Органы, обеспечивающие процесс дыхания

Процесс дыхания – определение, этапы. Дыхательный цикл. Факторы, обеспечивающие оптимальный газовый состав организма. Механизм вдоха и выдоха

Полость носа

Область носа включает в себя наружный нос с полостью носа внутри, которая является начальным отделом дыхательной системы и одновременно органом обоняния.

Наружный нос,nasus externus (греч. — rhis, rhinos), представляет собой выступающее в виде трехгранной пирамиды образование в центральной части лица. В его строении выделяют: корень, спинку, верхушку и два крыла. «Скелет» наружного носа образуют носовые кости и лобные отростки верхней челюсти, а также ряд хрящей носа.

К последним относятся: латеральный хрящ, большой хрящ крыла носа, 1 — 2 малых хряща крыла носа, добавочные носовые хрящи. Корень носа имеет костный остов. Крылья имеют хрящевую основу и ограничивают отверстия — ноздри. Через них проходит воздух в полость носа и обратно. Снаружи нос покрыт кожей.

Внутри ноздри переходят в полость, называемую преддверием полости носа.

Полость носа, cavitas nasi, спереди открывается ноздрями, а сзади сообщается с носоглоткой через отверстия — хоаны. В полости носа выделяют четыре стенки: верхнюю, нижнюю и латеральные. Они образованы костями черепа. По срединной линии расположена перегородка носа. Ее «скелет» составляют: перпендикулярная пластинка решетчатой кости, сошник и хрящ перегородки носа.

В полости носа расположены три носовые раковины — верхняя, средняя и нижняя. Костную основу первых двух образуют одноименные части решетчатой кости. Нижняя носовая раковина является самостоятельной костью.

Под каждой носовой раковиной расположены соответственно верхний, средний и нижний носовые ходы. Между боковым краем носовых раковин и перегородкой носа находится общий носовой ход.

Носовые раковины способствуют возникновению завихрений воздуха, благодаря чему

скорость прохождения воздуха через носовую полость уменьшается. Медленное движение обеспечивает большее согревание и очищение воздушного потока, что создает наилучшие условия для газообмена в альвеолах. В области нижнего носового хода открывается носослезный канал. По нему в полость носа из слезных путей поступает слеза.

Стенки полости носа выстланы слизистой оболочкой. В ней различают респираторную и обонятельную области. Обонятельная область находится в пределах верхнего носового хода и верхней носовой раковины. Здесь расположены рецепторы органа обоняния — обонятельные луковицы.

Эпителий респираторной области — реснитчатый (мерцательный). В его строении выделяют реснитчатые и бокаловидные клетки. Бокаловидные клетки секретируют слизь, благодаря которой носовая полость постоянно поддерживается в увлажненном состоянии.

На поверхности реснитчатых клеток расположены особые выросты — реснички. Реснички колеблются с определенной частотой и способствуют перемещению слизи с осевшими на ее поверхности бактериями и пылевыми частицами в направлении глотки.

Сосудистые сплетения, находящиеся в глубоких слоях слизистой оболочки, обеспечивают согревание поступающего воздуха.

Носовое дыхание является более физиологичным по сравнению с ротовым. Воздух в полости носа очищается, увлажняется и согревается. При нормальном носовом дыхании обеспечивается характерный для каждого человека тембр голоса.

Из полости носа через носоглотку и ротоглотку вдыхаемый воздух поступает в гортань.

Гортань

Гортань, larynx, расположена в передней области шеи. Вверху она с помощью связок соединяется с подъязычной костью, внизу продолжается в трахею. Верхняя граница гортани расположена на уровне межпозвоночного диска между IV и V шейными позвонками.

Нижняя — на уровне VII шейного позвонка. Спереди гортань прикрыта мышцами шеи. Сзади от нее расположена глотка, сбоку проходят сонные артерии, внутренняя яремная вена и блуждающий нерв.

В полости гортани можно выделить три отдела: верхний — преддверие, средний — промежуточную часть

Источник: http://zdamsam.ru/a7065.html

Дыхательная система

Дыхание — совокупность постоянно протекаю­щих в живом организме физиологических процессов, в результате которых он поглощает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ и воду.

Дыхание обеспечивает газообмен в организме, являющийся необходимым звеном обмена веществ.

В основе дыхания лежат процессы окисления органических веществ — углеводов, жиров и белков, в результате чего осво­бождается энергия, обеспечивающая жизнедеятель­ность организма.

Вдыхаемый воздух через воздухонос­ные пути (полость носа, гортань, трахея, бронхи) достигает легочных пузырьков (альвеол), через стенки которых, обильно оплетенных кровеносными капиллярами, происходит газообмен между возду­хом и кровью.

У человека (и позвоночных животных) процесс дыхания со­стоит из трех взаимосвязанных этапов:

• внешнего дыхания,
• переноса газов кровью и
• тканевого дыха­ния.

Сущность внешнего дыхания заключается в обмене газами между внешней средой и кровью, происходящем в специальных дыхательных органах — в легких. Из внеш­ней среды в кровь поступает кислород, а из крови выделяется наружу углекислый газ (поверхностью тела, т. е. через кожу, обеспечивается только 1—2% всего газообмена).

Смена воздуха в легких дости­гается ритмичными дыхательными движениями груд­ной клетки, осуществляемыми специальными мыш­цами, благодаря чему получается поочередное увели­чение и уменьшение объема грудной полости.

