Работа строение и функции органов дыхания человека. Значение дыхания. Строение органов дыхания Органы дыхательной системы и их функции кратко

Дыхательная система.

Функции дыхательной системы:

1. Обеспечивает ткани организма кислородом и удаляет из них углекислый газ;

3. участвует в обонянии;

4. участвует в выработке гормонов;сс

5. участвует в обмене веществ;

6. участвует в иммунологической защите.

В воздухоносных путях воздух согревается либо охлаждается, очищается, увлажняется, а так же происходит восприятие обонятельных, температурных и механических раздражений. Дыхательная система начинается с полости носа.

Входными отверстиями в носовую полость являются ноздри. Передняя нижняя стенка отделяет носовую полость от ротовой, и состоит из мягкого и твердого неба. Задняя стенка носа – это носоглоточное отверстие (хоаны) которое переходит в носоглотку. Носовая пластина состоит из передней решетчатой кости и сошника. От перегородки носа сторону по разным сторонам находятся изогнутые костные пластинки – носовые раковины. В нижний носовой ход открывается носослезный канал.

Слизистая оболочка – выстлана мерцательным эпителием и содержит значительное количество желез, выделяющих слизь. Также проходят множество сосудов, согревающих холодный воздух, и нервов, которые выполняют обонятельную функцию, поэтому считается органом обоняния. Через хоаны воздух поступает в глотку, а потом в гортань.

Гортань (larynx) – находится в передней части шеи на уровне IV-VII шейных позвонков; на поверхности шеи образует небольшое (у женщин) и сильно выступающее вперед (у мужчин) возвышение – выступ гортани (кадык, адамово яблоко – prominentico lyngeria). Спереди гортань подвешена у подъязычной кости, внизу соединяется с трахеей. Спереди гортани лежат мышцы шеи, сбоку – сосудисто-нервные пучки. Состоит из хрящей. Они делятся на:

1.непарные (перстневидный, щитовидный, надгортанник);

2. парные (черпаловидные, рожковидные, клиновидные).

Хрящи гортани.

Основной хрящ – это перстневидный хрящ, который соединяет внизу связочками с первым хрящевым кольцом.

Основу гортани составляет гиалиновый перстневидный хрящ, который соединяет с первым хрящом трахеи при помощи связки. Он имеет дугу и четырехугольную пластинку; дуга хряща направлена вперед, пластинка – назад. На дуге перстневидного хряща расположен гиалиновый непарный, самый большой хрящ гортани – щитовидный . Черпаловидный хрящ парный, гиалиновый, похож на четырехугольную пирамиду. Рожковидный и клиновидный хрящи находятся в толще черпаловидной связки.

Хрящи гортани связаны между собой при помощи суставов и связок. Мышцы гортани . Все мышцы гортани делятся на три группы: расширители суживающие голосовую щель и изменяющие напряжение голосовых связок. 1. Мышца, расширяющая голосовую щель – задняя перстнечерпаловидная (парная мышца);

Гортань имеет оболочки:

1. слизистая – покрыта мерцательным эпителием, кроме голосовых связок.

2. фиброзно-хрящевая - - состоит из гиалиновых и эластичных хрящей.

3. соединительнотканная (адвентиция).

У детей размеры гортани меньше, чем у взрослых; голосовые связки короче, тембр голоса выше. Размеры гортани могут изменяться в период полового созревания, что ведет к изменению голоса.

Трахея (trachea) – это трубка длиной 10-15см., имеет 2части: шейную и грудную. Сзади проходит пищевод, спереди проходит щитовидная железа, вилочковая железа, дуга аорты и ее ветви. На уровне нижнего края VI шейного позвонка, и заканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка. Делится на 2 бронха, которые отходят в правое и левое легкое. Это место называется бифуркацией.

Правый – длина 3см., состоит из 6-8 хрящей. Короче и шире, отходит от трахеи тупым углом.

Левый – длина 4-5см., состоит из 9-12 хрящей. Длинный и узкий, идет под дугой аорты.

Трахея и бронхи состоят из 16-20 гиалиновых хрящевых полуколец. Полукольца соединяются между собой кольцевыми связками. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой, потом подслизистая оболочка, а за ней хрящевая ткань. Слизистая оболочка складок не имеет, выстилает многорядно плазматическим реснитчатым эпителием и тоже имеет большое количество бокаловидных клеток.

Легкие (pulmones) – это главные органы дыхательного аппарата, занимают почти вся полость грудной клетки. Меняют форму и размеры в зависимости от фазы дыхания. Имеет форму усеченного конуса. Верхушка легкого обращена над ключичной ямкой. Внизу легкие имеют вогнутое основание. Они прилежат к диафрагме.

В легком выделяют три поверхности: выпуклую, реберную , прилегающую к внутренней поверхности стенки грудной полости; диафрагмальную – прилегает к диафрагме; медиальную (средостенную), направленную в сторону средостения.

Каждое легкое бороздами делится на доли: правое – на 3 (верхнюю, среднюю, нижнюю), левое на 2 (верхнюю и нижнюю).

Каждое легкое состоит из разветвленных бронхов, которые образуют бронхиальное дерево и систему легочных пузырьков. Бронх диаметром 1мм называется дольковым. Каждый альвеолярный ход заканчивается двумя альвеолярными мешочками. Стенки альвеолярных мешочков состоят их легочных альвеол. Диаметр альвеолярного хода и альвеолярного мешочка составляет 0,2 – 0,6мм, альвеолы – 0,25-0,30мм.

Дыхательные бронхиолы, а также альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы легкого образуют альвеолярное дерево (легочный ацинус), которое является структурно-функциональной единицей легкого. Количество легочных ацинусов в одном легком 15000; количество альвеол в среднем 300-350млн, а площадь дыхательной поверхности всех альвеол – около 80 м 2 .

Плевра (pleura) – тонкая гладкая серозная оболочка, которая окутывает каждое легкое.

