Дыхательная система человека.

Дыхательная система человека

Различия в составе альвеолярного и вдыхаемого воздуха объясняются тем, что в альвеолах кислород непрерывно диффундирует в кровь, а из крови в альвеолы поступает двуокись углерода.

Различия в составе альвеолярного и выдыхаемого воздуха объясняются тем, что во время выдоха воздух, выходящий из альвеол, смешивается с воздухом, содержащимся в дыхательных путях.

■  воздухоносные пути  — носовую полость (она отделена от полости рта спереди твердым, а сзади мягким нёбом), носоглотку, гортань, трахею, бронхи;

Строение дыхательной системы

■  легкие , состоящие из альвеол и альвеолярных ходов.

Бронхи

Бронхи  по своему строению подобны трахее.

Вступая в легкое, бронхи ветвятся, образуя  бронхиальное «дерево» .

Стенки мелких бронхов ( бронхиол ) состоят из эластичных волокон, между которыми расположены гладкомышечные клетки.

Легкие

Легкие  — парный орган (правое и левое), занимающий большую часть грудной клетки и плотно прилегающий к ее стенкам, оставляя место для сердца, крупных сосудов, пищевода, трахеи.

Правое легкое состоит из трех долей, левое — из двух.

Грудная полость с внутренней стороны выстлана  пристеночной плеврой . Снаружи легкие покрыты плотной оболочкой —  легочной плеврой .

Между легочной и пристеночной плеврами имеется узкая щель —  плевральная полость , заполненная жидкостью, которая уменьшает трение легких о стенки грудной полости при дыхании.

Давление в плевральной полости ниже атмосферного, что создает  присасывающую силу , прижимающую легкие к грудной клетке. Так как ткань легких упруга и способна растягиваться, то легкие всегда находятся в расправленном состоянии и следуют за движениями грудной клетки.

Бронхиальное дерево  в легких разветвляется на ходы с мешочками, стенки которых образованы множеством (около 350 млн.) легочных пузырьков —  альвеол .

Снаружи каждая альвеола окружена густой  сетью капилляров .

Стенки альвеол состоят из однослойного плоского эпителия, покрытого изнутри слоем поверхностно-активного вещества —  сурфактанта . Через стенки альвеол и капилляров происходит  газообмен  между вдыхаемым воздухом и кровью: из альвеол в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступает углекислый газ.

Сурфактант ускоряет диффузию газов через стенку и препятствует «схлопыванию» альвеол. Общая газообменная поверхность альвеол составляет 100-150 м 2 .

Обмен газов между альвеолами и кровью происходит вследствие  диффузии . В альвеолах кислорода всегда больше, чем в крови капилляров, поэтому он переходит из альвеол в капилляры. Наоборот, углекислого газа больше в крови, чем в альвеолах, поэтому он переходит из капилляров в альвеолы.

Дыхательные движения. Вдох

Вентиляция легких  — это постоянная смена воздуха в альвеолах легких, необходимая для газообмена организма с внешней средой и обеспечиваемая регулярными движениями грудной клетки при  вдохе  и  выдохе .

Вдох  осуществляется  активно , за счет сокращения  наружных косых межреберных мышц и диафрагмы  (куполообразной сухожильно-мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной).

Межреберные мышцы приподнимают ребра и слегка отводят их в стороны.

При сокращении диафрагмы ее купол уплощается и смещает органы брюшной полости вниз и вперед.

В результате объем грудной полости и легких, следующих за движениями грудной клетки, увеличивается. Это ведет к падению давления в альвеолах, и в них засасывается атмосферный воздух.

Дыхательные движения. Выдох

Выдох  при спокойном дыхании осуществляется  пассивно .

При расслаблении наружных косых межреберных мышц и диафрагмы ребра возвращаются в исходное положение, объем грудной клетки уменьшается, а легкие принимают первоначальную форму.

Вследствие этого давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и он выходит наружу.

Выдох  при физической нагрузке становится  активным .

В его осуществлении принимают участие  внутренне косые межреберные мышцы, мышцы брюшной стенки  и др.

Средняя частота дыхательных движений взрослого человека- 15-17 в минуту. При физической нагрузке частота дыхания может возрасти в 2-3 раза.

Емкость легких

Легочный объем  — максимальное количество воздуха, которое вмещают легкие; у взрослого человека составляет 5-8 л.

