Органы дыхания человека. Раскройте взаимосвязь строения и функций органов дыхания человека Дыхание строение и функции дыхательной системы

Дыхательная система выполняет функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведения из него углекислого газа. Воздухоносными путями служат полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие.

В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен.

Полость носа выстлана слизистой оболочкой, в которой выделяют две, отличающиеся по строению и функциям, части: дыхательную и обонятельную.

Дыхательная часть покрыта ресничным эпителием, выделяющим слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, так как она обильно снабжается кровеносными сосудами. Три носовые раковины увеличивают общую поверхность полости носа. Под раковинами находятся нижний, средний и верхний носовые ходы.

Воздух из носовых ходов поступает через хоаны в носовую, а затем в ротовую часть глотки и в гортань.

Гортань выполняет две функции - дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. Гортань расположена на уровне IV-VI шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Образована гортань хрящами. Снаружи (у мужчин это особенно заметно) выступает «кадык», «адамово яблоко» - щитовидный хрящ. В основании гортани находится перстневидный хрящ, который соединяется суставами с щитовидным и двумя черпаловидными хрящами. От черпаловидных хрящей отходит хрящевой голосовой отросток. Вход в гортань прикрыт эластичным хрящевым надгортанником, прикрепленным к щитовидному хрящу и подъязычной кости связками.

Между черпаловидными и внутренней поверхностью щитовидного хряща находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое небо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует).

Из гортани воздух поступает в трахею.

Трахея - трубка, длиной 10-11 см, состоящая из 16-20 хрящевых, не замкнутых сзади колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.

Трахея делится на два упругих главных бронха. Правый бронх короче и шире левого. Главные бронхи ветвятся на более мелкие бронхи - бронхиолы. Бронхи и бронхиолы выстланы реснитчатым эпителием. В бронхиолах есть секреторные клетки, которые продуцируют ферменты, расщепляющие сурфактант - секрет, способствующий поддержанию поверхностного натяжения альвеол, препятствующий их спадению при выдохе. Он также обладает бактерицидным действием.

Легкие, парные органы, расположенные в грудной полости. Правое легкое состоит из трех долей, левое из двух. Доли легкого в определенной степени - анатомически изолированные участки с вентилирующим их бронхом и собственными сосудами и нервами.

Функциональной единицей легкого является ацинус - система разветвлений одной концевой бронхиолы. Эта бронхиола делится на 14-16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20 000 альвеол. Легочная долька состоит из 16-18 ацинусов. Из долек слагаются сегменты, из сегментов - доли, из долей - легкое.

Снаружи легкое покрыто внутренним листком плевры. Ее наружный листок (пристеночная плевра) выстилает грудную полость и образует мешок, в котором находится легкое. Между наружным и внутренним листками находится плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, облегчающей движения легких при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст.

При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.

Дыхательный объем - количество воздуха, вдыхаемое и выдыхаемое человеком в спокойном состоянии. Он равен 500 см 3 .

Дополнительный объем - количество воздуха, которое человек может вдохнуть после спокойного вдоха. Это еще 1500 см 3 .

Резервный объем - количество воздуха, которое человек может выдохнуть после спокойного выдоха. Он равен 1500 см 3 . Все три величины составляют жизненную емкость легких.

Остаточный воздух - количество воздуха, которое остается в легких после самого глубокого выдоха. Он равен 1000 см 3 .

Дыхательные движения контролируются дыхательным центром продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители. Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации углекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произвольно задержать дыхание на некоторое время объясняется контролирующим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.

Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем в альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови - в ткани.

Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном (). Поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.

Особенности строения и функции органов дыхания человека

Подумайте, в чем Вы на данный момент больше всего нуждаетесь ? Может в престижном образовании? Или в хорошей работе, деньгах и карьере? На самом деле каждый человек определит для себя свои первоочередные цели в жизни. Одни строят краткосрочные планы, другие - долгосрочные на всю жизнь. Однако точно можно сказать, что ни одна из этих целей по значимости не может сравниться с нашей потребностью ежесекундно дышать . В данной статье Вы узнаете, что же такое дыхание и какие чудеса совершают каждую секунду органы системы дыхания человека в нашем организме. Ведь миллионы людей даже не задумываются об этом процессе и воспринимают его в качестве не стоящего внимания рефлекса.