Различают висцеральную плевру, которая плотно срастается с тканью легкого и заходит в щели между долями легкого, и париетальную, которая выстилает внутри стенки грудной полости.

Париетальная плевра состоит из реберной, медиастинальной и диафрагмальной плевры.

Между париетальной и висцеральной плеврой образуется щелевидное замкнутое пространство – плевральная полость. В ней находится небольшое количество серозной жидкости.

Средостение (mediastinum) – представляет собой комплекс органов, расположенных между правой и левой плевральной полостями. Спереди средостение ограничено грудиной, сзади – грудным отделом позвоночного столба, с боков - правой и левой медиастинальной плеврой. Вверху средостение продолжается до верхней апертуры грудной клетки, внизу – до диафрагмы. Различают два отдела средостения: верхнее и нижнее.

Особенности строения и функции органов дыхания человека

Подумайте, в чем Вы на данный момент больше всего нуждаетесь ? Может в престижном образовании? Или в хорошей работе, деньгах и карьере? На самом деле каждый человек определит для себя свои первоочередные цели в жизни. Одни строят краткосрочные планы, другие - долгосрочные на всю жизнь. Однако точно можно сказать, что ни одна из этих целей по значимости не может сравниться с нашей потребностью ежесекундно дышать . В данной статье Вы узнаете, что же такое дыхание и какие чудеса совершают каждую секунду органы системы дыхания человека в нашем организме. Ведь миллионы людей даже не задумываются об этом процессе и воспринимают его в качестве не стоящего внимания рефлекса.

На самом деле каждой клетке нашего организма необходим кислород, который поступает к нам вместе с вдыхаемым воздухом. Движение мышц, биение сердца, мозговая деятельность деление клеток и т.д., всё это станет невозможным без кислорода . А ведь всего одного вдоха достаточно, чтобы достаточное количество кислорода поступило в наш организм для функционирования и жизни. Кислород , поступивший со вздохом, очень быстро достигает легких. В легких его погрузят на особые транспортировщики , которые распределят кислород по всем уголкам тела. И этот вдох принесет новую жизнь в 100 триллионов клеток, из которых состоит Ваше тело. А теперь давайте поближе познакомимся с совершенным механизмом, который начал работать внутри Вас, как только Вы родились. И который будет работать на протяжении всего срока, отпущенного Вам земной жизнью.

Нос

Изучение системы дыхания мы начнем с ее парадного входа - носа . Мы чаще ассоциируем нос с его свойством воспринимать запахи . Но у носа есть еще одна очень важная функция . Нос приводит вдыхаемый воздух в благоприятное состояние для легких. Нос обладает уникальным строением с точки зрения аэродинамики. Он работает как совершенный кондиционер , оснащенный особыми биоактивными фильтрами. Извилистое строение носа заставляет вдыхаемый воздух совершить внутри целый круг обращения. Благодаря этому воздух прогревается , а при помощи слизистой оболочки носа, еще и увлажняется . Волоски внутри носа исполняют функцию воздушного фильтра . Вся пыль, бактерии, пыльца растений, и еще примерно миллиард инородных субстанций при попадании в нос сталкиваются с этими волосками . Но если вредные для Вас вещества вдруг миновали этот заслон, то их останавливает вторая линия обороны - слизь .

Слизь и слизистая оболочка

Верхние дыхательные пути и трахея покрыты гелеобразной липкой жидкостью , именуемой мукусом или слизью . Слизь ответственна за постоянное увлажнение дыхательных путей. В тоже время она оберегает легкие от попадания в них инородных тел . Слизистая оболочка имеет верного помощника - реснички , расположенные в ней же. Реснички очень активны и как только на них нападает какое-либо инородное тело , они начинают толкать слизь с налипшей на ней грязью к глотке. Как только инородное тело достигает со слизью глотки , срабатывает глотательный рефлекс и народное тела заглатывается . Попадая в желудок, инородное тело уничтожается соляной кислотой желудка. Или же инородное тело, приблизившись к глотке, может вызвать кашель и тогда оно выведится из глотки во время кашля. Оказывается, при сильном кашле скорость выталкивания инородного тела достигает 960 км в час. Этот удивительный факт показывает нам, насколько серьезные меры безопасности предусмотрены в нашем организме для защиты дыхательной системы .

Обратите внимание, реснички , расположенные на слизистой оболочки трахеи, толкают слизь вверх , в сторону носа. Тогда, как реснички в слизистой оболочки носа наоборот, толкают слизь вниз , в сторону гортани. Следовательно, и в трохее и в верхних дыхательных путях инородные тела толкаются в сторону глотки . Миллиарды ресничных клеток в обеих частях дыхательной системы словно бы знают, в каком месте расположена глотка и в какую сторону им надо толкать слизь и налипшую на ней грязь . Удивительно, но ресничные клетки не имеют ни глаз, ни ушей, ни мозга. Но тогда откуда эти микроскопические глухие и слепые клетки знают, где находится глотка?

Ресничная клетка - это ведь живое существо. С момента Вашего рождения, всю Вашу жизнь она исполняет единственную, но архиважную функцию . Без устали, без сна и отдыха, каждая клетка двигает слизистую оболочку в сторону глотки. Эти удивительные клетки исполняют назначенную им функцию всю жизнь ради того, чтобы оберегать Ваши легкие от попадания в них инородных тел . Под микроскопом ресничка выглядит, как ничем не примечательный волосок . Но на самом деле, это чудо инженерного мастерства. Это микроскопическое тело обладает неповторимой сложности строением . Ресничка состоит из 9 различных белков - цепей образующих цилиндрическую форму. Белки денеин и нексин являются главными внутриклеточными моторами . Так вот, ученые и по сей день не могут объяснить, какой такой сложнейший механизм приводит в действие реснички внутри слизистой с невероятной скоростью 20 ударов в секунду . И не будем забывать еще и то, что одни только реснички ни на что не годны. Они могут работать и защищать дыхательные пути человека только при наличии слизистой оболочки . Иначе в них нет никакого смысла.

