Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих непрерывное снабжение всех органов и тканей тела кислородом и удаление из организма постоянно образующегося в процессе обмена веществ углекислого газа.
В процессе дыхания различают несколько этапов:
1) внешнее дыхание, или вентиляция легких – обмен газов между альвеолами легких и атмосферным воздухом;
2) обмен газов в легких между альвелярным воздухом и кровью;
3) транспорт газов кровью, т. е. процесс переноса кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;
4) обмен газов между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками тканей;
5) внутреннее дыхание – билогическое окисление в митохондриях клетки.
Основная функция дыхательной системы – обеспечение поступления кислорода в кровь и удаление из крови углекислого газа.
Из других функций дыхательной системы можно отметить:
– Участие в процессах терморегуляции. Температура вдыхаемого воздуха в определенной мере влияет на температуру тела. Вместе с выдыхаемым воздухом организм отдает во внешнюю среду тепло, охлаждаясь, если это возможно (если температура окружающей среды ниже температуры тела).
– Участие в процессах выделения. Вместе с выдыхаемым воздухом из организма помимо углекислого газа удаляются пары воды, а также пары некоторых других веществ (например, этилового спирта при алкогольном опьянении).
– Участие в иммунных реакциях. Некоторые клетки легких и дыхательных путей обладают способностью обезвреживать болезнетворные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы.
Специфическими функциями дыхательных путей (носоглотки, гортани, трахеи и бронхов) являются:
– согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха (в зависимости от температуры окружающего воздуха);
– увлажнение вдыхаемого воздуха (для предотвращения высыхания легких);
– очищение вдыхаемого воздуха от инородных частиц – пыли и других.
Органы дыхания человека представлены воздухоносными путями, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, и легкими, где происходит обмен газов (рис. 14).
Носовая полость. Дыхательные пути начинаются носовой полостью, которая отделена от ротовой полости спереди твердым, а сзади мягким нёбом. Носовая полость имеет костный и хрящевой остов и сплошной перегородкой делится на правую и левую части. Тремя носовыми раковинами она разделена на носовые ходы: верхний, средний и нижний, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух.
Слизистая оболочка носа содержит ряд приспособлений для обработки вдыхаемого воздуха.
Во-первых, она покрыта мерцательным эпителием, реснички которого образуют сплошной ковер, на который оседает пыль. Благодаря мерцанию ресничек осевшая пыль изгоняется из носовой полости. Задержанию инородных частиц способствуют и волоски, находящиеся у наружного края носовых отверстий.
Во-вторых, слизистая оболочка содержит слизистые железы, секрет которых обволакивает пыль и способствует ее изгнанию, а также увлажняет воздух. Слизь, находящаяся в носовой полости, обладает бактерицидными свойствами – в ней содержится лизоцим – вещество, которое понижает способность бактерий к размножению или убивает их.
В-третьих, слизистая оболочка богата венозными сосудами, которые могут набухать при различных условиях; повреждение их служит поводом к носовым кровотечениям. Значение этих образований состоит в том, чтобы обогревать проходящую через нос струю воздуха. Специальными исследованиями установлено, что при прохождении через носовые ходы воздуха с температурой от +50 до –50°С и влажностью от 0 до 100% в трахею всегда попадает воздух, «приведенный» к 37°С и 100% влажности.
На поверхность слизистой из кровеносных сосудов выходят лейкоциты, которые тоже выполняют защитную функцию. Осуществляя фагоцитоз, они погибают, и поэтому в слизи, выделяющейся из носа, содержится много погибших лейкоцитов.
Рис. 14. Строение дыхательной системы человека
Из носовой полости воздух проходит в носоглотку, откуда он переходит в носовую часть глотки, а затем в гортань.
Рис. 15. Строение гортани человека
Гортань. Гортань располагается впереди гортанной части глотки на уровне IV – VI шейных позвонков и образована хрящами: непарными – щитовидным и перстневидным, парными – черпаловидными, рожковидными и клиновидными (рис. 15). К верхнему краю щитовидного хряща прикрепляется надгортанник, который закрывает вход в гортань во время глотания и тем препятствует попаданию в нее пищи. От щитовидного хряща к черпаловидному (спереди назад) идут две голосовые связки. Пространство между ними называют голосовой щелью.
Рис. 16. Строение трахеи и бронхи человека
Трахея. Трахея, являясь продолжением гортани, начинается на уровне нижнего края VI шейного позвонка и оканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка, где она делится на два бронха – правый и левый. Место деления трахеи называется бифуркацией трахеи. Длина трахеи колеблется от 9 до 12 см, поперечный диаметр в среднем 15 – 18 мм (рис. 16).
Трахея состоит из 16 – 20 неполных хрящевых колец, соединенных фиброзными связками, каждое кольцо простирается лишь на две трети окружности. Хрящевые полукольца придают упругость дыхательным путям и делают их неспадающимися и тем самым легко проходимыми для воздуха. Задняя, перепончатая стенка трахеи, уплощена и содержит пучки гладкой мышечной ткани, идущие поперечно и продольно и обеспечивающие активные движения трахеи при дыхании, кашле и т.п. Слизистая оболочка гортани и трахеи покрыта мерцательным эпителием (за исключением голосовых связок и части надгортанника) и богата лимфоидной тканью и слизистыми железами.
