Дыхательная система человека: органы, заболевания, функции, строение. Дыхательные пути

Дыхательная система человека — совокупность органов, обеспечивающих дыхание (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и кровью). Все клетки организма должны получать кислород, чтобы преобразовывать в энергию питательные вещества пищи, переносимые кровью, и регенерировать.

Функции дыхательной системы

1. Важнейшая функция заключается в газообмене - снабжении организма кислородом и выведении углекислоты или углекислого газа, являющегося конечным продуктом обмена веществ. Дыхание у человека включает внешнее дыхание и клеточное (внутреннее).

2. Барьерная - механическая и иммунная защита организма от вредных компонентов вдыхаемого воздуха. В легкие из окружающей среды поступает воздух, содержащий различные примеси в виде неорганических и органических частиц животного и растительного происхождения, газообразных веществ и аэрозолей, а также инфекционных агентов: вирусов, бактерий и др. Очищение вдыхаемого воздуха от посторонних примесей осуществляется с помощью следующих механизмов: 1) механическая очистка воздуха (фильтрация воздуха в полости носа, осаждение на слизистой оболочке дыхательных путей и выведение с помощью секрета; чиханье и кашель); 2) действие клеточных (фагоцитоз) и гуморальных (лизоцим, интерферон, лактоферрин, иммуноглобулины) факторов неспецифической защиты. Интерферон уменьшает количество вирусов, которые колонизируют клетки, лактоферрин связывает железо, необходимое для жизнедеятельности бактерий и благодаря этому оказывает бактериостатическое действие. Лизоцим расщепляет гликозоаминогликаны клеточной оболочки микробов, после чего они становятся нежизнеспособными.

3. Терморегуляция организма

5. Обоняние

Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмены . В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови .

Физиология

Дыхательные пути разделяют на два отдела: верхние воздухоносные (дыхательные) пути и нижние воздухоносные (дыхательные) пути.

Верхние дыхательные пути включают полость носа, носовую часть глотки и ротовую часть глотки.

Нижние дыхательные пути включают гортань, трахею и бронхиальное дерево.

Носовая полость

Носовая полость , образованная костями лицевой части черепа и хрящами, выстлана слизистой оболочкой, которую образуют многочисленные волоски и клетки, покрывающие полость носа. Волоски задерживают частички пыли из воздуха, а слизь предотвращает проникновение микробов. Благодаря кровеносным сосудам, пронизывающим слизистую оболочку, воздух, проходя через носовую полость, очищается, увлажняется и согревается. Слизистая полости носа выполняет защитную функцию, поскольку содержит иммуноглобулины и клетки иммунной защиты. На верхней поверхности полости носа, в слизистой оболочке, располагаются обонятельные рецепторы. Через носовые ходы полость носа соединяется с носоглоткой . Ротовая полость — это второй путь поступления воздуха в дыхательную систему человека. Полость рта имеет два отдела: задний и передний.

Глотка

Глотка представляет собой трубку, которая берет начало в полости носа. В глотке пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Глотку можно назвать звеном соединения носовой полости и полости рта, а также глотка соединяет гортань и пищевод. Находится глотка между основанием черепа и 5-7 позвонками шеи.

В ней сосредоточено большое количество лимфоидной ткани. Наиболее крупные лимфоидные образования носят название миндалин. Миндалины и лимфоидная ткань играют защитную роль в организме, образуя лимфоидное кольцо Вальдейера-Пирогова (нёбные, трубные, глоточная, язычная миндалины). Глоточное лимфоидное кольцо защищает организм от бактерий, вирусов и выполняет другие важные функции. В носоглотку открываются такие важные образования, как евстахиевы трубы , соединяющие среднее ухо (барабанную полость) с глоткой. Инфицирование уха происходит в процессе глотания, чихания или просто от насморка. Длительное течение отитов связано именно с воспалением евстахиевых труб.

Придаточные пазухи носа — это ограниченные воздушные пространства лицевого черепа, дополнительные резервуары воздуха.

Гортань

Гортань — орган дыхания, соединяющий трахею и глотку. В гортани находится голосовой аппарат. Гортань находится в районе 4-6 позвонков шеи и при помощи связок присоединена к подъязычной кости. Начало гортани в области глотки, а конец — раздвоение на две трахеи. Щитовидный, перстневидный и надгортанные хрящи составляют гортань. Это большие непарные хрящи. Также ее образуют малые парные хрящи: рожковидный, клиновидный, черпаловидный. Соединение суставов обеспечивается связками и суставами. Между хрящами находятся мембраны, выполняющие также функцию соединения. В гортани расположены голосовые складки, которые отвечают за функцию голоса. В гортани перед вдохом в трахею расположен надгортанник. Он закрывает просвет трахеи во время акта глотания и продвижения пищи или жидкости в пищевод. Во время вдоха и выдоха для движения дыхательной смеси в нужном направлении надгортанник открывает трахею и закрывает пищевод. Непосредственно под надгортанником располагается вход в трахею и голосовые связки. Это одно из самых узких мест в верхних дыхательных путях.

Трахея

Далее воздух поступает в трахею , имеющую форму трубки длиной 10-14 см. Трахея укреплена хрящевыми образованиями — 14-16 хрящевыми полукольцами, которые служат каркасом этой трубке, что не позволяет задерживаться воздуху при любых движениях шеи.

