Какая система обеспечивает тканевое дыхание. Дыхательная система человека

⁰

Как многим организмам на Земле, человеку необходим кислород. Без кислорода он гибнет через несколько минут т.к. работа клеток и органов нашего организма связана с потреблением энергии, а энергия освобождается при биологическом окислении и распаде сложных молекул органических веществ в клетках… на этонужен кислород полученный при дыхании и доставленный в клетки с кровью.

Дыхательная система тесно связана с кровеносной системой: -кровь приносит О 2, пит.в-ва и

Уносит СО 2, продукты распада.

Органы дыхания икровеносная система осуществляют обмен газов между организмом и окружающей средой. → Различают:- легочное дыхание ,

- тканевое дыхание .

Органы Дыхания:

А) Дыхательные Пути :

1) носовая полость -выстлана слизистой оболочкой с мерцательным эпителием (имеет реснички)

бокаловидные клетки мерцательного эпителия выделяют слизь

в слизистой обол. кровеносные сос-ды.

Воздух 1.очищается, 2.увлажняется, 3.согревается.

2) ротовая полость,

3) носоглотка,

4) ротоглотка,

5) гортань - образована хрящами, находятсяголосовые связки сголосовой щелью . Когда человек говорит, струя воздуха колеблет голосовые связки и возникает звук. => Образование голоса происходит в гортани. Органы ротовой (язык, губы, челюсти) и носовой полостей превращают эти звуки в членораздельную речь.

Гортань участвует в проведении воздуха в трахею и голосообразовании.

6) трахея - это трубка длиной 10-15 см, состоит из хрящевых полуколец, -благодаря этому трахея и не спадается и не препятствует прохождению пищи по пищеводу. Нижняя часть трахеи делится на два главных бронха.

7) бронхи - входят в легкие и там ветвятся, образуя бронхиальное дерево. Крупные бронхи разветвляются на меньшие и заканчиваютсялегочными пузырьками - альвеолами .

Б) Орган Газообмена –Легкие. Как у всех млекопитающих, органы дыхания человека построеныпо альвеолярному типу : дыхательные пути заканчиваются мельчайшими пузырьками - альвеолами.

У человека 2а легких; расположены в грудной полости тела слева и справа от сердца.

покрыты оболочкой - легочной плеврой, - плевра покрывает внутреннюю поверхность грудной полости (пристеночная плевра), а затем переходит на легкое.

Между пристеночной и легочной плёврой есть щель – плевральная полость заполненнаяплевральной жидкостью снижающей трение легких о стенки грудной полости при дыхании => каждое легкое находитсяв герметически замкнутом пространстве.

Легкие состоят из: 1.ветвящихся бронхов, концы которых заканчиваются 2.альвеолами (их 300млн). Стенки альвеол и оплетающих их капилляров очень тонкие, через них легко проходят газы.

Атмосферным воздух содержит: 21 % - О 2 ;0,03 % - СО 2 , 79% -N 2 , пары Н 2 О.

Выдыхаемый воздух содержит: 16 % - О 2 ;4 % - СО 2 , 79% -N 2 , больше паров Н 2 О.

Система Органов Дыхания:

1 - язык;

2 - ротовая полость;

3 - носовая полость;

4 - носоглотка;

5 - ротоглотка;

6 - гортань;

7 - трахея;

8 - главные бронхи;

9 - легкое (с легочной плеврой на поверхности);

10 - бронхиальное дерево;

11 - легочные пузырьки (альвеолы)

Строение Гортани (вид сзади):

1 - надгортанник;

2 - щитовидный хрящ;

3 - голововые связки;

5 - перстневидный хрящ;

6 - трахея;

7 - черпаловидный хрящ (парный)

Газообмен в Легких (в малом кругу кровообращения)- это кровь освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом.

Происходит за счет разности концентраций О 2 в венозной крови и вдыхаемом воздухе.

Поэтому О 2 за счетДиффузии проникает, через стенки альвеол и капилляров в кровь, из области большей его концентрации в область меньшей концентрации.

Альвеолы:

1 - общий вид;

2 - в разрезе

(стрелками показан газообмен между легочным воздухом и кровью)

Газообмен в Тканях (в большом кругу кровообращения) – в тканях кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом.

концентрация О 2 в артериальной крови больше, чем в клетках тканей => О 2 благодарядиффузии проникает через тонкие стенки капилляров в клетки.

Газы плохо растворяются в теплой воде, еще хуже в теплой и соленой воде.

Чем же объяснить, что кислород проникает в кровь, несмотря на то, что кровь и теплая и соленая жидкость?... –благодаря гемоглобину эритроцитов- его молекула химически взаимодействует с кислородом: она захватывает 8 атомов О 2 и доставляет их тканям

Воздух в легких постоянно обновляется, благодаря дыхательным движениям –вдоху и выдоху .

В самих легких мышечной ткани нет.

Объем легких то увеличивается, то уменьшается за счет: 1. сокращения межреберных мышц

2.диафрагмы - это мышечная перегородка, разделяющая грудную и брюшную полости.

При вдохе межреберные мышцы сокращаются и ребра приподнимаются,

а диафрагма опускается и становится более плоской →

это приводит к увеличению объема грудной полости → и расширению легких→ при этом воздух «засасывается».

При выдохе межреберных мышц расслаблении и ребра опускаются,

а диафрагма занимает свое прежнее положение, становится выпуклой

→объем грудной полости уменьшается, легкие сжимаются, и воздух выталкивается наружу.

В более глубоком дыхании участвуют и другие мышцы: -брюшного пресса.

Дыхательные движения происходят автоматически. Но …

В спокойном состоянии взрослый человек совершает 16-20 дыхательных движений в мин.

Поступление воздуха в легкие и удаление его из них происходит по физическим законам, но глубина и частота дыхания определяются биологическими потребностями организма –т.е. интенсивностью энергетических процессов, происходящих в тканях.

Дыхательные движения (положение грудной клетки и диафрагмы при вдохе показано красным цветом).

Модель Дондерса. Механизм вдоха и выдоха

Альвеолы очень эластичны и могут растягиваться, но до известного предела.

Если в результате курения или болезни эластичность легочной ткани понизится , при резком вдохе стенки альвеол не выдерживают и начинаю лопаться. Образующиеся пустоты заполняются воздухом. Вывести его наружу невозможно. Больному трудно дышать, он не может сделать полноценный вдох. В результате у него возникает одышка при малейшем физическом напряжении. Кожа больного приобретает синюшный оттенок. Это заболеванием называетсяэмфиземой легких .

Значение дыхания

Без воздуха человек может продержаться всего несколько минут, так как запас воздуха ограничен объемом лёгких. Благодаря вентиляции лёгких в них поддерживается более или менее постоянный газовый состав, который необходим для поступления в кровь кислорода и удаления из крови углекислого газа, других газообразных продуктов распада, а также паров воды. Функция ткани нарушается, если прекращается распад и окисление органических веществ, энергия перестает выделяться, и клетки, лишенные энергетического обеспечения, погибают. Дыханием называют обмен газов между клетками и окружающей средой. У человека газообмен состоит из четырех этапов:

обмен газов между воздушной средой и лёгкими,
газов между лёгкими и кровью,
транспортировка газов кровью,
газообмен в тканях.

Система органов дыхания выполняет лишь первую часть газообмена. Остальное выполняет система органов кровообращения, между дыхательной и кровеносной системами существует глубокая взаимосвязь. Различают лёгочное дыхание, обеспечивающее газообмен между воздухом и кровью, и тканевое дыхание, осуществляющее газообмен между кровью и клетками тканей. Кроме обеспечения газообмена, органы дыхания выполняют еще две важные функции: участвуют в теплорегуляции и голосообразовании. При дыхании с поверхности лёгких испаряется вода, что ведет к охлаждению крови и всего организма. Кроме того, лёгкие создают воздушные потоки, приводящие в колебание голосовые связки гортани.

Строение и функции органов дыхания

Органы, которые подводят воздух к альвеолам лёгких, называются дыхательными путями. Верхние дыхательные пути:

носовая полость,
ротовая полость,
носоглотка,
глотка.

Нижние дыхательные пути:

гортань,
трахея,
бронхи.

Бронхи многократно ветвятся, образуя бронхиальное дерево. По ним воздух достигает альвеол, где и происходит газообмен. Каждое из лёгких занимает герметически замкнутую часть грудной полости. Между ними расположено сердце. Лёгкие покрыты оболочкой, которая называется лёгочной плеврой .

