Система дыхания у человека. Отделы дыхательной системы, особенности строения

Дыхательная система (systema respiratorium)

Общие данные

Дыхательная система выполняет функцию газообмена между внешней средой и организмом и включает следующие органы: полость носа, гортань, трахею, или дыхательное горло, главные бронхи и легкие. Проведение воздуха из полости носа в гортань и обратно происходит через верхние отделы глотки (носоглотки и ротоглотки), которая изучается вместе с органами пищеварения. Полость носа, гортань, трахея, главные бронхи и их разветвления внутри легких служат для проведения вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и являются воздухонососными, или дыхательными, путями, Посредством их осуществляется внешнее дыхание - обмен воздуха между внешней средой и лёгкими. В клинике принято полость носа вместе с носоглоткой и гортанью называть верхними дыхательными путями, а трахею и остальные органы, участвующие в проведении воздуха, - нижними дыхательными путями. Все органы, относящиеся к дыхательным путям, имеют твёрдый скелет, представленный в стенках полости носа костями хрящами, а в стенках гортани, трахеи и бронхов - хрящами. Благодаря такому скелету дыхательные пути не спадаются и по ним свободно циркулирует воздух во время дыхания. Изнутри дыхательные пути выстланы слизистой оболочкой, снабжённой почти на всём протяжении мерцательным эпителием. Слизистая оболочка участвует в очищении вдыхаемого воздуха от пылевых частиц, а также в его увлажнении и сгорании (если он сухой и холодный) Внешнее дыхание происходит благодаря ритмичным движениям грудной клетки. Во время вдоха воздух по воздухоносным путям поступает в альвеолы, а во время выдоха - из альвеол наружу. Лёгочные альвеолы имеют строение, отличающееся от воздухоносных путей (см. ниже), и служат для диффузии газов: из находящегося в альвеолах воздуха (альвеолярный воздух) в кровь поступает кислород, а обратно- углекислый газ. Артериальная кровь, оттекающая из легких, транспортирует кислород во все органы тела, а венозная кровь, протекающая в легкие, доставляет обратно углекислый газ.

Дыхательная система, кроме того, выполняет и другие функции. Так, в полости носа находится орган обоняния, гортань является органом звукообразования, через легкие выделяются водные пары.

Полость носа

Полость носа является начальным отделом дыхательной системы. B полость носа ведут два входных отверстия - ноздри, а посредством двух задних отверстий - хоан она сообщается с носоглоткой. К верху по полости носа находится передняя черепная ямка. К низу – полость рта, а по бокам -глазницы и верхнечелюстные пазухи. Хрящевой скелет носа состоит из следующих хрящей: бокового хряща (парный), большого хряща крыла носа (парный), малых хрящей крыла, хряща перегородки носа. В каждой половине полости носа на боковой стенке находятся три носовые раковин: верхняя, средняя и нижняя. Раковины разделяют три щелевидных пространство: верхний, средний и нижний носовые ходы. Между перегородкой и носовыми раковинами имеется общий носовой ход. Переднюю меньшую часть полости носа называют преддверием носа, а заднюю большую часть - собственно полостью носа. Слизистая оболочка полости носа покрывает все ее стенки носовые раковины. Она выстлана цилиндрическим мерцательным эпителием, содержит большое количество слизистых желез и кровеносных сосудов. Реснички мерцательного эпителия колеблются по направлению к хоаном и способствуют задержанию пылевых частиц. Секрет слизистых желез смачивает слизистую оболочку, при этом обволакивает пылевые частицы и увлажняет сухой воздух. Кровеносные сосуды образуют сплетения. Особенно густые сплетения венозных сосудов находятся в области нижней носовой раковины и по краю средней носовой раковины. Они называются пещеристыми и при повреждениях могут давать обильные кровотечения. Наличие большого количества сосудов в слизистой оболочке сосудов способствует согреванию вдыхаемого воздуха. При неблагоприятных воздействиях (температурные, химические и др.) слизистая оболочка носа способна набухать, что вызывает затруднение носового дыхания. Слизистая оболочка верхней носовой раковины и верхнего отдела перегородки носа содержит специальные обонятельные и опорные клетки составляющие орган обоняния, и носит название обонятельной области. Слизистая оболочка остальных отделов полости носа составляет дыхательную область (при спокойном дыхании воздух проходит преимущественно через нижний и средний носовые ходы). Воспаление слизистой оболочки носа называется ринитом (от греч. Rhinos - нос). Наружный нос (nasus exte rn us). Вместе с полостью носа рассматривают наружный нос. В образовании наружного носа участвуют носовые кости, лобные отростки верхнечелюстных костей, носовые хрящи и мягкие ткани (кожа, мьшцы). В наружном носе различают корень носа, спинку и верхушку. Нижнебоковые отграниченные бороздками отдели наружного носа называются крыльями. Величина и форма наружного носа индивидуально варьируют. Околоносовые пазухи. В полость носа с помощью отверстий открываются верхнечелюстная (парная), лобная, клиновидная и решетчатые пазухи. Они называются околоносовыми пазухами, или придаточными пазухами носа. Стенки пазух выстланы слизистой оболочкой, являвшейся продолжением слизистой оболочки полости носа. Околоносовые пазухи участвуют в согревания вдыхаемого воздуха и является звуковыми резонаторами. Верхнечелюстная пазуха (гайморова пазуха) находится в теле одноимённой кости. Лобная и клиновидная пазухи находятся в соответствующих костях и каждая разделена перегородкой на две половины. Решётчатые пазухи состоят из множества маленьких полостей - ячеек ; они подразделяются на передние, средние и задние. Верхнечелюстная, лобная пазухи и передние и средние ячейки решетчатых пазух открываются в средний носовой ход, а клиновидная пазуха и задние ячейки решетчатые пазухи - в верхний носовой ход. В нижний носовой ход открывается слёзно-носовой канал. Следует иметь в виду, что околоносовые пазухи у новорождённого отсутствуют или очень малых размеров; развитие их происходит после рождения. В лечебной практике не редко встречаются воспалительные заболевания околоносовых пазух, например гайморит - воспаление верхнечелюстной пазухи, фронтит - воспаление лобной пазухи и др.

