velikol.ru
1

Дыхательная система

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа. В процессе дыхания различают три этапа: внешнее (легочное) дыхание, заключающееся в обмене газов в легких между организмом и средой; транспорт газов кровью; тканевое дыхание, состоящее из газообмена в тканях и биологического окисления в митохондриях.

Внешнее дыхание.

Внешнее дыхание обеспечивается системой органов дыхания, которая включает носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. Полость носа вместе с носоглоткой и гортанью называют верхними дыхательными путями, а трахею и бронхи - нижними дыхательными путями.

Все органы дыхания, относящиеся к дыхательным путям, имеют твердый скелет, представленный в стенках полости носа костями и хрящами, а в стенках гортани, трахеи и бронхов – хрящами. Благодаря такому скелету дыхательные пути не спадаются и по ним во время дыхания свободно циркулирует воздух. Изнутри дыхательные пути выстланы слизистой оболочкой, снабженной мерцательным эпителием.

Воздухоносные (дыхательные) пути начинаются с полости носа. Она поделена перегородкой на две половины. На боковых стенках полости расположены носовые раковины, которые делят каждую половину на три носовых хода (верхний, средний и нижний). Полость носа сообщается с наружной средой при помощи ноздрей, а сзади – с глоткой посредством хоан. С носовой полостью связаны воздухоносные околоносовые пазухи лобной, клиновидной и верхнечелюстных костей. Слизистая оболочка носовой полости имеет большое количество кровеносных сосудов. Проходящая по ним кровь согревает воздух. Железы слизистой выделяют слизь, увлажняющую стенки носовой полости и снижают жизнедеятельность бактерий. На поверхности слизистой находятся лейкоциты, уничтожающие большое количество бактерий. Мерцательный эпителий слизистой задерживает и выводит наружу пыль. Таким образом, в носовой полости воздух согревается, обеззараживается, увлажняется и очищается от пыли. В слизистой оболочке верхней части носовой полости имеются чувствительные обонятельные клетки, образующие орган обоняния.

Воздух проходит через хоаны в верхние отделы глотки (носовая и ротовая часть глотки), а затем в гортань. Скелет гортани состоит из хрящей (щитовидного, перстневидного, двух черпаловидных, надгортанника), соединенных связками и суставами. Надгортанник закрывает вход в гортань во время глотания пищи. Между черпаловидными хрящами и внутренней поверхностью щитовидного натянуты голосовые связки, состоящие из эластических соединительнотканных волокон. При напряжении голосовых связок выдыхаемый воздух вызывает их колебание в результате чего возникают звуки. Из гортани воздух поступает в трахею

Скелет трахеи состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, не позволяющих ей спадаться. Задняя стенка трахеи мягкая и состоит из соединительнотканной перепонки, содержащей гладкие мышцы. Благодаря этому пища свободно проходит по пищеводу, который лежит позади трахеи. На уровне V грудного позвонка трахея делится на два главных бронха: правый и левый, - которые вступают в легкие.

В легких главные бронхи многократно делятся на бронхи 1-го, 2-го и т.д. порядков, образуя бронхиальное дерево. Бронхи 8-го порядка называют дольковыми. Они разветвляются внутри дольки на концевые бронхиолы. Концевые бронхиолы дают начало дыхательным бронхиолам, от которых отходят альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Стенки последних состоят из альвеол. Альвеола имеет форму полушария диаметром 0,2 – 0,3 мм и покрыта сетью капилляров. Стенка альвеолы образована одним слоем плоского эпителия с сетью эластических волокон, расположенных на тонкой базальной мембране. Группу альвеолярных ходов с альвеолярными мешочками, расходящихся от одной дыхательной бронхиолы, называют ацинусом (структурная единица легкого). Из совокупности ацинусов слагаются дольки, из долек – сегменты, из сегментов – доли, из долей – целое легкое.