Носовая полость

Носовая полость состоит из нескольких извилистых ходов, разделенных сплошной перегородкой на левую и правую части. Внутренняя поверхность носовой полости выстлана мерцательным эпителием, который выделяет слизь, увлажняющую поступающий воздух и задерживающий пыль. В слизи содержатся вещества, уничтожающие микроорганизмы. Реснички изгоняют слизь из носовой полости. В стенках носовой полости проходит густая сеть кровеносных сосудов . Горячая артериальная кровь движется в них навстречу вдыхаемому холодному воздуху и согревает его. На верхней стенке носовой полости много фагоцитов , лимфоцитов , а также антител .

В задней части носовой полости находятся обонятельные клетки , воспринимающие запахи. Появление резкого запаха ведет к рефлекторной задержке дыхания. Таким образом, верхние дыхательные пути выполняют важные функции: согревания, увлажнения и очищения воздуха, а также защиты организма от вредных воздействий через воздух. Из носовой полости воздух попадает в носоглотку, а затем в глотку, с которой сообщается и ротовая полость. Поэтому человек может дышать и носом и ртом. При дыхании носом воздух в носовой полости прогревается, очищается от пыли и частично обеззараживается, чего не происходит при дыхании ртом. Но через рот дышать легче, и потому уставшие люди инстинктивно дышат через рот. Из глотки воздух попадает в гортань.

Гортань – орган голосообразования . Вход в трахею начинается через гортань . Она представляет собой широкую трубку, суженную посередине и напоминающую песочные часы. Гортань состоит из хрящей. Спереди и с боков ее прикрывает щитовидный хрящ . У мужчин он несколько выступает вперед, образуя кадык . В узкой части гортани находятся голосовые связки. Их две пары, но в голосообразовании участвует лишь одна, нижняя пара. Связки могут сближаться и натягиваться, то есть изменять форму щели, которая образуется между ними. Когда человек спокойно дышит, связки разведены. При глубоком дыхании они разводятся еще дальше, при пении и речи они смыкаются, остается лишь узкая щель, края которой вибрируют. Они-то и являются источником звуковых колебаний, от которых зависит высота голоса. У мужчин связки длиннее и толще, их звуковые колебания ниже по частоте, поэтому и мужской голос более низкий. У детей и женщин связки тоньше и короче, а потому их голос более высокий.

Звуки, образующиеся в гортани, усиливаются резонаторами – околоносовыми пазухами – полостями, находящимися в лицевых костях, заполненных воздухом. Под влиянием воздушной струи стенки этих полостей немного вибрируют, вследствие чего звук усиливается и приобретает дополнительные оттенки. Они определяют тембр голоса. Звуки, издаваемые голосовыми связками, еще не речь. Членораздельные звуки речи формируются в ротовой и носовой полостях в зависимости от положения языка, губ, челюстей и распределения звуковых потоков. Работа перечисленных органов при произношении членораздельных звуков называется артикуляцией . Правильная артикуляция формируется особенно легко в возрасте от года до пяти лет, когда ребенок овладевает родным языком. При общении с маленькими детьми не надо шепелявить, копировать их неправильное произношение, так как это ведет к закреплению ошибок и нарушению речевого развития.

Трахея и главные бронхи

Трахея - дыхательное горло - начинается на уровне VI-VII шейных позвонков. Она представляет собой трубку, состоящую из 16-20 хрящевых гиалиновых полуколец , соединяющихся между собой кольцевидными связками. Длина трахеи 10-15 см; различают шейную и грудную ее части. На уровне верхнего края V грудного позвонка трахея делится на два главных бронха - к левому и правому лёгкому. Левый бронх проходит под дугой аорты, а правый огибается лежащей поперек непарной веной. Правый бронх более короткий, несколько шире левого; отходит от трахеи под тупым углом. Слизистая оболочка трахеи выстлана многорядным призматическим реснитчатым эпителием, не образует складок. Реснички способны волнообразно двигаться от лёгких наружу. Попавшие на слизистую оболочку мелкие частицы обволакиваются слизью и выталкиваются из организма при кашле или чихании.

Инфекционные и хронические заболевания дыхательных путей. Околоносовые пазухи

Некоторые кости черепа имеют воздушные полости – пазухи . В лобной полости есть фронтальная пазуха, в верхнечелюстной – гайморова пазуха. Грипп, ангина, ОРЗ (острое респираторное заболевание) могут вызвать воспаление слизистой оболочки околоносовых пазух. Чаще страдают гайморовы пазухи. Их воспаление – гайморит . Нередко бывает и воспаление лобной пазухи – фронтит . При гайморите и фронтите наблюдается нарушение носового дыхания, выделение из полости носа слизи, нередко гнойной. Иногда повышается температура. Работоспособность человека снижается. Необходимо лечение у врача отоларинголога , занимающегося лечением людей с заболеваниями уха, горла и носа.

Миндалины . Из носовой полости воздух попадает в носоглотку , потом в глотку и гортань . За мягким небом, а также у входа в пищевод и гортань находятся миндалины. Они состоят из лимфоидной ткани, подобной той, которая находится в лимфатических узлах. Миндалины содержат множество лимфоцитов и фагоцитов, задерживающих и уничтожающих микробов, но при этом иногда они сами воспаляются, становятся отечными и болезненными. Возникает хроническое заболевание – тонзиллит.

Аденоиды - опухолевидное разрастание лимфоидной ткани у выхода из носовой полости в носоглотку. Увеличенные аденоиды перекрывают проход воздуха и носовое дыхание затрудняется. Тонзиллит и разросшиеся аденоиды необходимо своевременно лечить: оперативно или консервативно (т.е. без операции).

Дифтерия – инфекционное заболевание, распространяющееся воздушно-капельным путем. Чаще дифтерия поражает детей, но болеют ею и взрослые. Начинается дифтерия как обычная ангина. Повышается температура тела, на небе появляется серовато-белый налет. Шея опухает из-за воспаления лимфатических желез. Возбудитель дифтерии – дифтерийная палочка . Продуктом ее жизнедеятельности является ядовитое вещество – дифтерийный токсин , который поражает проводящую систему сердца и сердечную мышцу. Возникает тяжелое и опасное заболевание сердца – миокардит . Для профилактики здоровым людям вводят противодифтерийную вакцину. Она создает активный иммунитет, который может сохраняться несколько лет.

Лёгкие. Газообмен лёгких

Лёгкие являются основным органом дыхательной системы. Это парный орган, занимающий почти весь объем грудной клетки. Различают правое и левое лёгкое. По форме они представляют собой усеченные конусы, верхушкой обращенные к ключице, а вогнутым основанием - к куполу диафрагмы. Верхушка лёгкого достигает I ребра. Наружная выпуклая поверхность прилегает к ребрам. С внутренней стороны, обращенной к средостению, в каждое лёгкое входят главный бронх, лёгочная артерия, лёгочные вены и нервы. Они образуют корень лёгкого; в нем находится большое количество лимфатических узлов, защищающих от проникновения в лёгкие патогенных микроорганизмов. Место вхождения бронхов и сосудов в лёгкие называется воротами лёгкого .

По своим размерам правое лёгкое шире и короче, чем левое. Левое лёгкое в нижнепередней области имеет выемку, образованную сердцем. Каждое лёгкое делится на доли, правое - на три, левое - на две. Многочисленные разветвления бронхов составляют бронхиальное дерево.

Газообмен в лёгких . Обмен газов в лёгких происходит благодаря диффузии . Кровь, поступившая от сердца в капилляры, оплетающие лёгочные альвеолы, содержит много углекислого газа. В воздухе лёгочных альвеол его мало, поэтому он покидает кровеносное русло и переходит в альвеолы. Кислород поступает в кровь тоже благодаря диффузии. В крови свободного кислорода мало, потому что его непрерывно связывает находящийся в эритроцитах гемоглобин, превращаясь в оксигемоглобин. Ставшая артериальной кровь покидает альвеолы и по лёгочной вене направляется к сердцу. Для того, чтобы газообмен проходит непрерывно, необходимо, чтобы состав газов в лёгочных альвеолах был постоянным. Это постоянство и поддерживается лёгочным дыханием: избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом из свежей порции наружного воздуха.

Тканевое дыхание

Тканевое дыхание происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В тканях мало кислорода, и поэтому происходит распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород. Кислород переходит в тканевую жидкость и там используется клетками для биологического окисления органических веществ. Выделяющаяся при этом энергия используется для процессов жизнедеятельности клеток и тканей. Углекислого газа в тканях скапливается много. Он поступает в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его в правое предсердие, оттуда он поступает в правый желудочек, который по лёгочной артерии выталкивает венозную кровь в лёгкие - круг замыкается. В лёгких кровь снова делается артериальной и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения.

