Дыхательная система егэ биология конспект

Воздухоносные пути — система полостей, по которым воздух перемещается из внешней среды в легкие. В самих воздухоносных
путях газообмена не происходит: он идет только в легких. К воздухоносным путям относятся: носовая полость, глотка, гортань,
трахея и бронхи. Мы изучим их строение и функции в данной статье.

Носовая полость

Начало дыхательного тракта, воздушный канал, в котором располагаются органы обоняния. Во время вдоха воздух поступает в носовую полость
через ноздри — парные передние отверстия, пройдя через носовые ходы, выходит в полость глотки (носоглотку) через хоаны.

Полость носа покрывает мерцательный эпителий с ресничками, которые способствуют очищению воздуха от пылевых частиц. Во вдыхаемом воздухе
присутствует большое количество микробов, поэтому в носовой полости постоянно идет их обезвреживание за счет лейкоцитов, которые мигрируют
из капилляров в полость носа, где фагоцитируют бактерии.

В верхней части носовой полости расположен орган обоняния, с помощью которого человек различает запахи. Стенки полости носа
оплетены густой сетью капилляров, благодаря которым поступающий воздух согревается. Выделяемая в носовой полости слизь
способствует увлажнению воздуха.

В результате увлажненный, согретый и очищенный воздух через хоаны движется в глотку и достигает гортани.

Гортань

Гортань представляет собой не только воздухоносный путь, но и голосовой аппарат. Стенка гортани образована хрящами:
спереди — надгортанник, щитовидный и перстневидный хрящи, сзади располагаются остальные 3 пары
хрящей.

В гортани находятся голосовые связки,
состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Голосовая щель находится между связками, при колебании которых
во время выдоха и возникает звук.

В ходе привычного дыхания (при молчании) голосовая щель широкая, треугольной формы. При разговоре голосовая щель сужается,
и голосовые связки начинают колебаться. Такие изменения связаны с работой мышц гортани, которые, сокращаясь, меняют положение
хрящей, в результате меняется положение голосовых связок и ширина голосовой щели.

В формировании членораздельной речи участвует не только гортань, а также щеки, губы, язык, мягкое небо и околоносовые
пазухи. В период полового созревания под влиянием гормонов у мужчин утолщаются голосовые связки, что приводит к понижению
тембра голоса: голос меняется (мутирует — от лат. mutatio — изменение).

В период полового созревания у мальчиков появляется выступ на передней части шеи — кадык. Это происходит из-за утолщения
щитовидного хряща, которое обусловлено действием половых гормонов.

Обращаю ваше особое внимание на надгортанник, который закрывает вход в гортань во время глотания. Если бы этого не происходило, то частицы пищи попадали бы в
дыхательную систему, вызывая сильный кашель. Каждый из нас, вероятно, во время разговора за приемом пищи ощущал
оплошность такой беседы, начинал поперхиваться, кашлять.

Теперь вы понимаете, что бессмысленно винить в произошедшем надгортанник. Он может быть в двух положениях: либо закрыть вход
в гортань (когда мы едим), либо открыть (во время разговора). Если мы хотим всего и сразу, то надгортанник здесь
ответственность не несет!

Трахея

Ниже гортани располагается трахея — трубка длиной 15-20 см, состоящая из хрящевых полуколец. Сзади к трахее прилежит
пищевод. Слизистая оболочка трахеи выполняет защитную функцию за счет наличия лимфоидной ткани, а слизь, покрывающая
стенки трахеи, увлажняет проходящий в ней воздух.

Мерцательный эпителий покрывает стенку трахеи и выполняет ту же функцию, что и в носовой полости: очищает воздух от
пылевых частиц. Биением ресничек эти инородные частицы направляются обратно, к выходу из дыхательных путей.

Трахея делится на два главных бронха: правый и левый, направляющиеся к одноименным легким.

Бронхи

Правый и левый главные бронхи входят в соответствующие легкие, где многократно ветвятся. Анатомически правый бронх короче и
шире левого, поэтому инородные тела с большей вероятностью попадают в правый бронх. Стенка бронхов отчасти напоминает стенку трахеи: она содержит хрящевые кольца (у трахеи — полукольца), которые не дают бронхам спадаться.

Главные бронхи делятся на долевые, которые делятся на сегментарные, сегментарные делятся на мелкие бронхиолы еще 10-15 раз.
В результате образуется разветвленное бронхиальное дерево.

Ветвятся бронхи много раз, но, само собой, в какой-то момент ветвление прекращается. Бронхи заканчиваются конечными
респираторными бронхиолами, стенки которых лишены хрящей. С этих респираторных бронхиол и начинается структурно-функциональная
единица легкого — ацинус.

От респираторных бронхиол начинаются альвеолярные ходы с мешочками, на стенках которых и расположены альвеолы. Альвеола
(от лат. alveolus — ячейка) — структура в виде пузырька, составляющая респираторные отделы в легком и участвующая в дыхании.
Всего в легких насчитывается около 300 млн. альвеол, а их общая поверхность достигает 140 м² — примерно в 70 раз
больше площади тела человека.

Почти всю поверхность альвеол занимают альвеолоциты I порядка (1-ого типа) — респираторные альвеолоциты. Именно через их мембрану
происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.

Альвеолоциты II порядка (2-ого типа) секретируют сурфактант — поверхностно-активное вещество, необходимое для нормальной функции альвеол.
Сурфактант препятствует спадению альвеол и их пересыханию, кроме того сурфактант участвует в образовании аэрогематического барьера.

Заболевания

Ларингит (от др.-греч. λάρυγξ — гортань) — воспаление слизистых оболочек гортани и голосовых связок.

Хронический ларингит — болезнь учителей, дикторов, певцов — развивается у тех, кто по роду
своей деятельности вынужден длительно перенапрягать голосовые связки. Сопровождается першением в горле, кашлем, голос
может ослабевать вплоть до полного исчезновения, иногда бывает затруднено дыхание.

Дыхательная система человека — совокупность органов и тканей, обеспечивающих в организме человека обмен газов между кровью и внешней средой.

Функция дыхательной системы: 

• поступление в организм кислорода;
• выведение из организма углекислого газа;
• выведение из организма газообразных продуктов метаболизма;
• терморегуляция;
• синтетическая: в тканях лёгких синтезируются некоторые биологически активные вещества: гепарин, липиды и др.;
• кроветворная: в лёгких созревают тучные клетки и базофилы;
• депонирующая: капилляры лёгких могут накапливать большое количество крови;
• всасывательная: с поверхности лёгких легко всасываются эфир, хлороформ, никотин и многие другие вещества.

Дыхательная система состоит из лёгких и дыхательных путей.

Лёгочные сокращения осуществляются с помощью межрёберных мышц и диафрагмы.

Дыхательные пути: носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы.

Лёгкие состоят из лёгочных пузырьков — альвеол.

Рис. Дыхательная система

дыхательные пути

НОСОВАЯ ПОЛОСТЬ

Полости носа и глотки являются верхними дыхательными путями. Нос образован системой хрящей, благодаря которым носовые ходы всегда открыты. В самом начале носовых ходов располагаются мелкие волоски, которые задерживают крупные пылевые частицы вдыхаемого воздуха.  

Носовая полость выстлана изнутри слизистой оболочкой, пронизанной кровеносными сосудами. Она содержит большое количество слизистых желез (150 желез/см2см2слизистой оболочки). Слизь препятствует размножению микробов. Из кровеносных капилляров на поверхность слизистой оболочки выходит большое количество лейкоцитов-фагоцитов, которые уничтожают микробную флору.

Кроме того, слизистая оболочка может значительно изменяться в своем объёме. Когда стенки её сосудов сокращаются, она сжимается, носовые ходы расширяются, и человек легко и свободно дышит.

Слизистая оболочка верхних дыхательных путей образована мерцательным эпителием. Движение ресничек отдельной клетки и всего эпителиального пласта строго координировано: каждая предыдущая ресничка в фазах своего движения опережает на определённый промежуток времени последующую, поэтому поверхность эпителия волнообразно подвижна — «мерцает». Движение ресничек помогает сохранять дыхательные пути в чистоте, удаляя вредные вещества.