Бронхи. Трахея делится на два бронха, которые входят в правое и левое легкие. В легких бронхи древовидно ветвятся на более мелкие бронхи, которые входят в легочные дольки и образуют еще более мелкие дыхательные ветви – бронхиолы. Мельчайшие дыхательные бронхиолы диаметром около 0,5 мм разветвляются на альвеолярные ходы, которые заканчиваются альвеолярными мешочками. Альвеолярные ходы и мешочки на стенках имеют выпячивания в виде пузырьков, которые называют альвеолами. Диаметр альвеол равен 0,2 – 0,3 мм, а их количество достигает 300 – 400 млн., благодаря чему создается большая дыхательная поверхность легких. Она достигает 100 – 120 м 2 .
Альвеолы состоят из очень тонкого плоского эпителия, который снаружи окружен сетью мельчайших, тоже тонкостенных, кровеносных сосудов, что облегчает обмен газов.
Легкие располагаются в герметически закрытой грудной полости. Задняя стенка грудной полости образована грудным отделом позвоночника и отходящими от позвонков, подвижно присоединенными ребрами. С боков она образована ребрами, спереди – ребрами и грудиной. Между ребрами располагаются межреберные мышцы (наружные и внутренние). Снизу грудная полость отделяется от брюшной полости грудобрюшной преградой, или диафрагмой, куполообразно изогнутой в грудную полость.
У человека два легких – правое и левое. Правое легкое состоит из трех долей, левое – из двух. Суженную верхнюю часть легких называют верхушкой, а расширенную нижнюю – основанием. Различают ворота легкого – углубление на их внутренней поверхности, через которое проходят бронхи, кровеносные сосуды (легочная артерия и две легочные вены), лимфатические сосуды и нервы. Совокупность этих образований носит название корня легкого.
Ткань легкого состоит из мелких структур, называемых легочными дольками, которые представляют собой небольшие пирамидальной формы (0,5 - 1,0 см в поперечнике) участки легкого. Бронхи, входящие в легочную дольку – конечные бронхиолы – делятся на 14 – 16 дыхательных бронхиол. На конце каждой из них имеется тонкостенное расширение – альвеолярный ход. Система дыхательных бронхиол с их альвеолярными ходами является функциональной единицей легких и носит название ацинус .
Легкие покрыты оболочкой – плеврой , которая состоит из двух листков: внутреннего (висцерального) и наружного (париетального) (рис. 17). Внутренний листок плевры покрывает легкие и является их наружной оболочкой, которая по корню легко переходит в наружный листок плевры, выстилающий стенки грудной полости (является ее внутренней оболочкой). Таким образом, между внутренним и наружным листками плевры образуется герметически замкнутое мельчайшее капиллярное пространство, которое называют плевральной полостью. В ней находится небольшое количество (1 – 2 мл) плевральной жидкости, которая смачивает листки плевры и облегчает их скольжение относительно друг друга.
Рис. 17. Строение легкого человека
Одной из основных причин смены воздуха в легких является изменение объема грудной и плевральной полостей. Легкие пассивно следуют за изменением их объема.
Механизм акта вдоха и выдоха
Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха. В легких нет мышечной ткани, и поэтому активно они сокращаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.
Акт вдоха, или инспирация – активный процесс, который обеспечивается увеличением объема грудной полости. Акт выдоха, или экспирация – пассивный процесс, происходящий в результате уменьшения объема грудной полости. Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл . Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их.
В осуществлении вдоха принимают участие наружные косые межреберные мышцы и диафрагма (рис. 18). При сокращении наружных косых межреберных мышц, которые идут сверху вперед и вниз, ребра поднимаются, и при этом увеличивается объем грудной полости за счет смещения грудины вперед и отхождения боковых частей ребер в стороны. Диафрагма, сокращаясь, занимает более плоское положение. При этом несжимаемые органы брюшной полости оттесняются вниз и в стороны, растягивая стенки брюшной полости. При спокойном вдохе купол диафрагмы спускается приблизительно на 1,5 см, соответственно увеличивается вертикальный размер грудной полости.
При очень глубоком дыхании в акте вдоха участвует ряд вспомогательных дыхательных мышц: лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая, трапециевидная, ромбовидные, поднимающая лопатку.
Легкие и стенка грудной полости покрыты серозной оболочкой – плеврой, между листками которой имеется узкая щель – плевральная полость, содержащая серозную жидкость. Легкие постоянно находятся в растянутом состоянии, потому что давление в плевральной полости отрицательное. Оно обусловлено эластической тягой легких, т. е. постоянным стремлением легких уменьшить свой объем. В конце спокойного выдоха, когда почти все дыхательные мышцы расслаблены, давление в плевральной полости приблизительно равно -3 мм рт. ст., т. е. ниже атмосферного.
Рис. 18. Мышцы, обеспечивающие вдох и выдох
При вдохе вследствие сокращения дыхательных мышц объем грудной полости увеличивается. Давление в плевральной полости становится более отрицательным. К концу спокойного вдоха оно снижается до -6 мм рт. ст. В момент глубокого вдоха оно может достигать -30 мм рт. ст. Легкие расширяются, их объем увеличивается, и в них засасывается воздух.
У разных людей преимущественное значение в осуществлении акта вдоха могут иметь межреберные мышцы или диафрагма. Поэтому говорят о разных типах дыхания: грудном, или реберном и брюшном, или диафрагмальном. Установлено, что у женщин в основном преобладает грудной тип дыхания, а у мужчин – брюшной.