Гортань (larynx)

Гортань располагается в переднем отделе шеи на уровне IV - VI шейных позвонков. Вверху она с помощью перепонки подвешена к подъязычной кости, внизу связками соединена с трахеей. Спереди гортани находятся подъязычные мышцы шеи, позади- гортанная часть глотки, а по бокам- доли щитовидной железы н сосудисто-нервный пучок шеи (общая сонная артерия, внутренняя яремная вена, блуждающий нерв). Вместе с подъязычная костью гортань смещается вверх и вниз во время глотания. У новорожденного гортань располагается на уровне II- IV шейных позвонков, но в процессе роста ребенка они занимает более низкое положение. Скелет гортани образован хрящами; к хрящам прикреплены мышцы; изнутри гортань выстланная слизистой оболочкой. Хрящи гортани - щитовидны, перстневидный, надгортанный и черпаловидный (парный) соединены между собой с помощью суставов и связок. Щитовидный хрящ самый крупный из хрящей гортани. Он лежит спереди, легко прощупывается и состоит из двух соединенных под углом пластинок. У многих мужчин щитовидный хрящ образует хорошо различимый выступ, называемый кадыком. Перстневидный хрящ находится ниже щитовидного хряща в основании гортани. В нем различают переднюю суженную часть - дугу и заднюю широкую пластинку. Надгортанный хрящ, или надгортанник, расположен позади корня языка и ограничивает вход в гортань спереди. Он имеет форму листа и своим суженным концом прикреплен к внутренней поверхности вырезки у верхнего края щитовидного хряща. Во время глотания надгортанник закрывает вход в гортань. Черпаловидные хрящи (правый и левый) лежат над пластинкой перстневидного хряща. В каждом из них различают основание и верхушку; у основания имеются два выступа - мышечный и голосовой отростки. К мышечному отростку прикрепляются многие мышцы гортани, a к голосовому- голосовая связка. Помимо названных, в гортани имеются небольшие хрящи – рожковидные и клиновидные (парные). Они лежат над верхушками черпаловидных хрящей. Хрящи гортани смещаются по отношению друг к другу при сокращении мышц гортани.

Полость гортани – имеет форму песочных часов. В ней различают верхний расширенный отдел- преддверие гортани, средний суженый отдел и нижний расширенный отдел - подголосовая полость. С помощью отверстия, называемого входом в гортань, преддверие сообщается с глоткой. Подголосовая полость переходит в полость трахей.

Слизистая оболочка выстилает полость гортани и на боковых стенках её суженной части образует две парные складки: верхняя из них называется преддверной, а нижняя – голосовой. Между преддверной и голосовой складками с каждой стороны имеются слепое углубление – желудочек гортани. Две голосовые складки (правая и левая) ограничивают голосовую щель (rima glottidis) идущую в сагиттальном направлении. Небольшая задняя часть этой щели ограничена черпаловидными хрящами. В толще каждой голосовой складки находится одноимённая связка и мышцы. Голосовые связки (ligamentum vocale), правая и левая, идут в сагиттальном направлении от внутренней поверхности угла щитовидного хряща к голосовому отростку черпаловидного хряща. Слизистая оболочка верхнего отдела гортани очень чувствительна: при различимых раздражениях её (частицы пищи, пыль, химические вещества и др.) рефлекторно вызывается кашель. Гортань не только служит для проведения воздуха, но и является органов звукообразования. Мышцы гортани при сокращении вызывают колебательные движения голосовых связок, передающиеся струе выдыхаемого воздуха. В результате этого возникают звуки, которые с помощью других органов, выполняющих роль резонаторов (глотки, мягкое, нёбо, язык и т.п.) становятся членораздельными. Воспаление слизистой оболочки гортани называется ларингитом.