Рис. 1. Мерцательный эпителий дыхательной системы

В верхней части носовой полости находятся органы обоняния.

Функция носовых ходов:

• фильтрация микроорганизмов;
• фильтрация пыли;
• увлажнение и согревание вдыхаемого воздуха;
• слизь смывает все отфильтрованное в желудочно-кишечный тракт.

Полость разделена решётчатой костью на две половины. Костные пластинки разделяют обе половины на узкие, сообщающиеся между собой ходы.

В полость носа открываются пазухи воздухоносных костей: гайморова, лобная и др. Эти пазухи называются придаточными пазухами носа. Они выстланы тонкой слизистой оболочкой, содержащей небольшое количество слизистых желез. Все эти перегородки и раковины, а также многочисленные придаточные полости черепных костей резко увеличивают объём и поверхность стенок носовой полости. 

Далее ходы открываются двумя носоглоточными отверстиями (хоанами) в глотку,расположенную позади носовой и ротовой полости.

Нижняя часть глотки переходит в две трубки: дыхательную (спереди) и пищевод (сзади). Таким образом, глотка является общим отделом для пищеварительной и дыхательной системы.

ГОРТАНЬ

Верхнюю часть дыхательной трубки составляет гортань, расположенная в передней части шеи. Большая часть гортани также выстлана слизистой оболочкой из мерцательного (ресничного) эпителия. 

Гортань состоит из подвижно соединённых между собой хрящей: перстневидного, щитовидного (образует кадык, или адамово яблоко) и двух черпаловидных хрящей.

Надгортанник прикрывает вход в гортань в момент глотания пищи. Передним концом надгортанник соединён с щитовидным хрящом.

Рис. Гортань

Хрящи гортани соединены между собой суставами, а промежутки между хрящами затянуты соединительнотканными перепонками.

В гортани находятся голосовой аппарат, состоящий из голосовых связок и голосовых мышц; их функция — голосообразование. 

Рис. Голосовой аппарат

Голосовые связки покрыты многослойным плоским эпителием и слизистых желез не имеют. Увлажнение голосовых связок происходит благодаря оттеканию слизи из вышележащих отделов.

К гортани снаружи прилегает щитовидная железа.

Спереди гортань защищена передними мышцами шеи. 

ТРАХЕЯ И БРОНХИ

Трахея — дыхательная трубка длиной около 12 см.

Она составлена из 16−20 хрящевых полуколец, которые не смыкаются сзади; полукольца предотвращают спадание трахеи во время выдоха.

Задняя часть трахеи и промежутки между хрящевыми полукольцами затянуты соединительнотканной перепонкой. Позади трахеи лежит пищевод, стенка которого во время прохождения пищевого комка слегка выпячивается в её просвет.

Рис. Поперечный срез трахеи: 1 — мерцательный эпителий; 2 — собственный слой слизистой оболочки; 3 — хрящевое полукольцо; 4 — соединительнотканная перепонка

На уровне IV−V грудных позвонков трахея делится на два крупных первичных бронха,отходящих в правое и левое лёгкие. Это место деления носит название бифуркации (разветвления).

Через левый бронх перегибается дуга аорты, а правый огибается идущей сзади наперёд непарной веной. По выражению старых анатомов, «дуга аорты сидит верхом на левом бронхе, а непарная вена — на правом».

Хрящевые кольца, расположенные в стенках трахеи и бронхах, делают эти трубки упругими и неспадающимися, благодаря чему воздух по ним проходит легко и беспрепятственно. Внутренняя поверхность всего дыхательного пути (трахеи, бронхов и части бронхиол) покрыта слизистой оболочкой из многорядного мерцательного эпителия.

Устройство дыхательных путей обеспечивает согревание, увлажнение и очищение поступающего со вдохом воздуха. Частицы пыли мерцательным эпителием продвигаются кверху и с кашлем и чиханием удаляются наружу. Микробы обезвреживаются лимфоцитами слизистой оболочки.

лЁгкие

Лёгкие (правое и левое) находятся в грудной полости под защитой грудной клетки.

ПЛЕВРА

Лёгкие покрыты плеврой.

Плевра — тонкая, гладкая и влажная, богатая эластическими волокнами серозная оболочка, одевающая каждое из лёгких.

Различают лёгочную плевру, плотно срощенную с тканью лёгкого, и пристеночную плевру, выстилающую изнутри стенки грудной клетки. 

У корней лёгких лёгочная плевра переходит в пристеночную. Таким образом, вокруг каждого лёгкого образуется герметически замкнутая плевральная полость, представляющая узкую щель между лёгочной и пристеночной плеврой. Плевральная полость заполнена небольшим количеством серозной жидкости, играющей роль смазки, облегчающей дыхательные движения лёгких.

Рис. Плевра

СРЕДОСТЕНИЕ

Средостение — пространство между правым и левым плевральными мешками. Оно ограничено спереди грудиной с реберными хрящами, сзади — позвоночником.

В средостении располагаются сердце с крупными сосудами, трахея, пищевод, вилочковая железа, нервы диафрагмы и грудной лимфатический проток.

БРОНХИАЛЬНОЕ ДЕРЕВО

Глубокими бороздами правое лёгкое разделено на три доли, а левое — на две. У левого лёгкого на стороне, обращённой к срединной линии, имеется углубление, которым оно прилежит к сердцу. 

В каждое лёгкое с внутренней стороны входят толстые пучки, состоящие из первичного бронха, лёгочной артерии и нервов, а выходят по две лёгочные вены и лимфатические сосуды. Все эти бронхиально-сосудистые пучки, вместе взятые, образуют корень лёгкого. Вокруг лёгочных корней расположено большое количество бронхиальных лимфатических узлов.

Входя в лёгкие, левый бронх делится на две, а правый — на три ветви по числу лёгочных долей. В лёгких бронхи образуют так называемое бронхиальное дерево. С каждой новой «веточкой» диаметр бронхов уменьшается, пока они не становятся совсем микроскопическими бронхиолами с диаметром в 0,5 мм. В мягких стенках бронхиол имеются гладкие мышечные волокна и нет хрящевых полуколец. Таких бронхиол насчитывается до 25 млн.

Рис. Бронхиальное дерево

Бронхиолы переходят в ветвистые альвеолярные ходы, которые оканчиваются лёгочными мешочками, стенки которых усыпаны вздутиями — лёгочными альвеолами. Стенки альвеол пронизаны сетью капилляров: в них происходит газообмен.

Альвеолярные ходы и альвеолы обвиты множеством упругих соединительнотканных и эластических волокон, которые составляют также основу мельчайших бронхов и бронхиол, благодаря чему лёгочная ткань легко растягивается во время вдоха и снова спадается во время выдоха.

АЛЬВЕОЛЫ

Альвеолы образованы сетью тончайших эластических волокон. Внутренняя поверхность альвеол выстлана однослойным плоским эпителием. Стенки эпителия вырабатываютсурфактант — поверхностно-активное вещество, выстилающее изнутри альвеолы и препятствующее их спаданию. 

Под эпителием лёгочных пузырьков залегает густая сеть капилляров, на которые разбиваются конечные ветви лёгочной артерии. Через соприкасающиеся стенки альвеол и капилляров происходит газообмен при дыхании. Попав в кровь, кислород связывается с гемоглобином и разносится по всему организму, снабжая клетки и ткани. 

Рис. Альвеолы   

Рис. Газообмен в альвеолах

До рождения плод через лёгкие не дышит и лёгочные пузырьки находятся в спавшемся состоянии; после рождения с первым же вдохом альвеолы раздуваются и остаются расправленными на всю жизнь, сохраняя в себе некоторое количество воздуха даже при самом глубоком выдохе.

физиология дыхания

Все процессы жизнедеятельности протекают при обязательном участии кислорода, т. е. являются аэробными. Особенно чувствительной к кислородной недостаточности является ЦНС, и прежде всего корковые нейроны, которые в бескислородных условиях погибают раньше других. Как известно, период клинической смерти не должен превышать пяти минут. В противном случае в нейронах коры головного мозга развиваются необратимые процессы. 