На самом деле каждой клетке нашего организма необходим кислород, который поступает к нам вместе с вдыхаемым воздухом. Движение мышц, биение сердца, мозговая деятельность деление клеток и т.д., всё это станет невозможным без кислорода . А ведь всего одного вдоха достаточно, чтобы достаточное количество кислорода поступило в наш организм для функционирования и жизни. Кислород , поступивший со вздохом, очень быстро достигает легких. В легких его погрузят на особые транспортировщики , которые распределят кислород по всем уголкам тела. И этот вдох принесет новую жизнь в 100 триллионов клеток, из которых состоит Ваше тело. А теперь давайте поближе познакомимся с совершенным механизмом, который начал работать внутри Вас, как только Вы родились. И который будет работать на протяжении всего срока, отпущенного Вам земной жизнью.

Нос

Изучение системы дыхания мы начнем с ее парадного входа - носа . Мы чаще ассоциируем нос с его свойством воспринимать запахи . Но у носа есть еще одна очень важная функция . Нос приводит вдыхаемый воздух в благоприятное состояние для легких. Нос обладает уникальным строением с точки зрения аэродинамики. Он работает как совершенный кондиционер , оснащенный особыми биоактивными фильтрами. Извилистое строение носа заставляет вдыхаемый воздух совершить внутри целый круг обращения. Благодаря этому воздух прогревается , а при помощи слизистой оболочки носа, еще и увлажняется . Волоски внутри носа исполняют функцию воздушного фильтра . Вся пыль, бактерии, пыльца растений, и еще примерно миллиард инородных субстанций при попадании в нос сталкиваются с этими волосками . Но если вредные для Вас вещества вдруг миновали этот заслон, то их останавливает вторая линия обороны - слизь .

Слизь и слизистая оболочка

Верхние дыхательные пути и трахея покрыты гелеобразной липкой жидкостью , именуемой мукусом или слизью . Слизь ответственна за постоянное увлажнение дыхательных путей. В тоже время она оберегает легкие от попадания в них инородных тел . Слизистая оболочка имеет верного помощника - реснички , расположенные в ней же. Реснички очень активны и как только на них нападает какое-либо инородное тело , они начинают толкать слизь с налипшей на ней грязью к глотке. Как только инородное тело достигает со слизью глотки , срабатывает глотательный рефлекс и народное тела заглатывается . Попадая в желудок, инородное тело уничтожается соляной кислотой желудка. Или же инородное тело, приблизившись к глотке, может вызвать кашель и тогда оно выведится из глотки во время кашля. Оказывается, при сильном кашле скорость выталкивания инородного тела достигает 960 км в час. Этот удивительный факт показывает нам, насколько серьезные меры безопасности предусмотрены в нашем организме для защиты дыхательной системы .

Обратите внимание, реснички , расположенные на слизистой оболочки трахеи, толкают слизь вверх , в сторону носа. Тогда, как реснички в слизистой оболочки носа наоборот, толкают слизь вниз , в сторону гортани. Следовательно, и в трохее и в верхних дыхательных путях инородные тела толкаются в сторону глотки . Миллиарды ресничных клеток в обеих частях дыхательной системы словно бы знают, в каком месте расположена глотка и в какую сторону им надо толкать слизь и налипшую на ней грязь . Удивительно, но ресничные клетки не имеют ни глаз, ни ушей, ни мозга. Но тогда откуда эти микроскопические глухие и слепые клетки знают, где находится глотка?