Бронхи

От трахеи отходят два крупных бронха, по которым воздух поступает в правое и левое легкое. Бронхи — это целая система воздуховодных трубочек, образующих бронхиальное дерево. Система ветвления бронхиального дерева сложна, она насчитывает 21 порядок бронхов — от самых широких, которые носят название «главные бронхи», до самых мелких их разветвлений, которые называются бронхиолами. Бронхиальные веточки опутаны кровеносными и лимфатическими сосудами. Каждая предыдущая веточка бронхиального дерева шире последующих, поэтому вся система бронхов напоминает перевернутое кроной вниз дерево.

Легкие

Легкие состоят из долей. Правое легкое состоит из трех долей: верхней, средней и нижней. В левом легком различают две доли: верхнюю и нижнюю. Каждая доля, в свою очередь, состоит из сегментов. В каждый сегмент воздух поступает через самостоятельный бронх, называемый сегментарным. Внутри сегмента бронхиальное дерево разветвляется, и каждая его веточка заканчивается альвеолами. В альвеолах осуществляется обмен газов: из крови в просвет альвеолы выделяется углекислый газ, а взамен в кровь поступает кислород. Обмен газов или газообмен возможен благодаря уникальному строению альвеолы. Альвеола - это пузырек, изнутри покрытый эпителием, а снаружи богато окутанный капиллярной сетью. Ткань легкого имеет большое количество эластических волокон, обеспечивающих растяжение и спадение легочной ткани во время акта дыхания. В акте дыхания участвуют мышцы грудной клетки и диафрагма. Беспрепятственное скольжение легкого в грудной клетке во время акта дыхания обеспечивается плевральными листками, покрывающими изнутри грудную клетку (париетальная плевра) и снаружи легкое (висцеральная плевра).

Мы вдыхаем воздух из атмосферы; в организме происходит процесс обмена кислорода и углекислого газа, после чего воздух выдыхается. За сутки этот процесс повторяется многие тысячи раз; он жизненно важен для каждой отдельной клетки, ткани, органа и системы органов.

Дыхательную систему можно разделить на два основных отдела: верхние и нижние дыхательные пути.

• Верхние дыхательные пути:

1. Синусы
2. Глотка
3. Гортань

• Нижние дыхательные пути:

1. Трахея
2. Бронхи
3. Легкие

• Грудная клетка защищает нижние дыхательные пути:

1. 12 пар ребер, образующих структуру, напоминающую клетку
2. 12 грудных позвонков, к которым прикрепляются ребра
3. Грудина, к которой ребра прикрепляются спереди

Строение верхних дыхательных путей

Нос

Нос - главный канал, по которому воздух попадает в организм и выходит обратно.

Нос состоит из:

• Носовой кости, образующей спинку носа.
• Носовой раковины, из которой образованы боковые крылья носа.
• Кончик носа образован гибким перегородочным хрящом.

Ноздри - два отдельных отверстия, ведущие в носовую полость, разделенные тонкой хрящевой стенкой - перегородкой. Носовая полость выстлана реснитчатой слизистой оболочкой, состоящей из клеток, имеющих реснички которые работают подобно фильтру. Кубовидные клетки производят слизь, которая улавливает все инородные частички, попадающие в нос.

Синусы

Синусы - это полости, заполненные воздухом, в лобной, решетчатых, клиновидных костях и нижней челюсти, открывающиеся в носовую полость. Синусы выстланы слизистой оболочкой как и носовая полость. Задержка слизи в синусах может быть причиной головных болей.

Глотка

Носовая полость переходит i глотку (задняя часть горла), тоже покрытую слизистой оболочкой. Глотка образована мышечной и фиброзной тканью, и ее можно разделить на три секции:

1. Носоглотка, или носовой отдел глотки, обеспечивает ток воздуха, когда мы, дышим носом. Она связана с обоими ушами каналами - евстахиевыми (слуховыми) трубами, - содержащими слизь. Через слуховые трубы инфекции горла могут легко распространиться на уши. В этом отделе гортани находятся аденоиды. Они состоят из лимфатической ткани и выполняют иммунную функцию, отфильтровывая вредные частицы воздуха.
2. Ротоглотка, или ротовая часть глотки, - путь для прохождения воздуха, вдыхаемого ртом, и пищи. В ней находятся миндалины, которые, подобно аденоидам, несут защитную функцию.
3. Гортаноглотка служит проходом для пищи прежде, чем она попадает в пищевод, который является первой частью пищеварительного тракта и ведет в желудок.

Гортань

Глотка переходит в гортань (верхнее горло), по которой воздух поступает дальше. Здесь он продолжает очищаться. В гортани есть хрящи, образующие голосовые складки. Хрящи образуют и похожий на крышку надгортанник, который нависает над входом в гортань. Надгортанник не допускает попадания еды в дыхательные пути при глотании.

Строение нижних дыхательных путей

Трахея

Трахея начинается после гортани и протягивается вниз до грудной клетки. Здесь продолжается фильтрация воздуха слизистой оболочкой. Трахея спереди образована С-образными гиалиновыми хрящами, соединенными сзади в круги висцеральными мышцами и соединительной тканью. Эти полутвердые образования не позволяют трахее сжиматься, и поток воздуха не блокируется. Трахея опускается в грудную клетку примерно на 12 см и там расходится на две секции - правый и левый бронхи.