Дыхание — физиологический процесс обмена газов в лёгких и тканях.

Весь процесс дыхания можно разделить на три основных этапа:

• лёгочное (внешнее) дыхание: газообмен в капиллярах лёгочных пузырьков;
• транспорт газов кровью;
• клеточное (тканевое) дыхание: газообмен в клетках (ферментативное окисление питательных веществ в митохондриях).

Рис. Лёгочное и тканевое дыхание

Эритроциты содержат гемоглобин, сложный железосодержащий белок. Этот белок способен присоединять к себе кислород и углекислый газ.

Проходя по капиллярам лёгких, гемоглобин присоединяет к себе 4 атома кислорода, превращаясь в оксигемоглобин. Эритроциты транспортируют кислород из лёгких в ткани организма. В тканях происходит освобождение кислорода (оксигемоглобин превращается в гемоглобин) и присоединение углекислого газа (гемоглобин превращается в карбогемоглобин). Далее эритроциты транспортируют углекислый газ к лёгким для удаления из организма.

Рис. Транспортная функция гемоглобина

Молекула гемоглобина образует стойкое соединение с оксидом углерода II (угарным газом). Отравление угарным газом приводит к гибели организма в связи с кислородной недостаточностью.

МЕХАНИЗМ ВДОХА И ВЫДОХА

Вдох — является активным актом, так как осуществляется при помощи специализированных дыхательных мышц.

К дыхательным мышцам относятся межрёберные мышцы и диафрагма. При глубоком вдохе используются мышцы шеи, груди и пресса.

Сами лёгкие мышц не имеют. Они не способны самостоятельно растягиваться и сокращаться. Лёгкие лишь следуют за грудной клеткой, которая расширяется благодаря диафрагме и межрёберным мышцам.

Диафрагма во время вдоха опускается на 3−4 см, вследствие чего объём грудной клетки увеличивается на 1000−1200 мл. Кроме того, диафрагма отодвигает нижние рёбра к периферии, что также ведёт к увеличению ёмкости грудной клетки. Причём чем сильнее сокращения диафрагмы, тем больше увеличивается объём грудной полости.

Межрёберные мышцы, сокращаясь, приподнимают рёбра, что также вызывает увеличение объёма грудной клетки.

Лёгкие, следуя за растягивающейся грудной клеткой, сами растягиваются, и давление в них падает. В результате создаётся разность между давлением атмосферного воздуха и давлением в лёгких, воздух устремляется в них — происходит вдох.

Выдох, в отличие от вдоха, является пассивным актом, так как в его осуществлении не принимают участие мышцы. При расслаблении межрёберных мышц рёбра под действием силы тяжести опускаются; диафрагма, расслабляясь, поднимается, занимая свое привычное положение, и объём грудной полости уменьшается — лёгкие сокращаются. Происходит выдох.

Лёгкие находятся в герметически закрытой полости, образованной лёгочной и пристеночной плеврой. В плевральной полости давление ниже атмосферного («отрицательное»). За счёт отрицательного давления лёгочная плевра плотно прижимается к пристеночной. 

Уменьшение давления в плевральном пространстве является основной причиной увеличения объёма лёгких во время вдоха, то есть является той силой, которая и растягивает лёгкие. Так, во время увеличения объёма грудной клетки давление в межплевральном образовании уменьшается, и вследствие разности давлений воздух активно поступает в лёгкие и увеличивает их объём.

Во время выдоха давление в плевральной полости возрастает, и в силу разности давлений воздух выходит, лёгкие спадаются. 

Грудное дыхание осуществляется преимущественно за счёт наружных межрёберных мышц.

Брюшное дыхание осуществляется за счёт диафрагмы.

У мужчин отмечается брюшной тип дыхания, а у женщин — грудной. Однако независимо от этого и мужчины, и женщины дышат ритмично. С первого часа жизни ритм дыхания не нарушается, изменяется лишь его частота.

Новорождённый ребёнок дышит 60 раз в минуту, у взрослого человека частота дыхательных движений в покое составляет около 16−18. Однако во время физической нагрузки, эмоционального возбуждения или при повышении температуры тела частота дыхания может значительно увеличиваться. 

Жизненная Ёмкость лЁгких

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — это максимальное количество воздуха, которое может поступить и вывестись из лёгких во время максимального вдоха и выдоха.

Жизненная емкость лёгких определяется прибором спирометром.

У взрослого здорового человека ЖЕЛ меняется в пределах от 3500 до 7000 мл и зависит от пола и от показателей физического развития: например, объема грудной клетки.

ЖЕЛ состоит из нескольких объемов:

1. Дыхательный объем (ДО) — это количество воздуха, которое поступает и выводится из лёгких при спокойном дыхании (500-600 мл).
2. Резервный объем вдоха (РОВ) — это максимальное количество воздуха, которое может поступить в лёгкие после спокойного вдоха (1500 — 2500 мл).
3. Резервный объем выдоха (РОВ) — это максимальное количество воздуха, которое может вывестись из лёгких после спокойного выдоха(1000 — 1500 мл).

регуляция дыхания

Дыхание регулируется нервными и гуморальными механизмами, которые сводятся к обеспечению ритмической деятельности дыхательной системы (вдох, выдох) и адаптационных дыхательных рефлексов, то есть изменению частоты и глубины дыхательных движений, имеющих место при изменяющихся условиях внешней среды или внутренней среды организма.

Ведущим дыхательным центром, как было установлено Н. А. Миславским в 1885 году, является дыхательный центр, расположенный в области продолговатого мозга.

Дыхательные центры обнаружены в области гипоталамуса. Они принимают участие в организации более сложных адаптационных дыхательных рефлексов, необходимых при изменении условий существования организма. Кроме того, дыхательные центры размещаются и в коре головного мозга, осуществляя высшие формы адаптационных процессов. Наличие дыхательных центров в коре головного мозга доказывается образованием дыхательных условных рефлексов, изменениями частоты и глубины дыхательных движений, имеющих место при различных эмоциональных состояниях, а также произвольными изменениями дыхания.

Вегетатвная нервная система иннервирует стенки бронхов. Их гладкая мускулатура снабжена центробежными волокнами блуждающих и симпатических нервов. Блуждающие нервы вызывают сокращение бронхиальной мускулатуры и сужение бронхов, а симпатические нервы расслабляют бронхиальную мускулатуру и расширяют бронхи.

Гуморальная регуляция: вдох осуществляется рефлекторно в ответ на повышение концентрацию углекислого газа в крови.

А1. Газообмен между кровью и атмосферным воздухом

происходит в

1) альвеолах легких

2) бронхиолах

3) тканях

4) плевральной полости

А2. Дыхание – это процесс:

1) получения энергии из органических соединений при участии кислорода

2) поглощения энергии при синтезе органических соединений

3) образования кислорода в ходе химических реакций

4) одновременного синтеза и распада органических соединений.

А3. Органом дыхания не является:

1) гортань 

2) трахея 

3) ротовая полость

4) бронхи

А4. Одной из функций носовой полости является:

1) задержка микроорганизмов 

2) обогащение крови кислородом

3) охлаждение воздуха             

4) осушение воздуха

А5. Гортань от попадания в нее пищи защищает(ют):

1) черпаловидный хрящ 

3) надгортанник

2) голосовые связки        

4) щитовидный хрящ

А6. Дыхательную поверхность легких увеличивают

1) бронхи

2) бронхиолы

3) реснички 

4) альвеолы

А7. Кислород поступает в альвеолы и из них в кровь путем

1) диффузии из области с меньшей концентрацией газа в область с большей концентрацией

2) диффузии из области с большей концентрацией газа в область с меньшей концентрацией

3) диффузии из тканей организма

4) под влиянием нервной регуляции

А8. Ранение, нарушившее герметичность плевральной полости приведет к

1) торможению дыхательного центра 

2) ограничению движения легких

3) избытку кислорода в крови            

4) избыточной подвижности легких

А9. Причиной тканевого газообмена служит

1) разница в количестве гемоглобина в крови и тканях

2) разность концентраций кислорода и углекислого газа в крови и тканях

3) разная скорость перехода молекул кислорода и углекислого газа из одной среды в другую