У че­ловека грудная полость при вдохе увеличивается в трех направлениях: передне-заднем и боковом — за счет поднятия и вращения ребер, и в вертикаль­ном — за счет опускания грудобрюшной преграды (диафрагмы).

В зависимости от того, в каком на­правлении преимущественно увеличивается объем грудной клетки, различают:

• грудной,
• брюшной и
• смешанный типы дыхания.

При дыхании легкие пассивно следуют за груд­ными стенками, расширяясь при вдохе и спадаясь при выдохе.

Общая площадь поверхности легоч­ных альвеол у человека равна в среднем 90 м2. Человек (взрослый) в состоянии покоя делает. 16—18 дыхательных циклов (т. е. вдохов и выдохов) в 1 мин.

При каждом вдохе в легкие входит при­мерно 500 мл воздуха, который называется дыха­тельным. При максимальном вдохе человек может вдохнуть еще около 1500 мл т. наз. допол­нительного воздуха. Если после спокойного выдоха сделать дополнительный усиленный выдох, то выводится еще 1500 мл т. наз. резервного воздуха.
Дыхательный, дополнительный и резерв­ный воздух составляют в сумме жизненную емкость легких.
Однако и после самого усиленного выдоха в легких все еще остается 1000—1500 мл остаточного воздуха.

Минутный объем дыхания или вентиляция легких, колеблется в зависимости от потребности организма в кисло­роде и составляет у взрослого человека в покое 5—9 л воздуха в 1 мин.

Во время физической работы, когда резко возрастает потребность организма в кислороде, вентиляция легких увеличивается до 60— 80 л в 1 мин., а у тренированных спортсме­нов даже до 120 л в мин. При старении организма уменьшается обмен веществ, уменьшается и размер; вентиляции легких.

При повышении температуры тела частота дыхания несколько возрастает и при некоторых заболеваниях достигает 30—40 в 1 мин.; при этом глубина дыхания уменьшается.

Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром в продолговатом мозгу цен­тральной нервной системой. У человека, помимо этого, в регуляции дыхания играет большую роль кора голов­ного мозга.
 

Газообен происходит в альвеолах легких.

Чтобы попасть в альвеолы легких, воздух при дыхании проходит по так называемым дыхательным путям: он проникает сначала в носовую полость, далее в глотку, которая является общим путем для воздуха и для пищи, поступающей в нее из полости рта: затем воздух движется по чисто дыхательной системе – гортани, дыхательному горлу, бронхам. Бронхи, постепенно разветвляясь, доходит до микроскопических бронхиол, из которых воздух попадает в легочные альвеолы.

Тканевое дыхание — сложный физиоло­гический процесс, проявляющийся в потреблении клет­ками и тканями организма кислорода и в образова­нии ими углекислоты.

В основе тканевого дыхания лежат окислительно-восстановительные процессы, сопро­вождающиеся освобождением энергии.

За счет этой энергии осуществляются все жизненные про­цессы — непрерывное обновление, рост и развитие тканей, секреции желез, сокращение мышц и т. д.
 

НОС И НОСОВАЯ ПОЛОСТЬ – начальная часть дыхательных путей и орган обоняния.
Нос построен из парных носовых костей и носовых хрящей, придающих ему внешнюю форму.

Носовая полость расположена в центре лицевого скелета и представляет выстланный слизистой оболочкой костный канал, идущий от отверстий (ноздрей) до хоан, соединяющих его с носоглоткой.

Носовая перегородка разделяет носовую полость на правую и левую половины.

Характерными для носовой полости являются придаточные пазухы – полости в соседних костях (верхнечелюстной, лобной, решетчатой), которые сообщаются с носовой полостью посредством отверстий и каналов.

Слизистая оболочка, выстилающая носовой канал, состоит из реснитчатого эпителия; волоски его имеют постоянные колебательные движения в направлении входа в нос, что преграждает доступ в дыхательные пути мелким угольным, пылевым и др. частичкам, вдыхаемым с воздухом.

Воздух, поступающий в носовую полость, согревается в ней благодаря обилию кровеносных сосудов в слизистой оболочке носовой полости и согретому воздуху придаточных пазух. Это предохраняет дыхательные пути от непосредственного воздействия внешней низкой температуры.

Вынужденное дыхание через рот (напр, при искривлении носовой перегородки, при полипах носа) обусловливает возможность возникновения инфекции дыхательных путей.
 

ГЛОТКА – часть пищеварительной и дыхательной трубки, расположенная между носовой и ротовой полостью вверху и гортанью и пищеводом внизу.

Глотка представляет собой трубку, основу которой составляет мышечный слой. Глотка выстлана слизистой оболочкой, а снаружи покрыта соединительнотканным слоем.

Глотка лежит впереди шейного отдела позвоночника вниз от черепа до 6-го шейного позвонка.

Самый верхний отдел глотки – носоглотка – лежит позади носовой полости, которая открывается в него хоанами; это путь для поступления в глотку вдыхаемого через нос воздуха.

При акте глотания дыхательные пути изолируются: мягкое небо (небная занавеска) поднимается и, прижимаясь к задней стенке глотки, отделяет носоглотку от средней части глотки.

