Какая система органов обеспечивает тканевое дыхание. Дыхательная система — скомпонованный урок
Система дыхания человека обеспечивает поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа, образовавшегося в процессе окисления. В результате биологического окисления в клетках освобождается и запасается энергия, идущая на обеспечение жизнедеятельности организма. Поэтому человек не может существовать без кислорода.
Дыхательная и сердечно-сосудистая системы работают слажено, и образуют эффективную систему транспортирования кислорода в ткани организма с параллельным выведением из них диоксида углерода.
Система органов дыхания совместно выполняет четыре отдельных процесса:
- легочную вентиляцию (дыхание);
- диффузию - газообмен между легкими и кровью;
- транспорт кислорода и диоксид углерода с кровью;
- капиллярный газообмен капиллярной кровью и метаболически активными тканями.
Первые два процесса представляют собой внешнее дыхание: обмен газов между легкими и атмосферной средой. Когда кровь поступает в ткани и происходит газообмен между кровью и тканями организма называется внутренним или тканевым дыханием.
Таким образом, внешнее и внутреннее дыхание связаны между собой системой кровообращения. Остановимся подробнее на органах дыхания.
Органы дыхания
Легочная вентиляция, или просто дыхание, осуществляется путем перемещения воздуха в легкие. Легочная вентиляция состоит из фазы вдоха и фазы выдоха. Органы дыхания - носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие - обеспечивают циркуляцию воздуха и газообмен. Воздух, как правило, поступает в легкие через нос; рот используется только в том случае, если потребность в воздухе превышает количество, которое может попасть в легкие через нос. Атмосферный воздух начинает по градиенту давления поступать в легкие по следующему пути: нос, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхи поменьше, еще поменьше, терминальные бронхиолы, альвеолы.
Для лучшего «кондиционирования» воздуха природа создала нос по принципу радиатора: в полости носа есть несколько узких и причудливо извитых носовых ходов и полостей (пазух). Околоносовые пазухи, они же - придаточные пазухи носа, представляют собой воздушные камеры, соединенные с полостью носа соустьями.
Многочисленные железы, расположенные в слизистой оболочке, выделяют слизь, которая увлажняет вдыхаемый воздух. Обильное кровоснабжение слизистой оболочки согревает воздух. На влажной поверхности слизистой оболочки задерживаются находящиеся во вдыхаемом воздухе пылинки и микробы, которые обезвреживаются слизью и лейкоцитами. Нос первым встречает поступающих из внешней среды болезнетворных микробов, поэтому именно в нем относительно часто развиваются воспалительные процессы локальные «сражения» иммунитета с болезнетворной флорой.
Во время вдыхания воздух проходит из полости носа в носовую и ротовую части глотки. Глотка - это лейкообразный канал, длиной 11-12 см. Из носоглотки воздух попадает в гортань. Гортань служит для проведения воздуха из глотки в трахею и совместно с ротовой полостью является органом звукообразования и членораздельной речи. Гортань - это полый орган, стенки которого образованы парными и непарными хрящами, соединяющимися связками, суставами и мышцами. Между передним и задним хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Одни из мышц гортани при сокращении суживают щель, а другие - расширяют. Звук голоса возникает в результате колебания голосовых связок при выдыхании воздуха. Оттенки голоса, его тембр зависят от длины голосовых связок, а звуки речи - от системы резонаторов, которую составляют полости рта, глотки, носа и носоглотки, при изменении положения языка, губ и нижней челюсти.
Трахея , или дыхательное горло, является продолжением гортани и представляет собой трубку длиной 9-11 см и диаметром 15-18. мм. Стенки ее состоят из хрящевых полуколец, соединенных связками. Задняя стенка перепончатая, содержит гладкие мышечные волокна, прилегает к пищеводу. Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцательным эпителием, клетки которого имеют на внешней поверхности тончайшие выросты - реснички, способные сокращаться. Сокращение ресничек совершается ритмически и направлено в сторону выхода из носовой полости. При этом слизь и прилипшие к ней пылинки и микробы выносятся наружу из носовой полости.