4) разность давлений воздуха в легких и плевральной полости

В1. Выберите процессы, происходящие при газообмене в легких

1) диффузия кислорода из крови в ткани

2) образование карбоксигемоглобина

3) образование оксигемоглобина

4) диффузия углекислого газа из клеток в кровь

5) диффузия атмосферного кислорода в кровь

6) диффузия углекислого газа в атмосферу

В2. Установите правильную последовательность прохождения атмосферного воздуха через дыхательные пути

А) гортань

В) бронхи

Д) бронхиолы

Б) носоглотка

Г) легкие

Е) трахея

Строение и жизнедеятельность органов системы дыхания

Дыхание является одной из важнейших функций живого организма, которая обеспечивает высвобождение энергии химических связей органических соединений и образование конечных продуктов обмена — углекислого газа и воды. Если без пищи человек может прожить около 30 дней, без воды — 10, то без воздуха — до 6 минут, после чего наступают необратимые изменения в головном мозге. В организме человека и ряда животных дыхание является многостадийным процессом, в процессе которого воздух поступает в легкие, затем его кислород диффундирует в кровь, транспортируется из нее в ткани, проникает в клетки, где, наконец, и происходит непосредственно процесс высвобождения энергии, называемый тканевым дыханием.

Внешнее дыхание, или процесс газообмена между организмом и окружающей средой, целиком зависит от функционирования дыхательной системы. Кроме того, она играет важную роль в терморегуляции, осуществлении выделительной и речевой функций. Так, поддержание постоянства температуры тела связано с образованием водяного пара, отделение которого приводит к охлаждению тканей. Обнаружить выделение пара можно даже у спящего или находящегося в бессознательном состоянии человека, если поднести к его губам зеркало — оно обязательно запотеет. Когда же человек входит в холодную воду, происходит задержка дыхания, чтобы сохранить температуру тела. Выдыхаемый воздух, помимо углекислого газа и пара, содержит аммиак и другие летучие продукты обмена веществ, а с откашливаемой слизью может выделяться, например, мочевина. Формирование звуков также связано с дыхательной системой, поскольку именно в ней находятся голосовые связки, а в некоторых языках есть даже специальные носовые звуки.

Строение дыхательной системы. Дыхательная система человека состоит из дыхательных путей и легких. Дыхательные пути, в свою очередь, подразделяются на носовую полость, носоглотку, гортань, трахею и бронхи, разветвляющиеся в легких на многочисленные канальцы — бронхиолы.

Носовая полость открывается наружу ноздрями с одной стороны и сообщается с носоглоткой с другой. Она разделена носовой перегородкой на две симметричные половины — правую и левую, каждая из которых разделена на носовые раковины и ходы. Носовая полость выстлана реснитчатым эпителием с многочисленными железистыми клетками и обильно снабжается кровью. В ней воздух очищается от взвешенных частиц, в том числе возбудителей различных заболеваний, увлажняется и приводится к температуре тела (согревается или охлаждается). В верхней части носовой полости расположены обонятельные рецепторы, обеспечивающие восприятие запаха. Носовая полость сообщается и с околоносовыми пазухами, например гайморовой, участвующими в согревании воздуха и являющимися звуковыми резонаторами, и с носослезным протоком, по которому стекает часть слезной жидкости.

Носоглотка сообщается не только с носовой, но и с ротовой полостью, через нее воздух попадает в гортань.

Гортань — воронкообразный соединительнотканный орган, прикрытый хрящевым надгортанником. При попадании пищи на корень языка, когда происходит рефлекторный акт глотания, надгортанник должен закрыться, чтобы пища не попала в дыхательные пути.

Передняя часть гортани сформирована щитовидным хрящом, который у мужчин срастается под острым углом и формирует кадык, или адамово яблоко. В гортани расположены голосовые связки, обеспечивающие вместе с зубами, языком и губами членораздельную речь. У мужчин голосовые связки длиннее, чем у женщин, вследствие чего тембр голоса обыкновенно более низкий.

Трахея спереди защищена хрящевыми полукольцами, а сзади затянута эластичной соединительнотканной перегородкой, что обеспечивает беспрепятственное прохождение пищи по пищеводу, расположенному непосредственно за трахеей. В нижней части трахея разветвляется на два бронха — правый и левый.

Бронхи образованы хрящевыми кольцами. Входя в легкие, они начинают разветвляться на все более мелкие бронхи следующих порядков и бронхиолы, заканчивающиеся пузырьками — альвеолами, собранными в гроздевидные структуры.

Легкие — парные органы, лежащие в грудной полости, ограниченной грудной клеткой и диафрагмой. Ниже левого легкого находится сердце, поэтому левое легкое меньше правого. Легкие человека имеют альвеолярное строение. Стенки альвеол выстланы эпителием и густо оплетены капиллярами, они выделяют специальную жидкость, которая способствует газообмену и препятствует спаданию стенок альвеол. В альвеолах воздух отдает крови кислород и обогащается углекислым газом.

Легкие покрыты плеврой, имеющей два листка — наружный и внутренний, между которыми находится плевральная жидкость, уменьшающая силу трения при дыхательных движениях.

Механизм легочной вентиляции. В процессе дыхания вдох осуществляется в такой последовательности: сокращаются наружные межреберные мышцы, ребра поднимаются, диафрагма опускается, объем грудной клетки увеличивается, давление в грудной полости падает, что приводит к растяжению легких и втягиванию воздуха в них. Выдох происходит в обратном порядке: внутренние межреберные мышцы и мышцы живота сокращаются, ребра опускаются, диафрагма поднимается, объем грудной клетки уменьшается, объем легких сокращается и воздух выталкивается наружу.

Газообмен в тканях. Совершая вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в альвеолах относительно постоянный состав газов. Во вдыхаемом воздухе концентрация кислорода повышена, а в выдыхаемом — снижена. Содержание же углекислого газа в выдыхаемом воздухе, наоборот, выше, чем во вдыхаемом.

Состав альвеолярного воздуха отличается и от вдыхаемого, и от выдыхаемого, что объясняется смешиванием воздуха, входящего в легкие или покидающего их, с воздухом, содержащимся в самих дыхательных путях.

В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови — в легкие путем диффузии через стенки альвеол и кровеносных капилляров. Направление и скорость диффузии определяются парциальным давлением газа в воздухе, или его напряжением в растворе. Парциальным давлением газа называют часть общего давления газов, которая определяется данным газом. Разница между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода около 70 мм рт. ст., а для углекислого газа — 7 мм рт. ст. Эта разница позволяет обеспечить потребности организма даже во время физической работы и занятий спортом.

Кровь транспортирует кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким в связанном с гемоглобином эритроцитов состоянии.

Обогащенная кислородом кровь поступает во все органы и ткани организма, где происходит диффузия кислорода в ткани, которая обусловлена разницей напряжения в крови и тканях. В клетках кислород используется в биохимических процессах тканевого дыхания — окислении органических соединений до углекислого газа и воды с образованием АТФ.

Дыхательные и легочные объемы. Вентиляция легких определяется глубиной дыхания (дыхательный объем) и частотой дыхательных движений. Для исследования характеристик дыхания используют специальные приборы — спирографы, спирометры и др.

Глубина дыхания и его частота зависят от физической нагрузки, степени тренированности, эмоционального состояния, условий окружающей среды и других причин. В покое они невелики (около 500 мл воздуха и 12–18 дыхательных движений в минуту соответственно), тогда как, например, на холоде газообмен усиливается, чем поддерживается постоянство температуры тела.

В связи с этим выделяют ряд легочных объемов и емкостей.