Специальные мышцы подтягивают глотку кверху и кпереди; благодаря этому подтягивается кверху и гортань, и корень языка придавливает надгортанник, который таким образом закрывает вход в гортань, препятствуя попаданию пищи в дыхательные пути.
 

ГОРТАНЬ – начало дыхательного горла (трахеи),

Источник: https://www.medglav.com/anatomiya-i-fiziologiya-cheloveka/dyhatelnaya-systema.html

Физиология дыхания дыхание совокупность процессов обеспечивающих

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода (углекислого газа). Дыхательная система осуществляет газообмен, выделение токсических продуктов, воды, химических продуктов, введение и выведение наркотических веществ, терморегуляцию и т. д.

Нормальное функционирование дыхательной системы (ДС) связано с её регуляцией, составом газовой смеси (воздуха), функционированием других органов и систем, свойствами форменных элементов крови, дефектами развития организма (энзимопатии, отсутствие сурфактанта), отсутствием или наличием пневмоторакса, заболеваниями органов дыхания и т. д.

Регуляция деятельности дыхательной системы осуществляется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге, и высшим центром, расположенным в коре головного мозга. Между центрами осуществляется постоянная взаимная связь. К системе регуляции ДС относят подкорковые ядра и спинной мозг.

Раздражителем ДЦ является углекислота. В ответ на изменение её парциального давления происходит изменение ритма и глубины дыхания. В регуляции ДЦ участвует импульсация с механо-баро-хеморецепторов различных зон и органов. Дыхание изменяется при смене температуры и влажности внешней среды и функциональной нагрузки и наличии патологии.

Количество углекислого газа в крови обусловливает её кислотно-щелочное равновесие. В условиях физической нагрузки необходимо большее количество кислорода, но и больше образуется двуокиси углерода. Кислород клеткам необхоходим для биологического окисления органических веществ и высвобождения энергии.

Дыхание человека включает 5 этапов (процессов): внешнее дыхание (вентиляция лёгких), обмен газов в лёгких (между альвеолярным воздухом и кровью), транспорт газов кровью, обмен газов между кровью и тканями и внутреннее (тканевое) дыхание. Вместе эти процессы составляют дыхательный цикл.

Этапы процесса дыхания: 1. Вдох – диффузия газов из альвеол в кровь – связывание кислорода с гемоглобином эритроцитов – транспорт кислорода – диффузия кислорода в ткани и клетки –тканевое дыхание ( процесс использования энергии связей органических молекул в цикле дыхательных ферментов).

2. Диффузия углекислого газа из тканей в кровь- связывание его с гемоглобином эритроцитов- транспорт эритроцитами- диффузия в альвеолы – выдох. В итоге газообмен принято разделять на внешнее и внутреннее дыхание. Физиология изучает внешнее дыхание, биохимия-внутреннее.

Вентиляция лёгких осуществляется при вдохе (инспирация) и выдохе (экспирация). Она регулируется так, чтобы обеспечить постоянный газовый состав альвеолярного воздуха. Обмен газов происходит за счёт разниц их парциального давления и напряжения.

Изменение газового состава крови в лёгких обеспечивают: непрерывная вентиляция альвеол, диффузия газов через альвеолярно-капиллярную мембрану, непрерывный кровоток в капиллярах лёгких в соответствии с объёмом их вентиляции.

Под дыхательным циклом понимают явления, происходящие в аппарате внешнего дыхания между началами следующих друг за другом вдохов. Длительность цикла в норме составляет 3 -5 сек. Инспирация обычно короче экспирации.

Кислород переносится в виде оксигемоглобина. Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называют кислородной ёмкостью крови. Она зависит от содержания гемоглобина, один грамм которого может присоединить 1, 34 мл кислорода.

Двуокись углерода переносится кровью в виде самой двуокиси (58 об. %), кислых солей угольной кислоты (51 об. %) и карбгемоглобина (4, 5 об. %). В дыхательном центре различают 2 группы клеток, отвечающих за вдох и выдох. Раздражителями для них являются газы крови.

В продолговатом мозге справа и слева содержатся по 2 скопления дыхательных нейронов: дорзальные и вентральные дыхательные ядра, расположенные в нижнем углу ромбовидной ямки. Дорзальное ядро содержит преимущественно инспираторные клетки, вентральное-клетки обеих функций. Ядра действуют по принципу обратной связи.

Некоторое количество дыхательных нейронов содержится в ретикулярной формации продолговатого мозга и моста. Деятельность ДЦ зависит от напряжения газов в крови и является следствием их воздействия на соответствующие рецепторы в кровеносных сосудах и ДЦ.

Внешнее дыхание характеризуют показатели: частота дыхательных движений, их ритмичность, глубина дыхания и лёгочные объёмы. Частота дыхания определяется визуально по движениям и изменению объёма грудной клетки. В норме составляет 16 -2 О в 1 минуту. Учащается при нагрузках, волнении, высокой температуре окружающей среды, замедляется-при низкой.

Дыхание может быть ритмичным и аритмичным, прерывистым волнообразным с остановками (дыхание Чейн-Стокса), поверхностным и глубоким. Нормальное дыхание в состоянии покоя называют «эйпное» , остановку «апное» . Удушье, сопровождающееся глубоким дыханием с участием вспомогательных дыхательных мышц, характеризуют как «диспное» .