Строение слизистой оболочки также удивительно сложно . Слизистый слой довольно тонкий. Оказывается, толщина слизистого слоя, защищающего Ваше здоровье, составляет 1\600 долю миллиметра. Причем даже такая толщина состоит из двух разных слоев. Нижний слой очень скользкий, что помогает ресничкам двигать слизь в строго определенную сторону. Тогда как верхний слой, отвечающий за безопасность, наоборот очень липкий , благодаря чему он легко зацепляет и удерживает вредные инородные тела , попадающие в нос с дыханием. Эти два слоя никогда не перемешиваются друг с другом и не меняются местами.

Трахея

На пути воздуха к легким, нас встречает еще один орган - трахея . Трахея имеет форму трубки длиной от 9 до 12 сантиметров, и состоит из 18-22 не полностью замкнутых хрящевых колец . Хрящевая природа колец позволяет трохеи быть гибкой , но упругой . За счет этого она не опадает при выдохе. Ведь если бы трохея была из мягкой мышечной ткани, то она все время закупоривалась бы из-за излишней мягкости тканей. И тогда мы не смогли бы дышать и часто задыхались . Или же, если она была из кости или иного твердого материала, то это значительно осложнило бы нам жизнь, т.к. каждый вдох доставлял бы нам боль . Но хрящевое строение трахеи благоприятно для любых, даже самых резких движений. И в то же время, строение достаточно прочно для обеспечения постоянного открытого канала для дыхания . В верхней части трахеи расположен уникальный механизм, который спасает нашу жизнь всякий раз, как мы едим . Вы спросите как это?

Дело в том, что вдох в трохею и пищевод располагаются в гортани в одном месте. При таком анатомическом расположение существует опасность , что во время еды кусочек пищи попадет случайно не в пищевод, а в трохею , что приведет к гибели человека от удушья. Но такого никогда не происходит! Вы можете одновременно дышать, кушать и разговаривать, а пища при этом не попадает ошибочно в трохею . Так что же это за механизм , который оберегает нас от неправильного попадания пищи и удушья? Непосредственно при входе в трахею сотворен особый клапан , именуемый небной завесой . В тот момент, когда мы глотаем пищу, этот клапан автоматически закрывает вход в трахею. За свою жизнь Вы десятки тысяч раз принимали пищу. И во время еды сотни тысяч раз совершали глотательные движения. Но каждый раз , точно в нужный момент этот клапан закрывал вход в трахею. Вы быть может, до сего момента не знали о существовании этого клапана , а ведь он каждый раз, по сути, спасает Вам жизнь в тот миг, когда Вы посылаете в рот очередной кусочек пищи или глоток воды.

Легкие

Ткани организма в процессе жизнедеятельности каждый день вырабатывают углекислый газ . Кровь, обходя тысячу раз в день все клетки организма в цикле кровообращения , уносит с собой выработавшийся углекислый газ. Кровь , насыщенная углекислым газом, считается грязной . Для очищения крови необходимо, чтобы она вошла в контакт с воздухом . Тогда происходит удивительная химическая реакция. Молекулы кислорода в воздухе и молекулы углекислого газа в грязной крови меняются местами , т.е. кислород заменяет углекислый газ в крови. В организме взрослого человека циркулирует примерно 5 литров крови. Для того, чтобы проветрить воздухом и насытить кислородом 5 литров грязной крови, ее следует расстелить на площади в 100 квадратных метров. Эта поверхность равна примерно одному теннисному корту . Представьте себе, внутри Вашей грудной клетки находится поверхность , равная по площади теннисному корту - это Ваши легкие .

Легкие состоят из сотен ветвей бронхов . На конце каждого бронха расположены альвеолы , размеры каждой из которых не превышают булавочной головки . В здоровых легких располагается примерно 300 миллионов альвеол . Если собрать все альвеолы вместе, то они как раз покроют площадь теннисного корта. Воздух , проходящий через бронхи, направляется в альвеолы . Внутренняя поверхность альвеол покрыта сетью кровеносных капилляров . Зона, в которой капилляры соприкасаются друг с другом, состоит из очень тонкой ткани , благодаря которой здесь и происходит обмен . Молекулы кислорода из воздуха попадают в кровь , а молекулы углекислого газа из крови переходят в воздух . Так грязная кровь очищается в альвеолах. Система очистки крови с каждым глотком воздуха построена внутри этого маленького пузырька (альвеоле) размером с булавочную головку. В нашей грудной клетке 300 миллионов пузырьков (альвеол) ежесекундно исполняют для нас ту операцию , без которой наша жизнь невозможна.

Альвеолы расширяются всякий раз, как мы совершаем вдох. И сжимаются , когда мы выдыхаем. Внутренняя поверхность альвеол покрыта альвеолярной жидкостью . Молекулы воды в составе этой жидкости образуют поверхностное натяжение . Поверхностное натяжение воды - это сила, образующаяся в результате взаимного притяжения молекул воды. Так вот, поверхностное натяжение воды в альвеолярной жидкости по идее должно было притягивать к себе и стенки альвеол и крепко сжимать их изнутри. И тогда, каждый раз, делая вдох , нам потребовалось бы много сил, чтобы вновь расправить в груди сжавшиеся альвеолы. К тому же каждый вдох причинял бы нам сильную боль . Но такого не происходит! Дышать нам так легко, что мы забываем о дыхании. Но тогда, в чем же секрет?

