань вверху подвешена к подъзячной кости, внизу соединяется с трахеей. У мужчин она образует возвышение - выступ гортани. Спереди гортань прикрыта пластинками шейной фасции и подъязычными мышцами. Спереди и с боков гортань охватывают правая и левая доли щитовидной железы. Позади гортани располагается гортанная часть глотки.

Воздух из глотки попадает в полость гортани через вход в гортань, который ограничен спереди надгортанником, с боков - черпалонадгортанными складками, и сзади - черпаловидными хрящами.

Полость гортани условно делится на три отдела: преддверие гортани, межжелудочковый отдел и подголосовую полость. В межжелудочковом отделе гортани находится речевой аппарат человека – голосовая щель. Ширина голосовой щели при спокойном дыхании равна 5 мм, при голосообразовании достигает 15 мм.

Слизистая оболочка гортани содержит много желез, выделения которых увлажняют голосовые складки. В области голосовых связок слизистая оболочка гортани не содержит желез. В подслизистой основе гортани располагается большое количество фиброзных и эластических волокон, которые образуют фиброзно-эластическую мембрану гортани. Она состоит из двух частей: четырехугольной мембраны и эластического конуса. Четырехугольная мембрана залегает под слизистой оболочкой в верхнем отделе гортани и участвует в образовании стенки преддверия. Вверху она достигает черпалонадгортанных связок, а внизу ее свободный край образует правую и левую связки предддверия. Эти связки расположены в толще одноименных складок.

Эластический конус находится под слизистой оболочкой в нижнем отделе гортани. Волокна эластического конуса начинаются от верхнего края дуги перстневидногот хряща в виде перстнещитовидной связки, уходят вверх и несколько кнаружи (латерально) и прикрепляются спереди к внутренней поверхности щитовидного хряща (около его угла), а сзади - к основанию и голосовым отросткам черпаловидных хрящей. Верхний свободный край эластического конуса утолщенный, натянут между щитовидным хрящом спереди и голосовыми отростками черпаловидных хрящей сзади, образуя на каждой стороне гортани ГОЛОСОВУЮ СВЯЗКУ (правую и левую).

Мышцы гортани делятся на группы: расширители, суживатели голосовой щели и мышцы, напрягающие голосовые связки.

Голосовая щель расширяется только при сокращении одной мышцы. Это парная мышца, начинается на задней поверхности пластинки перстневидного хряща, идет вверх и прикрепляется к мышечному отростку черпаловидного хряща. Суживают голосовую щель: латеральная перстнечерпаловидная, щиточерпаловидная, поперечная и косая черпаловидные мышцы.

К гортани подходят ветви верхней гортанной артерии из верхней щитовидной артерии и ветви нижней гортанной артерии - из нижней щитовидной артерии. Венозная кровь оттекает по одноименным венам.

Лимфатические сосуды гортани впадают в глубокие шейные лимфатические узлы.

Иннервация гортани

Гортань иннервируется ветвями верхнего гортанного нерва. При этом наружная его ветвь иннервирует перстнещитовидную мышцу, внутренняя - слизистую оболочку гортани выше голосовой щели. Нижний гортанный нерв иннервирует все остальные мышцы гортани и слизистую оболочку ее ниже голосовой щели. Оба нерва являются ветвями блуждающего нерва. К гортани подходят также гортанноглоточные ветви симпатического нерва.

Дыхание - это процесс обмена такими газами, как кислород и углерод, происходящий между внутренней средой человека и окружающим миром. Дыхание человека представляет собой сложно регулируемый акт совместной работы нервов и мышц. Их слаженная работа обеспечивает осуществление вдоха - поступление кислорода в организм, и выдоха - выведение углекислого газа в окружающую среду.

Дыхательный аппарат имеет сложное строение и включает в себя: органы дыхательной системы человека, мышцы, отвечающие за акты вдоха и выдоха, нервы, регулирующие весь процесса обмена воздухом, а также кровеносные сосуды.

Сосуды имеют особое значение для осуществления дыхания. Кровь по венам поступает в легочную ткань, где происходит обмен газами: кислород поступает, а углекислый газ выходит. Возврат насыщенной кислородом крови осуществляется по артериям, которые транспортируют его к органам. Без процесса оксигенации тканей дыхание не имело бы никакого смысла.

Оценка функции органов дыхания производится врачами-пульмонологами. Важными показателями при этом являются:

1. Ширина просвета бронхов.
2. Объем дыхания.
3. Резервные объемы вдоха и выдоха.

Изменение хотя бы одного из этих показателей приводит к ухудшению самочувствия и являются важным сигналом к дополнительной диагностике и лечению.

Кроме того, имеются второстепенные функции, которые выполняет дыхание. Это:

1. Местная регуляция процесса дыхания, благодаря которой обеспечивается приспособление сосудов к вентиляции.
2. Синтез различных биологически активных веществ, осуществляющих сужение и расширение сосудов по мере необходимости.
3. Фильтрация, которая отвечает за рассасывание и распад инородных частиц, и даже тромбов в мелких сосудах.
4. Депонирование клеток лимфатической и кроветворной систем.

Этапы процесса дыхания

Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.

Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:

1. Внешнее дыхание - доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
2. Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
3. Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.

Значение дыхания для человека

Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.

Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:

1. В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
2. В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
3. В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
4. В обонянии.