Деление трахеи на два главных бронха происходит на уровне четвертого (у женщин - пятого) грудного позвонка. Правый бронх является более толстым и коротким, к тому же расположен более вертикально, чем левый. Бронхи обеспечивают проведение воздуха от трахеи к альвеолам и обратно, а к тому же способствуют очищению воздуха от посторонних примесей и выведению их из организма. Крупные инородные тела удаляются из бронхов при помощи кашля. А более мелкие (пылевые частицы) или микроорганизмы с помощью уже упомянутых колебаний ресничек.
В легких бронхи ветвятся, образуя «бронхиальное дерево», на конечных бронхиальных веточках которого находятся мельчайшие легочные пузырьки - альвеолы диаметром 0,15-0,25 мм и глубиной 0,06-0,3 мм, заполненные воздухом.
Проходя через нос с весьма большой скоростью, на последующих этапах воздух постепенно замедляется, и неторопливо наполняет альвеолы.
Легкие покрыты оболочкой - легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю стенку грудной полости. Плевральная щель между ними заполнена плевральной жидкостью, облегчающей скольжение плевры при дыхательных движениях.
Процесс дыхания
Вдох - процесс, в котором участвует диафрагма и внешние межреберные мышцы, грудная клетка поднимается, и в легких понижается давление. Через нос, носоглотку, гортань, трахею, бронхи (от крупных к более мелким) на фоне возникшей разницы давления, воздух попадает в легкие. Легкие работают изолированно друг от друга. Со стороны, которая обращена к сердцу, в каждое легкое входит бронх, далее он делится на бронхиолы, образуя бронхиальное дерево. Брохиолы заканчиваются альвеолами, которые оплетены густой сетью капилляров. В них происходит газообмен между кровью, и атмосферным воздухом. В атмосферный воздух выделяется углекислый газ, а в кровь попадает кислород.
При глубоком вдохе, кроме наружных межреберных мышц и диафрагмы, одновременно сокращаются мышцы груди и плечевого пояса.
Выдох - пассивный процесс, который включает расслабление дыхательных мышц: межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, Грудная клетка опускается ребра опускаются, выпуклость диафрагмы увеличивается. Под давлением грудной клетки легкие сжимаются, ее объем уменьшается, легкие сжимаются, давление в них становится выше атмосферного и воздух устремляется из легких - происходит спокойный выдох.
Глубокий выдох обусловлен сокращением внутренних межреберных и брюшных мышц.
Вдох рефлекторно вызывает выдох, а выдох - вдох. Это происходит потому, что во время вдоха, при растяжении легочной ткани, в нервных рецепторах, находящихся в ней, возникает возбуждение, которое передается продолговатому мозгу и вызывает активацию центра выдоха и торможение центра вдоха. Эти процессы происходят в организме сами собой и лишь в очень малой степени зависят от желания самого человека (речь идет, например, о задержке дыхания).
Газообмен в легких и тканях
Газообмен в легких происходит путем диффузии. Кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислота - из крови в воздух. В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь, насыщенная кислородом, становится артериальной и по легочным венам поступает в левое предсердие.
Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах. Через их тонкие стенки кислород поступает из крови в тканевую жидкость и затем в клетки, а углекислота из тканей переходит в кровь. Концентрация кислорода в крови больше, чем в клетках, поэтому он легко диффундирует в них. Концентрация углекислого газа в тканях, где он образуется, выше, чем в крови. Поэтому он переходит в кровь, где связывается химическими соединениями плазмы и отчасти с гемоглобином, транспортируется кровью в легкие и выделяется в атмосферу.
Алкоголь, значительная часть которого выделяется из организма через легкие, повреждает альвеолы и бронхи, угнетает дыхательный центр, как и всю нервную систему, и способствует заболеванию воспалением легких в особенно тяжелой форме. Систематическое курение отравляет организм никотином и другими ядовитыми веществами, и могут вызвать рак.