Дыхательный объем легких  — это объем воздуха, поступающего в легкие за один вдох при спокойном дыхании (в среднем около 500 см 3 ).

Резервный объем вдоха  — объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха (около 1500 см 3 ).

Резервный объем выдоха  — объем воздуха, который можно выдохнут после спокойного выдоха при волевом напряжении (примерно 1500 см3).

Жизненная емкость легких  — это сумма дыхательного объема легких, резервного объема выдоха и резервного объема вдоха; в среднем она составляет 3500 см 3  (у спортсменов, в частности у пловцов, она может достигать 6000 см 3  и более). Измеряется при помощи специальных приборов — спирометра или спирографа-, графически представляется в виде спирограммы.

Остаточный объем  — количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха.

Перенос газов кровью

Кислород переносится кровью в двух формах — в форме  оксигемоглобина  (около 98%) и в форме растворенного О 2  (около 2%).

Кислородная емкость крови  — максимальное количество кислорода, которое может быть поглощено одним литром крови. При температуре 37 °С в 1 л крови может содержаться до 200 мл кислорода.

Перенос кислорода к клеткам организма  осуществляется  гемоглобином  (Нb) крови, находящимся в  эритроцитах . Гемоглобин связывает кислород, превращаясь в  оксигемоглобин :

Нb + 4О 2  → HbO 8 .

Перенос кровью двуокиси углерода:

■ в растворенной форме (до 12% СО 2 );

■ большая часть СО 2  не растворяется в плазме крови, а проникает в эритроциты, где она взаимодействует (с участием фермента карбоангидразы) с водой, образуя нестойкую угольную кислоту:

СО 2  + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ,

которая затем диссоциирует на ион Н +  и бикарбонатный ион НСО 3 —  . Ионы НСО 3 —  из красных кровяных телец переходят в плазму крови, с которой они переносятся к легким, где вновь проникают в эритроциты. В капиллярах легких реакция (СО 2  + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ,) в эритроцитах смещается влево, и ионы НСО 3 —  в итоге превращаются в углекислый газ и воду. Углекислый газ поступает в альвеолы и выходит наружу в составе выдыхаемого воздуха.

Обмен газов в тканях

Обмен газов в тканях  происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ.

В клетках тканей концентрация кислорода ниже, чем в капиллярах (так как в тканях он постоянно утилизируется). Поэтому кислород переходит из кровеносных сосудов в тканевую жидкость, а с ней — в клетки, где вступает в реакции окисления.

По той же причине углекислый газ из клеток поступает в капилляры, током крови транспортируется по малому кругу кровообращения в легкие и выводится из организма.

Пройдя через легкие, венозная кровь становится артериальной и поступает в левое предсердие.

Регуляция дыхания. Нервная

  Дыхание регулируется: ■ корой больших полушарий, ■ дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге и варолиевом мосте, ■ нервными клетками шейного отдела спинного мозга, ■ нервными клетками грудного отдела спинного мозга.

Дыхательный центр  — это участок головного мозга, представляющий собой совокупность нейронов, обеспечивающих ритмическую деятельность дыхательных мышц.

■ Дыхательный центр подчиняется вышележащим отделам головного мозга, расположенным в коре больших полушарий; это позволяет сознательно изменять ритм и глубину дыхания.

■ Дыхательный центр регулирует работу дыхательной системы по рефлекторному принципу.

Регуляция дыхания. Нервная

❖ Нейроны дыхательного центра подразделяются на  нейроны вдоха и нейроны выдоха .

Нейроны вдоха  передают возбуждение на нервные клетки спинного мозга, которые управляют сокращением диафрагмы и наружных косых межреберных мышц.

Нейроны выдоха  возбуждаются рецепторами воздухоносных путей и альвеол при увеличении объема легких. Импульсы от этих рецепторов поступают в продолговатый мозг, вызывая торможение нейронов вдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются и происходит выдох.

Регуляция дыхания. Гуморальная

При мышечной работе в крови накапливается СО 2  и недоокисленные продукты обмена (молочная кислота и др.).

Это приводит к возрастанию ритмической активности дыхательного центра и, как следствие, к усилению вентиляции легких.

При уменьшении концентрации СО 2  в крови тонус дыхательного центра снижается: наступает непроизвольная временная задержка дыхания.

Ресурсы

https:// esculappro.ru/dyihatelnaya-sistema-cheloveka.html