Бронхи

Бронхи - пути, по своему строению сходные с трахеей. Через них воздух попадает в правое и левое легкие. Левый бронх уже и короче правого и разделяется на две части на входе в две доли левого легкого. Правый бронх делится на три части, так как у правого легкого три доли. Слизистая оболочка бронхов продолжает очищать проходящий через них воздух.

Легкие

Легкие - мягкие губчатые овальные образования, расположенные в грудной клетке по обеим сторонам от сердца. К легким подведены бронхи, которые расходятся перед входом в доли легких.

В долях легких бронхи разветвляются дальше, образуя мелкие трубочки - бронхиолы. Бронхиолы потеряли свою хрящевую структуру и состоят только из гладкой ткани, из-за чего они мягкие. Бронхиолы заканчиваются альвеолами - маленькими воздушными сумками, которые снабжены кровью через сеть мелких капилляров. В крови альвеол происходит жизненно важный процесс обмена кислорода и углекислого газа.

Снаружи легкие покрыты защитной оболочкой плеврой, которая имеет два слоя:

• Гладкий внутренний слой, прикрепленный к легким.
• Пристеночный наружный слой, соединенный с ребрами и диафрагмой.

Гладкий и пристеночный слои плевры разделяются плевральной полостью, в которой содержится жидкая смазка, обеспечивающая движение между двумя слоями и дыхание.

Функции дыхательной системы

Дыхание - процесс обмена кислорода и углекислого газа. Кислород вдыхается, транспортируется кровяными клетками, чтобы питательные вещества из пищеварительной системы могли быть окислены, т.е. расщеплены, в мышцах был произведен аденозинотрифосфат и было освобождено определенное количество энергии. Все клетки организма нуждаются в постоянном притоке кислорода, который поддерживает их жизнь. Углекислый газ образуется в процессе усвоения кислорода. Это вещество должно быть удалено из клеток с кровью, которая транспортирует его в легкие, и оно выдыхается. Мы можем жить без еды несколько недель, без воды - несколько дней, а без кислорода -всего несколько минут!

В процесс дыхания входят пять действий: вдох и выдох, внешнее дыхание, транспортировка, внутреннее дыхание и клеточное дыхание.

Дыхание

Воздух попадает в тело через нос или рот.

Дыхание через нос более эффективно, так как:

• Воздух фильтруется ресничками, очищаясь от инородных частиц. Они выбрасываются обратно, когда мы чихаем или сморкаемся, либо попадают в гортаноглотку и проглатываются.
• Проходя через нос, воздух подогревается.
• Воздух увлажняется водой из слизи.
• Чувствительные нервы ощущают запах и сообщают о нем мозгу.

Дыхание можно определись как движение воздуха в легкие и из легких в результате вдоха и выдоха.

Вдох:

• Диафрагма сокращается, смещая вниз брюшную полость.
• Межреберные мышцы сокращаются.
• Ребра поднимаются и расширяются.
• Грудная полость увеличивается.
• Уменьшается давление в легких.
• Увеличивается давление воздухе.
• Воздух наполняет легкие.
• Легкие расширяются по мере наполнения воздухом.

Выдох:

• Диафрагма расслабляется и возвращается к куполообразной форме.
• Межреберные мышцы расслабляются.
• Ребра возвращаются в исходное положение.
• Грудная полость возвращается к нормальной форме.
• Давление в легких увеличивается.
• Давление воздуха уменьшается.
• Воздух может выйти из легких.
• Эластическая тяга легкого помогает вытеснить воздух.
• Сокращение мышц живота усиливает выдох, поднимая органы брюшной полости.

После выдоха возникает небольшая пауза перед новым вдохом, когда давление в легких одинаково с давлением воздуха снаружи организма. Это состояние называется равновесием.

Дыхание контролируется нервной системой и происходит без сознательных усилий. Частота дыхания изменяется в зависимости от состояния организма. Например, если нам надо побежать, чтобы успеть на автобус, она увеличивается, обеспечивая мышцам достаточно кислорода для выполнения этой задачи. После того как мы сели в автобус, частота дыхания снижается, поскольку падает потребность мышц в кислороде.

Внешнее дыхание

Обмен кислорода из воздуха и углекислого газа происходит в крови в альвеолах легких. Этот обмен газами возможен благодаря разнице в давлении и концентрации в альвеолах и капиллярах.

• Воздух, попадающий в альвеолы, имеет большее давление, чем кровь в окружающих капиллярах. Из-за этого кислород может легко пройти в кровь, повышая давление в ней. Когда давление уравнивается, этот процесс, называемый диффузией, останавливается.
• Углекислый газ в крови, принесенный от клеток, имеет большее давление, чем воздух в альвеолах, в котором его концентрация ниже. В результате углекислый газ, содержащийся в крови, может с легкостью проникнуть из капилляров в альвеолы, поднимая давление в них.

Транспортировка

Транспортировка кислорода и углекислого газа осуществляется по малому кругу кровообращения:

• После газообмена в альвеолах кровь переносит кислород к сердцу по венам малого круга кровообращения, откуда он разносится по всему телу и потребляется клетками, выбрасывающими углекислый газ.
• После этого кровь переносит углекислый газ к сердцу, откуда по артериям малого круга кровообращения он попадает в легкие и удаляется из организма с выдыхаемым воздухом.