Нет похожих записей.
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.
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 (на рисунке 1 представлены легкие человека).
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.
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.
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.
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. На рисунке 5 можно посмотреть, что представляет собой тканевое дыхание.
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
помогите с лабораторной пожалуйста! где у рыб находятся жабры? к какой системе органов они находятся? Где находиться двухкамерное сердце, определитеего расположение в полости тела. К какой системе органов его относят? Где расположены почки у рыбы, в какой полости тела? К какой системе органов их относят? Какую функцию они выполняют?
помогите пожалуйста.... 1.к какой системе органов или типу тканей относится мышечныя стенка кровеносного сосуда. 3.особенности строенияи функция нейрона
4.остиоциты осовенность строения и функция
5.какие особенности строения и какие функции у руки
6.солнечное сплетение особенности строения и функция и к какой системе органов или типу тканей относится
7.слюнная железа особенности строения и функция
1. перечислите известные системы органов.2.какие системы органов выполняют защитную функцию?
3.почему скелет и мышцы рассматриваются вместе?
4.назовите системы органов,снабжающие клетки питательными веществами и кислородом и удаляющие продукты распада.
5.какие системы органов выполняют исполнительную, а какие регуляторную функцию?
6.перечислите функции нервной системы.
7.перечислите функции эндокринной системы.
8.какие уровни организации организма вам известны?
9.охарактеризуйте действия нервной и гуморальной регуляций.
отличается от свободной бактерии?
1)Спора – многоклеточное образование, а свободная бактерия –одноклеточное.
2)Спора менее долговечна, чем свободная бактерия.
3)Спора питается автотрофно, а свободная бактерия – гетеротрофно.
4)Спора имеет более плотную оболочку, чем свободная бактерия.
4) Каким образом происходит распространение плодов и семян у клёнаостролистного?
3)млекопитающими
4)насекомыми
5) По каким признакам моховидных отличают от других растений?
1)имеют листья, стебель и ризоиды
2)способны к фотосинтезу
3)размножаются спорами
4)в процессе их развития происходит чередование поколений
6) Что свидетельствует о древности кишечнополостных животных?
1)наличие ротового отверстия
2)прикреплённый (сидячий) образ жизни
3)наличие раздельнополых особей
4)небольшое разнообразие клеток, образующих их тело
7) Какой признак позвоночных характерен только для представителей класса
Звери (млекопитающие)?
1)железы, которые вырабатывают молоко
2)кожа, которая поглощает кислород
3)глаза, которые различают цвета
4)скелет, который состоит из отделов
8) Как называют семейство, в которое помимо человека включены
человекообразные обезьяны?
1)игрунковые
2)гоминиды
3)сумчатые
4)лемуровые
9) Какая система органов обеспечивает освобождение организма от вредных
микроорганизмов?
1)иммунная
2)дыхательная
3)выделительная
4)эндокринная
11) К механической функции костей скелета человека относят
1)движение
2)участие в иммунитете
3)обмен солей
4)кроветворение
12) Термин «форменные элементы» применяется при описании клеток
1)кровеносной системы
4)нервной системы
13) Движение крови по сосудам обеспечивается
1)разной скоростью движения крови по сосудам
2)давлением, создаваемым желудочками сердца
3)большой разветвлённостью сосудов
4)работой створчатых клапанов сердца
14) В процессе пищеварения жиры расщепляются до
1)глюкозы
2)аминокислот
4)глицерина и жирных кислот
21)Как получают энергию редуценты (разрушители)?
1)Они потребляют воду из почвы.
2)Они питаются растущими растениями.
3)Они используют энергию солнца.
4)Они питаются органическими веществами мёртвых организмов
1)к расширению мелких бронхов
2)к более редкому дыханию
3)к расширению кровеносных сосудов
4)к гибели клеток реснитчатого эпителия воздухоносных путей
2 вопрос:С какой целью медицинский работник накладывает давящую повязку на
рану?