Ресничная клетка - это ведь живое существо. С момента Вашего рождения, всю Вашу жизнь она исполняет единственную, но архиважную функцию . Без устали, без сна и отдыха, каждая клетка двигает слизистую оболочку в сторону глотки. Эти удивительные клетки исполняют назначенную им функцию всю жизнь ради того, чтобы оберегать Ваши легкие от попадания в них инородных тел . Под микроскопом ресничка выглядит, как ничем не примечательный волосок . Но на самом деле, это чудо инженерного мастерства. Это микроскопическое тело обладает неповторимой сложности строением . Ресничка состоит из 9 различных белков - цепей образующих цилиндрическую форму. Белки денеин и нексин являются главными внутриклеточными моторами . Так вот, ученые и по сей день не могут объяснить, какой такой сложнейший механизм приводит в действие реснички внутри слизистой с невероятной скоростью 20 ударов в секунду . И не будем забывать еще и то, что одни только реснички ни на что не годны. Они могут работать и защищать дыхательные пути человека только при наличии слизистой оболочки . Иначе в них нет никакого смысла.

Строение слизистой оболочки также удивительно сложно . Слизистый слой довольно тонкий. Оказывается, толщина слизистого слоя, защищающего Ваше здоровье, составляет 1\600 долю миллиметра. Причем даже такая толщина состоит из двух разных слоев. Нижний слой очень скользкий, что помогает ресничкам двигать слизь в строго определенную сторону. Тогда как верхний слой, отвечающий за безопасность, наоборот очень липкий , благодаря чему он легко зацепляет и удерживает вредные инородные тела , попадающие в нос с дыханием. Эти два слоя никогда не перемешиваются друг с другом и не меняются местами.

Трахея

На пути воздуха к легким, нас встречает еще один орган - трахея . Трахея имеет форму трубки длиной от 9 до 12 сантиметров, и состоит из 18-22 не полностью замкнутых хрящевых колец . Хрящевая природа колец позволяет трохеи быть гибкой , но упругой . За счет этого она не опадает при выдохе. Ведь если бы трохея была из мягкой мышечной ткани, то она все время закупоривалась бы из-за излишней мягкости тканей. И тогда мы не смогли бы дышать и часто задыхались . Или же, если она была из кости или иного твердого материала, то это значительно осложнило бы нам жизнь, т.к. каждый вдох доставлял бы нам боль . Но хрящевое строение трахеи благоприятно для любых, даже самых резких движений. И в то же время, строение достаточно прочно для обеспечения постоянного открытого канала для дыхания . В верхней части трахеи расположен уникальный механизм, который спасает нашу жизнь всякий раз, как мы едим . Вы спросите как это?

Дело в том, что вдох в трохею и пищевод располагаются в гортани в одном месте. При таком анатомическом расположение существует опасность , что во время еды кусочек пищи попадет случайно не в пищевод, а в трохею , что приведет к гибели человека от удушья. Но такого никогда не происходит! Вы можете одновременно дышать, кушать и разговаривать, а пища при этом не попадает ошибочно в трохею . Так что же это за механизм , который оберегает нас от неправильного попадания пищи и удушья? Непосредственно при входе в трахею сотворен особый клапан , именуемый небной завесой . В тот момент, когда мы глотаем пищу, этот клапан автоматически закрывает вход в трахею. За свою жизнь Вы десятки тысяч раз принимали пищу. И во время еды сотни тысяч раз совершали глотательные движения. Но каждый раз , точно в нужный момент этот клапан закрывал вход в трахею. Вы быть может, до сего момента не знали о существовании этого клапана , а ведь он каждый раз, по сути, спасает Вам жизнь в тот миг, когда Вы посылаете в рот очередной кусочек пищи или глоток воды.

Легкие

Ткани организма в процессе жизнедеятельности каждый день вырабатывают углекислый газ . Кровь, обходя тысячу раз в день все клетки организма в цикле кровообращения , уносит с собой выработавшийся углекислый газ. Кровь , насыщенная углекислым газом, считается грязной . Для очищения крови необходимо, чтобы она вошла в контакт с воздухом . Тогда происходит удивительная химическая реакция. Молекулы кислорода в воздухе и молекулы углекислого газа в грязной крови меняются местами , т.е. кислород заменяет углекислый газ в крови. В организме взрослого человека циркулирует примерно 5 литров крови. Для того, чтобы проветрить воздухом и насытить кислородом 5 литров грязной крови, ее следует расстелить на площади в 100 квадратных метров. Эта поверхность равна примерно одному теннисному корту . Представьте себе, внутри Вашей грудной клетки находится поверхность , равная по площади теннисному корту - это Ваши легкие .