При спокойном дыхании выдох осуществляется за счет эластической энергии, накопленной во время предшествующего вдоха. Когда дыхательные мышцы расслабляются, ребра пассивно возвращаются в исходное положение. Прекращение сокращения диафрагмы приводит к тому, что она занимает свое прежнее куполообразное положение за счет давления на нее со стороны органов брюшной полости. Возвращение ребер и диафрагмы в исходное положение приводят к уменьшению объема грудной полости, а, следовательно, к уменьшению в ней давления. Одновременно при возвращении ребер в исходное положение давление в плевральной полости повышается, т. е. в ней уменьшается отрицательное давление. Все эти процессы, обеспечивающие повышение давления в грудной и плевральной полости, приводят к тому, что легкие сдавливаются, и из них пассивно выходит воздух – осуществляется выдох.
Усиленный выдох является активным процессом. В его осуществлении принимают участие: внутренние межреберные мышцы, волокна которых идут в противоположном направлении по сравнению с наружными: снизу вверх и вперед. При их сокращении ребра опускаются вниз, и объем грудной полости уменьшается. Усиленному выдоху способствует также сокращение мышц брюшного пресса, в результате чего объем брюшной полости уменьшается и повышается в ней давление, которое через органы брюшной полости передается на диафрагму и поднимает ее. Наконец, мышцы пояса верхних конечностей, сокращаясь, сдавливают в верхней части грудную клетку и уменьшают ее объем.
В результате уменьшения объема грудной полости в ней увеличивается давление, вследствие чего воздух выталкивается из легких – происходит активный выдох. На вершине выдоха давление в легких может быть больше атмосферного на 3 – 4 мм рт. ст.
Акты вдоха и выдоха ритмически сменяют друг друга. Взрослый человек делает 15 – 20 циклов в минуту. Дыхание физически тренированных людей более редкое (до 8 – 12 циклов в минуту) и глубокое.
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. Дыхание не перестаёт работать от рождения человека до его смерти, ведь без дыхания наш организм существовать не может. Доказано, что взрослый человек выдыхает 4 стакана воды в сутки (≈800 мл), а ребёнок - около двух (≈ 400 мл).
По способу расширения грудной клетки различают два типа дыхания:
- грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер), чаще наблюдается у женщин;
- брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы), чаще наблюдается у мужчин.
Строение
Основная статья: Дыхательные пути
Дыхательные пути
Дополнительные сведения: Внешнее дыхание
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. cavum 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 ).
Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц. 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. Максимальный выдох также составляет около 2 000 мл. 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 связь 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). Восстановление функции внешнего дыхания и кровообращения после наступления биологической смерти ведёт к эффекту зомбирования , когда восстанавливается жизнедеятельность практически всех органов и тканей организма, кроме коры головного мозга .
Функции дыхательной системы
Основная статья: Физиология внешнего дыхания
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.
Дыхательная недостаточность
Дыха́тельная недоста́точность (ДН) - патологическое состояние, характеризующееся одним из двух типов нарушений:
- система внешнего дыхания не может обеспечить нормальный газовый состав крови,
- нормальный газовый состав крови обеспечивается за счёт повышенной работы системы внешнего дыхания.
Асфиксия
См. также
Примечания
Литература
- Самусев Р. П. Атлас анатомии человека / Р. П. Самусев, В. Я. Липченко. - М., 2002. - 704 с.: ил.
- Дыхательная система // Малая медицинская энциклопедия (том 10+, стр. 209).
Ссылки
- Дыхательная система из Малой медицинской энциклопедии
| Системы органов человека | |
|---|---|
| Сердечно-сосудистая система (сердце , сосуды) Лимфатическая система Пищеварительная система Эндокринная система Иммунная система Сенсорная система (соматосенсорная система , зрительная система , обонятельная сенсорная система , слуховая сенсорная система , вкусовая сенсорная система) Покровная система Нервная система (центральная , периферическая) Опорно-двигательная система (костная система , мышечная система) мочеполовая система (репродуктивная система , мочевыделительная система) Дыхательная система |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Дыхательная система человека" в других словарях:
Человека совокупность органов, обеспечивающих в организме человека внешнее дыхание, или обмен газов между кровью и внешней средой и ряд других функций. Газообмен выполняется лёгкими, и в норме направлен на поглощение из вдыхаемого воздуха… … Википедия
Дыхательная система - Органы дыхания обеспечивают газообмен, насыщая ткани организма человека кислородом и освобождая их от углекислого газа, а также принимают участие в обонянии, голосообразовании, водно солевом и липидном обмене, вырабатывании некоторых гормонов. В… … Атлас анатомии человека
Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… … Википедия
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Лимфоцит, компонент иммунной системы человека. Изображение сделано сканирующим электронным микроскопом Иммунная система подсистема, существующая у большинства животных и объединяющая органы и ткани, которые защищают организм от заболеваний,… … Википедия
Обоняние ощущение запаха, способность определять запах веществ, рассеянных в воздухе (или растворенных в воде для животных, живущих в ней). У позвоночных органом обоняния является обонятельный эпителий, расположенный на верхней носовой… … Википедия
- (лат. systema digestorium) осуществляет переваривание пищи путём её физической и химической обработки, всасывание продуктов расщепления через слизистую оболочку в кровь и лимфу и выведение не переработанных остатков. Содержание 1 Состав 2… … Википедия
Органы дыхания снабжают организм человека кислородом посредством системы кровообращения. Помимо этой важной функции дыхательная система человека эвакуирует избыток углекислого газа из организма, обеспечивая тем самым нормальную жизнедеятельность.
Дыхательная система человека подразделяется на ткани и органы, осуществляющие вентиляцию (воздухоносные пути) и те, которые осуществляют дыхание (легкие).