Дыхательное горло или трахея (trachea) Дыхательное горло, или трахея, имеет форму трубки длиной 9-15см., а диаметром 1,5-2‚7см. Она начинается от гортани на уровне границы V-VII шейных позвонков, через верхнее отверстие грудной клетки переходит в грудную полость, где на уровне V грудного позвонка делится на два главных бронха - правый и левый. Это разделение носит название бифуркации трахеи (бифуркация - раздвоение, вилка). В соответствии с местоположением трахеи различают два отдела - шейный и грудной. Спереди от трахеи находятся подъязычные мышцы шеи, перешеек щитовидной железы, рукоятка грудницы и другие образования; сзади к ней приложит пищевод, а с боков - сосуды и нервы. Скелет трахеи составляют I6-20 неполных хрящевых колец, соединённых между собой связками. Задняя прилежащая к пищеводу стенка трахеи мягкая и называется перепончатой. Она состоит из соединительной и гладкой мышечной ткани. Изнутри трахея выстлана слизистой оболочкой, содержащей много слизистых желез и лимфатических узелков. Воспаление слизистой оболочки трахеи называется трахеитом.

Главные бронхи (bronchi princippales )

Главные бронхи, правый и левый, идут от трахеи в соответствующее легкое, в воротах которого делится на долевые бронхи. Правый главный бронх шире, но короче левого и отходит от трахеи более отвесно, поэтому при попадании инородных тел в нижние дыхательные пути они обычно проникают в правый бронх. Стенки главных бронхов, как и трахеи, состоят из неполных хрящевых колец, соединённых связками, перепонки и слизистой оболочки. Длина правого бронха 1-3см., а левого 4-6см. Над правым бровкам проходит непарная вена, а над левым - дуга аорты.

Лёгкие (pulmones )

Легкие, правое и левое, занимают большую часть грудной полости. По форме легкое напоминает конус. В нём различают нижнюю расширенную часть – основание (basis pulmonis) и верхнюю суженную часть – верхушку (arex pulmonis). Основание лёгкого обращено к диафрагме, а верхушка выступает в область шеи на 2-3 см. выше ключицы. На лёгком имеются три поверхности – рёберная, диафрагмальная и медиальная и два края – передний и нижний. Выпуклая рёберная и вогнутая диафрагмальная поверхности лёгкого прилежат соответственно к рёбрам и диафрагме и повторяют их форму (рельеф). Медиальная поверхность лёгкого вогнутая, обращена к органам средостения и к позвоночнику, поэтому подразделяется на две части- средостенную и позвоночную. На средостенной части левого легкого имеется вдавление от сердца, а на его переднем крае – сердечная вырезка. Оба края лёгкого острые; передний край отграничивает рёберную поверхность от медиальной, а нижний край – рёберную поверхность от диафрагмальной. На средостенной части медиальной поверхности лёгкого имеется углубление – ворота лёгкого (hilus pulmonis). Через ворота лёгкого проходят бронхи, лёгочная артерия, две лёгочные вены, нервы, лимфатические сосуды, а также бронхиальные артерии и вены. Все эти образования у ворот лёгкого объединены соединительной тканью в общий пучок, называемый корнем лёгкого (radix pulmonis). Правое легкое по объему больше и состоит из трех долей: верхней, средней и нижней. Левое легкое пo объему меньше и разделено на две доли- верхнюю и нижнюю. Между долями проходят глубокие междолевые щели: две (косая и горизонтальная) нa правом и одна (косая) на левом лёгком. Доли лёгкого подразделяется на бронхо-лёгочные сегменты; сегменты состоят из долек, а дольки – из ацинусов. Ацинусы являются функционально- анатомическими единицами лёгкого, с которыми связана основная функция лёгких - газообмен.

Главные бронхи в области ворот соответствующего лёгкого подразделяются на долевые бронхи: правый на три, а левый на два бронха. Долевые бронхи внутри лёгкого в свою очередь делятся на сегментарные бронхи. Каждый сегментарный бронх внутри своего сегмента образует несколько порядков более мелких бронхов. Самые мелкие из них называются дольковыми бронхами. Каждый дольковый бронх внутри делится на 12-18 меньших по диаметру трубочек, называемых конечными бронхиолами (они имеют диаметр около 1мм.) каждая конечная бронхиола делится на две дыхательные бронхиолы, которые переходят в расширения- альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Стенки ходов и мешочков состоят из округлых выпячивании – альвеол.

Все разветления бронхов внутри лёгкого составляют бронхиальное дерево.

Строение стенки крупных бронхов такое же, как трахеи и главных бронхов. В стенках средних и мелких бронхов вместе гиалиновых хрящевых полуколец имеются хрящевые эластические пластинки разной ветчины. В стенках бронхиол в отличие от бронхов хрящей нет. Слизистая оболочка бронхов и бронхиол выстлана мерцательным эпителием разной толщины и содержит соединительную ткань, а также гладкие мышечные клетки, образующие тонкую мышечную пластинку. Длительное сокращение мышечной пластинки в мелких бронхах и бронхиолах вызывает их сужение и затруднение дыхания. Бронхолёгочный сегмент - это часть доли лёгкого, соответствующая одному сегментарному бронху и всем его разветвлениям. Он имеет форму конуса или пирамиды и отделён от соседних сегментов прослойками соединительной ткани. В каждый сегмент входит и в нём разделяется ветвь легочной артерии. Согласно международной классификации в правом лёгком различают 11 сегментов: три - в верхней доле, два - в средней и шесть - B нижней доле. В левом легком - 10 сегментов: четыре - в верхней и шесть-в нижней доле. Сегментарное строение легких учитывается врачами разных специальностей, например хирургами при операциях на лёгких. Ацииусом (acinus - гроздь) называется часть дольки лёгкого, включающая одну конечную бронхиолу и все ее разветвления (две дыхательные бронхиолы и соответствующие им альвеолярные ходы, мешочки и альвеолы). Каждая легочная долька включает 12-18 ацинусов. Всего в легких насчитывается до 800 тыс. ацинусов.