Легкие состоят из сотен ветвей бронхов . На конце каждого бронха расположены альвеолы , размеры каждой из которых не превышают булавочной головки . В здоровых легких располагается примерно 300 миллионов альвеол . Если собрать все альвеолы вместе, то они как раз покроют площадь теннисного корта. Воздух , проходящий через бронхи, направляется в альвеолы . Внутренняя поверхность альвеол покрыта сетью кровеносных капилляров . Зона, в которой капилляры соприкасаются друг с другом, состоит из очень тонкой ткани , благодаря которой здесь и происходит обмен . Молекулы кислорода из воздуха попадают в кровь , а молекулы углекислого газа из крови переходят в воздух . Так грязная кровь очищается в альвеолах. Система очистки крови с каждым глотком воздуха построена внутри этого маленького пузырька (альвеоле) размером с булавочную головку. В нашей грудной клетке 300 миллионов пузырьков (альвеол) ежесекундно исполняют для нас ту операцию , без которой наша жизнь невозможна.

Альвеолы расширяются всякий раз, как мы совершаем вдох. И сжимаются , когда мы выдыхаем. Внутренняя поверхность альвеол покрыта альвеолярной жидкостью . Молекулы воды в составе этой жидкости образуют поверхностное натяжение . Поверхностное натяжение воды - это сила, образующаяся в результате взаимного притяжения молекул воды. Так вот, поверхностное натяжение воды в альвеолярной жидкости по идее должно было притягивать к себе и стенки альвеол и крепко сжимать их изнутри. И тогда, каждый раз, делая вдох , нам потребовалось бы много сил, чтобы вновь расправить в груди сжавшиеся альвеолы. К тому же каждый вдох причинял бы нам сильную боль . Но такого не происходит! Дышать нам так легко, что мы забываем о дыхании. Но тогда, в чем же секрет?

Здесь исследователи столкнулись с еще одним поразительным фактом строения человеческого организма. В каждой из 300 миллионов альвеол размещен один агент , обязанность которого - служить человеку. Имя этого агента - клетка второго типа . Клетки второго типа вырабатывают уникальное вещество - сурфоткант . И распределяют его по всей внутренней поверхности альвеол. Сурфактант - это особое вещество, созданное для того, чтобы снизить силу поверхностного натяжения воды. Благодаря сурфактанту , находящемуся в альвеоле, на границе воздух-жидкость, альвеолы не сжимаются изнутри. Клетки второго типа существуют только в одном месте организма - в альвеолах , т.е. там, где необходимо производства сурфактанта. Ни в каком другом органе , ни в клетках сердца, ни в клетках пищевода и т.д., таких клеток нет . Число вопросов увеличивается по мере того, как мы изучаем строение альвеол . Потому что самоотверженно работают не только клетки второго типа , но и другие жизненно важные клетки. Ежесекундную службу ради нашей жизни здесь несут и макрофаги . Любые вирусы, миновавшие слизистую оболочку носа и трахеи, попадая в альвеолы, создают серьезную опасность . Макрофаги же сразу проглатывают эти инородные вирусы, тем самым защищая наше здоровье.

Гемоглобин у человека

Мы рассмотрели, как в легочных альвеолах происходит процесс очищение грязной крови и насыщение её чистым кислородом . Однако между альвеолами и остальными клетками организма, которым кислород жизненно необходим каждую секунду, лежит огромное расстояние. Кислород , пришедший в альвеолы вместе с воздухом и смешавшийся с кровью, поступает в распоряжение особых клеток - эритроцитов . Их задача - бережно нести молекулы кислорода каждой клетке организма. В структуре эритроцитов есть уникальный по структуре белок - гемоглобин . Внутри каждого эритроцита расположено примерно 250 миллионов белков гемоглобина .