Чем больше расходуется кислорода в тканях, тем больше требуется кислорода из воздуха для компенсации затрат. Вот почему при физической работе одновременно усиливается и сердечная деятельность, и лёгочное дыхание.

Механизмы вдоха и выдоха

Углекислый газ постоянно поступает из крови в альвеолярный воздух, а кислород поглощается кровью и расходуется, для поддержания газового состава альвеол необходима вентиляция альвеолярного воздуха. Она достигается благодаря дыхательным движениям: чередованию вдоха и выдоха. Сами лёгкие не могут нагнетать или изгонять воздух из своих альвеол. Они лишь пассивно следуют за изменением объема грудной полости. Из-за разности давления, лёгкие всегда прижаты к стенкам грудной клетки и точно следует за изменением ее конфигурации. При вдохе и выдохе лёгочная плевра скользит по пристеночной плевре, повторяя ее форму.

Вдох заключается в том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны. Объем грудной полости увеличивается, и лёгкие следуют за этим увеличением, поскольку содержащиеся в лёгких газы прижимают их к пристеночной плевре. Вследствие этого давление внутри лёгочных альвеол падает, и наружный воздух поступает в альвеолы.

Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляются. Под действием силы тяжести грудная стенка опускается вниз, а диафрагма поднимается вверх, поскольку растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, в они – на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, лёгкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. Все это происходит при спокойном дыхании. При глубоком вдохе и выдохе включаются дополнительные мышцы.

Нервно-гуморальная регуляция дыхания

Нервная регуляция дыхания . Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Он состоит из центров вдоха и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. Спадение лёгочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох. При задержке дыхания мышцы вдоха и выдоха сокращаются одновременно, благодаря чему грудная клетка и диафрагма удерживаются в одном положении. На работу дыхательных центров оказывают влияние и другие центры, в том числе расположенные в коре больших полушарий. Благодаря их влиянию дыхание изменяется при разговоре и пении. Возможно также сознательно изменять ритм дыхания во время физических упражнений.

Гуморальная регуляция дыхания . При мышечной работе усиливаются процессы окисления. Следовательно, в кровь выделяется больше углекислого газа. Когда кровь с избытком углекислого газа доходит до дыхательного центра и начинает его раздражать, активность центра повышается. Человек начинает глубоко дышать. В итоге избыток углекислого газа удаляется, а недостаток кислорода восполняется. Если концентрация углекислого газа в крови понижается, работа дыхательного центра тормозится и наступает непроизвольная задержка дыхания. Благодаря нервной и гуморальной регуляции в любых условиях концентрация углекислого газа и кислорода в крови поддерживается на определенном уровне.

Воздушная среда и ее охрана

Атмосферный воздух содержит кислорода 21%, азота 78%, углекислого газа 0,03%, других газов около 1%. В выдыхаемом воздухе содержание кислорода снижается до 16,3%, содержание углекислого газа возрастает (примерно до 3-4%). Даже в помещение концентрация углекислого газа резко возрастает, поэтому пребывание в нем ведет к головной боли, вялости, снижению работоспособности. Там, где используется печное отопление, в воздухе может оказаться примесь углерода (СО) – угарного газа, который чрезвычайно ядовит. Он легко образует с гемоглобином крови прочное соединение карбоксигемоглобин. Молекулы гемоглобина надолго лишаются возможности переносить кислород из лёгких в ткани. Возникает недостаток кислорода в крови и тканях, что отражается на работе головного мозга и других органов. Отравление угарным газом проявляется головной болью и тошнотой. Могут возникать рвота, судороги, потеря сознания, а при сильном отравлении – смерть от прекращения тканевого дыхания. Содержащаяся в воздухе пыль опасна тем, что может механически травмировать стенки лёгочных пузырьков и воздухоносных путей, затруднять газообмен, вызывать аллергию. Кроме того, на пылинках оседают микробы и вирусы, которые могут стать причиной инфекционных заболеваний. Пыль, содержащая частички свинца, хрома, может вызвать химическое отравление. Вредна пыль не только фабрично-заводская, но и бытовая, и сельскохозяйственная. Для защиты от пыли во время работы можно применять респираторы. Кусок марли складывают в 4 слоя в виде прямоугольника 25/15 кв.см. К краям пришиваются тесемки. Верхние тесемки завязывают над ушными раковинами, нижние – на шее. Во время дыхания пылевые частицы задерживаются марлей. По мере загрязнения респиратор надо менять. В быту стоит отдавать предпочтение влажным способам уборки.

Первичная реанимация. Первая помощь при утоплении

Первая помощь утопающему . Прежде всего надо освободить дыхательные пути от воды. С этой целью пострадавшего кладут животом на колено и резкими движениями сдавливают живот и грудную клетку или резко встряхивают пострадавшего. После удаления воды при необходимости применяют искусственное дыхание.

Помощь при удушении и заваливании землей . Удушение может произойти при сдавливании горла, при западении языка. Последне часто случается при обмороках, когда человек внезапно теряет сознание. Поэтому прежде всего надо прислушаться к его дыханию. Если оно сопровождается хрипом или прекращается вовсе, надо открыть пострадавшему рот и оттянуть его язык вперед, либо переменить положение головы, откинув ее назад. Дать понюхать нашатырный спирт, который возбуждает дыхательный центр. После извлечения человека при завалах землей надо очистить рот и нос от грязи, затем начать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца. Если пострадавший холодный, его необходимо согреть.

Первая помощь при электротравме . Электротравмой считается поражение электрическим током и удар молнией. Если удар был небольшой, человек самостоятельно пришел в себя, надо осмотреть место поражения. При тяжелых случаях происходит остановка дыхания. При этом применяют искусственное дыхание, а при остановке сердца - непрямой массаж.

Функциональные возможности дыхательной системы. Болезни органов дыхания

Измерение обхвата грудной клетки . При вдохе и выдохе обхват грудной клетки изменяется. При вдохе он больше, при выдохе меньше. Данное изменение обхвата грудной клетки называется экскурсией грудной клетки. При спортивных тренировках объем грудной полости увеличивается, а следовательно, увеличивается и экскурсия грудной клетки. ЕЕ нетрудно измерить самому. Делать это удобно вдвоем. Сначала измерения проводят на вдохе, потом на выдохе. Для того нужна мерная лента, которой пользуются портные. В норме разница обхвата грудной клетки в состоянии глубокого вдоха и в состоянии глубокого выдоха у взрослого равна 6-9 см.

Жизненная емкость лёгких - важный показатель дыхания. Если человек сделает самый глубокий вдох, а затем максимально выдохнет, то объем выдохнутого воздуха и составит жизненную емкость лёгких. Но и после этого выдоха в лёгких останется еще какое-то количество воздуха. Это остаточный воздух, его объем примерно 1000-1200 куб.см. Жизненная емкость лёгких зависит от возраста, пола, роста, а также от степени тренированности человека. Для измерения жизненной емкости лёгких используют спирометр. Для человека важны не только жизненная емкость лёгких, но и выносливость дыхательной мускулатуры. Она считается нормальной, если при пяти пробах, проведенных подряд, результаты не снижаются.

Болезни дыхательной системы . Наряду с кратковременно протекающими болезнями, например гриппом, ангиной, существуют хронические заболевания дыхательной системы. Наиболее грозными является туберкулез и рак лёгкого . Они начинаются незаметно, и несколько месяцев или даже лет человек о них может и не подозревать. Между тем лечение наиболее успешно в начальной стадии болезни. Флюорография – это исследование грудной клетки путем фотографирования изображения со светящегося рентгеновского экрана, за которым находится обследуемый. Отснятые пленки исследуют специалисты. Если они обнаруживают отклонения от нормы, больного приглашают в соответствующее учреждение для более детального обследования.

Туберкулез и рак лёгких . Возбудитель туберкулеза – палочка Коха . Она может попасть в организм через дыхательные пути, а также вместе и пищей, например с непрокипяченным молоком, полученным от больной туберкулезом коровы. В неблагоприятных условиях болезнетворные микробы активизируются. Они проникают в лёгкие (чаще) или другие органы и там размножаются, что ведет к заболеванию. Флюорография позволяет вовремя выявить и рак лёгкого . Это заболевание наиболее часто встречается у курящих людей. Болезнь начинается с того, что эпителиальная ткань некоторых бронхов перерождается и начинает разрастаться. Опухоль оказывает угнетающее влияние на жизнедеятельность организма, ведет к его крайнему истощению, а затем к смерти. Флюорография должен проходить каждый человек хотя бы раз в два года. Лицам, работа которых связана с людьми, а также учащимся флюорографию необходимо проходить ежегодно.