Ленточные альвеолы представляют собой выпячивание в форме полушария диаметром до 0.25 мм. Они выстланы не слизистой оболочкой, а однослойным плоским эпителием (дыхательный, или респираторный, эпителий) ‚расположенным на сети эластических волокон, и снаружи оплетены кровеносными капиллярами. Благодаря эластическим волокнам, находящимся в стенках альвеол, возможно увеличение и уменьшение их объёма во время входа и выхода. Толщина стенки альвеолы и прилежащих капилляров вместе составляет около 0.5 мкм; через такую мембрану и происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью. Общее количество альвеол в лёгких колеблется в пределах 300-500 млн, а их поверхность (дыхательная поверхность) достигает во время вдоха 100-200м2. Воспаление легких - пневмония (от греч. Pneumoon - лёгкое).

Плевра (pleura )

Легкие покрыты серозной оболочкой - плеврой. Около каждого легкого она образует замкнутый плевральный мешок. Плевра представляет собой тонкую блестящую пластинку и состоит соединительнотканной основы, выстланной со свободной поверхности плоскими клетками мезотелия. В плевре, как и в других серозных оболочках, различают два листка: внутренностный - висцеральная (легочная) плевре и пристеночный - париетальная (пристеночная) плевра. Легочная плевра плотно сращена с веществом легкого. Париетальная плевра покрывает изнутри стенки грудной клетки и средостение. В зависимости от местоположения в париетальной плевре различают три части: реберную плевру (покрывает ребро и межрёберные мышцы, выстланные внутригрудной фасцией), диафрагмальную плевру (покрывает диафрагму за исключением сухожильного центра), средостенную или медиастинальную плевру (ограничивает с боков средостение и сращена с околосердечной сумкой). Часть париетальной плевры, находящаяся над верхушкой легкого, носит название купола плевры. Париетальная плевра по корню легкого переходит в легочную плевру, при этом ниже корня лёгкого образует складку (легочная складка). В местах перехода одной части париетальной плевры в другую имеются щелевидные углубления, или плевральные синусы (sinus pleuralis). Наибольшее углубление - рёберно-диафрагмальный синус, правый и левый, образован нижней частью реберной плевры и прилежащей частью диафрагмальной. Слева, в области сердечной вырезки на переднем крае левого лёгкого, имеется сравнительно большое рёберно-средостенное углубление - рёберно - медиастинальный синус. Плевральные синусы является запасными пространствами, в которые смещаются лёгкие во время вдоха. Между легочной и париетальной плеврами имеется щелевидное пространство - полость плевры (cavum pleurae). Полость плевры содержит небольшое количество серозной жидкости, которая капиллярным слоем увлажняет прилежащие друг к другу листки плевры и уменьшает трение между ними. Эта жидкость способствует также тесному прилеганию листков плевры что является важным фактором в механизме вдоха. В полости плевры воздух отсутствует и давление в ней отрицательное. Правая и левая плевры между собой не сообщаются. Травма грудной клетки с повреждением пристеночной плевры может вызывать поступление воздуха в полость плевры - пневмоторакс. Воспаление плевры называется плевритом.

Средостение (mediastinum)

Средостением называют пространство, занятое комплексом органов, расположенных в грудной полости между двумя плевральными мешками. Это пространство ограничено спереди грудиной и частично хрящами рёбер, сзади – грудным отделом позвоночника, по бокам – средостенными плеврами, снизу - сухожильным центром диафрагмы, а вверху через верхнее отверстие грудной клетки сообщается с областью шеи. Условно проведённой через корни лёгких фронтальной плоскостью средостение подразделяется на переднее и заднее . В состав переднего средостения входят сердце с околосердечной сумкой (перикард), вилочковая железа, диафрагмальные нервы и сосуды - восходящая аорта, лёгочный ствол, верхняя полая вена и др. Заднее средостение включает пищевод, блуждающие нервы, грудную аорту, грудной лимфатический проток, непарную и полунепарную вены и др. между органами средостения находится клетчатка (жировая соединительная ткань).

Дыхание человека - сложный физиологический механизм, обеспечивающий обмен кислородом и углекислым газом между клетками и внешней средой.

Кислород постоянно поглощается клетками и одновременно идет процесс удаления из организма углекислого газа, который образуется в результате биохимических реакций, протекающих в организме.

Кислород участвует в реакциях окисления сложных органических соединений с их конечным распадом до углекислого газа и воды, в ходе чего образуется необходимая для жизни энергия.

Кроме жизненно необходимого газообмена, внешнее дыхание обеспечивает другие важные функции в организме , например способность к звукообразованию .

В этом процессе участвуют мышцы гортани, дыхательные мышцы, голосовые связки и полость рта, а сам он возможен только при выдохе. Вторая важная «недыхательная» функция - обоняние .

Кислород в нашем организме содержится в небольшом количестве - 2,5 — 2,8 л, причем около 15 % этого объема находится в связанном состоянии.