Внутреннее дыхание

Транспортировка обеспечивает поступление обогащенной кислородом крови к клеткам, в которых происходит газообмен путем диффузии:

• Давление кислорода в принесенной крови выше, чем в клетках, поэтому кислород с легкостью проникает в них.
• Давление в крови, идущей от клеток, меньше, что позволяет углекислому газу проникать в нее.

Кислород заменяется углекислым газом, и весь цикл начинается заново.

Клеточное дыхание

Клеточное дыхание - это усвоение клетками кислорода и производство углекислого газа. Клетки используют кислород для производства энергии. В ходе этого процесса выделяется углекислый газ.

Важно понимать, что процесс дыхания - определяющий для каждой индивидуальной клетки, и частота и глубина дыхания должны соответствовать потребностям тела. Хотя процесс дыхания и контролируется автономной нервной системой, некоторые факторы, такие как стресс, плохая осанка, могут влиять на респираторную систему, снижая эффективность дыхания. Это в свою очередь отражается на работе клеток, тканей, органов и систем организма.

Во время процедур терапевт должен следить как за собственным дыханием, так и за дыханием пациента. Дыхание терапевта учащается с увеличением физической нагрузки, а дыхание клиента успокаивается по мере расслабления.

Возможные нарушения

Возможные нарушения дыхательной системы от А до Я:

• АДЕНОИДЫ увеличенные - могут заблокировать вход в слуховую трубу и/или проход воздуха из носа в горло.
• АСТМА - затрудненное дыхание из-за узких путей для прохождения воздуха. Может быть вызвана внешними факторами - приобретенная бронхиальная астма, или внутренними - наследственная бронхиальная астма.
• БРОНХИТ - воспаление оболочки бронхов.
• ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ - учащенное, глубокое дыхание, обычно связанное со стрессом.
• ИНФЕКЦИОННЫЙ МОНОНУКЛЕОЗ - вирусная инфекция, которой наиболее подвержена возрастная группа от 15 до 22 лет. Симптомы - постоянная боль в горле и/или тонзиллиты.
• КРУП - детская вирусная инфекция. Симптомы - жар и сильный сухой кашель.
• ЛАРИНГИТ - воспаление гортани, вызывающее хрипоту и/или потерю голоса. Бывает двух видов: острый, который быстро развивается и быстро проходит, и хронический - периодически повторяющийся.
• НАЗАЛЬНЫЙ ПОЛИП - безвредное разрастание слизистой оболочки в носовой полости, содержащее жидкость и затрудняющее проход воздуха.
• ОРЗ - заразная вирусная инфекция, симптомами которой являются боль в горле и насморк. Обычно длится 2-7 дней, на полное выздоровление может уйти до 3 недель.
• ПЛЕВРИТ - воспаление плевры, окружающей легкие, обычно возникающее как осложнение других заболеваний.
• ПНЕВМОНИЯ - воспаление легких в результате бактериальной или вирусной инфекции, проявляющееся как боли в груди, сухой кашель, жар и т.п. Бактериальная пневмония лечится дольше.
• ПНЕВМОТОРАКС - спавшееся легкое (возможно в результате разрыва легкого).
• ПОЛЛИНОЗ - заболевание, вызывающееся аллергической реакцией на цветочную пыльцу. Поражает нос, глаза, синусы: пыльца раздражает эти зоны, вызывая насморк, воспаление глаз и избыточное выделение слизи. Могут быть затронуты и дыхательные пути, тогда дыхание становится затрудненным, со свистами.
• РАК ЛЕГКИХ - опасная ля жизни злокачественная опухоль легких.
• РАСЩЕЛИНА НЁБА - деформация нёба. Часто возникает одновременно с заячьей губой.
• РИНИТ - воспаление слизистой оболочки носовой полости, из-за чего появляется насморк. Нос может быть заложен.
• СИНУСИТ - воспаление слизистой оболочки синусов, вызывающее блокировку. Может быть очень болезненным, вызывать воспаление.
• СТРЕСС - состояние, заставляющее автономную систему увеличивать выброс адреналина. Это вызывает учащенное дыхание.
• ТОНЗИЛЛИТ - воспаление миндалин, вызывающее боль в горле. Чаще возникает у детей.
• ТУБЕРКУЛЕЗ - инфекционное заболевание, вызывающее образование узелковых утолщений в тканях, чаще всего в легких. Возможна вакцинация. ФАРИНГИТ - воспаление глотки, проявляющееся как боль в горле. Может быть острым или хроническим. Острый фарингит очень распространен, проходит примерно за неделю. Хронический фарингит длится дольше, характерен для курильщиков. ЭМФИЗЕМА - воспаление альвеол легких, вызывающее замедление тока кров через легкие. Обычно сопутствует бронхиту и/или возникает в старости.Дыхательная система играет в организме жизненно важную роль.

Знание

Следует следить за правильностью дыхания, в противном случае это может стать причиной ряда проблем.

К ним относятся: мышечные судороги, головные боли, депрессии, тревога, боли в груди, усталость и др. Для избежания этих проблем необходимо знать, как дышать правильно.

