Дыхательная система Дыхание – сложный непрерывный процесс, в результате которого постоянно обновляется газовый состав крови и происходит биологическое окисление в тканях. Виды дыхания: 1. Внешнее дыхание – это газообмен между организмом и окружающей средой: 1.1. Обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом. 1.2. Газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом. Аппарат внешнего дыхания – дыхательные пути, легкие, плевра, скелет грудной клетки, мышцы грудной клетки, диафрагма. Основная функция – обеспечение организма кислородом и освобождение его от избытка углекислого газа. Транспорт газов осуществляется кровью и обеспечивается разностью парциального давления газов по пути их следования. 2. Внутреннее (тканевое) дыхание: 2.1. Обмен газов между кровью и тканями. 2.2. Клеточное дыхание (потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа) Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха Газы Кислород Углекислый газ Азот Вдыхаемый воздух 21% 0.03% 78% Выдыхаемый воздух 16% 4% 79.7% Альвеолярный воздух 14% 5.5% 80% Строение легких. Поверхность всех воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием и содержит большое количество слизистых желез. 1. Носоглотка выполняет следующие функции: А) согревает воздух; Б) очищает от пылевых частиц; В) обеззараживает (т.к. содержит лизоцим); Г) увлажняет воздух. 2. Гортань содержит хрящи и голосовые связки. Самый большой хрящ – щитовидный; чуть меньше – надгортанник – закрывает вход в гортань во время приема пищи и воды. У мужчин голосовые связки длинные и толстые, у женщин – короткие и тонкие. 3. Трахея – трубка, состоящая из хрящевых полуколец, что обеспечивает свободное прохождение пищи через глотку. 4. Бронхиальное древо имеет центральный ствол, от которого отходят две ветви – правый и левый бронхи. Они в свою очередь ветвятся на мелкие бронхиолы. 5. Альвеолы – легочные пузырьки, находящиеся на концах бронхиол. Стенка альвеол состоит из одного слоя клеток (однослойного эпителия). Наличие эластических элементов и гладкомышечных волокон обеспечивает быстрое и легкое растяжение альвеол. Каждая альвеола оплетена сетью капилляров. Оба легких содержат 300-400млн альвеол, диаметр которых 0.2 мм. Дыхательная поверхность альвеол – 80-100 м2. 6. Легкие – парные мешки. Ткань легких насыщена воздухом, поэтому легкие не тонут в воде. Каждое легкое покрыто снаружи серозной оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков – пристеночного и висцерального (легочного). Между листами – плевральная щель, заполненная плевральной жидкостью, что уменьшает трение легких при вдохе. Давление в плевральной щели всегда отрицательное: во время вдоха на 9 мм рт.ст. ниже атмосферного, при выдохе – на 6 мм рт.ст. ниже атмосферного. Это имеет большое значение, т.к. альвеолы находятся всегда в растянутом состоянии, что увеличивает дыхательную поверхность легких.. Присасывающее действие грудной клетки обеспечивает венозный возврат крови к сердцу улучшает кровообращение в легочном круге, способствует лимфообращению, способствует продвижению пищевого комка по пищеводу, в нижнем отделе которого давление на 3.5 мм рт.ст ниже атмосферного. В дыхательных путях воздух близко не соприкасается с кровью, поэтому газообмен здесь не происходит и состав воздуха не изменяется. Пространство, заключенное в этих дыхательных путях, называется мертвым, или вредным и равно 150 мл. Дыхательный цикл Дыхательный цикл состоит из: 1. Вдох – 0.9-4.7 с 2. Дыхательная пауза различна по продолжительности, может отсутствовать 3. Выдох – 1.2-6 с Частота дыхательных движений – 12-18 в минуту. В любом возрасте частота дыхательных движений меньше числа сердечных сокращений в 4-5 раз. Изменение размеров грудной полости происходит за счет сокращения дыхательных мышц – наружных межреберных, межхрящевых и диафрагмы. Вдох (инспирация) за счет сокращения наружных межреберных и межхрящевых мышц. Диафрагма уплощается и опускается. Тип дыхания может быть: грудной (реберный), брюшной (диафрагмальный). У мужчин преобладает брюшной тип дыхания, у женщин – грудной. При вдохе дыхательная поверхность легких увеличивается , давление в них падает и становится на 2 мм рт.ст. ниже атмосферного. Это способствует поступлению воздуха через воздухоносные пути в легкие. На высоте вдоха воздух заполняет расширенные альвеолы. Выдох (эксптрация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом поверхность легких уменьшается. В начале выдоха давление в легких становится на 3-4 мм рт.ст. выше атмосферного, что обеспечивает выдох. Модель Дондерса демонстрирует механизм изменения объема легких при дыхании. Легочные объемы Дыхательный объем – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании – 500 мл. Резервный объем вдоха (дополнительный воздух) – количество воздуха, которое может быть введено в легкие после спокойного вдоха – 1500 мл. Резервный объем выдоха – объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха – 1500 мл. Остаточный объем – объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха – 1000 мл Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – самое глубокое дыхание, на которое способен человек. ЖЕЛ = дыхательный объем (500) + резервный объем вдоха (1500) + резервный объем выдоха (1500) = 3500 мл. ЖЕЛ зависит от пола, роста, возраста, массы, положения тела и др. Общая емкость легких = ЖЕЛ + остаточный объем Коллапсный воздух – минимальное количество воздуха, которое остается в легких после двустороннего открытого пневмоторакса. Легочная вентиляция – количество воздуха, обмениваемое в 1 мин. легочную вентиляцию определяют путем умножения дыхательного объема на количество дыханий в 1 мин. у взрослого – 6-8 л в 1 мин.. легочные объемы определяют с помощью спецприборов – спирометра и спирографа. Транспорт газов кровью Посредником между клетками и внешней средой является кровь. Переход газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в окружающую среду происходит за счет разности парциальных давлений. Парциальное давление – давление, приходящееся на данный газ в смеси газов. Самое высокое парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе (158 мм рт.ст), в альвеолярном воздухе (110 мм рт.ст.), в венозной крови в легких (40 мм рт. ст.), в артериальной крови капилляров (103 мм рт.ст.), в межтканевой жидкости (40 мм рт. ст.), в тканях (20 мм рт.ст.) Движение углекислого газа происходит в противоположном направлении. Самое большое его напряжение в тканях (60 мм рт.ст.), в венозной крови (46 мм рт. ст.), в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст.), в атмосферном воздухе (0.3 мм рт. ст.). Кислородная емкость крови – максимальное количество кислорода, которое может быть связано 10-1 л (100 мл) крови – 19 мл кислорода. Дыхательный центр находится в продолговатом мозге.