Правое легкое состоит из трех долей, левое – из двух. В каждое легкое проходят главный бронх и легочная артерия, а выходят две легочные вены. Легкие снаружи покрыты внутренним плевральным листком. Наружным листком плевры выстлана изнутри грудная полость. Между листками плевры находится щелевидная плевральная полость с небольшим количеством серозной жидкости, которая позволяет листкам свободно скользить друг относительно друга при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного на величину эластической тяги легких (9 мм рт. ст.), т.е. оно составляет около 751 мм рт. ст.

При вдохе происходит расширение грудной полости в результате сокращения наружных межреберных мышц и диафрагмы. Так как давление в плевральной полости отрицательное, при расширении грудной полости растягиваются и легкие. Давление внутри легких становится ниже атмосферного, и наружный воздух проходит в легкие. При усиленном дыхании в акте вдоха участвуют все мышцы, способные поднимать ребра и грудину: большие и малые грудные, лестничные, грудино-ключично-сосцевидные, мышцы плечевого пояса.

Выдох наступает в результате уменьшения объема грудной полости при расслаблении наружных межреберных мышц и диафрагмы и сокращения внутренних межреберных мышц. При активном выдохе сокращаются и мышцы брюшной стенки (косые, поперечные и прямые), что усиливает поднятие диафрагмы.

Находясь в спокойном состоянии, человек вдыхает и выдыхает около 500см3 воздуха – дыхательный объем. При глубоком вдохе человек может вдохнуть еще около 1500 см3 воздуха – дополнительный объем. После выдоха он способен выдохнуть еще около 1500см3резервный объем. Эти три величины в сумме составляют жизненную емкость легких (около 3500 см3 для взрослого человека). Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) является показателем подвижности легких и грудной клетки и зависит от пола, возраста, размеров тела и мышечной силы. Объем воздуха в легких превышает жизненную емкость. Даже при самом глубоком выдохе в них остается около 1000 см3 остаточного воздуха, поэтому легкие полностью не спадаются.

^ Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. В нем выделяют отделы вдоха и выдоха. Периодически возникающее в дыхательном центре возбуждение передается в мотонейроны спинного мозга, а оттуда по центробежным волокнам к дыхательным мышцам, вызывая их сокращение. При вдохе легкие расширяются, что раздражает чувствительные окончания блуждающего нерва. Возникшее возбуждение поступает к дыхательному центру и тормозит центр вдоха; происходит выдох. Стенки альвеол возвращаются в исходное состояние, импульсация от рецепторов раздражения легких прекращается. В центре вдоха вновь возникает возбуждение. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, болевые, температурные воздействия и др. в норме взрослый человек совершает около 16 дыхательных движений в минуту, во время сна – 12.

При раздражении рецепторов слизистой оболочки носа происходит при чихании, а при возбуждении рецепторов гортани, трахеи и бронхов – кашель. Эти защитные реакции сопровождаются активным выдохом, при котором струей воздуха выбрасываются слизь, пыль, инородные тела из легких и дыхательных путей.

^ Гуморальная регуляция дыхания заключается в том, что увеличение в крови концентрации СО2 повышает возбудимость дыхательного центра, что обусловливает учащение и углубление дыхания.

На дыхательные движения оказывает влияние кора больших полушарий, что выражается в возможности произвольно задерживать дыхание, изменять его ритм и глубину.

^ Транспорт газов.

Кислород в основном транспортируется к тканям в составе оксигемоглобина. Небольшое количество СО2 транспортируется от тканей к легким в составе карбгемоглобина. Большая часть углекислого газа соединяется с водой, образуя углекислоту. Угольная кислота в тканевых капиллярах реагирует с солями К+ и Nа+ , превращаясь в бикарбонаты. В составе бикарбонатов калия эритроцитов (меньшая часть) и бикарбонатов натрия плазмы крови (большая часть) углекислый газ переносится от тканей к легким. Важное значение для образования и распада угольной кислоты имеет фермент карбоангидраза.