К воздухоносным путям относятся полость носа, следующая за ней носоглотка, гортань, трахея, главные и долевые бронхи и бронхиолы.
Помимо воздухоносных путей в акте дыхания участвуют непосредственно сами легкие, костно-мышечный аппарат грудной клетки и диафрагма, а также малый круг кровообращения.
Полость носа и сам нос являются входными воротами для воздуха. В полости носа воздух нагревается до температуры тела, очищается от инородных включений и увлажняется. Для того, чтобы выполнить вышеперечисленные функции, полость носа выстилает слизистая оболочка, имеющая специальные волоски и богатую сосудистую сеть. Для распознавания и дифференциации запахов верхняя часть полости носа снабжена огромным количеством обонятельных рецепторов.
Гортань
располагается на промежутке между трахеей и корнем носа. Полость гортани разделяется складками, образующими голосовую щель. По краям голосовой щели находятся эластичные фиброзные перетяжки, называемые истинными голосовыми связками. Чуть выше истинных голосовых связок находятся ложные связки, которые выполняют функцию защиты первых, предохраняют их от пересыхания, а также препятствуют попаданию пищи в трахею при акте глотания. Ложные связки также помогают человеку задерживать дыхание.
Воспроизведение звуков и функция защиты попадания в трахею инородных тел невозможна без мышц, которыми снабжены истинные и ложные голосовые связки.
Ниже гортани располагается трахея , состоящая из неполных плотных фиброзных колец и соединительной ткани. Часть трахеи, примыкающая к пищеводу, заменена на фиброзную связку, поэтому кольца являются неполными. Трахея является продолжением гортани и спускается в полость грудной клетки, где подразделяется на правый и левый бронхи. Следует отметить, что правый бронх всегда шире и короче левого бронха в силу анатомических особенностей.
Крупные бронхи делятся на долевые бронхи и далее до мелких бронхов и бронхиол. Бронхиолы являются завершающим звеном в транспорте воздуха в организм. Следует отметить, что путь с гортани до бронхиолы выстилается мерцательным эпителием, облегчающим транспорт кислорода.
Основные органы дыхательной системы человека легкие при максимальном увеличении представляют собой губчатую субстанцию, состоящую из конусовидных структур, напоминающих мешочки. Конечная бронхиола переходит в легочную бронхиолу, которая, в свою очередь переходит альвеолярный мешочек. Благодаря такой структуре площадь легких имеет огромную поверхность, превышающую по своим объемам площадь тела человека в 50-100 раз. При помощи множества альвеол происходит газообмен. Достаточно активный образ жизни ведет к расширению площади альвеол и увеличивается так называемая жизненная емкость легких.
Каждая альвеола выстлана однослойным эпителием и снабжена массой легочных капилляров. Помимо эпителия, альвеола изнутри выстлана сурфактантом. Сурфактант является поверхностно-активным веществом, препятствующим спаданию и слипанию стенок альвеол.
Чем старше человек, тем меньше становится альвеол в легких.
Являются главным поставщиком кислорода в кровь, в которой в последующем, через цепь биохимических реакций, вырабатывается углекислый газ. Стенки капилляров в альвеолах имеют высокую прочность, но, тем не менее, они способны пропускать кислород.
Для защиты от механических повреждений каждое легкое имеет плевру.
Плевра , как кокон, обволакивает каждое легкое (внутренний листок), а также покрывает внутреннюю стенку грудной клетки и диафрагму (наружный листок). Пространство, которое находится между внутренним и наружным листками плевры, носит название плевральной полости. При осуществлении акта дыхания, внутренний листок плевры легко и без препятствий передвигается относительно наружного листка. Показатели давления в полости плевры являются ниже атмосферных.
В межплевральном пространстве между легкими находится средостение, состоящее из трахеи, вилочковой железы (тимуса) и сердца. К органам средостения относятся также лимфоузлы, находящиеся в этой полости и пищевод.
Процесс дыхания у человека, как и у многих млекопитающих, происходит на инстинктивном уровне. При вдохе диафрагмальная мышца моментально растягивается, межреберные мышцы растягиваются, объем грудной клетки в это время увеличивается. Многочисленные альвеолы расправляются и получают из снабжаемых ими капилляров кислород. При выдохе диафрагма занимает исходное положение, выбрасывая из грудной клетки в окружающую среду углекислый газ, грудная клетка вновь спадает, уменьшая объем легких.
Если говорить о здоровье в целом, нельзя забывать о том, что вдыхаемый человеком воздух и его качество имеют такое же огромное значение, как и пища, употребляемая этим самым человеком. Другими словами, для здоровья необходимо не только правильное питание, но и экологически чистый воздух. Нельзя забывать, что именно кислород является главным источником жизнедеятельности подавляющего большинства существующих на Земле организмов.
Вдыхая загрязненный воздух, человек выводит из строя не только дыхательную систему, не способную полноценно выполнять свою функцию снабжения кислородом крови, но и сердечно-сосудистую систему. Ведь кровь и несущие ее сосуды становятся неспособны полностью очиститься от токсинов, постепенно разнося по организму вредоносные частицы. Со временем из строя выходят все системы организма, развиваются такие заболевания как бронхиальная астма, различные аллергические заболевания, иммунодефицитные состояния. Завершающим этапом загрязнения организма становится онкологическое заболевание.
Симптомами, сигнализирующими о неблагополучии в дыхательной системе, могут быть: бронхоспазм, боли в горле и в области грудины, сухой или влажный кашель, одышка, повышение температуры тела.