1. Дыхательный объем — объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в спокойном состоянии (в среднем около 500 мл).
2. Резервный объем вдоха — дополнительный объем воздуха, который человек может вдохнуть после нормального вдоха (около 1 500 мл).
3. Резервный объем выдоха — объем воздуха, который человек может еще выдохнуть после нормального выдоха (около 1 500 мл).
4. Остаточный объем легких — объем воздуха, который остается в легких после самого глубокого выдоха (около 1 200 мл).
5. Жизненная емкость легких — это объем воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха; является суммой дыхательного объема, резервных объемов вдоха и выдоха (3,5–4,7 л).
6. Общая емкость легких — объем воздуха, содержащегося в легких после самого глубокого вдоха: является суммой жизненной емкости и остаточного объема легких (4,7–5 л).
7. Функциональная остаточная емкость — объем воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха: сумма резервного объема выдоха и остаточного объема (2,7–2,9 л). Обеспечивает выравнивание колебаний концентраций газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

Регуляция дыхания. С одной стороны, «дыхательные» нейроны посылают ритмические импульсы к межреберным мышцам и диафрагме, а с другой — чутко реагируют на сигналы, приходящие от разнообразных рецепторов. Часть рецепторов расположена в легких и дыхательных путях, реагирует на растяжение. Другие рецепторы находятся в продолговатом мозге и стенках сосудов и реагируют на изменение концентрации углекислого газа, кислорода, рН крови. Вдох вызывается увеличением концентрации углекислого газа в крови, а выдох стимулируется растяжением стенок дыхательных путей и легких. Несмотря на то, что дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, «дыхательные» нейроны расположены и в более высоких отделах нервной системы. В целом дыхание является рефлекторным актом.

На интенсивность дыхания существенное влияние могут оказывать высшие дыхательные центры в коре больших полушарий переднего мозга, а также вегетативная нервная система. Так, ее симпатический отдел способствует учащению дыхания и увеличению глубины дыхания, а парасимпатический, наоборот, снижает его частоту и глубину.

В гуморальной регуляции дыхания задействован в основном гормон надпочечников — адреналин, возрастание концентрации которого способствует увеличению частоты и силы дыхательных движений.

Заболевания дыхательной системы. Так как дыхательная система непосредственно связана с окружающей средой, в нее проникают возбудители многочисленных заболеваний. Наиболее распространенными заболеваниями являются насморк, гайморит, фарингит, трахеит, бронхит, пневмония и туберкулез. Одни из них вызываются вирусами, а другие, такие как пневмония и туберкулез, — бактериями. В последнее время заболеваемость туберкулезом приобретает характер эпидемии.

ДЫХАНИЕ. Система дыхания

Дыхание — совокупность физиологических процессов, включающих в себя газообмен между организмом и окружающей средой и сложную цепь биохимических реакций с участием кислорода. Органы дыхания — специализированные органы для газообмена между организмом и окружающей средой. Система дыхания (Система органов дыхания, система газообмена) состоит из воздухоносных (дыхательных) путей и парных лёгких, в которых собственно и происходит газообмен (насыщение крови кислородом и выведение углекислого газа)

Человек дышит, поглощая из атмосферного воздуха кислород и выделяя в него углекислый газ. Каждой клетке для жизнедеятельности нужна энергия. Источник этой энергии распад и окисление органических веществ, входящих в состав клетки. Белки, жиры, утлеводы, вступая в химические реакции с кислородом, окисляются («сгорают»). При этом происходит распад молекул и освобождается заключенная в них внутренняя энергия. Без кислорода невозможны обменные превращения веществ в организме.

Запасов кислорода в организме человека и животных нет. Ею непрерывное поступление в организм обеспечивает система дыхания (система органов дыхания). Накопление значительных количеств углекислого газа в результате обмена веществ вредно для организма. Удаление из организма СО₂ также осуществляется органами дыхания.

Органы дыхания

Жизнедеятельность органов дыхания

 Значение дыхания:

• обеспечение организма кислородом и использование его в окислительно-восстановительных процессах
• образование и удаление из организма избытка углекислого газа
• удаление некоторых конечных продуктов обмена веществ: паров воды, аммиака, сероводорода и других газов

Это конспект по теме «Дыхание. Система дыхания». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Опорно-двигательная система: скелет
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.

3

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА

Ц ель : Все животные и человек приспособились добывать энергию из синтезированных растениями органических веществ. Чтобы использовать энергию Солнца, заключённую в молекулах органических веществ, её необходимо высвободить, окислив эти вещества. Чаще всего в качестве окислителя используют кислород воздуха.

Этапы дыхания: Комплекс последовательных физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих дыхание, подразделяют на пять этапов.

1-й этап — внешнее дыхание, или вентиляция легких — процессы, обеспечивающие ритмическое поступление определенных объемов атмосферного воздуха в легкие (вдох) и удаление его из легких в атмосферу (выдох).

2-й этап — диффузия газов в легких (газообмен в легких) — процессы, обеспечивающие переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа в обратном направлении.

3-й этап — транспорт газов кровью — процессы, обеспечивающие растворение кислорода и углекислого газа в крови, связывание их с гемоглобином и другими веществами и перенос с током крови.

4-й этап — диффузия газов в тканях (газообмен в тканях) — процессы, обеспечивающие диссоциацию оксигемоглобина в крови тканевых капилляров и диффузию кислорода из крови в тканевые структуры, а также диффузию углекислого газа в обратном направлении, его растворение и связывание с гемоглобином.

5-й этап — клеточное дыхание — биохимические и физико-химические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки. При этом образуются углекислый газ, вода и азотистые основания (при окислении белков).

Функционирование дыхательной системы:

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости, которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя — решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая — верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части.

Гортань

Гортань — один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижни й конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Бронхи

В грудной полости трахея делится на два бронха — левый и правый. Каждый бронх входит в лёгкое и там делится на бронхи меньшего диаметра, которые разветвляются на мельчайшие воздухоносные трубочки — бронхиолы. Бронхиолы в результате дальнейшего ветвления переходят в расширения — альвеолярные ходы, на стенках которых находятся микроскопические выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами. Стенки альвеол построены из особого тонкого однослойного эпителия.

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой — легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

В момент вдоха, когда сокращаются наружные межреберные мышцы и ребра поднимаются, наружный листок плевры отходит от внутреннего, вследствие чего увеличивается объем плевральной полости. Поскольку легкие всегда стремятся занять максимально возможный объем в грудной полости в связи с разностью давления внутри и снаружи органа, при увеличении объема плевральной полости происходят растяжение легких и поступление в них воздуха. Это приводит к увеличению эластической тяги легких и, следовательно, уменьшению внутриплеврального давления. Чем глубже вдох, тем больше уменьшается давление. В момент глубокого вдоха оно может достигать минус 12-15 мм рт. ст. (рис. 1).

Когда в межреберных мышцах заканчивается процесс возбуждения, они расслабляются и ребра пассивно возвращаются в исходное положение; точно так же прекращение сокращения диафрагмы приводит к тому, что она занимает свое прежнее куполообразное положение. Возвращение ребер и диафрагмы в исходное положение приводит к уменьшению объема грудной полости, а следовательно, к сдавлению легких. При возвращении ребер в исходное положение давление в плевральной полости повышается, т.е. в ней уменьшается отрицательное давление, так как уменьшается эластическая тяга легких. При глубоком выдохе оно становится равным минус 3-4 мм рт. ст. При сдавлении легких из них пассивно выходит воздух — осуществляется выдох.

Упругие свойства легких. Эластическая тяга легких обусловлена тремя факторами:

• поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол;

• упругостью ткани стенок альвеол вследствие наличия в них эластических волокон;

• тонусом бронхиальных мышц.

Если бы внутренняя поверхность альвеол была покрыта водным раствором, поверхностное натяжение должно было быть в 5-8 раз больше. В таких условиях наблюдалось бы полное спадение одних альвеол (ателектаз) при перерастяжении других. Этого не происходит потому, что внутренняя поверхность альвеол выстлана веществом, имеющим низкое поверхностное натяжение, так называемым сурфактантом, имеющим толщину 20-100 нм и состоящим из белков и липидов. Пленка сурфактанта обладает замечательным свойством: уменьшение размеров альвеол сопровождается снижением поверхностного натяжения; это важно для стабилизации альвеол.

Сурфактант необходим для начала дыхания при рождении ребенка. До рождения легкие находятся в спавшемся состоянии. Ребенок после рождения делает несколько сильных дыхательных движений, легкие расправляются, а сурфактант удерживает их от спадения (коллапса). Недостаток или дефекты сурфактанта вызывают тяжелое заболевание (синдром дыхательного дистресса).