^ Обмен газов в легких и тканях.

Сравнивая состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, можно обнаружить существенные различия процентного содержания О2 и СО2, что объясняется газообменом в легких.

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха

воздух

Содержание газов, %

О2

СО2

N2

Вдыхаемый

20,94

0,03

79,03

Выдыхаемый

16,3

4,00

79,70

альвеолярный

14,2

5,20

80,60



Перенос О2 из альвеолярного воздуха в кровь и СО2 из крови в альвеолярный воздух происходит путем диффузии. Парциальное давление О2 в альвеолярном воздухе выше (100 мм рт.ст.), чем в венозной крови (40 мм рт ст), а парциальное давление СО2 наоборот, выше в крови (46 мм рт ст), чем в альвеолярном воздухе (38 мм рт ст). Поэтому О2 и СО2 диффундируют в противоположных направлениях.

Газообмен в тканях происходит по тому же принципу, что и в легких. Артериальная кровь направляется к тканям, где в результате непрерывно идущих окислительных процессов потребляется О2 и образуется СО2. В клетках напряжение кислорода близко к нулю, в тканевой жидкости 20 – 40 мм рт ст, а в артериальной крови 100 – 110 мм рт ст Напряжение СО2 в тканевой жидкости около 60 мм рт ст, а в венозной крови 40 мм рт ст, вследствие чего кислород будет диффундировать из крови в тканевую жидкость, а углекислый газ – из тканевой жидкости в плазму крови.

















Зачет по теме: «Дыхательная система»

I. Выберите один правильный ответ.

1. Сущность процесса дыхания состоит в:

А) обмене газами между организмом и внешней средой;

Б) окислительных процессах в клетках, в результате которых выделяется энергия.

В) транспорте газов кровью.

2. Гортань образована:

А) поперечно-полосатыми мышцами, хрящами, слизистой оболочкой;

Б) гладкими мышцами и хрящами;

В) костной тканью, поперечно-полосатыми мышцами и слизистой оболочкой.

3. Голосовые связки у человека расположены:

А) в трахее; Б) в гортани; В) в носоглотке.

4. Закрывает вход в гортань при глотании пищи:

А) щитовидный хрящ; Б) зерновидный хрящ; В) надгортанник.

5. Трахея разделяется на главные бронхи на уровне:

А) 3-го шейного позвонка; Б) 5-го грудного позвонка; В) 1-го поясничного позвонка.

6. Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе составляет:

А) 10%; Б) 30%; В) 21%.

7. При вдохе диафрагма становится:

А) плоской; Б) выпуклой; В) не изменяет свою форму.

8. ЖЕЛ измеряется с помощью:

А) тонометра; Б) спирометра; В) барометра.

9. Гуморальная регуляция дыхания осуществляется за счет действия:

А) углекислого газа; Б) адреналина; В) ацетилхолина.

10. В носовой полости воздух:

А) очищается от пыли и микроорганизмов; Б) увлажняется и согревается;

В) происходят все выше перечисленные процессы.

11. Наиболее крупным хрящом гортани является:

А) надгортанник; Б) щитовидный; В) зерновидный.

12. Голосовые связки раскрыты наиболее широко, когда человек:

А) молчит; Б) говорит шепотом; В) говорит громко.

13. Длина трахеи человека составляет:

А) 20-21 см; Б) 24-26 см; В) 10-11 см.

14. Ткань легких состоит из:

А) альвеол; Б) бронхиол; В) легочной плевры.

15. Соединение гемоглобина с кислородом называется:

А) карбоксигемоглобин; Б) оксигемоглобин; В) миоглобин.

16. Жизненная емкость легких – это:

А) максимальный объем воздуха, выдыхаемый после спокойного вдоха;

Б) объем воздуха, выдыхаемый после спокойного вдоха;

В) максимальный объем воздуха, выдыхаемый после сильного вдоха.