Существуют следующие типы дыхания:

• Латеральное реберное - нормальное дыхание, при котором легкие получают достаточно кислорода для ежедневных потребностей. Этот тип дыхания ассоциируется с аэробной энергетической системой, при нем воздухом заполняются две верхние доли легких.
• Апикальное - неглубокое и учащенное дыхание, которое используется, чтобы получить максимальное количество кислорода для мышц. К таким случаям относятся занятия спортом, роды, стресс, страх и т.д. Этот тип дыхания ассоциируется с анаэробной энергетической системой и приводит к кислородной задолженности и мышечной усталости, если потребности в энергии превышают потребление кислорода. Воздух поступает только в верхние доли легких.
• Диафрагмальное - глубокое дыхание, связанное с релаксацией, которое восполняет любую кислородную задолженность полученную в результате апикального дыхания, При нем легкие могут полностью заполняться воздухом.

Правильному дыханию можно научиться. Такие практики, как йога и тай-чи, уделяют очень много внимания технике дыхания.

По мере возможности техника дыхания должна сопровождать процедуры и терапию, так как они полезны и для терапевта, и для пациента и позволяют очистить ум и зарядить тело энергией.

• Начинайте процедуру с упражнения на глубокое дыхание, чтобы снять стресс и напряжение пациента и подготовить его к терапии.
• Окончание процедуры дыхательным упражнением позволит пациенту увидеть связь между дыханием и уровнем стресса.

Дыхание недооценивают, его принимают как должное. Тем не менее необходимо особенно заботиться о том, чтобы дыхательная система могла свободно и эффективно выполнять свои функции и не испытывала стресс и дискомфорт, которого моя но избежать.

Человека (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей по малому кругу кровообращения кровью).

Газообмен осуществляется в альвеолах лёгких , и в норме направлен на захват из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа .

Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту, однако частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту) . Взрослый человек делает 15-17 вдохов-выдохов в минуту, а новорождённый ребёнок делает 1 вдох в секунду. Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация ) и выдоха (экспирация ). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух , а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом.

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

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

Строение [ | ]

Дыхательные пути [ | ]

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

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

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

Дыхательные органы [ | ]

Дыхательные пути обеспечивают связи окружающей среды с главными органами дыхательной системы - лёгкими . Лёгкие (лат. pulmo , др.-греч. πνεύμων ) расположены в грудной полости в окружении костей и мышц грудной клетки. В лёгких осуществляется газообмен между атмосферным воздухом, достигшим лёгочных альвеол (паренхимы лёгких), и кровью , протекающей по лёгочным капиллярам , которые обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразных продуктов жизнедеятельности, в том числе - углекислого газа. Благодаря функциональной остаточной ёмкости (ФОЁ) лёгких в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше дыхательного объёма (ДО). Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции . Без внешнего дыхания человеческий организм обычно может прожить до 5-7 минут (так называемая клиническая смерть), после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и его смерть (биологическая смерть).

Функции дыхательной системы [ | ]

Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция , голосообразование , обоняние , увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах, как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.

Газообмен [ | ]

Газообмен - обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество других газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь. Кислород, поступающий в ткани, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи химических превращений углеводов, жиров и белков. При этом образуются CO 2 , вода, азотистые соединения и освобождается энергия, используемая для поддержания температуры тела и выполнения работы. Количество образующегося в организме и, в конечном итоге, выделяющегося из него CO 2 зависит не только от количества потребляемого O 2 , но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма объёма CO 2 к поглощённому за то же время объёму O 2 называется дыхательным коэффициентом , который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов (у человека при смешанной пище дыхательный коэффициент равен 0,85–0,90). Количество энергии, освобождающееся на 1 л потребленного O 2 (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кДж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окислении жиров. По потреблению O 2 в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии. Газообмен (соответственно и расход энергии) у пойкилотермных животных (холоднокровных) понижается с понижением температуры тела. Такая же зависимость обнаружена и у гомойотермных животных (теплокровных) при выключении терморегуляции (в условиях естественной или искусственной гипотермии); при повышении температуры тела (при перегреве, некоторых заболеваниях) газообмен увеличивается.