В покое человек в минуту потребляет приблизительно 250 мл кислорода и удаляет около 200 мл углекислого газа.

Таким образом, при остановке дыхания запаса кислорода в нашем организме хватает всего на несколько минут, затем наступает повреждение и гибель клеток, в первую очередь страдают клетки ЦНС.

Для сравнения: без воды человек способен прожить 10-12 суток (в организме человека запас воды в зависимости от возраста составляет до 75 %), без еды - до 1,5 мес.

При интенсивной физической нагрузке расход кислорода резко возрастает и может доходить до 6 л в минуту.

Дыхательная система

Функцию дыхания в организме человека осуществляет дыхательная система , в которую входят органы внешнего дыхания (верхние дыхательные пути, легкие и грудная клетка, включая ее костно-хрящевой каркас и нервно-мышечную систему), органы транспорта газов кровью (сосудистая система легких, сердце) и регуляторные центры, обеспечивающие автоматизм дыхательного процесса.

Грудная клетка

Грудная клетка образует стенки грудной полости, в которой расположены сердце, легкие, трахея и пищевод.

Она состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар ребер, грудины и соединений между ними. Передняя стенка грудной клетки короткая, она сформирована грудиной и реберными хрящами.

Задняя стенка образована позвонками и ребрами, тела позвонков расположены в грудной полости. Ребра соединены между собой и с позвоночником подвижными суставами и принимают активное участие в дыхании.

Промежутки между ребрами заполнены межреберными мышцами и связками. Изнутри грудная полость выстлана пристеночной, или париетальной, плеврой.

Дыхательные мышцы

Дыхательные мышцы подразделяют на осуществляющие вдох (инспираторные) и осуществляющие выдох (экспираторные). К основным инспираторным мышцам относят диафрагму, наружные межреберные и внутренние межхрящевые мышцы.

К вспомогательным инспираторным мышцам принадлежат лестничные, грудиноключично -сосцевидные, трапециевидные, большие и малые грудные.

К экспираторным мышцам относят внутренние межреберные, прямые, подреберные, поперечные, а также наружную и внутреннюю косые мышцы живота.

Разум - хозяин чувств, а дыхание - хозяин разума.

Диафрагма

Поскольку грудобрюшная перегородка, диафрагма, имеет крайне важное значение в процессе дыхания, рассмотрим ее строение и функции более подробно.

Эта обширная изогнутая (выпуклостью кверху) пластина полностью разграничивает брюшную и грудную полости.

Диафрагма - главная дыхательная мышца и важнейший орган брюшного пресса.

В ней выделяют сухожильный центр и три мышечные части с названиями по тем органам, от которых они начинаются, соответственно выделяют реберную, грудинную и поясничную области.

При сокращении купол диафрагмы удаляется от стенок грудной клетки и уплощается, за счет чего увеличивается объем грудной полости и уменьшается объем брюшной полости.

При одновременном сокращении диафрагмы с мышцами брюшного пресса повышается внутрибрюшное давление.

Следует учесть, что к сухожильному центру диафрагмы крепятся париетальная плевра, перикард и брюшина, то есть перемещение диафрагмы смещает органы грудной и брюшной полости.

Дыхательные пути

К дыхательным путям относят путь, который воздух проходит от носа до альвеол.

Их делят на воздухоносные пути, расположенные вне грудной полости (это носовые ходы, глотка, гортань и трахея) и внутригрудные дыхательные пути (трахея, главные и долевые бронхи).

Процесс дыхания условно можно разделить на три этапа:

Внешнее, или легочное, дыхание человека;

Транспорт газов кровью (транспортировка кислорода кровью к тканям и клеткам, одновременно удаление из тканей углекислого газа);

Тканевое (клеточное) дыхание, которое осуществляется непосредственно в клетках в специальных органеллах.

Внешнее дыхание человека

Мы рассмотрим основную функцию аппарата дыхания - внешнее дыхание, при котором происходит газообмен в легких, то есть поступление кислорода к дыхательной поверхности легких и удаление углекислого газа.

В процессе внешнего дыхания принимают участие собственно аппарат дыхания, включающий воздухоносные пути (нос, глотка, гортань, трахея), легкие и инспираторные (дыхательные) мышцы, расширяющие грудную клетку во всех направлениях.

Подсчитано, что в среднем суточная вентиляция легких составляет около 19 000-20 000 л воздуха, а за год через легкие человека проходит более 7 млн л воздуха.

Легочная вентиляция обеспечивает газообмен в легких и снабжается благодаря чередованию вдоха (инспирации) и выдоха (экспирации).

Вдох - это активный процесс за счет инспираторных (дыхательных) мышц, основные из которых - диафрагма, наружные косые межреберные мышцы и внутренние межхрящевые мышцы.

Диафрагма - это мышечно-сухожильное образование, разграничивающее брюшную и грудную полости, при ее сокращении увеличивается объем грудной клетки.

При спокойном дыхании диафрагма смещается вниз на 2-3 см, а при глубоком форсированном экскурсия диафрагмы может достигать 10 см.