К расстройствам дыхания относят инспираторную (затруднён вдох) и экспираторную(затруднён выдох) одышки, кашель и чихание. Критерии оценки процесса дыхания: одышка, гипоксия, гипоксемия, асфиксия, показатели насыщения газов в крови и тканях.

Для обозначения содержания углекислого газа применяют термины: гиперкапния (повышенное напряжение газа), нормокапния(нормальное) и гипокапния( уменьшенное). Нормальное содержание кислорода в крови называют нормоксией, пониженное в тканях -гипоксией, пониженное в крови-гипоксемией, повышенное-гипероксией.

Гипоксия-патологическое состояние, возникающее в результате несоответствия потребностей организма в кислороде и его возможностей. Гипоксия появляется при недостатке поступления кислорода извне (мало его парциальное давление), патологии органов дыхания, аспирации инородных тел и масс, гипохромии, повышенной нагрузке, гипоксемии, отравлении цианидами.

Асфиксия(удушье)-патологическое состояние, связанное с недостаточным поступлением кислорода и накоплением углекислоты. Встречается при различных патологических состояниях, утоплении, повешении, отравлениях, интоксикациях. Проявляется затруднением дыхания учащением пульса, цианозом, кровоизлияниями и т. д.

Под асфиксией понимается и остановка дыхания при механическом препятствии и нарушении функции ДЦ. В этом случае наблюдают сначала учащение и углубление дыхания с участием вспомогательной мускулатуры, западение языка и межреберий. Вдох обычно свистящий, пульс учащен, АД снижено, цианоз. Возбуждение сменяется потерей сознания.

Нарушения дыхания часто связаны с рахитом (горб), гидротораксом, пневмотораксом (закрытым, открытым, клапанным), эмпиемой плевры, ателектазом лёгкого. При заболеваниях ССС часто развивается отёк лёгких, приводящий к гипоксии. Тканевое дыхание нарушается при подавлении системы дыхательных ферментов цианидами, фосфором, мышьяком и т. д.

Внешнее дыхание характеризуют понятия «жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ)» и «остаточный объём воздуха» , который остаётся в лёгких после максимального выдоха (11 ОО-12 ОО мл). ЖЕЛ представляют: дыхательный объём воздуха, резервный объём вдоха и резервный объём выдоха.

Дыхательный объём воздуха- вдыхаемый и выдыхаемый объём в спокойном состоянии при каждом дыхательном цикле(4 ОО-5 ОО мл). Резервный объём вдоха- объём воздуха, который можно максимально вдохнуть после обычного вдоха (19 ОО-33 ОО мл). Резервный объём выдоха-объём воздуха, который можно выдохнуть после обычного выдоха(7 ОО-1 ООО мл).

Жизненная ёмкость лёгких в норме составляет 33 ОО-48 ОО мл. Резервный объём выдоха+ остаточный объём составляют функциональную остаточную ёмкость. Кроме этих объёмов воздуха в дыхательных путях (синусах) содержится некоторый объём воздуха вредного пространства.

Аппарат вентиляции лёгких состоит из грудной клетки с дыхательными мышцами и лёгких с дыхательными путями. Дыхательные мышцы действуют произвольно и непроизвольно, периодически изменяют объём грудной клетки.

Основные дыхательные мышцыдиафрагма и наружные межрёберные, вспомогательные – мышцы шеи, плечевого пояса и брюшного пресса. Вдох, как правило, результат сокращения инспираторных мышц. Выдох при спокойном дыхании осуществляется пассивно, при глубоком-активно (сокращаются экспираторные мышцы).

Вдох осуществляется в результате увеличения объёма грудной клетки за счёт подъёма рёбер из-за сокращения наружных межрёберных мышц и уплощения диафрагмы вследствие сокращения её мышечной части. Увеличение этого объёма и отрицательное давление в плевральных полостях обусловливают увеличение объёма лёгких и поступление в них воздуха.

При спокойном вдохе сокращаются верхние 3 -5 межрёберные мышцы, при глубоком-лестничные, передняя зубчатая, грудные, трапециевидная, ромбовидные мышцы и мышцы, поднимающие лопатки. Выдох осуществляется пассивно, но при активном выдохе сокращаются косые, поперечные и прямые мышцы живота.

Вспомогательными мышцами выдоха являются мышцы, сгибающие позвоночник. Сокращение мышц выдоха приводит к уменьшению объёма легких. Во время вдоха преодолевается сопротивление грудной клетки и внутренних органов, эластики лёгких и перемещающихся тканей, воздухопроводящих путей и тяжести грудной клетки.

Эластическая тяга лёгких обусловлена сурфактантом, упругостью альвеолярных стенок и тонусом бронхиальных мышц. Типы дыхания: грудной (рёберный) и брюшной (диафрагмальный). Брюшной тип более эффективный, т. к. обеспечивает лучшую вентиляцию лёгких и облегчает венозный отток к сердцу от органов брюшной полости.

Вентиляция лёгких-процесс обновления состава альвеолярного воздуха. Она обусловлена глубиной вдоха и частотой дыхания. Эффективность вентиляции альвеол выше при глубоком и редком дыхании. При частом и поверхностном дыхании большая часть МОД расходу ется на вентиляцию вредного про-

Объём дыхания в норме составляет 6 -1 О литров в 1 минуту. Он является количественным показателем (выражением) глубины дыхания и определяется спирометрией. ЖЕЛ у мужчин составляет 4 ООО-55 ОО мл, у женщин -3 ООО-45 ОО мл. Она больше в положении «стоя» и в результате тренировок.