Цели урока:

углубить и обобщить знания по дыхательной системе , изучить строение легких и их роль.

Задачи урока:

Обучающие: изучить анатомические особенности легких человека и научиться различать легочное и тканевое дыхание ;

Развивающие: продолжить формирование у учащихся интеллектуальных умений;

Воспитательные: воспитание нравственных качеств личности и расширение кругозора.

Основные термины:

Легкие - парный орган, занимающий почти весь объем грудной клетки. Различают правое и левое лёгкое. Они являются органами воздушного дыхания у человека, всех млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, большинства земноводных, а также у некоторых рыб (двоякодышащих, кистепёрых и многопёров). Лёгкими называют также органы дыхания у некоторых беспозвоночных животных (у моллюсков, голотурий). В лёгких осуществляется газообмен между воздухом, находящимся в паренхиме лёгких, и кровью, протекающей по лёгочным капиллярам.

Лёгочное дыхание - обмен газов между кровью и атмосферным воздухом, происходящий в органах дыхания.

Обмен газов между кровью и клетками тканей.

Ход урока:

Проверка домашнего задания.

Дайте короткий ответ на вопросы:

1.Что такое дыхание и для чего оно нам нужно?

2.Что представляет собой система органов дыхания?

3.Какие существуют виды дыхания ?

4.Что относится к верхним дыхательным путям?

5.Что относится к нижним дыхательным путям?

Легкие.

Рис. 1. Легкие человека.

Верхушка лёгкого достигает I ребра. Наружная выпуклая поверхность прилегает к ребрам. С внутренней стороны, обращенной к средостению, в каждое лёгкое входят главный бронх, лёгочная артерия , лёгочные вены и нервы. Они образуют корень лёгкого; в нем находится большое количество лимфатических узлов, защищающих от проникновения в лёгкие патогенных микроорганизмов. Место вхождения бронхов и сосудов в лёгкие называется воротами лёгкого. На рисунке 2 можно посмотреть, где они располагаются.

Рис. 2. Ворота легкого и бронхиальное дерево.

Ткань лёгкого состоит из пирамидальной формы долек (длиной 25 мм, шириной 15 мм), основание которых обращено к поверхности. В вершину дольки входит бронх, который последовательным делением образует в ней 18-20 концевых бронхиол. Каждая из последних заканчивается структурно-функциональным элементом лёгких - ацинусом. Ацинус состоит из 20-50 альвеолярных бронхиол, делящихся на альвеолярные ходы; стенки тех и других густо усеяны альвеолами. Каждый альвеолярный ход переходит в концевые отделы - 2 альвеолярных мешочка.

Альвеолы (диаметр - 0,15 мм) представляют собой полушаровидные выпячивания и состоят из соединительной ткани и эластичных волокон, выстланы тонким прозрачным эпителием и оплетены сетью кровеносных капилляров. В альвеолах происходит газообмен между кровью и атмосферным воздухом. При этом кислород и углекислый газ проходят в процессе диффузии путь от эритроцита крови до альвеолы, преодолевая суммарный диффузионный барьер из эпителия альвеол, базальной мембраны и стенки кровеносного капилляра, общей толщиной до 0.5мкм, за 0.3с. На рисунке 3 приведен пример альвеол.

Рис. 3. Альвеолы.

Т.к. легкие – один из важнейших органов человека, на них довольно часто проводят операции:

Легочное и тканевое дыхание.

Различают лёгочное дыхание, обеспечивающее газообмен между воздухом и кровью, и тканевое дыхание, осуществляющее газообмен между кровью и клетками тканей.

Обмен газов в лёгких происходит благодаря диффузии (рисунок 4).

Рис. 4. Диффузия.

Пример диффузии молекул представлен на видео:

Кровь , поступившая от сердца в капилляры, оплетающие лёгочные альвеолы, содержит много углекислого газа. В воздухе лёгочных альвеол его мало, поэтому он покидает кровеносное русло и переходит в альвеолы. Кислород поступает в кровь тоже благодаря диффузии. В крови свободного кислорода мало, потому что его непрерывно связывает находящийся в эритроцитах гемоглобин, превращаясь в оксигемоглобин. Ставшая артериальной кровь покидает альвеолы и по лёгочной вене направляется к сердцу. Для того чтобы газообмен проходил непрерывно, необходимо, чтобы состав газов в лёгочных альвеолах был постоянным. Это постоянство и поддерживается лёгочным дыханием: избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом из свежей порции наружного воздуха.

Тканевое дыхание происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В тканях мало кислорода, и поэтому происходит распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород. Кислород переходит в тканевую жидкость и там используется клетками для биологического окисления органических веществ. Выделяющаяся при этом энергия используется для процессов жизнедеятельности клеток и тканей. Углекислого газа в тканях скапливается много. Он поступает в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его в правое предсердие, оттуда он поступает в правый желудочек, который по лёгочной артерии выталкивает венозную кровь в лёгкие - круг замыкается. В лёгких кровь снова делается артериальной и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения.

Рис. 5. Тканевое дыхание.

Выводы.

1.Легкие занимают все свободное пространство грудной полости. Расширенная часть легких прилегает к диафрагме. Главные бронхи, легочные артерии и вены входят в легкие с внутренней стороны, граничащей с сердцем. Место их входа называют «воротами легких».

2.Лёгочное дыхание – это дыхание, во время которого в органах дыхания происходит обмен газов между кровью и атмосферным воздухом.

3.Тканевое дыхание происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ.

Контролирующий блок.

1.Что такое легкие и каково их строение?

2.Что такое легочное дыхание?

3.Что такое тканевое дыхание?

4.Благодаря чему происходит обмен газов в легких?

Домашнее задание.

Подготовьте сообщение о легочном и тканевом дыхании и сравните их между собой.

Курение – один из страшнейших пороков человечества. Вредная привычка, обернувшаяся локальной болезнью, переросшей сначала в эпидемию, а очень скоро в пандемию. Сегодня табакокурение перестало быть прерогативой «благородных донов», «аристократичных сэров» и «великодушных господ». Курят все категории населения Земли, всех возрастов и обоих полов. Курят тайком и открыто, дорогой табак и окурки, на улице и дома.

Табакокурение страшно не только ухудшением здоровья курящего, но и вредным воздействием на окружающих. По сути, это не индивидуальная болезнь, а социальная.

В первую очередь страдают органы дыхания. 98% смертей от рака гортани, 96% смертей от рака легких, 75% смертей от хронического бронхита и эмфиземы легких обусловлены курением. Табачный дым содержит более 4000 химических соединений, более сорока, из которых, вызывают рак, а также несколько сотен ядов, включая никотин, цианид, мышьяк, формальдегид, углекислый газ, окись углерода, синильную кислоту и т.д. В сигаретном дыме присутствуют радиоактивные вещества: полоний, свинец, висмут. Пачка сигарет в день - это около 500 рентген облучения за год! Температура тлеющей сигареты 700 - 900 градусов! Легкие курильщика со стажем - черная, гниющая масса.

Посмотритевидео , в котором показано влияние никотина на легкие:

Список литературы:

1.Урок на тему «Дыхательная система. Легочное и тканевое дыхание» Червякова С.М., учитель биологии, МОУ "Мещеринская СОШ№1".

2.Урок на тему «Строение легких. Газообмен в легких и тканях» Стафийчук Н.И., учитель биологии, ЯНАО, п. Вынгапуровский.

3.Никишов А.И., Рохлов В.С., Человек и его здоровье. Дидактический материал. М., 2001.

Отредактировано и выслано Борисенко И.Н.

Над уроком работали:

Червякова С.М.

Стафийчук Н.И.

Борисенко И.Н.

Запорожец А.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме

Значение дыхание. Строение и функции органов дыхания. Голосовой аппарат

Дыхание - общая признак всех живых организмов. Это один из основных процессов обмена веществ и энергии, вследствие которого происходит поступление в организм В 2 и высвобождение СО 2 (внешнее дыхания ), а также использование В 2 клетками и тканями для окисления органических веществ с высвобождением энергии, необходимой для жизнедеятельности (клеточное или тканевое дыхания ).