Газообмен в альвеоле

Регуляция дыхания

Нервная Гуморальная

Кора Дыхательный центр Концентрация СО2 в крови

Нервная регуляция дыхания

Дыхательный центр

Координи­рованные дыхательные движения управляются из дыхательного центра в продолговатом мозге. Он состоит из двух половин, связанных между собою перемычками. Каждая половина координирует соответствующую половину грудной клет­ки. Это можно доказать в опыте на кошке, расщепив у нее продолговатый мозг по средней линии. Тогда правая и левая половина грудной клетки начинают дышать самостоятельно и с особым ритмом.

Дыхательный центр посылает им­пульсы к дыхательным мышцам не непосредственно, а через соот­ветствующие центры спинного мозга. В настоящее время в дыхательном центре различают участки, раздражение которых стимулирует вдох (так называемый центр вдоха), и участки, стимулирующие выдох (так называемый центр выдоха).

Автоматия дыхательного центра

Нервные импульсы из центра дыхания в продолговатом мозге поступают каждые 4-5 сек. в нервные центры, регулирующие движения диафрагмы и межреберных мышц, которые расположены в шейном и грудном отделе спинного мозга, и вызывают их возбуждение. Это возбуждение, передаваясь по нервным волокнам, приводит в движение диафрагму и межреберные мышцы. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование процессов вдоха и выдоха.

Высший центр дыхания

Высший центр, который регулирует дыхание, расположен в коре больших полушарий головного мозга. При участии этого высшего центра человек может произвольно задерживать дыхание в течение определенного времени, однако избыточное накопление углекислого газа в результате задержки дыхания вызывает сильное возбуждение дыхательного центра в продолговатом мозге и дыхание автоматически возобновляется.

Высший центр дыхания координирует частоту и глубину дыхательных движений при различных состояниях человека, то есть во время разговора, пения, выполнения физических упражнений, ходьбы. Под влиянием эмоций — гнева, страха и пр.— дыхание учащается, а при испуге или боли может даже остановиться. В высшем центре коры больших полушарий образуются условные рефлексы дыхания.

Рефлекторная регуляция дыхания Рефлексы с полости носа

Большое значение для нормального функционирования дыха­тельного аппарата имеют рефлексы с воздухоносных путей. В верхних дыхательных путях воздух согревается, насыщается па­рами воды и очищается от пыли и бактерий. Этому способствует узость этих путей и постоянная гиперемия слизистой оболочки. У северного оленя, вынужденного при быстром беге глубоко и сильно дышать, имеется в трахее специальное приспособление в виде желваков из кровеносных сосудов, в значительной мере со­гревающих холодный воздух.

Слизистая оболочка носа очень чувствительна. Чувствитель­ность в ней разнообразная — термическая, болевая, тактильная, давления и пр. и более высокая, чем на коже. При раздражении слизистой оболочки носа вызывается ряд рефлексов секреторных, сосудистых, двигательных. Механическое раздражение слизистой оболочки носа ведет к рефлексу чихания, но сильное ее раздраже­ние может привести к остановке дыхания. Рефлексы, возникаю­щие при раздражении слизистой оболочки носа, оказывают боль­шое влияние на организм, так как незатрудненное, свободное носовое дыхание обеспечивает нормальное течение многих процес­сов.

Кашлевой рефлекс

Большое значение имеют рефлексы, идущие с гортани, чув­ствительным нервом которой является передний гортанный нерв. Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцатель­ным эпителием, который переносит случайно попавшие туда час­тицы к гортани. Раздражение гортани грубыми частицами вызывает рефлекс кашля — сильным выдох при одновременном сужении голосовой щели. При кашле сильной струей воздуха удаляются из трахеи раздражающие ее частицы.

Гуморальная регуляция дыхания Содержание углекислого газа в крови играет важную роль в регуляции дыхания. Увеличенное или уменьшенное содержание в крови углекислого газа, воздействуя на дыхательный центр гуморальным путем, принимает участие в регуляции дыхания. иперкапния

Гиперкапния – это увеличение содержания углекислого газа в крови.

Раздражителем центра дыхания является сдвиг реакции крови в кислую сторону, что наступает при недостатке кислорода или при избытке углекислого газа в крови – гиперкапнии. Гиперкапния может возникнуть, если большое количество людей будут находиться в помещении с закрытыми дверями и окнами долгое время, в результате чего в воздухе увеличится содержание углекислого газа. При дыхании этим воздухом в крови учащихся будет увеличиваться содержание углекислого газа, что приведет к сильному возбуждению дыхательного центра и учащению дыхания. Если класс немедленно не проветрить, то у учеников могут появиться головокружение, сонливость, зевота, общая слабость, одышка и другие нежелательные явления.

Гипокапния

Гипокапния – это снижение содержания углекислого газа в крови. Гипокапния приводит к уменьшению раздражения дыхательного центра, что выражается в урежении дыхания.

Гипокапнию можно вызвать, если с помощью нескольких глубоких выдохов снизить насыщенность крови углекислотой и тем самым понизить возбудимость центра дыхания, то дыхание прекращается на 20-30 секунд. Это состояние называют апноэ.

Конспект по биологии на тему «Дыхание»

07.04.2017

Файл содержит подробный конспект по биологии на тему «Дыхание». Он поможет выучить новую информацию или повторить старую. Пригодится в подготовке к ЕГЭ по биологии. 

Смотреть в PDF:

Или прямо сейчас: cкачать в pdf файле.

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА.

Дыхательная
система объединяет органы, которые выполняют воздухоносную (полость рта,
носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и дыхательную, или газообменную (легкие),
функции.

Основная
функция органов дыхания — обеспечение газообмена между воздухом и кровью путем
диффузии кислорода и углекислого газа через стенки легочных альвеол в
кровеносные капилляры. Органы дыхания участвуют в звукообразовании, определении
запаха, выработке некоторых гормоноподобных веществ, вводно-солевом обмене, в
поддержании иммунитета организма.

В
воздухоносных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого
воздуха, а также восприятие запаха, температурных и механических раздражителей.

Особенностью
строения дыхательных путей является наличие хрящевой основы в их стенках. Внутренняя
поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая выстлана
мерцательным эпителием и содержит железы, выделяющие слизь.

Полость
носа

Полость носа — это начальный отдел дыхательных путей и
одновременно орган обоняния. Проходя через полость носа, воздух охлаждается,
или согревается, увлажняется и очищается. Полость носа формируется наружным
носом и костями лицевого черепа, делится перегородкой на две симметричные
половины. Входными отверстиями в носовую полость являются ноздри, а
через хоаны она соединяется с носовой частью глотки. Перегородка
носа состоит из перепончатой, хрящевой и костной частей. В каждой половине
носа выделяют преддверие полости носа. Внутри оно покрыто переходящей через
ноздри кожей наружного носа, содержащей потовые, сальные железы и жесткие
волоски, которые задерживают частицы пыли. От боковой стенки в просвет каждой
половины носа выступают по три выгнутые костные пластинки: верхняя, средняя и
нижняя раковины. Они делят полость носа на узкие, соединенные между собой
носовые ходы.

Различают верхний, средний и нижний носовые ходы,
расположенные под соответствующей носовой раковиной. В каждый носовой ход
открываются воздухоносные пазухи и каналы черепа: отверстия решетчатой кости,
клиновидная, верхнечелюстная (гайморова) и лобная пазухи, носослезный канал.
Слизистая оболочка носа продолжается в слизистую оболочку околоносовых пазух,
слезного мешка, носовой части глотки и мягкого нёба. Она плотно срастается с
надкостницей и надхрящницей стенок полости носа и покрыта эпителием, который
содержит большое количество бокаловидных слизистых желез, кровеносных сосудов и
нервных окончаний.

В верхней носовой раковине, частично в средней, и в верхнем
отделе перегородки находятся  чувствительные клетки обоняния. Воздух из полости
носа попадает в носоглотку, а затем в ротовую и гортанную части глотки, где
открывается отверстие гортани. В области глотки происходит пересечение
пищеварительного и дыхательного путей; воздух сюда может поступать через рот.