1)ускорить образование тромба
2)снять болевые ощущения
3)согреть место повреждения
4)уменьшить кровяное давление
3 вопрос:Какая система органов обеспечивает освобождение организма от вредных
микроорганизмов?
1)иммунная
2)дыхательная
3)выделительная
4)эндокринная
Всё живое на Земле существует за сёт солнечного тепла и энергии, достигающей поверхности нашей планеты. 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, благо он составляет почти четверть объёма окружающей атмосферы.
Одноклеточные простейшие животные, кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела . Специальные органы дыхания - перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие расположенные в углублениях покрова тела. Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями , пронизывающими стенку переднего отдела кишечника - глотку. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры , обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие . Эволюция дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади легочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания.
Строение и функции органов дыхания
Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада - углекислота и частично вода - выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.
| Название отдела | Особенности строения | Функции |
| Воздухоносные пути | ||
| Полость носа и носоглотка | Извилистые носовые ходы. Слизистая снабжена капиллярами, покрыта мерцательным эпителием и имеет много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы. В полости носа открываются воздухоносные пазухи костей. |
|
| Гортань | Непарные и парные хрящи. Между щитовидным и черпаловидными хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Надгортанник прикреплён к щитовидному хрящу. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием. |
|
| Трахея и бронхи | Трубка 10–13 см с хрящевыми полукольцами. Задняя стенка эластичная, граничит с пищеводом. В нижней части трахея разветвляется на два главных бронха. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой. | Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких. |
| Зона газообмена | ||
| Лёгкие | Парный орган - правое и левое. Мелкие бронхи, бронхиолы, легочные пузырьки (альвеолы). Стенки альвеол образованы однослойным эпителием и оплетены густой сетью капилляров. | Газообмен через альвеолярно-капилярную мембрану. |
| Плевра | Снаружи каждое лёгкое покрыто двумя листками соединительнотканной оболочки: легочная плевра прилегает к лёгким, пристеночная - к грудной полости. Между двумя листками плевры - полость (щель), заполненная плевральная жидкостью. |
|
Функции дыхательной системы
- Обеспечение клеток организма кислородом О 2 .
- Удаление из организма углекислого газа СО 2 , а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).
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. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.
На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины - по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.
Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами . Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.
Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё - в гортань.
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.
В узкой части гортани расположены голосовые связки , посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.
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. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.
Нижний 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 и густо оплетены капиллярами. Общая толщина стенки альвеолы и стенки капилляра составляет 0,004 мм. Через эту тончайшую стенку происходит газообмен: в кровь из альвеолы поступает кислород, а обратно - углекислый газ. В лёгких насчитывается несколько сотен миллионов альвеол. Общая поверхность их у взрослого человека составляет 60–150 м 2 . благодаря этому в кровь поступает достаточное количество кислорода (до 500 литров в сутки).
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.
На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.
Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли - верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две - верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком - следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.
Газообмен лёгких
В сложном процессе газообмена выделяют три основные фазы: внешнее дыхание, перенос газа кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание. Внешнее дыхание объединяет все процессы, происходящие в лёгком. Оно осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относятся грудная клетка с мышцами, приводящими её в движение, диафрагма и лёгкие с воздухоносными путями.
Воздух, поступивший в лёгкие при вдохе, изменяет свой состав. Воздух в лёгких отдаёт часть кислорода и обогащается углекислым газом. Содержание углекислого газа в венозной крови выше, чем в воздухе, находящемся в альвеолах. Поэтому углекислый газ выходит из крови в альвеолы и содержание его меньше, чем в воздухе. Сначала кислород растворяется в плазме крови, далее связывается с гемоглобином, а в плазму поступают новые порции кислорода.
Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую проходит благодаря диффузии от большей концентрации к меньшей. Хотя диффузия протекает медленно, поверхность контакта крови с воздухом в лёгких настолько велика, что полностью обеспечивает нужный газообмен. Подсчитано, что полный газообмен между кровью и альвеолярным воздухом может происходить за время, которое втрое короче, чем время пребывания крови в капиллярах (т.е. в организме имеются значительные резервы обеспечения тканей кислородом).