Дыхательная система осуществляет газообмен между организмом и окружающей средой, является важным фактором теплорегуляции, выполняет функцию выделения. Дыхательная система содержит голосовой аппарат (гортань).

Строение и функции органов дыхания

Систему органов дыхания человека составляют воздухоносные пути и легкие. К воздухоносных путей относятся: носовая полость , носоглотка , гортань , трахея и бронхи. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на правую и левую половины, в каждой из которых есть извилистые носовые ходы. Слизистая оболочка, выстилающая носовую полость, густо покрытая ресничками, пронизана кровеносными сосудами и железами. Воздух, поступает в носовую полость, очищается, согревается, увлажняется и обеззараживается.

С носовой полости воздух попадает в носоглотку , а затем в гортань. Гортань имеет вид воронки, стенки которой образованы несколькими хрящами. Между хрящами по обеим сторонам гортани являются слизистые складки - голосовые связи , между которыми образуется голосовая щель. Колебания связь при прохождении между ними воздуха обеспечивает образование звука. Его усиливают ротовая и носовая полости, а также глотка. Сверху вход в гортани прикрывается надгортанником , который препятствует попаданию пищи в гортань и дыхательные пути.

С гортани вдыхаемый воздух проходит в трахею , имеет вид трубки. Ее передняя стенка образована хрящевыми полукольцами, соединенными между собой связками и мышцами. Задняя мягкая стенка трахеи прилегает к пищеводу и не мешает прохождению пищи. Трахея разветвляется на два бронхи , что входят в правое и левое легкие. В легких бронхи многократно делятся, образуя так называемое бронхиальное дерево . Самые тонкие бронхи - бронхиолы - заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых расположены легочные пузырьки, или альвеолы. Альвеолы составляют дыхательную (газообмінну) часть легких, а бронхи - повітроносну. Легочные пузырьки образуют губчатую массу, которая формирует легкие. Легкие заполняют всю грудную полость, за исключением места, занятого сердцем, кровеносными сосудами, воздухоносными путями и пищеводом.

Легкие - парный орган. Снаружи они покрыты соединительнотканной оболочкой - легочной плеврой. Внутреннюю стенку грудной полости выстилает пристінкова плевра. Герметичная плевральная полость между легкими и пристінковою плеврой увлажненная, и в ней нет воздуха. Основная функция легких - обеспечение газообмена между внешней средой и организмом.

Газообмен в легких происходит вследствие ритмических дыхательных движений - вдохе и выдохе. В легких отсутствует мышечная ткань; дыхательные движения осуществляются за помощью межреберных и грудных мышц и диафрагмы. Под время вдоха, благодаря поднятию ребер и опусканию диафрагмы, объем грудной полости увеличивается. Одновременно с увеличением объема грудной полости расширяются и легкие. Во время выдоха происходит расслабления наружных межреберных мышц, опускание ребер и поднятие купола диафрагмы; объем грудной клетки и легких уменьшается.

Нейрогуморальная регуляция обеспечивает ритмичное чередование вдоха и выдоха, изменения частоты и глубины дыхательных движений. Нервные механизмы дыхания обеспечиваются дыхательным центром , что содержится в продолговатом мозгу и двигательными нервами, ядра которых размещены в спинном мозге . Основным гуморальным фактором регуляции дыхания является концентрация СО 2 в крови (повышенное содержание СО 2 вызывает увеличение глубины и частоты дыхания).

Дыхание - необходимый для жизни про-цесс постоянного обмена газами между организмом и окружаю-щей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в ор-ганизм кислорода, необходимого для осуществления окислитель-ных процессов, являющихся основным источником энергии. Без доступа кислорода жизнь может продолжаться лишь несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма.

В понятие дыхание включают следующие процессы:

1) внешнее дыхание -обмен га-зов между внешней средой и легкими - легочная вентиляция;

2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров - легочное дыхание;

3) транспорт газов кровью, пе-ренос кислорода от легких к тканям и углекислого газа из тканей в легкие;

4) обмен газов в тканях;

5) внутреннее, или тканевое, дыхание - биологические процессы, происходящие в митохондри-ях клеток.

Этот этап дыхания является предметом рассмотрения в курсе биохимии. Нарушение любого из этих процессов создает опасность для жизни человека.

Дыхательная система человека включает: воздухоносные пу-ти, к которым относятся полость носа, носоглотка, гортань, тра-хея, бронхи (рис. 41); легкие - состоящие из бронхиол, альвеоляр-ных мешочков и богато снабженные сосудистыми разветвлениями; костно-мышечную систему, обеспечивающую дыхательные движе-ния: к ней относятся ребра, межреберные и другие вспомога-тельные мышцы, диафрагма. Все звенья дыхательной системы претерпевают с возрастом существенные структурные преобразо-вания, что определяет особенности дыхания детского организма на разных этапах развития.

Воздухоносные пути и дыхательный путь начинаются носовой полостью. Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцательным эпителием. В эпителии много железок, выделяющих слизь, кото-рая вместе с пылевыми частицами, проникшими со вдыхаемым воздухом, удаляется мерцательными движениями ресничек. В но-совой полости вдыхаемый воздух согревается, частично очищается от пыли и увлажняется. К моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, она отличается узкими носовыми отвер-стиями и практически отсутствием придаточных пазух, окончатель-ное формирование которых происходит в подростковом возрасте.

Объем носовой полости с возрастом увеличивается примерно в 2,5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с откры-тым ртом, что приводит к подверженности простудным заболева-ниям. Одним из факторов, затрудняющих дыхание через нос, явля-ются аденоиды. «Заложенный» нос влияет на речь, вызывая за-крытую гнусавость, косноязычие.

При «заложенном» носе воздух недостаточно очищается от вредных примесей, пыли, недостаточ-но увлажняется, отчего возникают частые воспаления гортани и трахеи. Ротовое дыхание вызывает кислородное голодание, за-стойные явления в грудной клетке и черепной коробке, деформацию грудной клетки, понижение слуха, частые отиты, бронхиты, сухость слизистой полости рта, неправильное (высокое) развитие твердого нёба, нарушение нормального положения носовой пере-городки и формы нижней челюсти .
В придаточных пазухах носовой полости детей могут разви-ваться воспалительные процессы - гайморит и фронтит.

Гайморит - воспаление придаточной (гайморовой - верхнече-люстной) полости носа. Обычно гайморит развивается после острой инфекции (скарлатина, корь, грипп). Инфекция попадает через кровь из полости носа или из соседнего очага (кариозный зуб). Больной испытывает общее недомогание, познабливание, повышается температура до 38° в первые дни заболевания, по-является головная боль или боль невралгического характера с иррадиацией в щеку, в верхние зубы и висок, слизистая носа (односторонне) набухает, появляются выделения (с той же сто-роны). Необходимо немедленно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Недостаточное лечение приводит к переходу заболевания в хроническое состояние.

Фронтит - воспаление лобной пазухи. Больной жалуется на боль над бровью, во лбу и нижней стенке лобной пазухи, наблю-дается слезотечение и светобоязнь. Комплекс этих симптомов по-является периодически, они продолжаются с 10-11 ч утра и за-тихают к 15-16 ч дня. При вертикальном положении тела наб-людаются обильные выделения (гнойные). Важно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Не-редко заболевание становится хроническим.

Из полости носа воздух попадает в носоглотку - верхнюю часть глотки. В глотку открываются также полость носа, гортань и слуховые трубы, соединяющие полость глотки со средним ухом. Глотка ребенка отличается меньшей длиной, большей шириной и низким расположением слуховой трубы. Особенности строения но-соглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в ухо через широкую и короткую слуховую трубу . Заболевания миндалевидных желез , расположен-ных в глотке, серьезно отражаются на здоровье ребенка.

Тонзиллит - воспаление миндалин. Оно может быть острым (ангины) и хроническим. Хронический тонзиллит развивается по-сле частых ангин и некоторых других инфекционных заболеваний , сопровождающихся воспалением слизистой оболочки зева (скар-латина, корь, дифтерия). Особую роль в развитии хронического заболевания миндалин имеет микробная (стрептококк и аденови-рус) инфекция. Хронический тонзиллит способствует возникнове-нию ревматизма, воспалению почек, органическому поражению сердца.