Органы дыхания человека включают:
- носовую полость;
- околоносовые пазухи;
- гортань;
- трахею;
- бронхи;
- легкие.
Рассмотрим строение органов дыхания и их функции. Это поможет лучше понимать, как развиваются заболевания дыхательной системы.
Наружный нос, который мы видим на лице у человека, состоит из тонких косточек и хрящей. Сверху они покрыты небольшим слоем мышц и кожей. Полость носа спереди ограничена ноздрями. С обратной стороны носовая полость имеет отверстия – хоаны, через них воздух попадает в носоглотку.
Полость носа делится пополам носовой перегородкой. В каждой половине есть внутренняя и наружная стенки. На боковых стенках есть три выступа – носовые раковины, разделяющие три носовых хода.
В двух верхних ходах есть отверстия, через них имеется связь с придаточными пазухами носа. В нижний ход открывается устье носослезного протока, по которому слезы могут попадать в носовую полость.
Вся носовая полость изнутри покрыта слизистой оболочкой, на поверхности которой лежит мерцательный эпителий, имеющий множество микроскопических ресничек. Их движение направлено спереди назад, в сторону хоан. Поэтому большая часть слизи из носа попадает в носоглотку, а не выходит наружу.
В зоне верхнего носового хода находится обонятельная область. Там располагаются чувствительные нервные окончания – обонятельные рецепторы, которые по своим отросткам передают полученную информацию о запахах в головной мозг.
Носовая полость хорошо кровоснабжается и имеет множество мелких сосудов, несущих артериальную кровь. Слизистая оболочка легко ранима, поэтому возможны носовые кровотечения. Особо сильное кровотечение появляется при повреждении инородным телом или при травме венозных сплетений. Такие сплетения вен могут быстро изменять свой объем, приводя к заложенности носа.
Лимфатические сосуды сообщаются с пространствами между оболочками головного мозга. В частности, этим объясняется возможность быстрого развития менингита при инфекционных заболеваниях.
Нос выполняет функцию проведения воздуха, обоняния, а также является резонатором для формирования голоса. Важная роль полости носа – защитная. Воздух проходит сквозь носовые ходы, имеющие довольно большую площадь, и там согревается и увлажняется. Пыль и микроорганизмы частично оседают на волосках, расположенных у входа в ноздрях. Остальные с помощью ресничек эпителия передаются в носоглотку, а оттуда удаляются при кашле, глотании, сморкании. Слизь носовой полости имеет и бактерицидное действие, то есть убивает часть попавших в нее микробов.
Околоносовые пазухи
Придаточные пазухи – это полости, лежащие в костях черепа и имеющие связь с носовой полостью. Они покрыты изнутри слизистой, имеют функцию голосового резонатора. Околоносовые пазухи:
- гайморова (верхнечелюстная);
- лобная;
- клиновидная (основная);
- ячейки лабиринта решетчатой кости.
Придаточные пазухи носа
Две верхнечелюстные пазухи – самые большие. Они располагаются в толще верхней челюсти под глазницами и сообщаются со средним ходом. Лобная пазуха также парная, располагается в лобной кости над межбровьем и имеет форму пирамиды, с верхушкой, обращенной вниз. Через носолобный канал она также соединяется со средним ходом. Клиновидная пазуха располагается в клиновидной кости на задней стенке носоглотки. Посередине носоглотки открываются отверстия ячеек решетчатой кости.
Гайморова пазуха наиболее тесно сообщается с полостью носа, поэтому нередко вслед за развитием ринита появляется и гайморит, когда перекрывается путь оттока воспалительной жидкости из пазухи в нос.
Гортань
Это верхний отдел дыхательных путей, участвующий также в образовании голоса. Располагается она примерно посередине шеи, между глоткой и трахеей. Гортань образована хрящами, которые соединяются суставами и связками. Кроме того, она прикреплена к подъязычной кости. Между перстневидным и щитовидным хрящами находится связка, которую рассекают при остром стенозе гортани для обеспечения доступа воздуха.
Гортань выстилает мерцательный эпителий, а на голосовых связках эпителий многослойный плоский, быстро обновляющийся и позволяющий связкам быть устойчивыми к постоянной нагрузке.
Под слизистой оболочкой нижнего отдела гортани, ниже голосовых связок, находится рыхлый слой. Он может быстро отекать, особенно у детей, вызывая ларингоспазм.
Трахея
С трахеи начинаются нижние дыхательные пути. Она продолжает гортань, а затем переходит в бронхи. Орган выглядит как полая трубка, состоящая из хрящевых полуколец, плотно связанных между собой. Длина трахеи около 11 см.
Внизу трахея образует два главных бронха. Эта зона – область бифуркации (раздвоения), она имеет много чувствительных рецепторов.
Трахею выстилает мерцательный эпителий. Его особенность – хорошая способность к всасыванию, что используется при ингаляциях лекарственных средств.
При стенозе гортани в некоторых случаях проводят трахеотомию – рассекают переднюю стенку трахеи и вводят специальную трубку, через которую поступает воздух.
Бронхи
Это система трубок, по ним воздух проходит из трахеи в легкие и обратно. Они имеют и очищающую функцию.
Бифуркация трахеи располагается примерно в межлопаточной зоне. Трахея образует два бронха, которые идут в соответствующее легкое и там разделяются на долевые бронхи, затем на сегментарные, субсегментарные, дольковые, которые делятся на терминальные (концевые) бронхиолы – самые мелкие из бронхов. Вся эта структура называется бронхиальным деревом.