Дыхательное мёртвое пространство – объём дыхательных путей, в которых не происходит газообмен между воздухом и кровью. Анатомически оно включает объём воздухоносных верхних и нижних дыхательных путей от ротовой и носовой полостей до дыхательных бронхиол. Пространство содержит 14 О-15 О мл воздуха.

Вентиляция обеспечивает поступление воздуха в лёгкие и альвеолы и удаление выдыхаемого воздуха, состоящего из альвеолярного воздуха и воздуха вредного пространства в конце выдоха. Альвеолярная вентиляция происходит за счёт диффузии газов в сторону градиента концентрации и парциального давления газов.

Атмосферный воздух имеет относительно постоянный газовый состав: кислород-2 О, 93%, углекислый газ-О, О 3%, азот и другие газы79, О 4%. В выдыхаемом воздухе содержится 16% кислорода, 4 -5% двуокиси углерода, 79, О 4% азота и других газов. В альвеолярном воздухе содержится 14% кислорода, 5, 5% углекислого газа и 8 О, 5% азота и других газов.

Перемещение газов в воздухоносных путях происходит вследствие градиента общего давления и разницы парциального давления. Газообмен в лёгких осуществляется за счёт диффузии газов в кровь(около 5 ОО литров в сутки) и двуокиси углерода из крови в альвеолярный воздух (около 4 ОО литров в сутки).

Парциальное давление кислорода в воздухе равно примерно 21%, углекислого газа-около 4 О%. В крови газы находятся в растворенном (свободном) и химически связанном состоянии. В диффузии участвуют молекулы только растворенного газа. Через стенку альвеолы в единицу времени проходит только определенное количество газа.

Газы транспортируются эритроцитами. Кислород в крови находится в свободном и связанном состоянии. Один грамм гемоглобина связывает 1, 39 мл кислорода, 1 ОО мл крови переносят 2 О, 8 мл кислорода. В 1 ОО мл крови растворяются О, 3 мл кислорода. В оксигемоглобине содержится 19 О мл/л кислорода.

Превращение гемоглобина в оксигемоглобин определяется напряжением растворенного кислорода. Максимальное количество кислорода, которое может переносить кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называют кислородной ёмкостью крови. В норме в 1 литре крови содержится 18 О-2 ОО мл кислорода.

При повышении парциального напряжения кислорода крови насыщение гемоглобина кислородом повышается, при понижении-уменьшается. Часть кислорода, поглощаемая тканями из артериальной крови, называется коэффициентом утилизации кислорода. В покое он составляет 3 О-4 О%. При тяжелой работе -5 О-6 О%, в головном мозге, миокарде и печени – до 9 О%.

Двуокись углерода переносится кровью в растворенном виде (2, 5 об. /%), в виде солей угольной кислоты ( 51 об. /%) и в виде карбгемоглобина (4, 5 об. /%). В эритроцитах двуокись углерода соединяется с водой и образует угольную кислоту. Этот процесс катализируется карбоангидразой. В капиллярах лёгких напряжение углекислоты снижается, она освобождается.

Регуляция внешнего дыхания осуществляется физиологическими процессами управления лёгочной вентиляцией. Ацидоз усиливает вентиляцию, алкалоз уменьшает интенсивность дыхания. Регуляция внешнего дыхания осуществляется рефлекторными реакциями с возбуждения рецепторов в лёгочной ткани и сосудистых рефлексогенных зон.

Имеются 2 вида рецепторов: периферические – артериальные и центральные-медуллярные. Артериальные хеморецепторы находятся в каротидных синусах и дуге аорты (вилка общей сонной артерии). Чувствительность рецепторов контролируется ЦНС. Центральные хеморецепторы находятся в продолговатом мозге, расположены латеральнее пирамид.

Артериальные хеморецепторы реагируют на гипоксемию, возбуждаются даже в нормоксических условиях. Гуморальная регуляция осуществляется через рецепторы двуокиси углерода. Её недостаток снижает активность ДЦ и приводит к уменьшению объёма дыхания (апное).

Рефлекторное воздействие на ДЦ оказывают импульсы от механорецепторов, расположенных в мышцах, подслизистом слое и слизистой оболочке дыхательных путей. Ирритантные рецепторы реагируют на резкие изменения объёма лёгких и механическое воздействие пыли и инородных тел на трахею и бронхи.

Юкстакапиллярные рецепторы реагируют на повышение АД в сосудах малого круга кровообращения, посылая импульсы по блуждающим нервам, в результате чего появляется учащенное поверхностное дыхание. Барорецепторы реагируют на снижение кровяного давления.

Импульсы от рецепторов идут в дыхательный центр-скопление нейронов ЦНС, обеспечивающих координированную ритмичную деятельность дыхательных мышц и постоянное приспособление внешнего дыхания к изменяющимся условиям существования организма. ДЦ расположен на дне 4 желудочка в ретикулярной формации продолговатого мозга.

Дорзальная группа нейронов ДЦ состоит из инспираторных клеток, часть из них даёт нисходящие пути к мотонейронам диафрагмального нерва, обеспечивающих движения диафрагмы. Вентральная группа дыхательных нейронов посылает импульсы к мотонейронам межрёберных и брюшных мышц.