При понижении температуры окружающей среды газообмен у теплокровных животных (особенно у мелких) увеличивается в результате увеличения теплопродукции. Он увеличивается также после приёма пищи, особенно богатой белками (т. н. специфически-динамическое действие пищи). Наибольших величин газообмен достигает при мышечной деятельности. У человека при работе умеренной мощности он увеличивается, через 3-6 мин. после её начала достигает определённого уровня и затем удерживается в течение всего времени работы на этом уровне. При работе большой мощности газообмен непрерывно возрастает; вскоре после достижения максимального для данного человека уровня (максимальная аэробная работа) работу приходится прекращать, так как потребность организма в O 2 превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление O 2 , используемого для покрытия кислородного долга, то есть для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление O 2 может увеличиваться с 200-300 мл/мин. в состоянии покоя до 2000-3000 при работе, а у хорошо тренированных спортсменов - до 5000 мл/мин. Соответственно увеличиваются выделение CO 2 и расход энергии; одновременно происходят сдвиги дыхательного коэффициента, связанные с изменениями обмена веществ, кислотно-щелочного равновесия и лёгочной вентиляции. Расчёт общего суточного расхода энергии у людей разных профессий и образа жизни, основанный на определениях газообмена важен для нормирования питания. Исследования изменений газообмена при стандартной физической работе применяются в физиологии труда и спорта, в клинике для оценки функционального состояния систем, участвующих в газообмене. Сравнительное постоянство газообмена при значительных изменениях парциального давления O 2 в окружающей среде, нарушениях работы органов дыхания и т. п. обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем, участвующих в газообмене и регулируемых нервной системой. У человека и животных газообмен принято исследовать в условиях полного покоя, натощак, при комфортной температуре среды (18-22 °C). Количества потребляемого при этом O 2 и освобождающейся энергии характеризуют основной обмен . Для исследования применяются методы, основанные на принципе открытой либо закрытой системы. В первом случае определяют количество выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи химических или физических газоанализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого O 2 и выделяемого CO 2 . Во втором случае дыхание происходит в закрытой системе (герметичной камере либо из спирографа, соединённого с дыхательными путями), в которой поглощается выделяемый CO 2 , а количество потребленного из системы O 2 определяют либо измерением равного ему количества автоматически поступающего в систему O 2 , либо по уменьшению объёма системы. Газообмен у человека происходит в альвеолах лёгких и в тканях тела.

Чтобы избегать ненужных проблем с горлом, о строении, функциях и основных заболеваниях дыхательных путей необходимо иметь хотя бы общее представление.

Структура дыхательных путей.

Дыхательные пути из лёгких наружу начинаются с мельчайших респираторных бронхиол, контактирующих с альвеолами лёгких. Соединяясь, бронхиолы образуют крошечные бронхи. Последовательно сливаясь, эти бронхи становятся всё больше, пока не образуют два главных бронха, правый и левый, которые соединяются и образуют самую крупную воздухоносную трубку нашего организма – трахею (или дыхательное горло).

Свыше 20 уровней деления бронхов составляют бронхиальное дерево - закрытую воздухопроводную систему со стенками из колец хрящевой ткани, которые становятся всё толще по мере укрупнения бронхов. Навершием этого закрытого воздуховода из хрящей служит образованная хрящами же гортань , а вся система называется нижними дыхательными путями. Вверху гортани дыхательный путь пересекается с пищеварительным трактом. От попадания пищи воздуховод предохраняет специальный хрящ гортани – надгортанник.

Выше гортани воздухопроводная система открыта, и воздух оказывается в пространстве полостей глотки, рта, носа и его пазух. Это - пространство верхних дыхательных путей.

Все воздухоносные пути покрыты эпителием. Обильное кровоснабжение дыхательных путей и жидкий секрет желез их эпителия поддерживают необходимые параметры температуры и влажности воздуха, проникающего в лёгкие из атмосферы. Изнутри все дыхательные пути имеют слизистую оболочку, фильтрующую и защищающую от патогенных микроорганизмов, согревающую и увлажняющую воздух, поступающий из окружающей среды.

Функции.

Основное назначение дыхательных путей – доставка кислорода в лёгкие и углекислого газа из лёгких. Но отдельные части дыхательных путей имеют и другие функции. Нос – это ещё и орган обоняния. С помощью рта мы едим и говорим. В центре дыхательных путей находится их самая причудливая часть – гортань, орган голосообразования. Остальные части дыхательных путей могут выступать в роли резонаторов, а верхние формируют также тембр голоса.

Основные заболевания.

Заболевания дыхательных путей чаще всего связаны с поражением слизистой. Как самые частые, их и назвали просто от греческого или латинского названия органа с окончанием от латинского слова, означающего воспаление. Ринит – воспаление слизистой носа, фарингит – слизистой глотки, ларингит – гортани, трахеит – дыхательного горла, бронхит – бронхов.

Эти заболевания не только схожи по названию, но и связаны между собой. Поражение слизистой, как правило, начинается сверху, почти безобидным насморком (ринитом) . Не вылеченное воспаление может перекинуться дальше, на глотку. И, тогда мы говорим, что болит горло . Если небольшое переохлаждение привело к ослаблению защиты и повышению активности микроорганизмов, а лечение недостаточно, воспалительный процесс может продвигаться от верхних дыхательных путей вглубь организма, поражая гортань, трахею, бронхи, может перекинуться и на лёгкие и привести к пневмонии. Поэтому так важно содержание в порядке дыхания через нос и здоровье верхних дыхательных путей.

Дыхательная система.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в окислительно-восстановительных реакциях и удаление из организма углекислого газа. Без кислорода невозможен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоянное его поступление в организм. Если без пищи человек может прожить более месяца, без воды – 10 дней, то без кислорода всего лишь около 5 минут. Таким образом, сущность дыхания заключается в постоян­ном обновлении газового состава крови, а значение дыхания – в поддержании оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов в организме.

Дыхательной системой называется система органов, обеспечивающих процесс дыхания.

В дыхательной системе выделяют воздухоносные пути , выпол­няющие воздухопроводящую функцию – это полость носа, глотка, гортань, трахея, бронхи ; и респираторный отдел – легкие , выполняющие дыхательную, или газообменную, функцию.

В дыхательных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также рецепция обонятельных, температурных и механических раздражителей. Газооб­мен здесь не происходит, и состав воздуха не меняется. Поэтому пространство, заключенное в этих путях, называется мертвым. Объем воздуха при спокойном дыхании в мертвом пространстве составляет 140-150мл.

