Строение, топографическое расположение и функции органов дыхания

Тема III. 2. Строение, топографическое расположение и возрастные анатомо-физиологические особенности органов дыхания

Строение, топографическое расположение и функции органов дыхания

Дыханием называется обмен газов между организмом и атмосферным воздухом. При этом в организм поступает кислород, а во внешнюю среду выделяется углекислый газ. Это главная функция дыхательной системы. (ОТВЕТ НА 1 ВОПРОС)

Газообмен состоит из внешнего дыхания, транспорта газов кровью и внутреннего дыхания. (ОТВЕТ НА 2 ВОПРОС)

Внешнее дыхание выполняют легкие. При этом кислород из легких через стенки легочных альвеол и стенки капилляров путем диффузии поступает в кровь, а углекислый газ из крови выводится в альвеолы и далее по дыхательным путям из организма.

Транспорт кислорода и углекислого газа совершается кровью. Содержащая кислород кровь из легких по легочным венам поступает к сердцу. От сердца по аорте, а затем по артериям кровь транспортируется к органам, где снабжает кислородом их клетки. В обратном направлении – от клеток кровь по венам выносит углекислый газ к сердцу, а из сердца эта кровь по легочным артериям направляется к легким, где отдает углекислый газ и насыщается опять кислородом.

Внутреннее дыхание представляет собой газообмен между кровью и тканями. Кислород из крови через стенки капилляров поступает к клеткам, где включается в обмен веществ. (ОТВЕТ НА 4 ВОПРОС) Из клеток в кровь, также через стенки капилляров выводится углекислый газ.

Кроме того дыхательная система участвует в жировом обмене, в охране организма от вредных воздействий среды.

Через легкие организм получает кислород из вдыхаемого воздуха и отдает в него углекислый газ. В этом можно убедиться, если сравнить состав вдыхаемого, атмосферного, воздуха с выдыхаемым воздухом. В атмосферном воздухе содержание кислорода достигает до 21-го%, а количество углекислого газа не превышает сотых долей процента. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16-ти%, но зато резко увеличивается содержание углекислого газа, достигая 4-х - 4,5-ой%.

Прежде чем проникнуть в легкие, вдыхаемый воздух должен пройти длинный путь (рис. 20). Дыхательный путь начинается носовой полостью (проток). У наружного края носовых отверстий находятся волоски, предохраняющие отпопадания в нос посторонних частиц. Носовая полость разделена перегородкой на две половины: левую и правую. От наружных боковых стенок каждой половины полости носа отходят носовые раковины. Они разделяют носовую полость на ряд узких щелей, через которые проходит вдыхаемый воздух.

Пройдя носовую полость, вдыхаемый воздух попадает в носоглотку. Нижняя ее часть (глотка) переходит в две трубки: переднюю – дыхательную, и заднюю – пищеварительную. Верхняя часть дыхательной трубки называется гортанью. В ее стенках имеется несколько неподвижно соединенных между собой хрящей. Самый большой из них – щитовидный хрящ. Онсильно выступает на передней поверхности гортани. Спереди, выше щитовидного хряща, находится надгортанник. Он прикрывает вход в гортань во время глотания пищи. Внутри гортани имеются голосовые связки, представляющие из себядве складки слизистой оболочки, идущие спереди назад. Проход между ними называется голосовой щелью.

От нижнего конца гортани отходит трахея. Она делится на два бронха, которые входят в правое и левое легкие. В легкихбронхи многократно ветвятся, образуя бронхиолы. В стенках трахеи и бронхов, расположены хрящевые полукольца, которые делают их упругими и не спадающимися, а тем самым – легко проходимыми для воздуха.

Дыхательный путь noкрыт слизистой оболочкой. В ней имеются отдельные железистые клетки и целые железы, постоянно выделяющие слизь. К влажной поверхности слизистой оболочки легко пристают микробы и мелкие пылинки, находящиеся во вдыхаемом воздухе. Кроме того слизь ослабляет микробов, понижая их способность к размножению, а некоторых даже и убивает. Из кровеносных сосудов на поверхность слизистой оболочки постоянно выходят лейкоциты, которые захватывают и уничтожаютмикробов.

Большая часть клеток слизистой оболочки дыхательных путей снабжена многочисленными подвижными ресничками. Они безостановочно колышутся по направлению к выходу. Своими движениями они постепенно проталкивают слизь, а вместе с ней пылинки и мелкие частицы. Таким образом, пройдя дыхательныйпуть, воздух очищается, а также согревается и увлажняется.

Мельчайшие бронхи (бронхиолы), имеющие около 0,5мм в диаметре, кончаются группами легочных пузырьков (альвеолы) (рис. 21). Стенки легочных пузырьков состоят из одного слоя плоских клеток. Снаружи они оплетены густой сетью мельчайших кровеносных сосудов, капилляров. Газы легко проникают через тонкие стенки пузырьков и капилляров. Благодаря обилию легочных пузырьков (около 3-ех млн.) и их ячеистому строению внутренняя поверхность легких очень велика, что облегчает обмен газов.

Внутренняя поверхность грудной полости и каждое легкое снаружи покрыты гладкой и всегда влажной оболочкой – плеврой, которая не прерываясь, переходит в плевру, выстилающую грудную полость.