Гемоглобин - это чудо химии и физики, спроектированные для того, чтобы ловить поступающий в кровь кислород. В составе гемоглобина есть 4 молекулы железа , они словно магниты захватывают и удерживают молекулы кислорода . Так кислород вместе с кровью начинает долгую дорогу по всему циклу кровообращения в организме. Когда кровь доходит до клетки организма, которая в данный момент нуждается в кислороде , происходит удивительное. Магнитная сила молекул железа слабеет и молекулы кислорода отрываются от гемоглобина и эритроцита и переходят в клетку , которая нуждается в кислороде. Углекислый газ , образовавшийся в клетках в процессе жизнедеятельности, также при помощи молекул железа захватывается гемоглобином и доставляется опять к легким через бронхи к альвеолам , где кровь опять очищается. Так завершается цикл кровообращения . Углекислый газ здесь выводится из организма, а чистый кислород наоборот забирается из воздуха, и всё повторяется.

Круговорот кислорода и углекислого газа на протяжении нашей жизни, ни на секунду не останавливаясь, работает ради того, чтобы мы дышали. Рассмотрим чуть ближе эту систему. Белковая молекула гемоглобина состоит из 564 . В средней её части расположены те самые 4 молекулы железа , которые отвечают за удержание кислорода . Малейшее изменение порядка расположения аминокислот приведет к тому, что гемоглобин не сможет захватывать и транспортировать кислород. Трехмерное строение гемоглобина и порядок расположения аминокислот в нем, словно бы, специально спроектированы для того, чтобы переносить кислород . Но важна не только форма гемоглобином , а еще четкая работа всех подсистем, работающих вместе с гемоглобином.

Например, гемоглобин и кислород образуют между собой сильнейшую связь . Но как только кровь доносит эту пару до клетки, которая нуждается в кислороде, эта связь тотчас слабеет и кислород отделяется от гемоглобина. Каждая деталь в системе тончайше продумана. Если бы гемоглобин не удерживал бы так сильно кислород, то кислород не смог бы доноситься с кровью до нуждающихся в нем клеток, и клетки начали бы отмирать от недостатка кислорода. А если бы гемоглобин наоборот удерживал кислород сильнее , чем сейчас, тогда кислород не смог бы отсоединиться от гемоглобина и перейти в клетки, которые в нем нуждаются. И опять-таки, клетки начали бы отмирать , потому что не получали бы кислород. Словом, малейшее изменение существующей системы приведет к смерти организма. Например, один из самых сильных ядов - цианистый калий , попадая в кровь, цепляется к молекуле гемоглобин и не дает ей выполнять свои функции . В результате чего человек умирает за несколько минут от гипоксии (недостатка кислорода в клетках организма).

Мозг

Каждый день мы делаем сотни разных дел, но чтобы мы ни делали за всю жизнь, мы верно и беспрестанно делаем одно дело. Каждую секунду мы дышим . И для того, чтобы дышать , мы не прикладываем никаких усилий. Нам не надо собирать волю в кулак, чтобы заставить себя дышать. Просто мы родились на свет и сразу же, как только нам перерезали пуповину, начали дышать. Мозг является командным центром всей системы дыхания . Группа нервов в стволе мозга и в спином мозге управляет системой дыхания . Нервы в спинном мозге каждые 2 секунды посылают мышцам, опоясывающим грудную клетку, команду расширяться . По мере расширения в легкие пропадает воздух . Потом через 3 секунды команда от спинного мозга прекращается, и мышцы грудной клетки расслабляются . Воздух, наполнивший легкие, по мере сжатия мышц выталкивается наружу. Команда на совершение вдоха и выдоха от спинного мозга длится 5 секунд : 2 секунды на вдох и 3 секунды для выдоха. Здоровый человек в спокойном состоянии делает 12 вдохов и выдохов в минуту. Но чем быстрее мы двигаемся , тем чаще становится наше дыхание.

Дыхание и движение

Дыхание человека находится вне его воли. Чем быстрее мы двигаемся , тем больше кислорода расходуют мышцы. Уровень кислорода в крови падает , а уровень углекислого газа растет . И тогда, напрягающиеся мышечные клетки, выделяют особую молочную кислоту . Размещенные в определенных участках организма человека рецепторы уровня кислорода, углекислого газа и молочной кислоты, почувствовав это изменение, немедленно посылают в дыхательный центр мозга сигнал тревоги . Мозг, услышав сигнал, тотчас посылает команду мышцам грудной клетки - работать быстрее . Но организм принимает и другие меры. Например, сердце начинает биться чаще. Также кожа раскрывает поры, чтобы уравновешивать теплоотдачу и выводить с потом через поры излишки воды , тем самым охлаждая организм. Как только нагрузка на мышцы уменьшается, все системы возвращаются в спокойное состояние. Теперь Вы знаете, что все системы в нашем организме работают вне нашего контроля и воли с одной лишь целью - служить нам и поддерживать в нас жизнь.

Без пищи человек может прожить достаточно долго, а без воздуха — всего несколько минут. Почему нам так необходим воздух?

Функция дыхания

Сокращение мышц, движение крови по сосудам, деятельность мозга и множество других процессов требуют затрат энергии, которую организм получает в результате реакций энергетического обмена, происходящие в клетках. Большинство из них проходит с участием кислорода с образованием углекислого газа и воды. Кислород попадает в организм, а углекислый газ покидает его во время газообмена с окружающей средой. И использование кислорода в клетках, и газообмен являются составляющими дыхательной функции. Итак, дыханием называют процессы, обеспечивающие поступление кислорода в организм, его использование в реакциях энергетического обмена, а также удаление из организма углекислого газа.

советует похожие рефераты:

Дыхательная система

Дыхательная система состоит из легких, где происходит газообмен, и воздухоносных путей, по которым кислород поступает в легкие, а углекислый газ удаляется.

Проследим, какой путь проходит в организме воздух, чтобы добраться поверхности, где происходит газообмен. Воздухоносные пути начинаются из носовой полости. их стенки выстланы слизистой оболочкой с реснитчатого эпителия. Реснички непрерывно движутся, задерживая пыль и бактерии, а слизь обезвреживает их и увлажняет воздух. Благодаря большому количеству капилляров в слизистой оболочке вдыхаемый воздух приобретает температуры тела. Раздражение рецепторов в слизистой оболочке носа вызывает защитные рефлексы: чихание и выделение большого количества водянистой жидкости.

Из носовой полости воздух поступает в носоглотки и далее попадает в глотку. В ее стенке расположены скопления лимфоидной ткани — миндалины, которые защищают организм от бактерий и вирусов, вдыхаемых вместе с воздухом. В глотку открываются дыхательный и пищеварительный пути: гортань (дыхательное горло) и расположен по ней пищевод. Воздух из носоглотки или ротовой полости стремится к гортани. Во время глотания вход в гортань закрывается хрящевым надгортанником, поэтому к ней пища не попадает. Гортань является и органом голосообразования .

Внутри гортань выстлана слизистой оболочкой, в ней содержится множество нервных окончаний рецепторных нейронов. их раздражение при попадании в гортани твердых частиц или жидкости вызывает рефлекс — кашель (резкий выдох через ротовую полость). Так очищается гортань, защищая дыхательные пути, расположенные ниже, от проникновения вредных веществ.

Из гортани воздух поступает к трахеи — трубки, которая образована хрящевыми дугами, соединенными плотной соединительной тканью. Дуги предотвращают убыванию трахеи. Трахея делится на два главных бронха, которые направляются в правой и левой легкие. Внутренняя поверхность трахеи и бронхов выстлана реснитчатым эпителием и покрыта бактерицидным слизью. Ресницы гонят слизь вместе с пылью и микроорганизмами до глотки, где он проглатывается.

