Анатомия легких и воздухоносных путей. Физиология дыхания

При дыхании человек поглощает из среды обитания кислород и выделяет в нее углекислый газ. С помощью системы дыхания клетки организма получают энергию, прежде всего кислород для окисления органических веществ. Кровь обогащается кислородом в легких в результате легочного газообмена. Затем она разносится кровью в клетки органов и тканей. В результате окисления в клетках образуются углекислый газ и вода (тканевый обмен), которые удаляются из организма в процессе выдоха.

Дыхание, таким образом, можно рассматривать как биологический процесс газообмена между организмом и внешней средой. В систему дыхания входят: легкие и воздухоносные пути (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея и бронхи).

Анатомия легких и воздухоносных путей

Легкие представляют собой светло-розовый губчатый «мешок» треугольной формы, занимающий большую часть грудной клетки. Каждое легкое состоит из долей, причем левое из двух, правое - из трех долей. В каждом легком 300-350 млн легочных пузырьков, которые формируют губчатую массу легких. Каждый пузырек легких окутан легочными капиллярами, и здесь же происходит обогащение кровью кислородом и выведение СО2 в период выдоха [18].

Воздухоносные пути начинаются носовой полостью (правая и левая), и в каждой из них проходят носовые ходы. Внутренняя часть носовых ходов выстлана слизистой оболочкой, обогащенной кровеносными сосудами и железами, продуцирующими слизь. Функции слизи - задерживать и обезвреживать микробы, согревать и увлажнять воздух, поступающий извне. Далее идут носоглотка и гортань (образованная хрящами). Вход в гортань «страхует» надгортанник (в период проглатывания пищи он рефлекторно закрывает вход в гортань), а между хрящами гортани находятся голосовые связки. Пространство между ними называют голосовой щелью. За голосовыми, связками идет трахея, состоящая из хрящевых полуколец, соединенных связками и мышцами. Задняя стенка трахеи соседствует с пищеводом. Далее трахея делится на два бронха, которые входят в легкие; разветвляясь, они делятся на множество бронхиол и заканчиваются гроздьями легочных пузырьков (альвеолярные мешочки).

Физиология дыхания

Схематично процесс дыхания начинается, когда воздух вдыхается через рот или нос, согревается и увлажняется в носовых ходах и гортани. По трахее в бронхи (в оба легкие), по бронхиолам в альвеолярные мешочки. Здесь происходит газообмен между легкими и кровью (через стенки альвеол).

Вдох происходит за счет сокращения дыхательных мышц и увеличения объема легких. При этом ребра двигаются вверх и раздвигаются, диафрагма при этом опускается. Создается отрицательное давление в межплевральной полости, что способствует расширению грудной клетки, и воздух втягивается в легкие. Процесс выдоха происходит на фоне расслабления дыхательных мышц. Ребра двигаются вниз и сжимаются, а диафрагма поднимается, что способствует сжиманию грудной клетки и выталкиванию воздуха.

В покое человек совершает около 16 дыхательных движений в 1 мин., при духоте или в помещении частота дыхания возрастает в два и более раз за счет раздражения нервных клеток дыхательного центра углекислым газом, количество которого увеличивается в крови при экстремальном состоянии (нехватка кислорода при дыхании).

Тип дыхания зависит от возраста, пола и вида трудовой деятельности человека. У мужчин, как правило, брюшной тип дыхания, у женщин - грудной тип. Если женщина испытывает большие физические нагрузки, то у не формируется брюшной тип дыхания, который обеспечивается в результате сокращения диафрагмы, органы брюшной полости смещаются вниз, и живот как бы «выпячивается». Грудной же тип дыхания обеспечивается в основном за счет сокращения межреберных мышц.

Обмен газов в легких

Обмен газов в легких происходит за счет диффузии, и он тем выше, чем больше площадь газообмена, выше коэффициент диффузии и больше растворимость газов в жидкостной среде альвеолярных мембран. Количество газов, проходящих через стенки альвеол в единицу времени, - это скорость диффузии легких. Она зависит от мощности физической нагрузки и количества гемоглобина в крови.

Содержание газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе различное. Вдыхаемый воздух содержит около 21 % кислорода, 78 % азота и 0,03 % углекислого газа, незначительное количество водяных паров и инертных газов. В выдыхаемом воздухе количество кислорода уже всего около 16 %, а количество углекислого газа возрастает до 4 %, и увеличивается содержание водяных паров. Содержание азота и инертных газов не изменяется. Это происходит за счет диффузии в легочных альвеолах. Концентрация углекислого газа в венозных капиллярах альвеол выше, чем в воздухе, заполняющем альвеолы. Углекислый газ из венозной крови поступает в альвеолы и во время выдоха выводится из организма. Кислород из легочных альвеол проникает в кровь и вступает в реакцию с гемоглобином (обогащая его). Кровь из венозной становится артериальной, и по легочным венам уже артериальная кровь поступает в левое предсердие, затем в левый желудочек и в большой круг кровообращения.

Перенос кислорода в ткани происходит через эритроциты крови, которая из капилляров большого круга кровообращения легко диффундирует и принимает участие в окислительных процессах. Углекислый газ из клеток поступает в кровь. На этом этапе происходит превращение артериальной крови в венозную, которая по венам большого круга кровообращения поступает в правое предсердие и далее в правый желудочек сердца, затем в легкие.

Переход кислорода в ткани определяется потребностью в нем систем организма. При больших физических нагрузках эта потребность возрастает, т. е. увеличивается показатель максимального потребления кислорода (МПЩ). Он достигает значительных величин (150 кубических дециметров и более) [20].

Дыхательная функция обеспечивает поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >