Дыхательная система. Гортань. Лёгкие. Плевра. Средостение. Функции дыхательной системы

Дыхание — это процесс вентиляции лёгких и газообмена, сопровождающийся поглощением кислорода и выделением углекислого газа.

Газообмен (обмен газов между организмом и внешней средой) — это самая важная функция, которую выполняет дыхательная система. Без газообмена невозможен нормальный обмен веществ и энергии.

Поступивший в ткани кислород окисляет продукты превращений белков, жиров и углеводов. В результате этих реакций образуется углекислый газ, вода, азотистые соединения, а также энергия, необходимая для поддержания температуры тела и других процессов.

Транспорт кислорода в организме можно разделить на два этапа: лёгочное дыхание и тканевое дыхание.

При лёгочном дыхании кислород с воздухом поступает в альвеолы — концевую часть лёгочного аппарата в лёгком. Здесь кислород проникает в кровь капилляров малого круга кровообращения и связывается с гемоглобином. Образуется комплекс кислорода и гемоглобина — оксигемоглобин.

Норма гемоглобина взрослого человека составляет в среднем 158 г/л у мужчин и 140 г/л у женщин.

Кровь насыщается кислородом, становясь артериальной.

По большому кругу кровообращения артериальная кровь течёт к органам тела человека. При помощи гемоглобина, который содержится в эритроцитах, происходит перенос кислорода в ткани. Здесь оксигемоглобин распадается на гемоглобин и кислород. Кислород переходит из крови в тканевую жидкость, а затем в сами клетки.

Таким образом, при тканевом дыхании кислород проникает из капилляров в ткани. Где происходят окислительно-восстановительные реакции, которые сопровождаются запасанием энергии в молекулах АТФ.

Из клеток в тканевую жидкость поступает углекислый газ, который транспортируется в кровь. При этом кровь из артериальной превращается в венозную.

Током крови по малому кругу кровообращения углекислый газ переносится в лёгкие, где происходит обмен газов. Из крови углекислый газ поступает в лёгкие.

Удаление углекислого газа из организма является одной из основных функций газообмена.

Из полости носа воздух через хоаны перемещается в носовую, а затем и ротовую части глотки, поступая в гортань.  

Гортань — это участок дыхательной системы, который соединяет глотку с трахеей и содержит голосовой аппарат.

Располагается гортань на уровне четвёртого-шестого шейных позвонков.

Хрящевой скелет каркас гортани состоит из нескольких подвижно соединённых между собой гиалиновых хрящей, которые соединены между собой связками, мембранами и относительно подвижными суставами.

Гортань состоит из непарных (больших) и парных (малых) хрящей:

К непарным относят: надгортанный, щитовидный и перстневидный.

К парным относят клиновидный, рожковидный и черпаловидный хрящи.

Непарный щитовидный хрящ является наибольшим из представленных. А основу гортани составляет непарный перстневидный хрящ.

Черпаловидные хрящи связаны с голосовыми связками в гортани.

Положение гортани снаружи можно определить по кадыку —выступу, который состоит из соединённых обеих пластинок щитовидного хряща.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой. А голосовые связки покрыты многослойным плоским неороговевающим эпителием.

Голосовые связки состоят из эластических волокон. Колебания голосовых связок создают воспроизводимый человеком звук. Звук может меняться из-за разного натяжения связок и разной ширины голосовой щели.

Гортань участвует только в голосообразовании. В членораздельной речи участвуют губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы, околоносовые пазухи.

Нижняя часть гортани соединяется с трахеей.

Трахея — это орган, который, является частью воздухоносных путей, расположенный между гортанью и бронхами.

Стенки трахеи покрывает слизистая оболочка, а снаружи соединительнотканная оболочка. Стенках трахеи имеются хрящи, благодаря которым она упруга и эластична. 

Однако на задней стенке трахеи хрящи отсутствуют. Это необходимо для свободного прохождения пищевого комка. Просвет трахеи постоянно открыт и может растягиваться, изменяя свои размеры.

Трахея разделяется на два бронха на уровне верхнего края пятого грудного позвонка. От главных бронхов (1-го порядка) отходят вторичные (долевые) бронхи 2-го порядка. От правого бронха отходит три: верхний, средний и нижний долевые, от левого — два: верхний и нижний долевые, которые делятся на более мелкие третичные (сегментарные), бронхи 3-го прядка (справа — 10, слева — 9). Сегментарные бронхи делятся дихотомически.

Сегментарные бронхи продолжают делиться на субсегментарные (первого, второго, третьего поколения, их насчитывается 9–10). Субсегментарные (или средние) бронхи подразделяются на мелкие междольковые, внутридольковые бронхи и конечные бронхиолы.

Бронхиолы представляют собой конечные ветви бронхиального дерева. Они не содержат хрящ и переходят в альвеолярные ходы лёгких.

Альвеолярные ходы несут альвеолярные мешочки и альвеолы. Альвеолы, альвеолярные мешочки и ходы представлены пространствами, которые содержат воздух.

Именно в альвеолах осуществляется газообмен между кровью и атмосферным воздухом путём диффузии.

В перегородках альвеол располагается густая сеть кровеносных капилляров, ретикулярных, коллагеновых и эластических волокон, а также клеток соединительной ткани.

Альвеолоциты — крупные клетки альвеол, вырабатывают специальное антибактериальное вещество сурфактант, которое поддерживает поверхностное натяжение альвеол.

Структурно-функциональную единицу лёгких — ацинус — представляют респираторные бронхиолы девятнадцатого двадцать третьего порядков и альвеолярные ходы, которые разветвляются на альвеолярные мешочки. Ацинус осуществляет газообмен между кровью и тканями.