Здесь исследователи столкнулись с еще одним поразительным фактом строения человеческого организма. В каждой из 300 миллионов альвеол размещен один агент , обязанность которого - служить человеку. Имя этого агента - клетка второго типа . Клетки второго типа вырабатывают уникальное вещество - сурфоткант . И распределяют его по всей внутренней поверхности альвеол. Сурфактант - это особое вещество, созданное для того, чтобы снизить силу поверхностного натяжения воды. Благодаря сурфактанту , находящемуся в альвеоле, на границе воздух-жидкость, альвеолы не сжимаются изнутри. Клетки второго типа существуют только в одном месте организма - в альвеолах , т.е. там, где необходимо производства сурфактанта. Ни в каком другом органе , ни в клетках сердца, ни в клетках пищевода и т.д., таких клеток нет . Число вопросов увеличивается по мере того, как мы изучаем строение альвеол . Потому что самоотверженно работают не только клетки второго типа , но и другие жизненно важные клетки. Ежесекундную службу ради нашей жизни здесь несут и макрофаги . Любые вирусы, миновавшие слизистую оболочку носа и трахеи, попадая в альвеолы, создают серьезную опасность . Макрофаги же сразу проглатывают эти инородные вирусы, тем самым защищая наше здоровье.

Гемоглобин у человека

Мы рассмотрели, как в легочных альвеолах происходит процесс очищение грязной крови и насыщение её чистым кислородом . Однако между альвеолами и остальными клетками организма, которым кислород жизненно необходим каждую секунду, лежит огромное расстояние. Кислород , пришедший в альвеолы вместе с воздухом и смешавшийся с кровью, поступает в распоряжение особых клеток - эритроцитов . Их задача - бережно нести молекулы кислорода каждой клетке организма. В структуре эритроцитов есть уникальный по структуре белок - гемоглобин . Внутри каждого эритроцита расположено примерно 250 миллионов белков гемоглобина .

Гемоглобин - это чудо химии и физики, спроектированные для того, чтобы ловить поступающий в кровь кислород. В составе гемоглобина есть 4 молекулы железа , они словно магниты захватывают и удерживают молекулы кислорода . Так кислород вместе с кровью начинает долгую дорогу по всему циклу кровообращения в организме. Когда кровь доходит до клетки организма, которая в данный момент нуждается в кислороде , происходит удивительное. Магнитная сила молекул железа слабеет и молекулы кислорода отрываются от гемоглобина и эритроцита и переходят в клетку , которая нуждается в кислороде. Углекислый газ , образовавшийся в клетках в процессе жизнедеятельности, также при помощи молекул железа захватывается гемоглобином и доставляется опять к легким через бронхи к альвеолам , где кровь опять очищается. Так завершается цикл кровообращения . Углекислый газ здесь выводится из организма, а чистый кислород наоборот забирается из воздуха, и всё повторяется.

Круговорот кислорода и углекислого газа на протяжении нашей жизни, ни на секунду не останавливаясь, работает ради того, чтобы мы дышали. Рассмотрим чуть ближе эту систему. Белковая молекула гемоглобина состоит из 564 . В средней её части расположены те самые 4 молекулы железа , которые отвечают за удержание кислорода . Малейшее изменение порядка расположения аминокислот приведет к тому, что гемоглобин не сможет захватывать и транспортировать кислород. Трехмерное строение гемоглобина и порядок расположения аминокислот в нем, словно бы, специально спроектированы для того, чтобы переносить кислород . Но важна не только форма гемоглобином , а еще четкая работа всех подсистем, работающих вместе с гемоглобином.

Например, гемоглобин и кислород образуют между собой сильнейшую связь . Но как только кровь доносит эту пару до клетки, которая нуждается в кислороде, эта связь тотчас слабеет и кислород отделяется от гемоглобина. Каждая деталь в системе тончайше продумана. Если бы гемоглобин не удерживал бы так сильно кислород, то кислород не смог бы доноситься с кровью до нуждающихся в нем клеток, и клетки начали бы отмирать от недостатка кислорода. А если бы гемоглобин наоборот удерживал кислород сильнее , чем сейчас, тогда кислород не смог бы отсоединиться от гемоглобина и перейти в клетки, которые в нем нуждаются. И опять-таки, клетки начали бы отмирать , потому что не получали бы кислород. Словом, малейшее изменение существующей системы приведет к смерти организма. Например, один из самых сильных ядов - цианистый калий , попадая в кровь, цепляется к молекуле гемоглобин и не дает ей выполнять свои функции . В результате чего человек умирает за несколько минут от гипоксии (недостатка кислорода в клетках организма).

Мозг

Каждый день мы делаем сотни разных дел, но чтобы мы ни делали за всю жизнь, мы верно и беспрестанно делаем одно дело. Каждую секунду мы дышим . И для того, чтобы дышать , мы не прикладываем никаких усилий. Нам не надо собирать волю в кулак, чтобы заставить себя дышать. Просто мы родились на свет и сразу же, как только нам перерезали пуповину, начали дышать. Мозг является командным центром всей системы дыхания . Группа нервов в стволе мозга и в спином мозге управляет системой дыхания . Нервы в спинном мозге каждые 2 секунды посылают мышцам, опоясывающим грудную клетку, команду расширяться . По мере расширения в легкие пропадает воздух . Потом через 3 секунды команда от спинного мозга прекращается, и мышцы грудной клетки расслабляются . Воздух, наполнивший легкие, по мере сжатия мышц выталкивается наружу. Команда на совершение вдоха и выдоха от спинного мозга длится 5 секунд : 2 секунды на вдох и 3 секунды для выдоха. Здоровый человек в спокойном состоянии делает 12 вдохов и выдохов в минуту. Но чем быстрее мы двигаемся , тем чаще становится наше дыхание.

Дыхание и движение

Дыхание человека находится вне его воли. Чем быстрее мы двигаемся , тем больше кислорода расходуют мышцы. Уровень кислорода в крови падает , а уровень углекислого газа растет . И тогда, напрягающиеся мышечные клетки, выделяют особую молочную кислоту . Размещенные в определенных участках организма человека рецепторы уровня кислорода, углекислого газа и молочной кислоты, почувствовав это изменение, немедленно посылают в дыхательный центр мозга сигнал тревоги . Мозг, услышав сигнал, тотчас посылает команду мышцам грудной клетки - работать быстрее . Но организм принимает и другие меры. Например, сердце начинает биться чаще. Также кожа раскрывает поры, чтобы уравновешивать теплоотдачу и выводить с потом через поры излишки воды , тем самым охлаждая организм. Как только нагрузка на мышцы уменьшается, все системы возвращаются в спокойное состояние. Теперь Вы знаете, что все системы в нашем организме работают вне нашего контроля и воли с одной лишь целью - служить нам и поддерживать в нас жизнь.