Одним из видов заболеваний миндалевидных желез являются аденоиды - увеличение третьего миндалика, находящегося в носо-глотке. Для увеличения миндалика имеют значение ряд перене-сенных инфекций, климатические условия (в холодном климате аденоиды у детей встречаются чаще, чем в теплом). Разрастание миндалика констатируется преимущественно у детей до 7-8 лет. При аденоидах наблюдаются: долго не прекращающийся насморк, затрудненное носовое дыхание, особенно по ночам (храпение, не освежающий, беспокойный сон с частым пробуждением), притуп-ление обоняния, открытый рот, отчего нижняя губа отвисает, носогубные складки сглаживаются, появляется особое «аденоидное» выражение лица.

Следующее звено воздухоносных путей - гортань. Скелет гор-тани образован хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой, которая обра-зует две пары складок, замыкающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки. Про-странство между голосовыми связками называют голосовой щелью. Таким образом, гортань не только связывает глотку с трахеей, но и участвует в речевой функции.

Гортань у детей короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3-м годах жизни и в период полового созревания. В период полового со-зревания появляются половые различия в строении гортани. У мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее, чем у девочек, происходит ломка голоса.

От нижнего края гортани отходит трахея. Длина ее увеличи-вается в соответствии с ростом туловища, максимальное ускоре-ние роста трахеи отмечено в возрасте 14-16 лет. Окружность трахеи увеличивается соответственно увеличению объема грудной клетки. Трахея разветвляется на два бронха, правый из которых более короткий и широкий. Наибольший рост бронхов происходит в первый год жизни и в период полового созревания.

Слизистая оболочка воздухоносных путей у детей более обиль-но снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, она со-держит меньше слизистых желез, предохраняющих ее от.повреж-дения. Эти особенности слизистой оболочки, выстилающей возду-хоносные пути, в детском возрасте в сочетании с более узким про-светом гортани и трахеи обусловливают подверженность детей воспалительным заболеваниям органов дыхания.
Легкие. С возрастом существенно изменяется и структура основного органа дыхания - легких. Первичный бронх, вступив в ворота легких, делится на более мелкие бронхи, которые об-разуют бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки его называют бронхиолами. Тонкие бронхиолы входят в легочные дольки и вну-три них делятся на конечные бронхиолы.

Бронхиолы разветвляются на альвеолярные ходы с мешочка-ми, стенки которых образованы множеством легочных пузырь-ков - альвеол. Альвеолы являются конечной частью дыхательного пути (рис. 42). Стенки легочных пузырьков состоят из одного слоя плоских эпителиальных клеток. Каждая альвеола окружена снаружи густой сетью капилляров. Через стенки альвеол и ка-пилляров происходит обмен газами - из воздуха в кровь перехо-дит кислород, а из крови в альвеолы поступают углекислый газ и пары воды.

В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м 2 . Большая поверхность альвеол способствует луч-шему газообмену. По одну сторону этой поверхности находится альвеолярный воздух, постоянно обновляющийся в своем составе, по другую - непрерывно текущая по сосудам кровь. Через обшир-ную поверхность альвеол происходит диффузия кислорода и угле-кислого газа. Во время физической работы, когда при глубоких входах альвеолы значительно растягиваются, размеры дыхатель-ной поверхности увеличиваются. Чем больше общая поверхность альвеол, тем интенсивнее происходит диффузия газов.

Каждое легкое покрыто серозной оболочкой, называемой плев-рой. У плевры два листка. Один плотно сращен с легким, дру-гой приращен к грудной клетке. Между обоими листками - не-большая плевральная полость, заполненная серозной жидкостью (около 1-2 мл), которая облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движениях. В альвеолах осуществляется газооб-мен: кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, из крови углекислый газ поступает в альвеолы.

Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие, что спо-собствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен зависит от поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления диффундирую-щих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100-150 м 2 . Также велика и поверхность капилляров в легких. Есть и доста-точная разница парциального давления газов, альвеолярного воз-духа и напряжения этих газов в венозной крови. Для кислорода эта разница составляет 70 мм рт.ст., для углекислого газа - 7 мм рт. ст.

Легкие у детей растут главным образом за счет увеличения объема альвеол (у новорожденного диаметр альвеолы 0,07 мм, у взрослого он достигает уже 0,2 мм). До 3 лет происходит уси-ленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослого челове-ка. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно энергично растут альвеолы после 12 лет. Объем легких к 12 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу периода полового созревания - в 20 раз (в основном за счет увеличения объема альвеол). Соот-ветственно изменяется газообмен в легких, увеличение суммарной поверхности альвеол приводит к возрастанию диффузионных воз-можностей легких.

Дыхательные движения.

Обмен газов между атмосферным воз-духом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благо-даря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха. В легких нет мышечной ткани, и поэтому активно они сокра-щаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принад-лежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.

При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и ди-афрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону. Объем грудной клетки при этом увеличи-вается. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что также ведет к увеличению объема грудной клетки. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Лег-кие, находясь в герметически закрытой грудной клетке, пассивно следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует и отрицательное давление в грудной полости. Отрицательное давление - это давление ниже атмосферного. Во время вдоха оно ниже атмосферного на 9-12 мм рт. ст., а во время выдоха - 2-6 мм рт. ст.

В ходе развития грудная клетка растет быстрее, чем легкие, отчего легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растяну-тая эластичная ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого стремится сжаться за счет эластичности, противо-действует атмосферному давлению. Вокруг легких, в плевральной полости , создается давление, равное атмосферному минус эла-стическая тяга легких. Так вокруг легких создается отрицатель-ное давление. За счет отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой. Лег-кие при этом растягиваются. Атмосферное давление действует на легкие изнутри через воздухоносные пути, растягивает их, прижимает к грудной стенке.

В растянутом легком давление становится ниже атмосферно-го, и за счет разницы давления атмосферный воздух через дыха-тельные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются лег-кие, тем глубже вдох.

При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мыш-цы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.

Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыха-тельной системы и особенности его развития у мальчиков и дево-чек определяют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые.

В связи с такими особенностями у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают ко-сое положение. Постепенно дыхание грудных детей становится грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального, причем в верх-нем отделе грудной клетки подвижность остается все еще не-большой.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 го-дам он становится выраженным.
В 7-8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков становится преобладающим брюшной тип дыхания, у девочек - грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14-17 годам. Следует заметить, что тип дыхания у юношей и девушек может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельностью.
Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обусловливают особенности глубины и частоты дыхания в дет-ском возрасте. Взрослый человек делает в среднем 15-17 дыха-тельных движений в минуту, за один вдох при спокойном дыха-нии вдыхается 500 мл воздуха. Объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох, характеризует глубину дыхания.

Дыхание новорожденного ребенка частое и поверхностное. Ча-стота подвержена значительным колебаниям - 48-63 дыхатель-ных цикла в минуту во время сна. У детей первого года жизни частота дыхательных движений в минуту во время бодрствования 50-60, а во время сна - 35-40. У детей 1-2 лет во время бодр-ствования частота дыхания 35-40, у 2-4-летних - 25-35 и у 4-б-летних - 23-26 циклов в минуту. У детей школьного воз-раста происходит дальнейшее урежение дыхания (18-20 раз в минуту).
Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечи-вает высокую легочную вентиляцию.

Объем вдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни состав-ляет 30 мл, в 1 год - 70 мл, в 6 лет - 156 мл, в 10 лет - 239 мл, в 14 лет - 300 мл.

За счет большой частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы). Минутный объем дыхания - это количество воздуха, ко-торое человек вдыхает за 1 мин; он определяется произведением величины вдыхаемого воздуха на число дыхательных движений за 1 мин. У новорожденного минутный объем дыхания составляет 650-700 мл воздуха, к концу первого года жизни - 2600-2700 мл, к 6 годам - 3500 мл, у 10-летнего ребенка - 4300 мл, у 14-летнего - 4900 мл, у взрослого человека - 5000-6000 мл.

Важной характеристикой функционирования дыхательной си-стемы является жизненная емкость легких - наибольшее количе-ство воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха. Жизненная емкость воздуха легких меняется с возрастом (табл. 18), зависит от длины тела, степени развития грудной клет-ки и дыхательных мышц, пола. Обычно она больше у мужчин, чем у женщин. У спортсменов жизненная емкость легких больше, чем у нетренированных людей: у штангистов, например, она состав-ляет около 4000 мл, у футболистов - 4200, у гимнастов - 4300, у пловцов - 4900, у гребцов - 5500 мл и более.

Таблица 18: Средняя величина жизненной емкости легких (в мл)

Так как измерение жизненной емкости легких требует актив-ного и сознательного участия самого ребенка, то она может быть определена лишь после 4-5 лет.
К 16-17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека. Для определения жизнен-ной емкости легких используется прибор спирометр. Жизненная емкость является важным показателем физического развития.