Каждый из главных бронхов многократно разветвляется, образуя бронхиальное дерево. Маленькие бронхи — бронхиолы — заканчиваются микроскопическими пузырьки — альвеолами. Бронхиальные дерева «выросли» из каждого главного бронха, окружены многими миллионами альвеол. их стенки состоят из слоя эпителиальных клеток, через который и происходит газообмен.

Бронхиальное дерево

Бронхиальное дерево и альвеолы образуют легкие — парные органы, которые занимают почти весь объем грудной полости. Они разделены на части: в правом легком три доли, в левой — две. Снаружи легкие покрыты плотной оболочкой из соединительной ткани — плеврой. Такая же оболочка выстилает внутреннюю стенку грудной полости. Микроскопическая щель между этими оболочками (плевральная полость) заполнена плевральной жидкостью. Во время дыхательных движений она уменьшает трение легких о стенки грудной клетки.

Следовательно, конечным пунктом перемещения воздуха по дыхательным путям является альвеолы. их общая поверхность огромна — около 100 м2. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров и расположены так плотно, что капилляры зажаты между ними. Всего 1 с находится кровь в капиллярах легких, и за это время углекислый газ из крови перемещается в воздушное пространство альвеолы, а кислород из альвеолы - в кровь. Углекислый газ удаляется из легких наружу во время выдоха, а кислород с кровью следует ко всем клеткам организма.

Голосовой аппарат

Гортань состоит из двух небольших последовательно расположенных полостей, между которыми имеется узкая голосовая щель. ее края образованы эластичными голосовыми связками, растянутыми между хрящами. Натяжение голосовых связок может изменяться вследствие сокращения мышц, которые прикреплены к ним и к гортани. В щель между связями проходит весь воздух, который выдыхается и вдыхаетя. Когда человек молчит, размер щели достаточно большой, а голосовые связки и мышцы напряжен. Во время выдоха, когда мышцы сокращаются и связки натягиваются, приближаясь друг к другу, возникает звук. Щель между связями сужается, и выдыхаемый воздух, прорываясь сквозь нее, вызывает вибрацию связь.

Дыхание - это процесс обмена такими газами, как кислород и углерод, происходящий между внутренней средой человека и окружающим миром. Дыхание человека представляет собой сложно регулируемый акт совместной работы нервов и мышц. Их слаженная работа обеспечивает осуществление вдоха - поступление кислорода в организм, и выдоха - выведение углекислого газа в окружающую среду.

Дыхательный аппарат имеет сложное строение и включает в себя: органы дыхательной системы человека, мышцы, отвечающие за акты вдоха и выдоха, нервы, регулирующие весь процесса обмена воздухом, а также кровеносные сосуды.

Сосуды имеют особое значение для осуществления дыхания. Кровь по венам поступает в легочную ткань, где происходит обмен газами: кислород поступает, а углекислый газ выходит. Возврат насыщенной кислородом крови осуществляется по артериям, которые транспортируют его к органам. Без процесса оксигенации тканей дыхание не имело бы никакого смысла.

Оценка функции органов дыхания производится врачами-пульмонологами. Важными показателями при этом являются:

Ширина просвета бронхов.
Объем дыхания.
Резервные объемы вдоха и выдоха.

Изменение хотя бы одного из этих показателей приводит к ухудшению самочувствия и являются важным сигналом к дополнительной диагностике и лечению.

Кроме того, имеются второстепенные функции, которые выполняет дыхание. Это:

Местная регуляция процесса дыхания, благодаря которой обеспечивается приспособление сосудов к вентиляции.
Синтез различных биологически активных веществ, осуществляющих сужение и расширение сосудов по мере необходимости.
Фильтрация, которая отвечает за рассасывание и распад инородных частиц, и даже тромбов в мелких сосудах.
Депонирование клеток лимфатической и кроветворной систем.

Этапы процесса дыхания

Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.

Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:

Внешнее дыхание - доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.

Значение дыхания для человека

Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.

Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:

В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
В обонянии.

Дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа, образовавшегося в процессе обмена веществ. В результате биологического окисления в клетках освобождается энергия, идущая на обеспеукреплению сердечно-сосудистой системы, улучшению кровоснабжения всех органов и тканей организма, повышению сопротивляемости различным заболеваниям служат регулярные физические упражнения и труд, соответствующий возрасту и индивидуальным возможностям организма.

Необходимо помнить, что чрезмерные физические и психические напряжения могут вызвать нарушение нормальной работы сердца, его переутомление.

Особенно вредное влияние на сердечно-сосудистую систему оказывают курение и употребление спиртных напитков. Алкоголь и никотин (яд, содержащийся в табаке) отравляют сердечную мышцу и нервную систему, вызывают резкие нарушения регуляции сосудистого тонуса и деятельности сердца. Они ведут к развитию тяжелых заболеваний сердечнососудистой системы и могут быть причиной внезапной смерти. У курящих и употребляющих алкоголь молодых людей чаще, чем у других, возникают спазмы сосудов сердца, вызывающие тяжелые сердечные приступы, иногда и смерть.

Органы дыхания - носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие - обеспечивают циркуляцию воздуха и газообмен (43).

Носовая полость делится костно-хрящевой перегородкой на две половины. Ее внутреннюю поверхность образуют три извилистых носовых хода. По ним воздух, поступающий через ноздри, проходит в носоглотку.

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.

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. Через носоглотку воздух проходит 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 и от системы резонаторов, которую составляют полости гортани, глотки, рта, носа и его придаточных пазух.

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. Трахея делится на два главных бронха, которые входят в правое и левое легкие. Стенка крупных бронхов содержит неполные хрящевые кольца, их просвет всегда открыт. Стенки малых бронхов хрящей не имеют и состоят из эластических и гладкомышечных волокон.

Легкие.

В легких бронхи ветвятся, образуя «бронхиальное дерево», на конечных бронхиальных веточках которого находятся крохотные легочные пузырьки - альвеолы - диаметром 0,15- 0,25 мм и глубиной 0,06-0,3 мм, заполненные воздухом. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием, покрытым тонкой пленкой вещества, препятствующего их спадению. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров. Через их стенки совершается газообмен. Легкие покрыты оболочкой - легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю стенку грудной полости. Щелевидное плевральное пространство между ними заполнено плевральной жидкостью, облегчающей скольжение плевры при дыхательных движениях.

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 (44). В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь, насыщенная кислородом, становится артериальной и через легочные вены поступает в левое предсердие.

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах. Через их тонкие стенки кислород поступает из крови в тканевую жидкость и клетки, а углекислота из тканей переходит в кровь. Разность концентрации кислорода в тканях и крови способствует разрыву непрочной связи кислорода с гемоглобином и его диффундированию в клетки. Концентрация углекислого газа в тканях, где он образуется, выше, чем в крови. Поэтому он диффундирует в кровь, где связывается с гемоглобином или химическими соединениями плазмы, транспортируется в легкие и выделяется в атмосферу.

Жизненная емкость легких состоит из дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. Дыхательным объемом называется количество воздуха, поступающего в легкие при одном вдохе. В покое он равен примерно 500 см 3 и соответствует объему выдыхаемого воздуха при одном выдохе. Если после спокойного вдоха сделать усиленный дополнительный вдох, то в легкие может поступить еще 1500 см 3 воздуха, который составляет резервный объем вдоха.

После спокойного выдоха можно при максимальном напряжении выдохнуть еще 1500 см 3 воздуха. Это резервный объем выдоха.

Таким образом, наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха, равно около 3500 см 3 и составляет жизненную емкость легких. Она больше у спортсменов, чем у нетренированных людей, и зависит от степени развития грудной клетки, от пола и возраста. Под влиянием курения жизненная емкость легких снижается.

Даже после максимального выдоха в легких всегда еще остается 1000-1500 см 3 воздуха, который называется остаточным объемом.