Дыхание человека обеспечивает дыхательная система (systema respiratorium), состоящий из воздухоносных верхних (носовая полость, носоглотка, ротоглотка) и нижних (гортань, трахея и бронхи) путей и легких.

Носовая полость (cavitas nasi) - начальный отдел дыхательной системы, приспособленный к согревания, очистки и обезвреживания воздуха, которое должно поступить в легкие. Носовая полость делится хрящевой перегородкой на две половины - правую и левую.

В каждой половине есть три носовые ходы - верхний, средний и нижний. В носовые ходы открываются околоносовые пазухи и слезный мешок в верхней носовой ход - клиновидная пазуха, в средней - верхнечелюстная (гайморова ) и лобная, в нижней - слезный мешок через носослезного канала. Благодаря такому строению значительно увеличивается поверхность взаимодействия с воздухом, поступающим в полость. Стенки полости носа выстилаются слизистой оболочкой с мерцательным эпителием и густой сеткой кровеносных капилляров и сосудов. Если в полости носа не проходит воздух, то в слизистой оболочке возникает недостаточность кровоснабжения. Это приводит к проникновению в оболочку инфекции, которая распространяется в околоносовые пазухи, среднее ухо. Поэтому следует как можно раньше приучать детей дышать через нос.

Гортань (Иагипх) - отдел дыхательной системы в виде неправильной воронки. Стенки гортани образованы тремя оболочками: соединительнотканной внешней, мышечной средней и слизистой внутренней с подслизистым прослойкой. Каркас гортани построен из хрящей, которые соединены подвижно связями. К ним относятся нечетные (перстневидный, щитовидный, надгортанный) и парные (черпаловидные, рижкувати и клиновидные). Особое значение среди этих хрящей имеет надгортанник, прикрывающий вход в гортань во время прохождения пищи через глотку. Гортань является основным инструментом звукообразования, поскольку имеет голосовой аппарат. Голосовой аппарат - творение гортани, который обеспечивает образование голоса, звуковой речи.

Образован голосовыми связками, которые натянуты поперек горла. Между ними есть голосовой щель, которая может сужаться или расширяться; при молчании она имеет вид равнобедренного треугольника. Голос образуется при выдохе воздух. Высота голоса зависит от длины голосовых связок (у женщин голосовые связки короче, поэтому женский голос выше). В образовании языка участвуют язык, губы, нижняя челюсть. Члено-

разрешающая речь человека связана с развитием высшей нервной деятельности. В коре головного мозга есть специальные центры речи, которые согласовывают работу мышц всего речевого аппарата и связанные с процессами сознания и мышления.

Трахея (trachea) - отдел нижних воздухоносных путей в виде трубки, которая расположена впереди пищевода и имеет длину 8-15 см. В стенке есть 16-20 хрящевых полуколец, соединенных связками и открытых стороной, прилегающей к пищеводу. Эта задняя стенка образована соединительной тканью, в которой есть непосмугованих мышечные волокна. Такое строение трахеи способствует свободному прохождению пищи по пищеводу, активному движению трахеи при дыхании, кашле. Внутреннюю поверхность выстилает слизистая оболочка с реснитчатого эпителия и лимфоидной ткани.

Бронхи - нижние дыхательные пути в виде трубок, которые дихотомически разветвляются и образуют бронхиальное дерево. Каркас стен составляют хрящевые полукольца и пластинки. Стенки состоят из трех оболочек: соединительной, мышечной и слизистой. Правый и левый главные бронхи, которые ответвляются от трахеи, входят в ворота легких и распределяются на долевые бронхи. Они, в свою очередь, дают сегментарные бронхи, которые разветвляются дихотомически к дольковых бронхов 18-го порядка. Тончайшие бронхи называют бронхиолами и они заканчиваются альвеолярными мешочками, стенки которых образованы альвеолами. Вся система разветвления бронхов до конечных бронхиол называется бронхиальным деревом.

Легкие (pneumon, pulmones) - органы дыхания, которые расположены в грудной полости. Это парные органы: правое легкое - состоит из 3 частей, левая - с 2 Внешне является легочная плевра с 2 листков: внутренний листок сросшийся с легкими, а внешний - со стенками грудной полости. Между листками находится полость плевры с серозной жидкостью (облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движений) и отрицательным давлением (на 6-9 мм рт ст ниже атмосферного).

Попадание в эту полость воздуха при повреждениях грудной клетки приводит сжатия легкие и развитие пневмоторакса. На внутренней поверхности легких размещены ворота легких, через которые входят главные бронхи, легочная артерия и нервы, а выходят две легочные вены и лимфатические сосуды. Легкие у человека, как и у всех млекопитающих, имеют альвеолярную строение. Основной структурно-функциональной единицей легких является ацинус , в который входят две дыхательные бронхиолы, отходящих от одной конечной бронхиолы, их альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами. Альвеолы - это легочные пузырьки, которые являются выпячиваниями альвеолярных мешочков. Стенки альвеол состоят из однослойного плоского эпителия и тонкого слоя эластичных волокон и покрытые сеткой кровеносных капилляров. Эпителий состоит из дыхательных и крупных секреторных эпителиоцитов. Внутренняя поверхность альвеол выстилается пленкой особого вещества - сурфактанта. Это комплекс поверхностно активных веществ преимущественно липопротеидные природы, который образуется секреторными эпителиоцитами, и облегчает диффузию газов и препятствует их слипанию. Общая поверхность всех альвеол превышает 100 м2, то есть в 50 раз больше поверхность кожи, обеспечивает очень быстрый газообмен в легких.