Для роста клеток, их обновления и функционирования нужна энергия . Эту энергию организм получает в процессе окисления органических веществ (белков, жиров и углеводов), которые поступают в наш организм вместе с пищей. Но для того, чтобы данные вещества окислились, необходим кислород, который мы вдыхаем с воздухом. Энергия, выделяющаяся в результате окисления органических веществ, обеспечивает разнообразные процессы жизнедеятельности организма (например сокращение мышц, выделение слюны, ходьбу или решение задач по математике).

Даже когда человек спокойно спит в своей кровати, энергия расходуется на поддержание постоянной температуры тела и различные реакции, которые обеспечивают постоянство внутренней среды организма.

Значит, в результате дыхания организм человека обеспечивается кислородом , который необходим для окисления органических веществ и образования энергии . Кислород поступает во все клетки организма, а из них удаляется углекислый газ. Даже кратковременное ограничение поступления кислорода приводит к нарушению обмена веществ и гибели клеток.

Дыхание – совокупность процессов, которые обеспечивают поступление кислорода, его использование в окислении органических веществ и удаление углекислого газа и некоторых других веществ из организма.

Процессы, которые включает дыхание:

· Поступление и выведение воздуха в лёгкие и из них (вентиляция лёгких)

· Газообмен в лёгких

· Транспортировка газов кровью

· Газообмен в тканях

· Клеточное дыхание (или биологическое окисление)

Дыхательная система выполняет только первую часть функций. Остальное выполняет система органов кровообращения . Между дыхательной и кровеносной системами существует тесная взаимосвязь.

Без воздуха человек может прожить не более 5 минут, в то время как без воды –5 дней, а без пищи – 5 недель .

Система органов дыхания человека состоит из воздухоносных путей (которые включают носовую полость, носоглотку, гортань, трахею и бронхи ) и самих лёгких .

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости . Воздух проникает в носовую полость через парные отверстия – ноздри .

Носовая полость делится перегородкой на правую и левую половины, каждая из которых состоит из верхнего, среднего и нижнего носовых ходов.

Носовая полость выполняет различные функции:

· Она очищает воздух от пыли и микроорганизмов благодаря мерцательному эпителию , который выстилает носовую полость (его реснички колеблются и способствуют удалению инородных частиц). Кроме того, у наружного края ноздрей располагаются волоски , задерживающие проникновение крупных частиц пыли.

· Носовая полость согревает и увлажняет проходящий через неё воздух, так как слизистая оболочка носовых ходов обильно снабжена кровеносными сосудами .

· В слизистой оболочке также располагаются рецепторы , которые реагируют на различные запахи.

Благодаря этим функциям носовое дыхание имеет преимущество перед ротовым.

Из носовой полости воздух через внутренние носовые отверстия – хоаны – попадает в носоглотку и дальше в гортань. Гортань – полый орган воронкообразной формы.

Гортань образована несколькими хрящами, связками и мышцами. В её состав входит три непарных хряща (щитовидный, перстневидный и надгортанник) и три парных (черпаловидные, рожковидные и клиновидные) . Самый крупный её хрящ – щитовидный . Он состоит из 2 четырёхугольных пластинок, которые соединены спереди под углом. У мужчин этот угол более острый, поэтому хрящ несколько выступает вперёд, образуя кадык .

Над входом в гортань располагается надгортанник – хрящевая пластина, которая закрывает вход в гортань при глотании. Если разговаривать во время еды, пища через незакрытый надгортанником вход может попасть в гортань и человек может подавиться.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой , которая образует 2 пары складок, замыкающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок, кроме того, прикрывает голосовые связки.

Спереди голосовые связки прикрепляются к щитовидному хрящу , а сзади – к левому и правому черпаловидным хрящам . При их движении связки сближаются и натягиваются, изменяя форму голосовой щели, образующейся между ними.

Когда человек спокойно дышит и молчит, связки разведены. При глубоком дыхании они разводятся ещё дальше, при пении и разговоре смыкаются, оставляя узкую щель.

При движении воздуха связки вибрируют. Вибрация голосовых связок является источником звуковых колебаний.

От нижнего края гортани отходит трахея – широкая трубка, имеющая длину около 10 – 13 сантиметров. Она образована 16 – 20 хрящевыми полукольцами. Их несомкнутая (открытая) мягкая часть примыкает к пищеводу и представлена плотной соединительной тканью. Такое строение помогает прохождению пищи по пищеводу. Внутри трахея выстлана мерцательным эпителием , реснички которого выводят пылевые частицы из лёгких в глотку. На уровне 4-5 грудных позвонков трахея делится на левый и правый бронхи. Бронхи по своему строению напоминают трахею, но вместо полуколец в них расположены хрящевые кольца. Они входят в лёгкие и там ветвятся, образуя бронхиальное «дерево».

Функции дыхательной системы:

· Она обеспечивает клетки организма кислородом.

· Удаляет из организма углекислый газ, а также некоторые конечные продукты обмена веществ.

· Органы дыхания участвуют в теплорегуляции. При дыхании с поверхности лёгких испаряется вода, что ведёт к охлаждению крови и всего организма.

Итог урока. Кислород является участником реакций окисления органических веществ, в результате которых освобождается энергия. Органы дыхания обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление углекислого газа из организма в окружающую среду . Они состоят из носовой полости, носоглотки, гортани, трахеи, бронхов и лёгких. Гортань выполняет также функцию органа воспроизведения звуков.

При дыхании с закрытым ртом воздух поступает в носовую полость. Полость носа делится носовой перегородкой пополам. В каждой половине имеется по три носовые раковины – верхняя, средняя и нижняя. Они образу- ют три носовых хода: верхний – под верхней раковиной, средний – под сред- ней раковиной и нижний – между нижней раковиной и дном носовой полос- ти. В носовую полость открывается носослезный канал, по которому выво- дится избыток слез. К носовой полости прилегают придаточные полости, или пазухи, со- единенные с ней отверстиями: верхнечелюстная, или гайморова (находится в теле верхней челюсти), клиновидная (в клиновидной кости), лобная (в лобной кости) и решетчатый лабиринт (в решетчатой кости). Носоглотка является верхним отделом глотки, который проводит воз- дух из носовой полости в гортань, прикрепленную к подъязычной кости. Гор- тань составляет начальную часть собственно дыхательной трубки, продол- жающейся в трахею, и одновременно функционирует как голосовой аппарат. Она состоит из трех непарных и трех парных хрящей, соединенных связками. К непарным относятся щитовидный, перстневидный и надгортанный хрящи, к парным – черпаловидные, рожковидные и клиновидные. Голосовые связки располагаются в сагиттальном направлении от внутреннего угла соединения пластинок щитовидного хряща В состав истинных голосовых связок входят внутренние щиточерпаловидные мышцы. Между степенью натяжения голосовых связок и давлением воздуха из легких устанавливается определенное соотношение: чем сильнее смыкаются связки, тем сильнее давит на них выходящий из легких воздух. Эта регуляция осуществляется мышцами гортани и имеет значение для образования звуков. При глотании вход в гортань закрывается надгортанником. В слизистой оболочке гортани расположены разнообразные рецепторы, воспринимающие тактильные, температурные, химические и болевые раздражения; они образуют две рефлексогенные зоны. Трахея в грудной полости делится на два бронха – правый и левый, каждый из которых, многократно разветвляясь, образует так называемое бронхиальное дерево. Мельчайшие бронхи – бронхиолы на концах расширяются в слепые пузырьки – легочные альвеолы. Совокупность альвеол и образует ткань легких. Легкие – парные дыхательные органы , расположенные в герметически замкнутой грудной полости. Их воздухоносные пути представлены носоглоткой, гортанью, трахеей. Слизистая оболочка трахеи и бронхов покрыта многослойным мерца- тельным эпителием, реснички которого колеблются по направлению к рото- вой полости. Кроме того, слизистая оболочка содержит многочисленные же- лезы, выделяющие слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух. Благодаря на- личию носовых раковин и густой сети капилляров в слизистой оболочке, а также мерцательному эпителию, воздух, поступающий в дыхательные пути , прежде чем достигнуть легких, согревается, увлажняется и в значительной степени очищается от механических примесей (частичек пыли). Строение легких обеспечивает выполнение ими дыхательной функции . Тонкая стенка альвеол состоит из однослойного эпителия, легко проходимого для газов. Наличие эластических элементов и гладких мышечных волокон обеспечивает быстрое и легкое растяжение альвеол, благодаря чему они мо- гут вмещать большие количества воздуха. Каждая альвеола покрыта густой сетью капилляров, на которые разветвляется легочная артерия. Оба легких содержат 300–400 млн. микроскопических альвеол, благодаря большому ко- личеству альвеол образуется громадная дыхательная поверхность. У человека массой 70 кг во время вдоха дыхательная поверхность легких равна 80–100 м 2 , при выдохе – 40–50 м 2 . Кроме дыхательной функции легкие осуществляют регуляцию водного обмена, участвуют в процессах теплорегуляции, являются депо крови. В легких разрушаются тромбоциты и некоторые факторы свертывания крови. Каждое легкое покрыто снаружи серозной оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков: пристеночного и легочного (висцерального). Между листками плевры имеется узкая щель, заполненная серозной жидкостью – плевральная полость. Давление в плевральной полости в норме отрицательное. В норме полости нет, однако она может возникнуть, если листки плевры будут раздвинуты экссудатом, образующимся при некоторых патологических состояниях , или же воздухом, например, при травме грудной клетки (пневмоторакс, гидроторакс). Расправление и спадение легочных альвеол, а также движение воздуха по воздухоносным путям сопровождается возникновением дыхательных шу- мов, которые можно исследовать методом выслушивания (аускультации).