Среди дыхательных нейронов расположены преганглиональные нейроны вагуса, обеспечивающие изменение просветов дыхательных путей за счёт изменения ГМК стенки бронхов. Существование нейронов, возбуждение которых совпадает со вдохом, выдохом и вдохо-выдохом обеспечивает автоматизм ДЦ.

В регуляции дыхания участвуют нейроны пневмотоксического центра(расположен в Варолиевом мосту), получающие импульсы от инспираторной части ДЦ продолговатого мозга и посылающие импульсы обратно в ДЦ, где возбуждают экспираторные нейроны и подавляют инспираторные.

На работу ДЦ влияют повышение сосудистого тонуса и АД, резкое повышение АД тормозит дыхание. Выдох тормозит погружение в холодную воду. ЦНС получает и переключает на дыхательный центр проприоцептивные и интероцептивные сигналы, промежуточный мозг сигнализирует ДЦ об изменениях обмена веществ.

Первый вдох новорождённого осуществляется при определённых условиях. После перевязки пуповины в крови новорождённого нарастает напряжение углекислого газа, раздражаются хеморецепторы, импульсы от них идут в центр вдоха, от него-к мотонейронам дыхательных мышц. Сокращение мышц увеличивает объём грудной клетки, что приводит к вдоху.

Защитная функция ДС: 1. Носовое дыхание согревает и смешивает воздух, распределяет сурфактант. Согревание воздуха рефлекторное: рецепторы тройничного нерва направляют импульсы в парасимпатические центры продолговатого мозга, происходит ответное расширение кровеносных сосудов носа и сужаются носовые ходы.

Вдыхаемый воздух увлажняется в дыхательных путях, увеличивается вязкость секрета слизистой оболочки. Воздух очищается от пыли. Защитными рефлексами являются кашель и чихание, происходящие за счёт резкого форсированного выдоха.

Источник: http://present5.com/fiziologiya-dyxaniya-dyxanie-sovokupnost-processov-obespechivayushhix-2/

Строение и общие закономерности функционирования органов дыхания. Часть 1

В этой части речь идет о значении дыхания (его основных этапах), об общем плане строения органов дыхания, и о расположении легких в грудной полости.

Значение дыхания. Строение органов дыхания

Значение дыхания, его основные этапы

Дыхание обеспечивает непрерывное снабжение всех органов и тканей тела кислородом и удаление из организма постоянно образующегося в процессе обмена веществ углекислого газа.

Органы дыхания обладают защитной функцией. Воздухоносные пути выстилает слизистая оболочка, содержащая большое количество отдельных клеток и желез, которые выделяют слизь, увлажняющую поверхность воздухоносных путей. Эта слизь обладает и бактерицидными свойствами – в ней содержится лизоцим – вещество, которое понижает способность бактерий к размножению или убивает их.

На поверхность слизистой выходят из кровеносных сосудов лейкоциты, которые тоже выполняют защитную функцию.

Осуществляя фагоцитоз, они погибают, и поэтому в слизи, выделяющейся из носа, содержится много погибших лейкоцитов.

К слизи, покрывающей воздухоносные пути, прилипают частица пыли, содержащиеся в атмосферном воздухе. Задержанию инородных частиц способствуют и волоски. находящиеся у наружного края носовых отверстий.

Большинство клеток слизистой оболочки снабжены многочисленными подвижными ресничками. Они постоянно волнообразно колеблются, причем в наружном направлении быстрее, чем во внутреннем. Это обеспечивает проталкивание слизи и различных механических частиц наружу.

Воздухоносные пути носовой полости снабжены большой сетью капилляров, благодаря чему воздух согревается теплом, отдаваемым кровью. Таким образом, в легкие попадает согретый и чистый воздух, освобожденный от бактерий и инородных механических частиц.

В процессе дыхания различают несколько этапов:

1. обмен газов между органами дыхания и внешней средой
2. обмен газов в легких (между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров)
3. перенос газов кровью
4. обмен газов в тканях (между тканями и притекающей к ним артериальной кровью)
5. клеточное дыхание (потребление клетками кислорода и выделение углекислоты).

Этап дыхания, заключающийся в обмене газов между внешней средой и органами дыхания, получил название внешнего дыхания. Помимо внешнего дыхания, различают и внутреннее дыхание – обмен газов между тканями и кровью.

Общий план строения органов дыхания

Органы дыхания человека представлены воздухоносными путями, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, и легкими, где происходит обмен газов.

Дыхательные пути начинаются носовой полостью, которая отделена от ротовой полости спереди твердым, а сзади мягким небом. Носовая полость имеет костный и хрящевой остов и сплошной перегородкой делится на правую и левую части. Носовые раковины разделяют носовую полость наряд узких носовых щелей, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух.

Из носовой полости воздух проходит в носоглотку, откуда он переходит в носовую часть глотки, а затем в гортань.

Источник: http://www.psyworld.ru/for-students/lectures/anatomy-and-physiology-of-a-childrens-organism/825-2009-11-17-17-30-22.html

Дыхательная система человека

Дыхательная система человека активно задействуется во время выполнения любых видов двигательной активности, будь то аэробная или анаэробная нагрузка.

Любой уважающий себя персональный тренер должен владеть знаниями о строении дыхательной системы, ее предназначении и о том, какую роль она выполняет в процессе занятий спортом.