Всё живое на Земле существует за сёт солнечного тепла и энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Все животные и человек приспособились добывать энергию из синтезированных растениями органических веществ. Чтобы использовать энергию Солнца, заключённую в молекулах органических веществ, её необходимо высвободить, окислив эти вещества. Чаще всего в качестве окислителя используют кислород воздуха, благо он составляет почти четверть объёма окружающей атмосферы.

Одноклеточные простейшие животные, кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела . Специальные органы дыхания - перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие расположенные в углублениях покрова тела. Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями , пронизывающими стенку переднего отдела кишечника - глотку. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры , обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие . Эволюция дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади легочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада - углекислота и частично вода - выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Функции дыхательной системы

• Обеспечение клеток организма кислородом О 2 .
• Удаление из организма углекислого газа СО 2 , а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости , которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя - решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая - верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.

На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины - по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.

Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами . Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.

Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё - в гортань.

Гортань

Гортань - один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

В узкой части гортани расположены голосовые связки , посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Бронхи

В грудной полости трахея делится на два бронха - левый и правый. Каждый бронх входит в лёгкое и там делится на бронхи меньшего диаметра, которые разветвляются на мельчайшие воздухоносные трубочки - бронхиолы. Бронхиолы в результате дальнейшего ветвления переходят в расширения - альвеолярные ходы, на стенках которых находятся микроскопические выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами .

Стенки альвеол построены из особого тонкого однослойного эпителия и густо оплетены капиллярами. Общая толщина стенки альвеолы и стенки капилляра составляет 0,004 мм. Через эту тончайшую стенку происходит газообмен: в кровь из альвеолы поступает кислород, а обратно - углекислый газ. В лёгких насчитывается несколько сотен миллионов альвеол. Общая поверхность их у взрослого человека составляет 60–150 м 2 . благодаря этому в кровь поступает достаточное количество кислорода (до 500 литров в сутки).

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой - легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли - верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две - верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком - следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.

Газообмен лёгких

В сложном процессе газообмена выделяют три основные фазы: внешнее дыхание, перенос газа кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание. Внешнее дыхание объединяет все процессы, происходящие в лёгком. Оно осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относятся грудная клетка с мышцами, приводящими её в движение, диафрагма и лёгкие с воздухоносными путями.

Воздух, поступивший в лёгкие при вдохе, изменяет свой состав. Воздух в лёгких отдаёт часть кислорода и обогащается углекислым газом. Содержание углекислого газа в венозной крови выше, чем в воздухе, находящемся в альвеолах. Поэтому углекислый газ выходит из крови в альвеолы и содержание его меньше, чем в воздухе. Сначала кислород растворяется в плазме крови, далее связывается с гемоглобином, а в плазму поступают новые порции кислорода.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую проходит благодаря диффузии от большей концентрации к меньшей. Хотя диффузия протекает медленно, поверхность контакта крови с воздухом в лёгких настолько велика, что полностью обеспечивает нужный газообмен. Подсчитано, что полный газообмен между кровью и альвеолярным воздухом может происходить за время, которое втрое короче, чем время пребывания крови в капиллярах (т.е. в организме имеются значительные резервы обеспечения тканей кислородом).

Венозная кровь, попав в лёгкие, отдаёт углекислый газ, обогащается кислородом и превращается в артериальную. В большом круге эта кровь расходится по капиллярам во все ткани и отдаёт кислород клеткам тела, которые постоянно потребляют его. Углекислого газа, выделяющегося клетками в результате их жизнедеятельности, здесь больше, чем в крови, и он диффундирует из тканей в кровь. Таким образом, артериальная кровь, пройдя через капилляры большого круга кровообращения, становится венозной и правой половиной сердца направляется в лёгкие, здесь опять насыщается кислородом и отдаёт углекислый газ.

В организме дыхание осуществляется с помощью дополнительных механизмов. Жидкие среды, входящие в состав крови (её плазмы), обладают низкой растворимостью в них газов. Поэтому, для того чтобы человек мог существовать, ему нужно было бы иметь сердце мощнее в 25 раз, лёгкие - в 20 раз и за одну минуту перекачивать более 100 литров жидкости (а не пять литров крови). Природа нашла способ преодоления этой трудности, приспособив для переноса кислорода особое вещество - гемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь способна связывать кислород в 70 раз, а углекислый газ - в 20 раз больше, чем жидкая часть крови - её плазма.

Альвеола - тонкостенный пузырёк диаметром 0,2 мм, заполненный воздухом. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских клеток эпителия, по наружной поверхности которых разветвляется сетка капилляров. Таким образом, газообмен происходит через очень тонкую перегородку, образованную двумя слоями клеток: стенки капилляра и стенки альвеолы.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин , транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

Транспорт кислорода в организме

Значение дыхания.

Дыхание - это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание ), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание ). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен ) - осуществляется органами дыхания.

Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.

Биологическое значение дыхания заключается в:

• обеспечении организма кислородом;
• удалении углекислого газа из организма;
• окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности;
• удалении конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиака, сероводорода и т.д. ).

Дыхание - самое яркое и убедительное выражение жизни. Благодаря дыханию организм получает кислород и освобождается от излишков углекислоты, образующейся в результате обмена веществ. Дыхание и кровообращение обеспечивают все органы и ткани нашего тела необходимой для жизни энергией. Освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности организма, происходит на уровне клеток и тканей в результате биологического окисления (клеточного дыхания).

При недостатке кислорода в крови в первую очередь страдают такие жизненно важные органы, как сердце и центральная нервная система. Кислородное голодание сердечной мышцы сопровождается угнетением синтеза аденозинтрифосфорной кислоты, (АТФ), являющейся основным источником энергии, необходимой для работы сердца. Мозг человека потребляет больше кислорода, чем непрерывно работающее сердце, поэтому даже незначительный недостаток кислорода в крови отражается на состоянии мозга.

Поддержание дыхательной функции на достаточно высоком уровне является необходимым условием сохранения здоровья и предупреждения развития преждевременного старения.