4. Дыхательный цикл. Возрастные особенности органов дыхания. Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Обычно вдох короче выдоха. Длительность вдоха у взрослого человека от 0,9 до 4,7 с, длительность выдоха – 1,2–6 с. Дыхательная пауза – непостоянная составная часть дыхательного цикла. Она различна по величине и даже может отсутствовать. Дыхательные движения совершаются с определенным ритмом и часто- 44 той, которые определяют по числу экскурсий грудной клетки в 1 мин. У взрослого человека частота дыхательных движений составляет 12–18 в 1 мин. У детей дыхание поверхностное и поэтому более частое, чем у взрослых. Так, новорожденный дышит около 60 раз в мин., 5-летний ребенок – 25 раз в 1 мин. В любом возрасте частота дыхательных движений меньше количества сердечных сокращений в 4–5 раз. Глубину дыхательных движений определяют по амплитуде экскурсий грудной клетки и с помощью специальных методов, позволяющих исследовать легочные объемы. На частоту и глубину дыхания влияют многие факторы, в частности эмоциональное состояние , умственная нагрузка, изменение химического со- става крови, степень тренированности организма, уровень и интенсивность обмена веществ. Чем чаще и глубже дыхательные движения, тем больше ки- слорода поступает в легкие и соответственно большее количество углекисло- го газа выводится. Редкое и поверхностное дыхание может привести к недостаточному снабжению клеток и тканей организма кислородом. Это в свою очередь сопровождается снижением их функциональной активности. В значительной степени изменяется частота и глубина дыхательных движений при патологических состояниях, особенно при заболеваниях органов дыхания. Механизм вдоха. Вдох (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной клетки В зависимости от преимущественного участия в акте вдоха мышц груд- ной клетки и диафрагмы различают грудной, или реберный, и брюшной, или диафрагмальный, тип дыхания. У мужчин преобладает брюшной тип дыхания, у женщин – грудной. В некоторых случаях, например, при физической работе, при одышке, в акте вдоха могут принимать участие так называемые вспомогательные мышцы – мышцы плечевого пояса и шеи. При вдохе легкие пассивно следуют за увеличивающейся в размерах грудной клеткой. Механизм выдоха. Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение и дыхательная поверхность легких уменьшается. Сужение воздухоносных путей в области голосовой щели обусловливает медленный выход воздуха из легких. В начале фазы выдоха давление в легких становится на 0,40–0,53 кПа (3–4 мм рт. ст.) выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду.

В результате изучения материала данной главы студент будет:

знать

о значении дыхания для организма, о внешнем и тканевом дыхании, строении и функциях органов дыхания, о процессах, обеспечивающих тканевое дыхание;
возрастные особенности строения дыхательной системы;
физиологические особенности дыхания в разные возрастные периоды;
возрастные особенности нейрогуморальной регуляции дыхания;
внешние и внутренние факторы, влияющие на процессы дыхания и деятельность обеспечивающих их органов;
гигиенические требования к организации ухода, воспитания и обучения, направленные на укрепление и развитие органов дыхания ребенка и подростка;

уметь

Анализировать возрастные особенности дыхания в разные периоды онтогенеза и обусловленные ими гигиенические требования к организации ухода, воспитания и обучения;

владеть навыками

оценки основных показателей дыхания в зависимости от возраста ребенка;
культурно-просветительной работы по предупреждению болезней органов дыхания в детском и подростковом возрасте.

Дыхание, его значение для организма

Человек, как и все живые организмы на Земле, в процессе своей жизнедеятельности потребляет кислород, необходимый для процессов окисления, и выделяет углекислый газ - конечный продукт обменных процессов. Без воздуха человек может продержаться всего несколько минут, так как организм постоянно нуждается в поступлении кислорода для протекания окислительно-восстановительных процессов. Если прекращается распад и окисление органических веществ, энергия перестает выделяться и клетки, лишенные энергетического обеспечения, погибают. Особенно чувствительны к недостатку кислорода нервные клетки.

Дыханием называют обмен газов между клетками и окружающей средой. У человека газообмен состоит из четырех этапов:

обмен газов между воздушной средой и легкими;
обмен газов между легкими и кровью;
транспортировка газов кровью;
газообмен в тканях.

Первый и второй этап называются легочным дыханием, четвертый - тканевым дыханием.

Газообмен в легких. Вентиляция легких обеспечивает поступление в организм кислорода и удаление из него углекислого газа. Кроме того, органы дыхания выполняют другие важные функции: участвуют в тепло- регуляции и водном обмене (при дыхании с поверхности легких испаряется вода, что ведет к охлаждению крови и всего организма), голосообразовании (легкие создают воздушные потоки, приводящие в колебание голосовые связки гортани), с выдыхаемым воздухом из организма удаляются некоторые газообразные продукты метаболизма.

Венозная кровь, содержащая много углекислоты и мало кислорода, поступает в легкие по артериям малого круга и становится артериальной за счет обогащения кислородом и освобождения от углекислого газа, который проникает в легочные альвеолы (см. Строение легких) и во время выдоха выводится из организма.

Газообмен в легких происходит путем диффузии. За счет отрицательного градиента концентрации углекислый газ устремляется в альвеолы из крови, а кислород, напротив, из альвеол в кровь. В крови кислород непрерывно связывается находящимся в эритроцитах гемоглобином, превращающимся в оксигемоглобин, поэтому свободного кислорода в ней остается мало, что позволяет сохранять отрицательный градиент концентрации. Ставшая артериальной кровь из альвеол но легочной вене направляется к сердцу. Постоянство состава газов в легочных альвеолах поддерживается легочным дыханием: при выдохе избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом воздуха, поступившего в альвеолы при вдохе.

Первый этап газообмена, осуществляемый в легких, получил название легочного дыхания. Дальнейший газообмен требует транспортировки кислорода к клеткам организма, что осуществляется системой кровообращения, находящейся в тесной взаимосвязи с дыхательной. Обогащенная кислородом артериальная кровь по сосудам большого круга кровообращения движется по направлению к органам тела, поставляя необходимый для процессов жизнедеятельности кислород к тканям. Углекислый газ, образовавшийся в результате процессов обмена веществ, поступает из клеток тканей в кровь, превращая артериальную кровь в венозную.

Тканевое дыхание происходит с участием капилляров большого круга кровообращения в тканях, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В тканях мало кислорода, это приводит к распаду оксигемогло- бина на гемоглобин и кислород и переходу кислорода в тканевую жидкость. Из тканевой жидкости кислород поглощается клетками и используется для окисления органических веществ, которое служит источником энергии для жизнедеятельности клеток. Образованный при окислении в тканях углекислый газ поступает в тканевую жидкость, а из нее в кровь, здесь он частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь переносит углекислый газ в правое предсердие, оттуда - в правый желудочек и дальше в малый круг кровообращения. В легких кровь снова отдает углекислый газ и насыщается кислородом (делается артериальной) и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения (рис. 5.1).

Рис. 5.1.

Потребление кислорода тканями зависит от интенсивности обменных процессов, а следовательно, от нагрузки, поэтому при физической работе для обеспечения возросшей потребности тканей в кислороде одновременно усиливаются частота и глубина дыхания, сила сердечного выброса и частота пульса.