Терминальные бронхиолы имеют диаметр 1 – 2 мм и переходят в дыхательные бронхиолы, от которых начинаются альвеолярные ходы. На концах альвеолярных ходов располагаются легочные пузырьки – альвеолы.
Трахея и бронхи
Изнутри бронхи выстланы мерцательным эпителием. Постоянное волнообразное движение ресничек выводит вверх бронхиальный секрет – жидкость, непрерывно образующуюся железами в стенке бронхов и смывающую все загрязнения с поверхности. Так удаляются микроорганизмы и пыль. Если происходит скопление густого бронхиального секрета, или в просвет бронхов попадает крупное инородное тело, они удаляются с помощью – защитного механизма, направленного на очищение бронхиального дерева.
В стенках бронхов имеются кольцевидные пучки небольших мышц, которые способны «перекрывать» поток воздуха при его загрязнении. Так возникает . При астме этот механизм начинает работать тогда, когда вдыхается обычное для здорового человека вещество, например, пыльца растений. В этих случаях бронхоспазм становится патологическим.
Органы дыхания: легкие
У человека два легких, расположенных в грудной полости. Их основная роль – обеспечить обмен кислородом и углекислым газом между организмом и окружающей средой.
Как устроены легкие? Они расположены по сторонам от средостения, в котором лежит сердце и сосуды. Каждое легкое покрыто плотной оболочкой – плеврой. Между ее листками в норме есть немного жидкости, которая обеспечивает скольжение легких относительно грудной стенки в процессе дыхания. Правое легкое больше левого. Через корень, расположенный с внутренней стороны органа, в него попадают главный бронх, крупные сосудистые стволы, нервы. Легкие состоят из долей: правое – из трех, левое – из двух.
Бронхи, попадая в легкие, делятся на все более мелкие. Концевые бронхиолы переходят в альвеолярные бронхиолы, которые разделяются и превращаются в альвеолярные ходы. Они также разветвляются. На их концах находятся альвеолярные мешочки. На стенках всех структур, начиная с дыхательных бронхиол, открываются альвеолы (дыхательные пузырьки). Из этих образований состоит альвеолярное дерево. Разветвления одной дыхательной бронхиолы в итоге образуют морфологическую единицу легких – ацинус.
Строение альвеол
Устье альвеолы имеет диаметр 0,1 – 0,2 мм. Изнутри альвеолярный пузырек покрыт тонким слоем клеток, лежащих на тонкой стенке – мембране. Снаружи к этой же стенке прилежит кровеносный капилляр. Барьер между воздухом и кровью называется аэрогематическим. Его толщина очень мала – 0,5 мкм. Важной его частью является сурфактант. Он состоит из протеинов и фосфолипидов, выстилает эпителий и сохраняет округлую форму альвеол при выдохе, препятствует попаданию микробов из воздуха в кровь и жидкости из капилляров в просвет альвеолы. У недоношенных детей сурфактант развит плохо, поэтому у них так часто возникают проблемы с дыханием сразу после рождения.
В легких есть сосуды обоих кругов кровообращения. Артерии большого круга несут богатую кислородом кровь от левого желудочка сердца и питают непосредственно бронхи и легочную ткань, как все остальные органы человека. Артерии малого круга кровообращения приносят в легкие венозную кровь из правого желудочка (это единственный пример, когда по артериям течет венозная кровь). Она течет по легочным артериям, затем попадает в легочные капилляры, где и происходит газообмен.
Суть процесса дыхания
Газообмен между кровью и внешней средой, который проходит в легких, называется внешним дыханием. Он происходит из-за разности концентрации газов в крови и воздухе.
Парциальное давление кислорода в воздухе больше, чем в венозной крови. Из-за разницы давления кислород через аэрогематический барьер проникает из альвеол в капилляры. Там он присоединяется к эритроцитам и распространяется по кровеносному руслу.
Газообмен через аэрогематический барьер
Парциальное давление углекислого газа в венозной крови больше, чем в воздухе. Из-за этого углекислый газ покидает кровь и выходит с выдыхаемым воздухом.
Газообмен – непрерывный процесс, продолжающийся, пока есть разница в содержании газов в крови и окружающей среде.
При обычном дыхании через респираторную систему за минуту проходит около 8 литров воздуха. При нагрузке и болезнях, сопровождающихся усилением обмена веществ (например, гипертиреоз), легочная вентиляция усиливается, появляется одышка. Если учащение дыхания не справляется с поддержанием нормального газообмена, в крови снижается содержание кислорода – возникает гипоксия.
Гипоксия также возникает в условиях высокогорья, где количество кислорода во внешней среде снижено. Это приводит к развитию горной болезни.
Анатомическое строение дыхательной системы человека имеет ряд особенностей, и если в функционировании какого-либо из отделов ДС возникают сбои, наступает дыхательная недостаточность. Главными органами ДС являются легкие, покрытые двумя видами плевр с расположенной между ними плевральной полостью. Ниже представлены подробные сведения об анатомии дыхательной системы, расположении и границах её органов.
Строение и расположение бронхов у человека
Главные бронхи (bronchi principals ) в дыхательной системе – правый и левый – отходят от бифуркации трахеи на уровне верхнего края V грудного позвонка, направляются к воротам правого и левого легких, где они делятся на долевые бронхи. Над левым главным бронхом располагается дуга аорты, над правым - непарная вена. Расположение правого бронха более вертикально, он имеет меньшую длину и больший диаметр, чем левый главный бронх. У правого бронха имеется 6-8 хрящей, у левого- 9-12 хрящей. Стенки главных бронхов имеют такое же строение, как и стенки трахеи.