При вдохе за счет расширения грудной клетки пассивно увеличивается объем легких, давление в них становится ниже атмосферного, что дает возможность проникать в них воздуху. Во время вдоха воздух первоначально проходит через нос, глотку и затем поступает в гортань. Носовое дыхание у человека очень важно, так как при прохождении воздуха через нос происходит увлажнение и согревание воздуха. Кроме того, эпителий, выстилающий полость носа, способен задерживать мелкие инородные тела, поступающие с воздухом. Таким образом, воздухоносные пути также выполняют очистительную функцию.

Гортань находится в передней области шеи, сверху она соединена с подъязычной костью, снизу переходит в трахею. Спереди и с боков располагаются правая и левая доли щитовидной железы. Гортань участвует в акте дыхания, защите нижних дыхательных путей и голосообразовании, состоит из 3 парных и 3 непарных хрящей. Из этих образований в процессе дыхания важную роль выполняет надгортанник, который предохраняет дыхательные пути от попадания инородных тел и пищи. В гортани условно выделяют три отдела. В среднем отделе расположены голосовые связки, которые образуют самое узкое место гортани - голосовую щель. Голосовые связки играют основную роль в процессе звукообразования, а голосовая щель - при дыхательной практике.

Из гортани воздух поступает в трахею. Трахея начинается на уровне 6-го шейного позвонка; на уровне 5-го грудного позвонка она делится на 2 главных бронха. Сама трахея и главные бронхи состоят из незамкнутых хрящевых полуколец, что обеспечивает их постоянную форму и не дает им спадаться. Правый бронх шире и короче левого, расположен вертикально и служит продолжением трахеи. Он делится на 3 долевых бронха, так как правое легкое разделяется на 3 доли; левый бронх - на 2 долевых бронха (левое легкое состоит из 2 долей)

Затем долевые бронхи делятся дихотомически (надвое) на бронхи и бронхиолы более мелких размеров, заканчиваясь дыхательными бронхиолами, на конце которых расположены альвеолярные мешочки, состоящие из альвеол - образований, в которых, собственно, и происходит газообмен.

В стенках альвеол находится большое количество мельчайших кровеносных сосудов - капилляров, которые служат для проведения газообмена и дальнейшей транспортировки газов.

Бронхи с разветвлением их на более мелкие бронхи и бронхиолы (до 12-го порядка стенка бронхов включает в себя хрящевую ткань и мышцы, это препятствует спадению бронхов во время выдоха) внешне напоминают дерево.

К альвеолам подходят терминальные бронхиолы, которые являются разветвлением 22-го порядка.

Количество альвеол в организме человека достигает 700 млн, а их суммарная площадь составляет 160 м2.

К слову, наши легкие имеют огромный резерв; в покое человек использует не более 5 % дыхательной поверхности.

Газообмен на уровне альвеол идет непрерывно, он осуществляется методом простой диффузии за счет разницы парциального давления газов (процентного со-отношения давления различных газов в их смеси).

Процентное давление кислорода в воздухе составляет около 21 % (в выдыхаемом воздухе его содержание - приблизительно 15 %), углекислого газа - 0,03 %.

Видео «Газообмен в легких»:

Спокойный выдох - пассивный процесс за счет нескольких факторов.

После прекращения сокращения инспираторных мышц ребра и грудина опускаются (за счет силы тяжести) и грудная клетка уменьшается в объеме, соответственно, увеличивается внутригрудное давление (становится выше атмосферного) и воздух устремляется наружу.

Легкие сами по себе обладают эластической упругостью, которая направлена на уменьшение объема легких.

Этот механизм обусловлен наличием пленки, выстилающей внутреннюю поверхность альвеол, которая содержит сурфактант - вещество, обеспечивающее поверхностное натяжение внутри альвеол.

Так, при перерастяжении альвеол сурфактант ограничивает этот процесс, стремясь сократить объем альвеол, в то же время не позволяя им спадаться полностью.

Механизм эластической упругости легких также обеспечивается за счет мышечного тонуса бронхиол.

Активный процесс с участием вспомогательных мышц.

В качестве экспираторных мышц при глубоком выдохе выступают мышцы живота (косые, прямая и поперечные), при сокращении которых возрастает давление в брюшной полости и поднимается диафрагма.

К вспомогательным мышцам, обеспечивающим выдох, также можно отнести межреберные внутренние косые мышцы и мышцы, сгибающие позвоночник.

Внешнее дыхание можно оценить с помощью нескольких параметров.

Дыхательный объем. Количество воздуха, которое в спокойном состоянии поступает в легкие. В покое норма составляет приблизительно 500-600 мл.

Объем вдоха немного больше, так как углекислого газа выдыхается меньше, чем поступает кислорода.

Альвеолярный объем . Часть дыхательного объема, которая участвует в газообмене.

Анатомическое мертвое пространство. Образуется в основном за счет верхних дыхательных путей, которые заполнены воздухом, но сами не участвуют в газообмене. Оно составляет около 30 % от дыхательного объема легких.

Резервный объем вдоха. Количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после обычного вдоха (может достигать 3 л).

Резервный объем выдоха. Остаточный воздух, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (у отдельных людей достигает 1,5 л).

Частота дыхания. В среднем составляет 14-18 дыхательных циклов в минуту. Она обычно возрастает при физической на-грузке, стрессе, беспокойстве, когда организму требуется больше кислорода.