Легкие занимают всю полость грудной клетки, плотно прилегая к ее стенкам и оставляя место только для сердца. (ОТВЕТ НА 3 ВОПРОС) Упругая ткань легочных пузырьков всегда находится в растянутом состоянии. Это объясняется тем, что изнутри на их стенки давит воздух, а снаружи находится вакуум. Вследствие давления воздуха со стороны легких оба листка плевры плотно прилегают друг к другу.

Кровь, притекающая к легким, богата углекислотой, но бедна кислородом, а в воздухе легочных пузырьков, наоборот, мало углекислоты и много кислорода. По закону диффузии через стенки легочных капилляров углекислота устремляется из крови в легкие, а кислород – из легких в кровь. Этот процесс может происходить лишь при условии вентиляции легких, что и осуществляется путем дыхательных движений. Когда объем грудной клетки увеличивается, лег­кие растягиваются, и в них устремляется наружный воздух (вдох). При уменьшении объема грудной полости легкие сжимаются, избыток находящегося в них воздуха выходит наружу (выдох). Попеременное увеличение и уменьшение объема грудной полости заставляет воздух то входить в легкие, то выходить из них.

Рис. 3.7. Органы дыхания

 

 

Грудная полость может увеличиваться как в длину (сверху вниз), так и в ширину (по окружности). Увеличение в длину происходит благодаря сокращению диафрагмы. Эта мышца, сокращаясь, тянет купол диафрагмы книзу и делает его более плоским (рис. 22).

Объем грудной полости зависит от положения не только диафрагмы, но и ребер. Ребра отходят от позвоночника в косом направлении. При вдохе ребра занимают горизонтальное положение, поднимаясь, они тянут грудину вверх, увеличивая окружность грудной клетки, а опускаясь, уменьшают ее (выдох). Это происходит под влиянием работы дыхательных мышц. Наружные межреберные мышцы, поднимая грудную клетку, увеличивают ее объем. Это мышцы, участвующие во вдохе. К ним же относится и диафрагма. Другие, а именно внутренние межреберные и брюшные мышцы, опускают ребра. Это мышцы, участвующие в выдохе (рис. 22).

Рис. 3.8. Легочные пузырьки: 1 – сосудистая сеть; 2 – вид снаружи; 3 – вид в разрезе; 4 – мельчайший бронх; 5 – артерия и вена.

 

При интенсивной мышечной деятельности потребление кислорода и образование углекислоты может возрасти в 10-15 раз, что требует соответствующего повышения вентиляции легких. Она может увеличиваться путем, как учащения дыхания, так и усиления каждого дыхательного движения. При чрезмерном учащении – до 40-а-50-ти вдохов в минуту – дыхание становится настолько поверхностным, что лишь незначительная часть атмосферного воздуха входит в легочные пузырьки. В результате легкие вентилируются недостаточно, и обмен газов между легочным воздухом и кровью протекает плохо. Наоборот, глубокое дыхание хорошо вентилирует воздух в легких и способствует усиленному обмену газов.

Изменение объема грудной полости зависит от глубины дыхания. При покойном вдохе ее объем увеличивается всего лишь на 500мл, а нередко и еще меньше. Усилением вдоха можно ввести в легкие 1500-2000 мл дополнительного воздуха, а после покойного выдоха можно выдохнуть еще примерно 1000-1500мл резервного воздуха.

Количество воздуха, которое человек может вдохнуть после самого глубокого выдоха (или, наоборот, выдохнуть после самого глубокого вдоха), называют жизненной емкостью легких. (ОТВЕТ НА 5 ВОПРОС) Она складывается из дыхательного воздуха, то есть того количества, которое вводится при покойном вдохе, дополнительного воздуха, и резервного. У взрослого она составляет 3-4л. Для ее определения пользуются спирометрией. Предварительно вдохнув как можно больше воздуха, берут в рот мундштук и производят через трубку максимальный выдох. Стрелка спирометра показывает количество выдохнутого воздуха. Жизненная емкость легких зависит от роста человека, от окружности груди, от пола (у женщин она меньше, чем у мужчин), от общего состояния здоровья. Жизненную емкость легких считают одним из показателей физического развития.

Рис. 3.9. Положение купола диафрагмы: при выдохе (1) и при вдохе (2).

 

 

В продолговатом мозге находится дыхательный центр – участок центральной нервной системы, при разрушении которого дыхание тотчас прекращается. (ОТВЕТ НА 6 ВОПРОС) От этого центра по нервным волокнам через спинной мозг идут импульсы к дыхательным мышцам, причем в строго определенном порядке возбуждаются то вдыхательные, то выдыхательные мышцы. При покойном дыхании, когда вдох совершается активно, а выдох – пассивно, импульсы идут только к вдыхательным мышцам.

При усиленной физической работе в крови накапливается углекислота, которая возбуждает дыхательный центр, и в результате дыхательные движения совершаются чаще и глубже. Наоборот, при пониженном содержании углекислоты возбудимость дыхательного центра уменьшается, и дыхание становится реже и слабее. Не меньшее значение имеют импульсы, идущие с рецепторов, чувствительных к содержанию кислорода. Они расположены в стенках кровеносных сосудов. Чем меньше в крови кислорода, тем больше импульсов поступает в дыхательный центр, что ведет к рефлекторному учащению и усилению дыхательных движений.