Иннервация трахеи и главных бронхов: ветви возвратных гортанных нервов (из блуждающих нервов и из симпатического ствола).
Кровоснабжение: ветви нижней щитовидной, внутренней грудной артерии, грудной части аорты. Венозная кровь оттекает в плечеголовные вены.
Лимфатические сосуды бронхов в строении дыхательной системы впадают в глубокие шейные латеральные (внутренние яремные) лимфатические узлы, пред- и паратрахеальные, верхние нижние трахеобронхиальные лимфатические узлы.
Особенности строения легких, определение верхних и нижних границ
Легкие (pulmones ) в дыхательной системе человека – правое и левое – располагаются каждое в своей половине грудной полости. Между легкими находятся сердце, дуга аорты, верхняя полая вена, трахея и главные бронхи, образующие средостение (mediastinum).
Строения этих органов дыхательной системы наиболее сложное. Спереди, сзади и сбоку каждое легкое соприкасается с внутренней поверхностью грудной полости. По форме легкое напоминает конус с уплощенной одной стороной и закругленной верхушкой.
В строение легких человека входят три поверхности. Диафрагмальная поверхность (facies diaphragmatica ) вогнутая, обращена к диафрагме. Реберная поверхность (facies costalis) выпуклая, прилежит к внутренней стороне грудной стенки. Средостенная поверхность (facies mediastinalis) прилежит к средостению.
Каждое легкоев дыхательной системе имеет верхушку (apex pulmonis ) и основание (basis pulmonis ) , обращенное к диафрагме. У легкого различают передний край (marqo anterior), который отделяет реберную поверхность от медиальной поверхности. Одна из особенностей строения легких заключается в том, что нижний край (margo inferior) отделяет реберную и медиальную поверхности от диафрагмальной. На переднем крае левого легкого располагается сердечное вдавление (impressio cardiaса), ограниченное снизу язычком легкого (linqula pulmonis).
Каждое легкое в строении дыхательной системы человека с помощью глубоких щелей подразделяется на доли (lobi). У правого легкого три доли (верхняя, средняя и нижняя), разделенные горизонтальной и косой щелями. У левого легкого две доли (верхняя и нижняя), которые разделы косой щелью. Косая щель (fissura obliqua) начинается на заднем крае легкого, на 6-7 см ниже его верхушки, идет вперед и вниз к нижней части переднего края органа, откуда переходит на медиальную сторону легкого и направляется к его воротам. Косая щель у обоих легких в анатомии дыхательной системы отделяет нижнюю долю. Правое легкое имеет также горизонтальную щель (fissura horizontal), которая начинается на его реберной стороне (поверхности) примерно на середине косой щели, идет поперечно к переднему краю,затем поворачивает к воротам правого легкого (на медиальной его поверхности). Горизонтальная щель отделяет V правого легкого среднюю долю от верхней Доли.
Ещё одна особенность строения дыхательной системы – наличие на медиальной поверхности каждого легкого углубления. Это так называемые ворота легкого (hilum pulmonis ) , через которые проходят главный бронх, сосуды и нервы, образующие корень легкого (radix Pulmonis ) .
В воротах правого легкого в определенном порядке, в направлении сверху вниз, располагаются главный бронх, затем легочная артерия, под которой лежат две легочные вены. В воротах левого легкого вверху находится легочная артерия, под ней - главный бронх, еще ниже - две легочные вены.
Говоря об общем строении дыхательной системы, стоит отметить, что в области ворот правый главный бронх делится на три долевых бронха. От долевых бронхов отходят более мелкие сегментарные (третичные) бронхи, которые многократно делятся, вплоть до дыхательных бронхиол.
Особенностью строения органов дыхательной системы является и то, что сегментарный бронх входит в сегмент, который представляет собой участок легкого, основанием обращенный к поверхности органа, а верхушкой - к воротам легкого. В соответствии с ветвлением долевых бронхов на сегментарные бронхи в каждом легком выделяют по 10 сегментов. Рядом с сегментарными бронхами располагаются сегментарные артерии и вены. Сегментарный бронх делится на более мелкие ветви, которых насчитывается в одном сегменте 9-10 порядков. Состоит легочный сегмент из легочных долек.
Бронх диаметром около 1 мм, еще содержащий в своих стенках хрящ, входит в дольку легкого под названием долькового бронха (bronchus lobularis). Внутри легочной дольки этот бронх делится на IB-20 концевых бронхиол (bronchioli terminales), которых в обоих легких около 20 000. Стенки концевых бронхиол хрящей не содержат. Каждая концевая бронхиола делится дихотомически на дыхательные бронхиолы (bronchioli respiratorii), которые на своих стенках имеют легочные альвеолы.
От каждой дыхательной бронхиолы отходят альвеолярные ходы (ductuli alveolares
), имеющие на своих стенках альвеолы и заканчивающиеся альвеолярными мешочками (sacculi alveolares). Стенки этих мешочков состоят из легочных альвеол (alveoli pulmonis). Бронхи различных порядков, начиная от главного бронха, служащие в легком для проведения воздуха в сторону концевых бронхиол, образуют в легком бронхиальное дерево (arbor bronchialis). Дыхательные бронхиолы, отходящие от концевой бронхиолы, а также альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы легкого образуют альвеолярное дерево (arbor alveolaris), или легочный ацинус. Газообмен между воздухом и кровью происходит в альвеолах легочного ацинуса.