Дыхательный процесс включает несколько этапов:

1. наполнение легких атмосферным воздухом (вентиляция легких);
2. переход кислорода из легочных альвеол в кровь, протекающую через капилляры легких, и выделение из крови в альвеолы, а затем в атмосферу - углекислоты;
3. доставка кислорода кровью к тканям и углекислоты из тканей к легким;
4. потребление кислорода клетками - клеточное дыхание.

Первый этап дыхания - вентиляция легких - заключается в обмене вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, т.е. в наполнении легких атмосферным воздухом и удалении его наружу. Это осуществляется благодаря дыхательным движениям грудной клетки.

12 пар ребер прикреплены спереди к грудине, а сзади - к позвоночнику. Они защищают органы грудной клетки (сердце, легкие, крупные кровеносные сосуды) от внешних повреждений, их движение - вверх и вниз, осуществляемое межреберными мышцами, способствует вдоху и выдоху. Снизу грудная клетка герметично отделена от брюшной полости диафрагмой, которая своей выпуклостью несколько вдается в грудную полость. Легкие заполняют почти все пространство грудной клетки, за исключением ее средней части, занятой сердцем. Нижняя поверхность легких лежит на диафрагме, их суженные и закругленные верхушки выступают за ключицы. Наружная выпуклая поверхность легких прилегает к ребрам.

В центральную часть внутренней поверхности легких, соприкасающуюся с сердцем, входят крупные бронхи, легочные артерии (несущие в легкие венозную кровь из правого желудочка сердца), кровеносные сосуды с артериальной кровью, питающие ткань легких, и нервы, иннервирующие легкие. Из легких выходят легочные вены, несущие в сердце артериальную кровь. Вся эта зона образует так называемые корни легких.

Схема строения легких: 1- трахея; 2 - бронх; 3 - кровеносный сосуд; 4 - центральная (прикорневая) зона легкого; 5 - верхушка легкого.

Каждое легкое покрыто оболочкой (плеврой). У корня легкого плевра переходит на внутреннюю стенку грудной полости. Поверхность плеврального мешка, в котором заключено легкое, почти соприкасается с поверхностью плевры, выстилающей внутреннюю сторону грудной клетки. Между ними имеется щелевидное пространство - плевральная полость, где находится небольшое количество жидкости.

Во время вдоха межреберные мышцы поднимают и разводят ребра в стороны, нижний конец грудины отходит вперед. Диафрагма (главная дыхательная мышца) в этот момент также сокращается, отчего ее купол становится более плоским и опускается, отодвигая брюшные органы вниз, в стороны и вперед. Давление в плевральной полости становится отрицательным, легкие пассивно расширяются, и воздух через трахею и бронхи втягивается в легочные альвеолы. Так происходит первая фаза дыхания - вдох.

При выдохе межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, ребра опускаются, купол диафрагмы приподнимается. Легкие сдавливаются, и воздух из них как бы вытесняется наружу. После выдоха наступает короткая пауза.

Здесь необходимо отметить особую роль диафрагмы не только как главной дыхательной мышцы, но и как мышцы, активирующей кровообращение. Сокращаясь во время вдоха, диафрагма давит на желудок, печень и другие органы брюшной полости, как бы выжимая из них венозную кровь по направлению к сердцу. Во время выдоха диафрагма приподнимается, внутрибрюшное давление снижается, и это усиливает приток артериальной крови к внутренним органам брюшной полости. Таким образом, дыхательные движения диафрагмы, совершающиеся 12-18 раз в минуту, производят мягкий массаж органов брюшной полости, улучшая их кровообращение и облегчая работу сердца.

Повышение и понижение внутригрудного давления во время дыхательного цикла непосредственно отражаются и на деятельности органов, расположенных в грудной клетке. Так, присасывающая сила отрицательного давления в плевральной полости развивается во время вдоха и облегчает приток крови из верхней и нижней полых вен и из легочной вены к сердцу. Кроме того, снижение внутригрудного давления во время вдоха способствует более значительному расширению просвета венечных артерий сердца в период его расслабления и отдыха (т. е. во время диастолы и паузы), в связи с чем улучшается питание сердечной мышцы. Из сказанного ясно, что при поверхностном дыхании ухудшается не только вентиляция легких, но и условия работы и функциональное состояние сердечной мышцы.

Когда человек находится в покое, в акте дыхания заняты преимущественно периферические участки легкого. Центральная часть, расположенная у корня, менее растяжима.

Ткань легких состоит из мельчайших наполненных воздухом пузырьков - альвеол , стенки которых густо оплетены кровеносными сосудами. В отличие от многих других органов, легкие имеют двойное кровоснабжение: систему кровеносных сосудов, обеспечивающих специфическую функцию легких - газообмен, и специальные артерии, питающие саму легочную ткань, бронхи и стенку легочной артерии.

Капилляры легочных альвеол представляют собой весьма густую сеть с расстоянием между отдельными петлями в несколько микрометров (мкм). Это расстояние увеличивается при растяжении стенок альвеол во время вдоха. Общая внутренняя поверхность всех капилляров, находящихся в легких, достигает примерно 70 м 2 . Одномоментно в легочных капиллярах может находиться до 140 мл крови, при физической работе количество протекающей крови может достигать 30 л в 1 мин.

Кровоснабжение разных участков легкого зависит от их функционального состояния: кровоток осуществляется главным образом через капилляры вентилируемых альвеол, в выключенных же из вентиляции участках легких кровоток резко снижен. Такие участки легочной ткани становятся беззащитными при вторжении болезнетворных микробов. Именно этим в некоторых случаях объясняется локализация воспалительных процессов при бронхопневмониях.