Знания о физиологии и анатомии являются индикатором отношения тренера к своему ремеслу. Чем больше он знает, тем выше его квалификация, как специалиста.

Введение

Дыхательная система – это совокупность органов, целью которой является обеспечение организма человека кислородом. Процесс обеспечения кислородом имеет название – газообмен. Вдыхаемый человеком кислород, на выдохе превращается в углекислый газ. Газообмен происходит в легких, а именно в альвеолах.

Их вентилирование реализуется чередованием циклов вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). Процесс вдоха взаимосвязан с двигательной активностью диафрагмы и внешних межреберных мышц. На вдохе диафрагма опускается, а ребра поднимаются. Процесс выдоха происходит по большей части пассивно, вовлекая только внутренние межреберные мышцы.

На выдохе диафрагма поднимается, ребра опускаются.

Дыхание обычно разделяют по способу расширения грудной клетки на два типа: грудное и брюшное. Первое чаще наблюдается у женщин (расширение грудины происходит за счет поднятия ребер). Второе чаще наблюдается у мужчин (расширение грудины происходит за счет деформации диафрагмы).

Строение дыхательной системы

Дыхательные пути разделяют на верхние и нижние. Такое разделение является чисто символическим и граница между верхними и нижними путями дыхания проходит в месте пересечения дыхательной и пищеварительной систем в верхней части гортани.

К верхним дыхательным путям относят полость носа, носоглотку и ротоглотку с ротовой полостью, но только частично, так как последняя в процессе дыхания не задействована. К нижним дыхательным путям относят гортань (хотя иногда ее относят и к верхним путям), трахею, бронхи и легкие.

Воздушные пути внутри легких представляют своего рода дерево и разветвляются примерно 23 раза, прежде чем кислород попадет в альвеолы, в которых и происходит газообмен. Схематическое изображение системы дыхания человека вы можете увидеть на рисунке ниже.

Строение дыхательной системы человека: 1- Лобная пазуха; 2- Клиновидная пазуха; 3- Носовая полость; 4- Преддверие носа; 5- Ротовая полость; 6- Глотка; 7- Надгортанник; 8- Голосовая складка; 9- Щитовидный хрящ; 10- Перстеневидный хрящ; 11- Трахея; 12- Верхушка легкого; 13- Верхняя доля (долевые бронхи: 13.1- Правый верхний; 13.2- Правый средний; 13.

3- Правый нижний); 14- Горизонтальная щель; 15- Косая щель; 16- Средняя доля; 17- Нижняя доля; 18- Диафрагма; 19- Верхняя доля; 20- Язычковый бронх; 21- Киль трахеи; 22- Промежуточный бронх; 23- Левый и правый главные бронхи (долевые бронхи: 23.1- Левый верхний; 23.2- Левый нижний); 24- Косая щель; 25- Сердечная вырезка; 26- Язычок левого легкого; 27- Нижняя доля.

Дыхательные пути выступают в роли связующего звена между окружающей средой и основным органом дыхательной системы – легкими. Они располагаются внутри грудной клетки и окружены ребрами и межреберными мышцами. Непосредственно в легких и происходит процесс газообмена между кислородом, поступившим к легочным альвеолам (см. рисунок ниже) и кровью, которая циркулирует внутри легочных капилляров.

Последние осуществляют доставку кислорода в организм и выведение из него газообразных продуктов обмена. Соотношение кислорода и углекислого газа в легких поддерживается на относительно постоянном уровне. Прекращение поступления кислорода в организм приводит к потере сознания (клиническая смерть), затем к необратимым нарушениям работы мозга и в конечном счете к гибели (биологическая смерть).

Строение альвеолы: 1- Капиллярное русло; 2- Соединительная ткань; 3- Альвеолярные мешочки; 4- Альвеолярный ход; 5- Слизистая железа; 6- Слизистая выстилка; 7- Легочная артерия; 8- Легочная вена; 9- Отверстие бронхиолы; 10- Альвеола.

Процесс дыхания, как я уже говорил выше, осуществляется за счет деформации грудной клетки при помощи дыхательных мышц. Само по себе дыхание – это один из немногих процессов, протекающих в организме, который контролируется им как осознанно, так и бессознательно. Вот почему человек во время сна, находясь в бессознательном состоянии продолжает дышать.

Функции дыхательной системы

Основные две функции, которые выполняет дыхательная система человека – это непосредственно само дыхание и газообмен. Помимо прочего, она участвует в таких не менее важных функциях, как поддержание теплового баланса тела, формирование тембра голоса, восприятие запахов, а также повышение влажности вдыхаемого воздуха.

Легочная ткань принимает участие в производстве гормонов, водно-солевом и липидном обмене. В обширной системе сосудов легких происходит депонирование (хранение) крови. Также дыхательная система защищает организм от механических факторов внешней среды.

Впрочем, из всего этого многообразия функций нас будет интересовать именно газообмен, так как без него не протекает ни обмен веществ, ни образование энергии, ни как следствие, сама жизнь.

В процессе дыхания кислород через альвеолы проникает кровь, а углекислый газ через них же выводится из организма. Данный процесс предполагает проникновение кислорода и углекислого газа сквозь капиллярную мембрану альвеол. В состоянии покоя давление кислорода в альвеолах приблизительно на 60 мм рт. ст.