Под однослойным плоским эпителием альвеол залегают кровеносные капилляры. Эритроциты эпителия и кровеносные капилляры формируют барьер между кровью и воздухом. Барьер не препятствует обмену газов и выделению паров.

Воздухоносные пути (носовая, полость, носоглотка, гортань, трахеи, бронхи) и лёгкие представляют систему органов дыхания.

Лёгкие — это парные органы, которые подразделяется на левое и правое лёгкое.

Здоровые лёгкие розовые, мягкие и упругие. Правое лёгкое состоит из трёх долей (верхней, средней и нижней), а левое — из двух (верхней и нижней) доли.

Каждое лёгкое располагается в плевральном мешке.

Также в каждм лёгком с внутренней стороны находятся ворота лёгкого. Через ворота в лёгкое входят главный бронх, лёгочная артерия, лёгочные вены и нервы, лимфотические сосуды и узлы, которые образуют корень лёгкого.  

Каждое лёгкое разделяется на бронхолёгочные сегменты: 11 сегментов имеет правое лёгкое, 10 — левое. Каждый сегмент — это изолированный участок лёгочной ткани. У каждого бронхолёгочного сегмента в центре имеется вентилируемый сегментарный бронх и сегментарная артерия. Сегментарная вена располагается на границе с соседними сегментами.

Каждый бронхолёгочный сегмент состоит из долек — участков лёгочной ткани, который вентилируется дольковой бронхиолой. 

Снаружи лёгкие покрыты серозной оболочкой — плеврой. Висцеральная плевра плотно сращена с тканью лёгкого и покрывает его со всех сторон. Изнутри стенки грудной клетки выстилает париетальная плевра.

Вокруг каждого лёгкого имеется плевральная полость, которая содержит небольшое количество серозной жидкости. Серозная жидкость облегчает дыхательные движения лёгких.

Каждое лёгкое отделяется друг от друга средостением —комплексом органов. В него входят: сердце, вилочковая железа, пищевод, крупные сосуды (аорта и верхняя полая вена), блуждающие нервы, симпатические нервные стволы, лимфатические сосуды, лимфатические узлы и другие.

Функция дыхательной системы

Обмен газами между альвеолами лёгких и кровью называется лёгочным дыханием. Оно происходит путём чередования вдоха и выдоха.

Благодаря сокращению главных и вспомогательных дыхательных мышц атмосферный насыщенный кислородом воздух поступает в альвеолы. Так происходит вдох. При выдохе происходит расслабление мышц, которые участвовали во вдохе, и сокращение мышц выдоха, воздух, обогащённый углекислым газом, удаляется в окружающую среду.

Во время вдоха и выдоха благодаря мышцам рёбра опускаются и поднимаются, диафрагма уплощается и поднимается.

Дыхание бывает грудным (рёберным) и брюшным (диафрагмальным).

В норме в спокойном состоянии у здорового взрослого человека насчитывается двенадцать-шестнадцать вдохов и выдохов в минуту.

Количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании, называется дыхательным объёмом.

Резервный объём вдоха — это количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха.

То количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха, называется резервным объёмом выдоха. 

Остаточный объём — количество воздуха, остающееся в лёгких после максимального выдоха.

Количество воздуха, которое остаётся в лёгких после спокойного выдоха, называется функциональной остаточной ёмкостью.

Максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха, называется резервом вдоха.

Дыхательный объём и резервный объём вдоха и выдоха объединяется в жизненную ёмкость лёгких — этот показатель говорит о подвижности лёгких и грудной клетки.

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха.

Жизненная ёмкость лёгких зависит от возраста, пола, физической активности, размеров тела и т. д.

После сорока лет жизненная ёмкость лёгких уменьшается в зависимости от физической активности человека.

У женщин жизненная ёмкость лёгких на двадцать-двадцать пять процентов меньше, чем у мужчин.

Общая ёмкость лёгких — это количество воздуха, содержащееся в лёгких на высоте максимального вдоха.

Общая ёмкость лёгких равна сумме жизненной ёмкости лёгких и остаточного объёма.

Во время физической активности благодаря сокращению мышц происходит увеличение вентиляции лёгких.

Дыхательную способность, то есть объём воздуха, который поступает из лёгких при наибольшем выдохе после наибольшего вдоха, можно измерить при помощи прибора спирометра.

Спирометрия — это процесс измерения жизненной ёмкости лёгких при помощи спирометра.

К основным функциям дыхательной системы относиться дыхание и газообмен.

Дыхательная система участвует в терморегуляции, голосообразовании, депонировании крови, в механической и иммунной защите организма и других.

Процесс дыхания регулирует нервная система.

Центры вдоха и выдоха располагаются в продолговатом мозге, представлены группой нейронов.

Сигналы о растяжении лёгких постоянно поступают к дыхательным центрам.

В норме нейроны дыхательного центра отправляют электрические импульсы, которые в виде сигналов поступают к мышцам груди и диафрагме. В результате чего они начинают сокращаться, что приводит к увеличению объёма грудной полости. Благодаря этому воздух поступает в лёгкие.

Увеличение объёма лёгких при вдохе приводит к возбуждению рецепторов растяжения. Они посылают сигналы в центр вдоха, подавляя его активность. И электрические импульсы перестают поступать к мышцам груди и диафрагме. Что вызывает расслабление мышц и уменьшение объёма грудной полости. При этом воздух из лёгких вытесняется наружу.