В нормально функционирующих легочных альвеолах имеются специальные клетки, которые называются альвеолярными макрофагами. Они защищают легочную ткань от органической и минеральной пыли, содержащейся во вдыхаемом воздухе, обезвреживают микробы и вирусы и нейтрализуют выделяемые ими вредные вещества (токсины). Эти клетки переходят в легочные альвеолы из крови. Длительность их жизни определяется количеством вдыхаемой пыли и бактерий: чем больше загрязнен вдыхаемый воздух, тем быстрее гибнут макрофаги.

От способности этих клеток к фагоцитозу, т.е. к поглощению и перевариванию болезнетворных бактерий, в большой степени зависит уровень общей неспецифической сопротивляемости организма к инфекции. Кроме того, макрофаги очищают легочную ткань от ее собственных погибших клеток. Известно, что макрофаги быстро «узнают» поврежденные клетки и направляются к ним, чтобы их устранить.

Резервы аппарата внешнего дыхания, обеспечивающего вентиляцию легких, очень велики. Например, в покое взрослый здоровый человек делает в среднем 16 вдохов л выдохов в 1 мин, причем за один вдох в легкие поступает примерно 0,5 л воздуха (этот объем называется дыхательным объемом), за 1 мин это составит 8 л воздуха. При максимальном же произвольном усилении дыхания частота вдоха и выдоха может возрасти до 50-60 в 1 мин, дыхательный объем - до 2 л, а минутный объем дыхания - до 100-200 л.

Довольно значительны и резервы легочных объемов. Так, у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, жизненная емкость легких (т. е. максимальный объем воздуха, который может быть выдохнут после максимального вдоха) равна 3000-5000 мл; при физической тренировке, например у некоторых спортсменов, она повышается до 7000 мл и больше.

Организм человека лишь частично использует кислород атмосферного воздуха. Как известно, во вдыхаемом воздухе в среднем содержится 21%, а в выдыхаемом - 15-17% кислорода. В состоянии покоя организм потребляет 200-300 см 3 кислорода.

Переход кислорода в кровь и углекислоты из крови в легкие происходит вследствие разницы между парциальным давлением этих газов в воздухе, находящемся в легких, и их напряжением в крови. Поскольку парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет в среднем 100 мм рт. ст., в крови же, притекающей к легким, давление кислорода равно 37-40 мм рт. ст., он переходит из альвеолярного воздуха в кровь. Давление же углекислоты в крови, проходящей через легкие, уменьшается с 46 до 40 мм рт. ст. за счет ее перехода в альвеолярный воздух.

Кровь насыщена газами, находящимися в химически связанном состоянии. Кислород переносится эритроцитами, в которых он вступает в непрочное соединение с гемоглобином - оксигемоглобин. Это очень выгодно для организма, так как если бы кислород был просто растворен в плазме и не соединен с гемоглобином эритроцитов, то, чтобы обеспечить нормальное дыхание тканей, сердце должно было бы биться в 40 раз чаще, чем теперь.

В крови взрослого здорового человека содержится всего около 600 г гемоглобина, поэтому количество кислорода, находящегося в связи с гемоглобином, составляет сравнительно небольшую величину, примерно 800-1200 мл. Оно может удовлетворить потребность организма в кислороде только в течение 3-4 мин.

Поскольку клетки весьма энергично используют кислород, его напряжение в протоплазме очень низко, В связи с этим он должен непрерывно поступать в клетки. Количество кислорода, поглощаемого клетками, меняется в разных условиях. При физических нагрузках оно увеличивается. Интенсивно образующиеся при этом углекислота и молочная кислота уменьшают способность гемоглобина удерживать кислород и облегчают тем самым его освобождение и использование тканями.

Если дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозге, является абсолютно необходимым для осуществления дыхательных движений (после его повреждения дыхание прекращается и наступает смерть), то остальные отделы головного мозга обеспечивают регуляцию тончайших приспособительных изменений дыхательных движений к условиям внешней и внутренней среды организма и не являются жизненно необходимыми.

Дыхательный центр чутко реагирует на газовый состав крови: избыток кислорода и недостаток углекислого газа тормозят, а недостаток кислорода, особенно при избыточном содержании углекислоты, возбуждает дыхательный центр. Во время физической работы мышцы увеличивают потребление кислорода и накапливают углекислоту, на это дыхательный центр реагирует усилением дыхательных движений. Даже небольшая задержка дыхания (дыхательная пауза) оказывает возбуждающее влияние на дыхательный центр. Во время сна, при снижении физической активности дыхание ослаблено. Это примеры непроизвольной регуляции дыхания.

Влияние коры головного мозга на дыхательные движения выражается в возможности произвольно задерживать дыхание, изменять его ритм и глубину. Импульсы, исходящие из дыхательного центра, в свою очередь, влияют на тонус коры больших полушарий. Физиологами установлено, что вдох и выдох оказывают противоположное воздействие на функциональное состояние коры головного мозга и через нее - на произвольную мускулатуру. Вдох вызывает небольшой сдвиг в сторону возбуждения, а выдох - сдвиг в сторону торможения, т.е. вдох является возбуждающим фактором, выдох - успокаивающим. При равной длительности вдоха и выдоха эти влияния в целом нейтрализуют друг друга. Удлиненный вдох с паузой на высоте вдоха при укороченном выдохе наблюдается у людей, находящихся в бодром состоянии, с высокой работоспособностью. Этот тип дыхания можно назвать мобилизующим. И наоборот: энергичный, но короткий вдох с несколько растянутым удлиненным выдохом и задержкой дыхания после выдоха обладает успокаивающим действием и способствует расслаблению мускулатуры.

На совершенствовании произвольной регуляции дыхания основано лечебное действие дыхательной гимнастики. В процессе многократного повторения дыхательных упражнений вырабатывается привычка физиологически правильного дыхания, происходит равномерная вентиляция легких, ликвидируются застойные явления в малом круге и в легочной ткани. При этом улучшаются и другие показатели функции дыхания, а также сердечная деятельность и кровообращение органов брюшной полости, главным образом печени, желудка и поджелудочной железы. Кроме того, появляется умение использовать различные типы дыхания для улучшения работоспособности и для полноценного отдыха.