Гортань

Гортань — выполняет функции дыхания, звукообразования и
защиты нижних дыхательных путей. Расположена в передней области шеи, на уровне
IV—VII шейных позвонков; на поверхности шеи образует небольшое (у женщин) и
сильно выступающее вперед (у мужчин) возвышение — выступ
гортани. Сверху гортань подвешена к подъязычной кости, внизу соединяется с
трахеей. Спереди гортани лежат мышцы шеи, сбоку  сосудисто-нервные пучки.

Скелет гортани составляют непарные и парные хрящи.
К непарным относятся щитовидный, перстневидный хрящи и надгортанник,
к парным — черпаловидные, рожковидные и клиновидные хрящи, которые
соединяются между собой связками, соединительнотканными мембранами и суставом.

Хрящи гортани.

 Основу гортани составляет гиалиновый перстневидный
хрящ. Он имеет дугу и четырехугольную пластинку. На верхнем крае пластинки
находятся две составные поверхности для соединения с черпаловидными хрящами. На
дуге перстневидного хряща расположен гиалиновый непарный, самый большой хрящ
гортани — щитовидный. На передней части щитовидного хряща находятся
верхняя и нижняя щитовидная вырезки. Задние края пластинок щитовидного хряща
образуют с каждой стороны длинный верхний и короткий нижний рога. Черпаловидный
хрящ парный, гиалиновый, похож на четырехгранную пирамиду. От основания
отходит мышечный отросток, к которому прикрепляются голосовые связка и мышца.
Сверху и спереди вход в гортань прикрывает надгортанник — эластичный отросток.
Он прикрепляется щитонадгортанной связкой к щитовидному хрящу. Надгортанник
перекрывает вход в гортань во время проглатывания
еды. Рожковидный и клиновидный хрящи находятся в толще
черпаловидной связки.

Соединяются хрящи гортани между собой и с подъязычной костью
при помощи суставов  и связок.

Мышцы
гортани. 

Все мышцы гортани делятся на три группы: расширители,
суживающие голосовую щель и изменяющие напряжение голосовых связок.

Мышца 
расширяющая голосовую щель — задняя перстнечерпаловидная. Эта парная
мышца при сокращении оттягивает мышечный отросток назад, поворачивает
черпаловидный хрящ наружу.

Мышцы суживающие голосовую щель —  парная латеральная
перстнечерпаловидная и парная щиточерпаловидная, парная косая
черпаловидная мышцы и непарная поперечная черпаловидная мышца.

К мышцы натягивающие голосовые связки —  парная
перстнещитовидная, и голосовая мышца.

Полость
гортани.

 В полости гортани различают три отдела: преддверие,
межжелудочковый отдел и подголосовую полость .

 Полость гортани (фронтальный распил):

1 — надгортанник; 2 — надгортанный бугорок; 3
— преддверие гортани; 4 — складка преддверия; 5
— желудочек гортани; 6 — голосовая складка; 7— щитовидный
хрящ; 8 — голосовая щель; 9 — подголо-совая
полость; 10 — полость трахеи; 11 — перстневидный
хрящ; 12 — латеральная перстнечерпаловидная мышца; 13 —голосовая
мышца; 14— щиточерпаловидная мышца; 15— щель преддверия

Преддверие гортани находится от входа в гортань до
складок преддверия. Складки преддверия сформированы слизистой оболочкой
гортани, которая содержит слизистые железы и утолщенные эластические волокна.
Между этими складками находится щель преддверия.

Средний отдел — межжелудочковый — самый узкий (от
складок преддверия вверху к голосовым связкам внизу). Между складками преддверия
(ложная голосовая складка) и голосовой складкой с левой и правой сторон гортани
расположены желудочки. Правая и левая голосовые складки
ограничивают голосовую щель — наиболее узкую часть полости гортани. В
голосовой щели выделяют межперепончатую и межхрящевую части.

Нижний отдел полости гортани, который переходит в трахею,
называется подголосовой полостью.

Гортань имеет три оболочки: слизистую,
фиброзно-хряще-вую и соединительнотканную. Первая покрыта
многорядным мерцательным эпителием, кроме голосовых связок. Фиброзно-хрящевая
оболочка состоит из гиалиновых и эластичных хрящей. Последние в свою очередь
окружены плотной волокнистой соединительной тканью и выполняют роль каркаса
гортани.

При образовании звука голосовая щель закрыта и открывается
только при повышении давления воздуха в подголосовой полости на выдохе. Воздух,
поступающий из легких в гортань, вибрирует голосовые связки. При этом
образуются звуки разной высоты и силы. В формировании звука участвуют мышцы
гортани, которые суживают и расширяют голосовую щель. В звукообразовании
принимает участие и центральная нервная система, под контролем которой
находятся голосовые связки и мышцы гортани.

Трахея и
бронхи

Трахея  — непарный орган, через который воздух поступает
в легкие и наоборот (рис. 80).

Трахея имеет форму трубки несколько сжатой в направлении
спереди назад.

Основу трахеи составляют 16—20 гиалиновых хрящевых полуколец,
соединенных между собой кольцевыми связками.

Трахея начинается на уровне нижнего края VI шейного позвонка,
и заканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка. В трахее различают
шейную и грудную части.

В шейной части спереди трахеи находятся щитовидная
железа, сзади — пищевод, а по бокам — сосудисто-нервные пучки (общая сонная
артерия, внутренняя яремная вена, блуждающий нерв).

В грудной части спереди трахеи находятся дуга
аорты, плечеголовной ствол, левая плечеголовная вена, начало левой общей сонной
артерии и вилочковая железа.

В грудной полости трахея делится на два главных бронха,
которые отходят в правое и левое легкое. Место деления трахеи
называется бифуркацией. Правый главный бронх имеет более вертикальное
направление; он короче и шире левого. В связи с этим инородные тела из трахеи чаще
попадают в правый бронх.

Рис. 80. Трахея, главные бронхи и легкие:

1 — трахея; 2 — верхушка легкого; 3
— верхняя доля; 4 а — косая щель; 46— горизонтальная
щель; 5— нижняя доля; 6— средняя доля; 7— сердечная вырезка левого
легкого; 8 — главные бронхи; 9 — бифуркация трахеи

Над левым главным бронхом лежит дуга аорты, над правым —
непарная вена. Внутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой с
реснитчатым многослойным эпителием, содержащей слизистые железы и одиночные
лимфоидные узелки. Снаружи трахея и главный бронх покрыты соед. тканью.

Главные бронхи в свою очередь делятся на долевые, а они на
сегментарные, которые делятся далее и образуют бронхиальное дерево легких.

Главные бронхи состоят из неполных хрящевых колец; в концевых
бронхиолах хрящевая оболочка отсутствует.

Легкие

Легкие — главный орган дыхательной системы (см. рис. 80),
который насыщает кислородом кровь и выводит углекислый газ. Правое и левое
легкое расположено в грудной полости, каждое в своем плевральном мешке. Внизу
легкие прилегают к диафрагме, спереди, с боков и сзади каждое легкое
соприкасается с грудной стенкой. Правый купол диафрагмы лежит выше левого,
поэтому правое легкое короче и шире левого. Левое легкое уже и длиннее, потому
что в левой половине грудной клетки находится сердце, которое своей верхушкой
повернуто влево.

Верхушки
легких выступают выше ключицы.

В легком выделяют три поверхности: выпуклую
реберную, прилегающую к внутренней поверхности стенки грудной
полости; диафрагмальную — прилегает к диафрагме; медиальную (средостенную), направленную
в сторону средостения. На медиальной поверхности находятся ворота легкого,
через которые входят главный бронх, легочная артерия и нервы, а выходят две
легочные вены и лимфатические сосуды. Все вышеперечисленные сосуды и бронхи составляют корень
легкого.

Каждое легкое бороздами делится на доли: правое — на три
(верхнюю, среднюю и нижнюю), левое — на две (верхнюю и нижнюю).