Во время вдоха и выдоха воздух по воздухоносным путям поступает в легочные альвеолы и выводится из них. Стенки альвеол очень тонкие и служат для диффузии газов. Из находящегося в альвеолах воздуха в кровь поступает кислород, а обратно – углекислый газ. Оттекающая из легких артериальная кровь переносит кислород во все органы тела, а притекающая в легкие венозная кровь доставляет углекислый газ.

Кроме функции газообмена, органы дыхания выполняют иммунную, эндокринную и регуляторную функции.

Все органы дыхания, относящиеся к дыхательным путям, имеют твердую основу из костной или хрящевой тканей, благодаря чему эти пути не спадаются, и по ним свободно циркулирует воздух во время дыхания. Изнутри дыхательные пути выстланы слизистой оболочкой, покрытой почти на всем протяжении мерцательным (реснитчатым) эпителием.

Полость носа является началом дыхательной системы. Спереди она сообщается с наружной средой через два входных отверстия – ноздри, сзади – с носоглоткой через хоаны . Носоглотка через слуховые (евстахиевы) трубы сообщается с полостью среднего уха. Полость носа делится на две почти симметричные половины перегородкой, образованной вертикальной пластинкой решетчатой кости и сош­ником.

В полости носа различают верхнюю, нижнюю, латеральную и медиальную стенки.

С латеральной стенки свисают три носовые раковины: верхняя, средняя и нижняя, под которыми образуются три носовых хода: верхний, средний и нижний. Выделяют общий носовой ход – узкое щелевидное пространство между медиальными поверхностями носовых раковин и перегородкой носа. Область верхнего носового хода называется обонятельной, так как в ее слизистой оболочке находятся обонятельные рецепторы, а среднего и нижнего – дыхательной. Слизистая оболочка полости носа и носовых раковин покрыта однослойным многорядным мерцательным эпители­ем. Она обильно снабжена кровеносными сосудами и нервами. Биение ресничек мерцательного эпителия создает ток слизи, в которой задерживаются пылевые частицы и микроорганизмы, попадающие в носовую полость. Слизь также увлажняет сухой воздух. Кровеносные сосуды, образуя густые венозные сплетения в области нижней и частично средней носовых раковин, способствуют согреванию вдыхаемого воздуха. Однако, при повреждении этих сплетений возможны обильные кровотечения из полости носа. В полость носа посредством отверстий открываются околоносо­вые, или придаточные, пазухи: верхнечелюстная, или гай­морова, лобная, клиновидная и решетчатые. Стенки пазух выстланы слизистой оболочкой, которая является продолжением слизистой оболочки полости носа. Эти пазухи участвуют в согревании вдыхаемого воздуха и являются звуковыми резонаторами. В нижний носовой ход открывается также нижнее отверстие носослезного протока.

6.2. Нижние дыхательные пути

Гортань – это начальный отдел дыхатель­ного горла, предназначенный для проведения воздуха, образования звуков (голосообразования) и защиты нижних дыхательных путей от попадания в них инородных частиц. У взрослых людей гортань располагается на уровне IV-VI шейных позвонков. Вверху она подвешена к подъязычной кости, внизу переходит в трахею . Спереди от гортани лежат мышцы шеи, сбоку – доли щитовидной железы. Вместе с подъязычной костью гортань смещается вверх и вниз при глотании. Скелет гортани образован хрящами. Различают три непарных хряща и три парных. Непарными хрящами являются перстневидный, щитовидный, надгортанный (надгортанник), парными – черпаловидный, рожковидный и клиновидный . Надгортанник, рожковидный, клиновидный и голо­совой отросток черпаловидного хряща образованы эластической хрящевой тканью, остальные хрящи – гиалиновые. Самым крупным из хрящей гортани является щитовидный хрящ. Он состоит из двух четырех­угольных пластинок, соединенных друг с другом спереди под углом 90° у мужчин и 120° у женщин. Угол легко прощупывается через кожу шеи и называется выступом гортани или адамовым яблоком. Перстневидный хрящ по форме напоминает перстень, состоит из дуги – передней суженной части и четырехугольной пластинки, обращенной кзади. Надгортанник расположен позади корня языка и ограничивает вход в гортань. Хрящи гортани соединены между собой суставами, связками и приводятся в движение поперечно-полосатыми мышцами.

Полость гортани имеет форму песочных часов, в ней различают три отдела: верхний расширенный отдел – это преддверие гортани; средний суженный – собственно голосовой аппарат и нижний расширенный отдел – подголосовая полость.

Средний отдел гортани на своих боковых стенках имеет две пары складок слизистой оболочки с углублениями между ними – это желудочки гортани . Верхние складки называются ложными голосовыми складками, а нижние – истинными голосовыми складками. В толще последних лежат голосовые связки и голосовые мышцы, напрягающие голосовые связки. Промежуток между правой и левой голосовыми складками называется голосовой щелью. Длина голосовой щели у мужчин составляет 20 - 24 мм, у женщин – 16 - 19 мм. Ширина голосовой щели при спокойном дыхании равна 5 мм, при голосообразовании достигает 15 мм. При максимальном расшире­нии голосовой щели (пении, крике) видны кольца трахеи вплоть до разделения ее на главные бронхи. Голосовые связки натянуты между щитовидным и черпаловидными хрящами и служат для воспроизведе­ния звуков. Выдыхаемый воздух вызывает колебание голосовых связок, в ре­зультате чего возникают звуки. С помощью других орга­нов (глотка, мягкое небо, язык, губы) эти звуки становятся членораздельными.