Венозная кровь, попав в лёгкие, отдаёт углекислый газ, обогащается кислородом и превращается в артериальную. В большом круге эта кровь расходится по капиллярам во все ткани и отдаёт кислород клеткам тела, которые постоянно потребляют его. Углекислого газа, выделяющегося клетками в результате их жизнедеятельности, здесь больше, чем в крови, и он диффундирует из тканей в кровь. Таким образом, артериальная кровь, пройдя через капилляры большого круга кровообращения, становится венозной и правой половиной сердца направляется в лёгкие, здесь опять насыщается кислородом и отдаёт углекислый газ.
В организме дыхание осуществляется с помощью дополнительных механизмов. Жидкие среды, входящие в состав крови (её плазмы), обладают низкой растворимостью в них газов. Поэтому, для того чтобы человек мог существовать, ему нужно было бы иметь сердце мощнее в 25 раз, лёгкие - в 20 раз и за одну минуту перекачивать более 100 литров жидкости (а не пять литров крови). Природа нашла способ преодоления этой трудности, приспособив для переноса кислорода особое вещество - гемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь способна связывать кислород в 70 раз, а углекислый газ - в 20 раз больше, чем жидкая часть крови - её плазма.
Альвеола - тонкостенный пузырёк диаметром 0,2 мм, заполненный воздухом. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских клеток эпителия, по наружной поверхности которых разветвляется сетка капилляров. Таким образом, газообмен происходит через очень тонкую перегородку, образованную двумя слоями клеток: стенки капилляра и стенки альвеолы.
Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)
Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.
Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин , транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.
В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.
Транспорт кислорода в организме
| Путь кислорода | Функции |
| Верхние дыхательные пути | |
| Носовая полость | Увлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли |
| Глотка | Проведение согретого и очищенного воздуха в гортань |
| Гортань | Проведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи надгортанным хрящом. Образование звуков путём колебания голосовых связок, движения языка, губ, челюсти |
| Трахея | |
| Бронхи | Свободное продвижение воздуха |
| Лёгкие | Органы дыхания. Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора, содержащегося в крови, - СО 2 |
| Альвеолы | Увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и лёгкими |
| Кровеносная система | |
| Капилляры лёгких | Транспортируют венозную кровь из легочной артерии в лёгкие. По законам диффузии О 2 поступает из мест большей концентрации (альвеолы) в места меньшей концентрации (капилляры), в то же время СО 2 диффундирует в противоположном направлении. |
| Легочная вена | Транспортирует О 2 от лёгких к сердцу. Кислород, попав в кровь, сначала растворяется в плазме, затем соединяется с гемоглобином, и кровь становится артериальной |
| Сердце | Проталкивает артериальную кровь по большому кругу кровообращения |
| Артерии | Обогащают кислородом все органы и ткани. Легочные артерии несут венозную кровь к лёгким |
| Капилляры тела | Осуществляют газообмен между кровью и тканевой жидкостью. О 2 переходит в тканевую жидкость, а СО 2 диффундирует в кровь. Кровь становится венозной |
| Клетка | |
| Митохондрии | Клеточное дыхание - усвоение О 2 воздуха. Органические вещества благодаря О 2 и дыхательным ферментам окисляются (диссимиляция) конечные продукты - Н 2 О, СО 2 и энергия которая идёт на синтез АТФ. Н 2 О и СО 2 выделяются в тканевую жидкость, из которой диффундируют в кровь. |
Значение дыхания.
Дыхание - это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание ), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание ). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен ) - осуществляется органами дыхания.
Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.
Биологическое значение дыхания заключается в:
- обеспечении организма кислородом;
- удалении углекислого газа из организма;
- окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности;
- удалении конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиака, сероводорода и т.д. ).
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.