Большое практическое значение имеет деление легких на так
называемые бронхолегочные сегменты; в правом и в левом легком по 10
сегментов (рис. 81). Сегменты отделяются один от другого соединительнотканными
перегородками, имеют форму конусов, верхушка которых направлена к воротам, а
основание — к поверхности легких. В центре каждого сегмента расположены
сегментарный бронх, сегментарная артерия, а на границе с другим сегментом —
сегментарная вена.

Каждое легкое состоит из разветвленных бронхов, которые
образуют бронхиальное дерево и систему легочных пузырьков. Каждая конечная
бронхиола делится на дыхательные бронхиолы, которые в свою очередь переходят в
альвеолярные ходы.

Рис. 81. Схема сегментов легкого:

А — вид спереди; Б — вид сзади; В
— правое легкое (вид сбоку); Г— левое легкое (вид сбоку)

Каждый альвеолярный ход заканчивается двумя альвеолярными
мешочками. Стенки альвеолярных мешочков состоят из легочных альвеол.

Дыхательные бронхиолы, а также альвеолярные ходы,
альвеолярные мешочки и альвеолы легкого образуют альвеолярное
дерево, которое является структурно-функциональной единицей легкого.

Для кровоснабжения легочной ткани и стенок бронхов кровь
поступает в легкие по бронхиальным артериям из грудной части аорты. Кровь от
стенок бронхов по бронхиальным венам отходит в протоки легочных вен, а также в
непарную и полунепарную вены. По левой и правой легочным артериям в легкие
поступает венозная кровь, которая обогащается кислородом в результате
газообмена, отдает углекислый газ и, превратившись в артериальную кровь, по
легочным венам стекает в левое предсердие.

Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, а также
в нижние и верхние трахеобронхиальные лимфоузлы.

Плевра и
средостение

Плевра — тонкая гладкая серозная оболочка, которая
окутывает каждое легкое.

Различают висцеральную
плевру, которая плотно срастается с тканью легкого и заходит в щели между
долями легкого, и париетальную, которая выстилает внутри стенки
грудной полости. В области корня легкого висцеральная плевра переходит в париетальную.

Париетальная плевра состоит из реберной, медиасти-нальной
(средостенной) и диафрагмальной плевры. Реберная плевра покрывает
внутреннюю поверхность ребер и межреберных промежутков, около грудины и сзади
около позвоночного столба переходит в медиастинальную плевру. Вверху
реберная и медиастинальная плевра переходят одна в другую и образуют купол
плевры, а внизу они переходят в диафрагмальную плевру, которая покрывает
диафрагму, кроме центральной части, где диафрагма соединяется с перикардом.

Таким образом, между париетальной и висцеральной плеврой
образуется —плевральная полость с серозной жидкостью. В местах перехода
реберной плевры в диафрагмальную и медиастинальную образуются углубления
— плевральные синусы. Эти синусы являются резервными пространствами
правой и левой плевральных полостей, а также вместилищем для накопления
плевральной жидкости при нарушении процессов ее образования и усвоения.

Между
реберной и диафрагмальной плеврой находится реберно-диафрагмальный синус; в
месте перехода медиастинальной плевры в диафрагмальную — диафрагмо-медиастинальный
синус, а в месте перехода реберной плевры в медиастинальную образуется
реберно-медиастинальный синус.

Средостение  представляет собой комплекс органов,
расположенных между правой и левой плевральными полостями. Спереди средостение
ограничено грудиной, сзади — грудным отделом позвоночного столба, с боков—
правой и левой медиастинальной плеврой. Вверху средостение продолжается до
верхней апертуры грудной клетки, внизу — до диафрагмы. Различают два отдела
средостения: верхнее и нижнее.

В верхнем средостении находятся вилочковая железа,
правая и левая плечеголовные вены, верхняя полая вена, дуга аорты и отходящие
от нее сосуды (плечеголовной ствол, левая общая сонная и подключичная артерии),
трахея, верхняя часть пищевода, соответствующие отделы грудного лимфатического
протока правого и левого симпатических стволов, проходят блуждающий и
диафрагмальный нервы. В нижнем средостении находятся перикард с
расположенными в нем сердцем.

Физиология
дыхания.

Жизнедеятельность живого организма связана с поглощением им О₂
и выделением СО₂. Поэтому в понятие «дыхание» входят все процессы,
связанные с доставкой О₂ из внешней среды внутрь клетки и выделением
СО₂ из клетки в окружающую среду. У человека различают дыхание: 1)
внутреннее (клеточное, тканевое); 2) транспорт газов кровью или другими
жидкостями тела; 3) внешнее (легочное). Фактически все звенья газотранспортной
системы организма, включая регуляторные механизмы, призваны обеспечить
концентрацию кислорода в клетках, необходимую для поддержания активности
дыхательных ферментов.

Перенос О2 из альвеолярного воздуха в кровь и СО2 из крови в
альвеолярный воздух происходит исключительно путем диффузии. Движущей силой
диффузии является разница парциального давления О2 и СО2 по обеим сторонам
альвеолокапиллярной мембраны. Кислород и углекислый газ диффундируют через слой
тонкой пленки фосфолипидов, альвеолярный эпителий, две основные мембраны,
эндотелий кровеносного капилляра. Диффузионная способность легких для кислорода
значительная. Это обусловлено большим количеством альвеол и их значительной
газообменной поверхностью, а также небольшой толщиной альвеолокапиллярной
мембраны. Если вентиляция легких недостаточная и в альвеолах увеличивается
содержание СО2, то уровень концентрации СО2 сразу же повышается в крови, что
приводит к учащению дыхания.

В легких кровь из венозной превращается в артериальную,
богатую О2 и бедную СО2. Артериальная кровь поступает в ткани, где в результате
беспрерывно проходящих процессов используется О2 и образуется СО2. Кровь
становится венозной и по венам поступает в легкие, где цикл обмена газов
повторяется вновь.

Газы очень слабо растворяются в жидкостях. Основная часть
гемоглобина транспортируется в форме непрочного соединения гемоглобина, который
содержится в эритроцитах. При присоединении кислорода к гемоглобину образуется
оксигемоглобин, а при отдаче кислорода — дизоксигемоглобин.

Гемоглобин особенно легко соединяется с угарным газом СО
(оксид углерода) с образованием карбоксигемоглобина, не способного к переносу
О2. Вследствие этого в организме человека возникают симптомы кислородного
голодания (рвота, головная боль, потеря сознания).

Координированные сокращения дыхательных мышц обусловлены
ритмичной деятельностью нейронов дыхательного центра, который находится в
продолговатом мозге. Регулируют дыхание хеморецепторные и механорецепторные
системы, обеспечивающие нормальную работу дыхательного центра. К дыхательным
нейронам относятся нервные клетки. Различают инспираторные нейроны, которые
активны только в фазе вдоха, и экспираторные, активные во время выдоха.

Механорецепторы дыхательной системы, во-первых, участвуют в
регуляции параметров дыхательного цикла — регуляции глубины вдоха и его
продолжительности; во-вторых, эти рецепторы являются рецепторами рефлексов
защитного характера — кашля. Рецепторы верхних дыхательных путей являются в основном
источником защитных рефлексов (кашель, чиханье, глотание). Проприорецепторы
дыхательных мышц контролируют деятельность этих мышц под влиянием центральных
дыхательных нейронов.

Таким образом, в регуляции дыхания участвуют различные по
характеру и местонахождению как нервные, так и гуморальные структуры, которые
создают оптимальные условия для газообмена. Человек в состоянии покоя вдыхает и
выдыхает около 500 мл воздуха. Этот объем воздуха называется дыхательным. Если
после спокойного вдоха сделать усиленный дополнительный вдох, то в легкие может
поступить еще 1500 мл воздуха. Такой объем называют резервным объемом вдоха.
После спокойного выдоха при максимальном напряжении дыхательных мышц можно
выдохнуть еще 1500 мл воздуха. Этот объем носит название резервного объема
выдоха. После максимального выдоха в легких остается около 1200 мл воздуха —
остаточный объем. Сумма резервного объема выдоха и остаточного объема
составляет около 250 мл — функциональную остаточную емкость легких
(альвеолярный воздух). Жизненная емкость легких — это в сумме дыхательный объем
воздуха, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха. Дыхание изменяется при
повышенном или пониженном атмосферном давлении.