Стенка гортани состоит из слизистой оболочки с подслизистой основой, волокнисто-хрящевой и соединительнотканной оболочек. Слизистая оболочка, за исключением голосовых складок, выстлана многорядным мерцатель­ным эпителием. Слизистая голосовых складок покрыта многослойным плоским неороговевающим эпителием. В подслизистой основе гортани располагается большое коли­чество коллагеновых и эластических волокон, которые образуют волокнисто-эластическую мембрану гортани. Волокнисто-хрящевая оболочка состоит из хрящей, окруженных плотной волокнистой соедини­тельной тканью, и выполняет роль опорного каркаса гортани. Соединительнотканная (адвентициальная) оболочка соединяет гортань с окружающими образованиями шеи.

Трахея , или дыхательное горло – непарный орган, обеспечивающий проведение воздуха из гортани в легкие и обратно. Трахея имеет форму трубки длиной 9-15 см, диаметром 15-18 мм, которая располагается в области шеи (шейная часть) и в грудной полости (грудная часть). Гортань переходит в трахею на уровне VI-VII шейных позвонков, а на уровне IV-V грудных позвонков делится на два главных бронха – правый и левый. Это место называется бифуркацией трахеи (бифуркация – раздвоение, вилка). Трахея состоит из 16-20 хрящевых гиалиновых полуколец, соединенных между собой плотной соединительной тканью. Задняя, прилежащая к пищеводу стенка трахеи мягкая, состоит из соединительной и гладкой мышечной ткани. Слизистая оболочка трахеи выстлана однослойным многорядным мерцательным эпителием и содержит большое количество лимфоидной ткани и слизистых желез. Снаружи трахея покрыта адвентицией.

Бронхи – органы, выполняющие функцию проведения воздуа от трахеи до легочной ткани и обратно. Различают главные бронхи: правый и левый и бронхиальное дерево , входяще в состав легких. Длина правого главного бронха 1-3 см, левого – 4-6 см. Над правым главным бронхом проходит непарная вена, а над левым – дуга аорты. Правый главный бронх не только короче, но и шире, чем левый, имеет более вертикальное направление, являясь как бы продолжением трахеи. Поэтому в правый главный бронх чаще, чем в левый, попадают инородные тела. Стенка главных бронхов по своему строению напоминает стенку трахеи. Их скелетом являются хрящевые кольца (в правом бронхе 6-8, в левом – 9-12). Изнутри главные бронхи выстланы слизистой оболочкой, покрытой однослойным мерцательным эпите­лием. Снаружи они покрыты соединительнотканной оболочкой – адвентицией.

Главные бронхи в области ворот легких делятся на долевые бронхи: правый на три, а левый на два. Долевые бронхи внутри легкого делятся на сегментарные, сегментарные – на субсегментарные бронхи (диаметр – 5-2 мм), которые в свою очередь дихотомически ветвятся на мелкие (диаметром 2-1 мм) бронхи. Самые малые по диаметру бронхи (1 мм) входят в дольки легкого – это дольковые бронхи. Внутри легочной дольки этот бронх делится на 18-20 концевых (терминальных) бронхиол (диаметром около 0,5 мм). Каждая концевая бронхиола делится на дыхательные бронхиолы, переходящие в альвеолярные ходы, на поверхности которых располагаются альвеолярные мешочки. Подсчитано, что от трахеи до альвеол дыхательные пути ветвятся 23 раза. Причем, первые 16 поколений дыхательных путей – бронхи и бронхиолы выполняют проводящую функцию. Поколения 17-22 – дыхательные бронхиолы составляют переходную зону. 23-е поколение целиком состоит из альвеолярных ходов с альвеолами – это дыхательная или респираторная зона.

Стенки крупных бронхов по строению сходны со стенками трахеи и главных бронхов, но скелет их образован не хрящевыми ­кольцами, а хрящевыми пластинками, которые по мере уменьшения калибра бронхов также уменьшаются. Многорядный реснитчатый эпителий слизистой оболочки крупных бронхов переходит в мелких бронхах в однослойный кубический реснитчатый эпителий. И только толщина мышечной пластинки слизистой оболочки в мелких бронхах не изменяется. Длительное сокращение мышечной пластинки в мелких бронхах, например, при бронхиальной астме, вызывает их спазм и затруднение дыхания. Следовательно, мелкие бронхи выпол­няют функцию не только проведения, но и регуляции поступления воздуха в легкие.

Стенки концевых бронхиол тоньше стенок мелких бронхов, в них отсутствуют хрящевые пластинки. Слизистая оболочка их выстлана кубическим реснитчатым эпителием. Терминальные бронхиолы содержат пучки гладкомышечных клеток и много эластических волокон, вследствие чего бронхиолы легко растяжимы (при вдохе). Дыхательные бронхиолы, отходящие от концевой бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолы легкого образуют легочный ацинус , относящийся к дыхательной паренхиме легкого.