Определение границ легких осуществляется по следующей схеме. Верхушка легкого спереди выступает над ключицей на 2 см, а над I ребром - на 3-4 см. Сзади верхушка легкого проецируется на уровне остистого отростка VII шейного позвонка. От верхней границы правого легкого его передняя граница идет вниз к правому грудино-ключичному суставу, затем проходит через середину рукоятки грудины. Далее граница правого легкого опускается позади тела грудины, левее срединной линии, до хряща VI ребра, где переходит в нижнюю границу легкого.
Нижняя граница правого легкого пересекает по среднеключичной линии VI ребро, по передней подмышечной линии - VII ребро, по средней подмышечной линии - VIII ребро, по задней подмышечной линии - IX ребро, по лопаточной линии - X ребро, по околопозвоночной линии заканчивается на уровне XI ребра. Здесь нижняя граница легкого резко поворачивает кверху и переходит в заднюю его границу, идущую по головке II ребра.
Верхушка левого легкого также расположена над ключицей на 2 см и над I ребром на 3-4 см. Передняя граница направляется к левому грудино-ключичному суставу, затем через середину рукоятки грудины и позади ее тела опускается до уровня хряща IV ребра. Далее передняя граница левого легкого отклоняется влево, идет вдоль нижнего края хряща IV ребра до окологрудинной линии, где резко поворачивает вниз, пересекает четвертый межреберный промежуток и хрящ V ребра. На уровне хряща VI ребра передняя граница левого легкого круто переходит в его нижнюю границу.
Нижняя граница левого легкого располагается примерно на полребра ниже, чем нижняя граница правого легкого. По околопозвоночной линии нижняя граница левого легкого переходит в заднюю его границу, проходящую слева вдоль позвоночника.
Иннервация легких: легочные ветви блуждающих нервов и симпатического ствола.
Кровоснабжение: по левой и правой легочным артериями в легкие поступает венозная кровь, которая в результате газообмена обогащается кислородом, отдает углекислоту и становится артериальной Артериальная кровь из легких по легочным венам оттекает в левое предсердие. Артериальная кровь в легкие поступает по бронхиальным ветвям из грудной части аорты. Кровь от стенок бронхов по бронхиальным венам оттекает в притоки легочных вен.
Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, нижние и верхние трахеобронхиальные лимфатические узлы.
Строение и границы плевры и плевральной полости
Плевра (pleura ) , являющаяся серозной оболочкой, покрывает оба легких, заходит в щели между их долями, а также выстилает стенки грудной полости. В связи с этим выделяют висцеральную (легочную) и париетальную (пристеночную) плевру.
Париетальная плевра (pleura parietalis ) выстилает прилежащие и легкому стенки грудной полости. Висцеральная плевра (pleura visceralis ) срастается с тканью легкого, покрывает его со всех сторон, заходит в щели между долями, а в области корня легкого переходит в париетальную плевру. Книзу от корня легкого висцеральная плевра образует вертикально расположенную легочную связку (lig. pulmonale). В строении париетальной плевры различают реберную, медиастинальную и диафрагмальную части. Реберная плевра (pleura costalis) покрывает изнутри внутреннюю поверхность грудной полости и переходит в медиастинальную плевру возле грудины и у позвоночника. Медиастинальная плевра (pleura mediastinalis) прилежит сбоку к органам средостения, сращена с перикардом. В области корня легкого медиастинальная плевра переходит в висцеральную плевру. На уровне I ребра реберная и медиастинальная плевры переходят друг в друга и образуют купол плевры (cupula pleuralis). Внизу реберная и медиастинальная плевры переходят в диафрагмальную плевру (pleura diaphragmatica), покрывающую сверху диафрагму.
Между париетальной и висцеральной плеврой имеется плевральная полость (cavitas pleuralis
)
, которая содержит незначительное количество серозной жидкости. Плевральная жидкость (liquor pleuralis) увлажняет листки плевры, устраняет трение их друг о друга при дыхании. В местах перехода реберной плевры в медиастинальную и в диафрагмальную плевру в строении плевральной полости имеются углубления - плевральные синусы (sinus pleuralis
)
. Реберно-диафрагмальный синус (sinus costodiaphragmaticus) находится в месте перехода реберной плевры в диафрагмальную. Диафрагмально-медиастинальный синус (sinus phrenicomediastinalis
)
расположен в месте перехода медиастинальной плевры в диафрагмальную. Реберно-медиастинальный синус (sinus costo-mediastinalis) находится при переходе переднего отдела реберной плевры в медиастинальную плевру.
Говоря о строении плевры, важно представлять её границы. Границы плевры, передняя и задняя, а также купол плевры соответствуют границам правого и левого легких. Нижняя граница плевры расположена на 2-3 см (на одно ребро) ниже соответствующей границы легкого. Нижняя граница плевры пересекает VII ребро по среднеключичной линии, VIII ребро - по передней подмышечной, IX ребро - по средней подмышечной, X ребро - по задней подмышечной, XI ребро - по лопаточной линии. На уровне шейки XII ребра париетальная плевра резко поворачивает вверх и уходит вдоль задней ее границы. Передние границы правой и левой реберной плевры вверху и внизу расходятся, образуя межплевральные поля. Верхнее межплевральное поле располагается позади рукоятки грудины и содержит тимус. Нижнее межплевральное поле, в котором расположена передняя часть перикарда, находится позади нижней половины тела грудины.