Минутный объем легких . Определяется с учетом дыхательного объема легких и частоты дыхания в минуту.

В нормальных условиях продолжительность фазы выдоха длиннее, чем вдоха, приблизительно в 1,5 раза.

Из характеристик внешнего дыхания важен еще тип дыхания.

Он зависит от того, осуществляется ли дыхание только с помощью экскурсии грудной клетки (грудной, или реберный, тип дыхания) либо в процессе дыхания основное участие принимает диафрагма (брюшной, или диафрагмальный, тип дыхания).

Дыхание находится выше сознания.

Для женщин более характерен грудной тип дыхания, хотя физиологически более оправдано дыхание с участием диафрагмы.

При этом виде дыхания лучше вентилируются нижние отделы легких, увеличивается дыхательный и минутный объем легких, организм затрачивает меньше энергии на процесс дыхания (диафрагма движется легче, чем костно-хрящевой каркас грудной клетки).

Параметры дыхания на протяжении всей жизни человека регулируются автоматически, в зависимости от потребностей в определенное время.

Центр регуляции дыхания состоит из нескольких звеньев.

В качестве первого звена регуляции выступает необходимость поддержания на постоянном уровне напряжения кислорода и углекислого газа в крови.

Эти параметры постоянны, при выраженных нарушениях организм может существовать всего несколько минут.

Второе звено регуляции - периферические хеморецепторы, расположенные в стенках сосудов и тканях, которые реагируют на снижение уровня кислорода крови либо на повышение уровня углекислого газа. Раздражение хеморецепторов вызывает изменение частоты, ритма и глубины дыхания.

Третье звено регуляции - собственно дыхательный центр, который состоит из нейронов (нервных клеток), расположенных на различных уровнях нервной системы.

Различают несколько уровней дыхательного центра.

Спинальный дыхательный центр , расположенный на уровне спинного мозга, иннервирует диафрагму и межреберные мышцы; его значение - в изменении силы сокращения этих мышц.

Центральный дыхательный механизм (генератор ритма), находящийся в продолговатом мозге и варолиевом мосту, обладает свойством автоматизма и регулирует дыхание в покое.

Центр, расположенный в коре больших полушарий и гипоталамусе , обеспечивает регуляцию дыхания при физической нагрузке и в состоянии стресса; кора головного мозга позволяет произвольно регулировать дыхание, производить самовольную задержку дыхания, осознанно менять его глубину и ритм и так далее.

Следует отметить еще один важный момент: отклонение от нормального ритма дыхания обычно сопровождается изменениями со стороны других органов и систем организма.

Одновременно с изменением частоты дыхания часто нарушается частота сердечных сокращений и становится нестабильным артериальное давление.

Предлагаем к просмотру видео увлекательный и познавательный фильм «Чудо системы дыхания»:

Дышите правильно и будьте здоровы!

Общая характеристика дыхательной системы

Самым главным показателем жизнеспособности человека можно назвать дыхание . Человек может некоторое время обходиться без воды и еды, но без воздуха жизнь невозможна. Дыхание является связующим звеном между человеком и окружающей средой обитания. Если поступление воздуха затруднено, то органы дыхани я человека и сердце начинают работать в усиленном режиме, что обеспечить необходимое количество кислорода для дыхания. Система органов дыхания и дыхательной системы у человека способна адаптироваться к условиям окружающей среды.

Учеными был установлен интересный факт. Воздух, который поступает в органы дыхания человека, условно образует два потока, один из которых проходит в левую часть носа и проникает в левое легкое , второй поток проникает в правую часть носа и подает в правое легкое .

Также исследования показали, что в артерии мозга человека происходит также разделение на два потока получаемого воздуха. Процесс дыхания должен быть правильным, что немаловажно для нормальной жизнедеятельности. Поэтому необходимо знать о строении дыхательной системы человека и органов дыхания .

Дыхательный аппарат человека включает трахею, легкие, бронхи, лимфатическую, и сосудистую систему . Также к ним относят нервную систему и мышцы дыхания, плевру. К дыхательной системе человека относят верхние и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути: нос, глотка, полость рта. Нижние дыхательные пути: трахея, гортань и бронхи.

Дыхательные пути необходимы для поступления, а также выведения воздуха из легких. Самый главный орган всей дыхательной системы — легкие , между которыми расположено сердце.

Органы дыхания

Легкие — главные органы дыхания. Они имеют форму конуса. Легкие расположены в области грудной клетки, расположены по обе стороны от сердца. Основная функция легких — газообмен , который происходит при помощи альвеол. В легкие поступает кровь из вен, благодаря легочным артериям. Воздух проникает через дыхательные пути, обогащая органы дыхания необходимым кислородом. Клетки нуждаются в обеспечении кислородом, для того, чтобы проходил процесс регенерации , и поступали питательные вещества из крови, необходимые организму. Покрывает легкие — плевра, состоящая из двух лепестков, разделенных между собой полостью (плевральная полость).

К легким относится бронхиальное дерево, которое образуется путем раздвоения трахеи . Бронхи в свою очередь разделяются на более тонкие, таким образом, образуются сегментарные бронхи. Бронхиальное дерево заканчивается мешочками очень маленького размера. Эти мешочки — множество соединенных между собой альвеол. Альвеолы обеспечивают газообмен в дыхательной системе . Бронхи покрывает эпителий, который по своему строению напоминает реснички. Реснички выводят слизь к глоточной области. Продвижению способствует кашель . Бронхи имеют слизистую оболочку.