выше по сравнению с давлением в кровеносных капиллярах легких. За счет этого кислород проникает в кровь, которая течет по легочным капиллярам. Таким же образом углекислый газ проникает в обратном направлении. Процесс газообмена протекает настолько быстро, что его можно назвать фактически мгновенным.

Схематически этот процесс изображен на рисунке ниже.

Схема протекания процесса газообмена в альвеолах: 1- Капиллярная сеть; 2- Альвеолярные мешочки; 3- Отверстие бронхиолы. I- Поступление кислорода; II- Выведение углекислого газа.

С газообменом разобрались, теперь поговорим об основных понятиях относительно дыхания. Объем воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый человеком за одну минуту, называется минутным объемом дыхания. Он обеспечивает необходимый уровень концентрации газов в альвеолах.

Показатель концентрации определяется дыхательным объемом – это количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в процессе дыхания. А также частотой дыхательных движений, иными словами – частотой дыхания.

Резервный объем вдоха – это максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть после обычного вдоха. Следовательно, резервный объем выдоха – это максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть дополнительно, после обычного выдоха.

Максимальный объем воздуха, который человек способен выдохнуть после максимального вдоха, называется жизненной емкостью легких. Тем не менее, даже после максимального выдоха в легких остается определенное количество воздуха, которое называется остаточным объемом легких.

Сумма жизненной емкости легких и остаточного объема легких дает нам общую емкость легких, которая у взрослого человека равняется 3-4 литрам воздуха на 1 легкое.

Момент вдоха приносит кислород в альвеолы. Помимо альвеол, воздух также заполняет все остальные участки дыхательных путей – ротовую полость, носоглотку, трахею, бронхи и бронхиолы. Поскольку в процессе газообмена эти отделы дыхательной системы не участвуют, они получили название анатомически мертвого пространства.

Объем воздуха, который заполняет это пространство, у здорового человека, как правило составляет порядка 150 мл. С возрастом, этот показатель имеет тенденцию увеличиваться.

Поскольку в момент глубокого вдоха дыхательные пути имеют свойство расширяться, нужно иметь в виду, что увеличение дыхательного объема сопровождается одновременно и увеличением анатомического мертвого пространства. Такое относительное увеличение дыхательного объема обычно превышает данный показатель для мертвого анатомического пространства.

В итоге, при увеличении дыхательного объема, доля анатомического мертвого пространства понижается. Таким образом, мы можем сделать вывод, что увеличение дыхательного объема (при глубоком дыхании) обеспечивает значительно более качественную вентиляцию легких, сравнительно с учащенным дыханием.

Регуляция дыхания

Для полноценного обеспечения организма кислородом, нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение частоты и глубины дыхания.

За счет этого концентрация кислорода и углекислого газа в артериальной крови не меняется даже под воздействием таких активных физических нагрузок, как работа на кардиотренажере или тренировка с отягощениями.

Регуляция дыхания контролируется дыхательным центром, который приведен на рисунке ниже.

Строение дыхательного центра ствола мозга: 1- Варолиев мост; 2- Пневмотаксический центр; 3- Апнейстический центр; 4- Предкомплекс Бетцингера; 5- Дорсальная группа дыхательных нейронов; 6- Вентральная группа дыхательных нейронов; 7- Продолговатый мозг. I- Дыхательный центр ствола мозга; II- Части дыхательного центра моста; III- Части дыхательного центра продолговатого мозга.

Дыхательный центр состоит из нескольких разрозненных групп нейронов, которые расположены с обеих сторон нижней части ствола мозга. Всего выделяют три основных группы нейронов: дорсальная группа, вентральная группа и пневмотаксический центр. Рассмотрим их более подробно.

• Дорсальная дыхательная группа играет важнейшую роль в реализации процесса дыхания. Она также является и главным генератором импульсов, которые задают постоянный ритм дыхания.
• Вентральная дыхательная группа выполняет сразу несколько важных функций. В первую очередь, дыхательные импульсы от данных нейронов принимают участие в регуляции процесса дыхания, контролируя уровень легочной вентиляции. Помимо прочего, возбуждение избранных нейронов вентральной группы может стимулировать вдох или выдох, в зависимости от момента возбуждения. Важность этих нейронов особенно велика, так как они способны управлять мышцами живота, принимающими участие в цикле выдоха при глубоком дыхании.
• Пневмотаксический центр принимает участие в управлении частотой и амплитудой дыхательных движений. Главное влияние данного центра состоит в регуляции длительности цикла наполнения легких, как фактора, который ограничивает дыхательный объем. Добавочным эффектом такой регуляции является непосредственное воздействие на частоту дыхания. При уменьшении длительности цикла вдоха, цикл выдоха также сокращается, что в итоге приводит к увеличению частоты дыхания. То же справедливо и в обратном случае. При увеличении длительности цикла вдоха, цикл выдоха также увеличивается, при этом частота дыхания снижается.

Заключение

Дыхательная система человека – это в первую очередь набор органов, необходимый для обеспечения организма жизненно необходимым кислородом.

Знание анатомии и физиологии данной системы дает вам возможность понять базовые основы построения тренировочного процесса как аэробной, так и анаэробной направленности.

Приведенная здесь информация имеет особое значение при определении целей тренировочного процесса и может служить основой для оценки состояния здоровья атлета при плановом построении тренировочных программ.

Источник: https://fit-baza.com/dyhatelnaya-sistema-cheloveka/