Трахея представляет собой трубку, соединяющую гортань и бронхи. Трахея имеет длину около 12-15 см. Трахея, в отличие от легких — непарный орган. Основная функция трахеи — проводить воздух в легкие, а также выводить его. Располагается трахея между шестым позвонком шеи и пятым позвонком грудного отдела. В конце трахея раздваивается на два бронха. Раздвоение трахеи получило название бифуркации. В начале трахеи к ней примыкает щитовидная железа. С задней стороны трахеи находится пищевод. Трахею покрывает слизистая оболочка, которая является основой, а также ее покрывает мышечно-хрящевая ткань, волокнистой структуры. Состоит трахея из 18-20 колец хрящевой ткани, благодаря которым трахея гибкая.

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.

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. Носовая полость является начальным отделом дыхательной системы. Состоит из наружного носа и носовых ходов. Функцией носовой полости является фильтрация воздуха, а также его очищение и увлажнение. Ротовая полость — это второй путь поступления воздуха в дыхательную систему человека. Полость рта имеет два отдела: задний и передний. Передний отдел также называют преддверием рта.

Дыхание – это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой и окислительные процессы в клетках, в результате которых выделяется энергия.

Органы дыхания

Воздухоносные пути Лёгкие

носовая полость

носоглотка

Органы дыхания выполняют следующие функции : воздухопроводную, дыхательную, газообменную, звукообразовательную, определение запаха, гуморальную, участвуют в липидном и водно-солевом обмене, иммунную.

Носовая полость образована костями, хрящами и выстлана слизистой оболочкой. Продольная перегородка делит её на правую и левую половины. В носовой полости воздух согревается (кровеносные сосуды), увлажняется (слеза), очищается (слизь, ворсинки), обеззараживается (лейкоциты, слизь). У детей носовые ходы узкие, а слизистая оболочка при малейшем воспалении набухает. Поэтому дыхание детей, особенно в первые дни жизни, затруднено. Есть и другая этому причина – придаточные полости и пазухи у детей недоразвиты. Например, гайморова полость полного развития достигает только в период смены зубов, лобная – до 15 лет. Слезно-носовый канал широкий, что ведёт к проникновению инфекции и возникновению конъюнктивитов. При дыхании носом происходит раздражение нервных окончаний слизистой оболочки, рефлекторным путем усиливается сам акт дыхания, его глубина. Поэтому при дыхании через нос в легкие поступает больше воздуха, чем при дыхании через рот.

Из носовой полости через хоаны воздух попадает в носоглотку – воронкообразную полость, которая сообщается с полостью носа и через отверстие евстахиевой трубы соединяется с полостью среднего уха. Носоглотка выполняет функцию проведения воздуха.

Гортань – это не только отдел воздухоносных путей, но и орган голосообразования. Она выполняет и защитную функцию – препятствует попаданию пищи и жидкости в дыхательные пути.

Надгортанник расположен над входом в гортань и прикрывает её в момент глотания. Наиболее узкий отдел гортани – голосовая щель, которая ограничивается голосовыми связками. Длина голосовых связок у новорожденных одинакова. К моменту полового созревания у девочек составляет 1,5 см, у мальчиков – 1,6 см.

Трахея является продолжением гортани. Это трубка длиной 10-15 см у взрослых и 6-7 см у детей. Скелет её состоит из 16-20 хрящевых полуколец, препятствующих спаданию её стенок. На всём протяжении трахея выстлана мерцательным эпителием и содержит много железок, выделяющих слизь. В нижнем конце трахея делится на 2 главных бронха.

Стенки бронхов поддерживаются хрящевыми кольцами и выстланы мерцательным эпителием. В лёгких бронхи ветвятся, образуя бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки называются бронхиолами, которые заканчиваются выпуклыми мешочками, стенки которых образованы большим количеством альвеол. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров малого круга кровообращения. В них происходит обмен газов между кровью и альвеолярным воздухом.

Лёгкие – это парный орган, занимающий почти всю поверхность грудной клетки. Лёгкие состоят из бронхиального дерева. Каждое лёгкое имеет форму усеченного конуса, расширенной частью прилегающего к диафрагме. Верхушки лёгких выходят за ключицы в область шеи на 2-3 см. Высота лёгких зависит от пола и возраста и составляет приблизительно 21-30 см у взрослых, а у детей соответствует их росту. Масса лёгких также имеет возрастные различия. У новорожденных примерно 50 г, младших школьников – 400 г, у взрослых – 2 кг. Правое лёгкое несколько больше левого и состоит из трёх долей, в левом – 2 и имеется сердечная вырезка – место прилегания сердца.

Снаружи лёгкие покрыты оболочкой – плеврой – имеющей 2 листка – лёгочный и пристеночный. Между ними находится замкнутая полость – плевральная, с небольшим количеством плевральной жидкости, которая облегчает скольжение одного листка по другому при дыхании. В полости плевры воздух отсутствует. Давление в ней отрицательное – ниже атмосферного.