17. Дыхательный центр расположен:

А) в среднем мозге; Б) в спинном мозге; В) в продолговатом мозге.

18. Центры защитных дыхательных рефлексов, дыхания и кашля расположены:

А) в промежуточном мозге; Б) в продолговатом мозге; В) в среднем мозге.


^ II. Вставьте пропущенное слово.

1. Дыхательные пути человека начинаются ….. полостью, в которой воздух ….. , увлажняется, очищается от пыли и ….. .

2. Гортань переходит в ….. , скелет которой состоит из ….. полуколец, выполняющих ….. функцию и позволяющих пище свободно проходить по ….. .

3. В грудной полости расположены ….. , покрытые ….. и состоящие из мельчайших тонкостенных пузырьков - ….. .

4. Из артериальной крови кислород поступает в ….. , где расходуется на ….. процессы и выработку ….. .

5. ЖЕЛ – это ….. объем воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого ….. ; измеряется с помощью ….. .

6. Раздражение слизистых оболочек дыхательных путей вызывает ….. рефлексы: ….. и ….. .

7. После носоглотки воздух поступает в ….. , состоящую из нескольких ….. , в которой расположены голосовые ….. .

8. Трахея делится на два ….. , стенки которого высланы ….. эпителием, удаляющим частицы ….. из дыхательных путей.

9. Альвеолы легких пронизаны густой сетью ….., в которые при вдохе поступает ….. и кровь становится …..

10. При вдохе активно участвуют ….. мышцы и ….. , выдох является ….. процессом.

11. Дыхание регулируется с помощью ….. центра, расположенного в ….. мозге.

12. Заболевания дыхательной системы возникают при воздействии ….. и вирусов, экологическом загрязнении …. и частом ….. .


III. Дайте краткий ответ.

1. В чем значение дыхания в организме человека?

2. Перечислите основные хрящи, входящие в состав гортани. Каковы функции гортани?

3. Каковы особенности строения трахеи? С чем это связано?

4. Какова функция плевры?

5. В чем состоит сущность клеточного дыхания?

6. Что такое ЖЕЛ? От чего зависит этот показатель?

7. От чего зависит потребность человека в кислороде?

8. Объясните взаимосвязь строения и функций носовой полости.

9. От чего зависит сила, высота и тембр голоса?

10. Как устроены альвеолы легких? Какова их функция? Что такое суфрактант?

11.В чем сходство и в чем отличие процесса газообмена в легких и тканях?

12. Что такое дыхательные циклы? Благодаря чему они осуществляются?

13. Каким образом в организме человека осуществляется регуляция дыхания?

14. В чем заключается вредное влияние курения на организм человека?


Ответы к зачету по теме: « Дыхательная система»

Вариант 1

I. 1Б; 2А; 3Б; 4В; 5Б; 6В; 7А; 8Б; 9А.

10В; 11Б; 12А; 13В; 14А; 15Б; 16В; 17В; 18Б.

II. 1. носовой, согревает, микроорганизмов.

2. трахею, хрящевых, защитную, пищеводу.

3. легкие, плеврой, альвеол.

4. ткани, окислительные, энергии.

5. наибольший (максимальный), вдоха, спирометра.

6. защитные, чихание, кашель.

7. гортань, хрящей, связки.

8. бронха, мерцательным, пыли.

9. капилляров, кислород, артериальной.

10. межреберные, диафрагма, пассивным.

11. дыхательного, продолговатом.

12. бактерий, атмосферы, курении.


III. 1. Обеспечение организма кислородом и использование его в окислительных процессах; окисление органических соединений с высвобождением энергии; удаление из организма избытка углекислого газа; удаление из организма конечных продуктов обмена веществ.

2. Щитовидный хрящ, надгортанник. Надгортанник защищает вход в гортань при глотании пищи. Гортань участвует в образовании звуков, ее слизистая обладает бактерицидными свойствами, при попадании пыли в гортань осуществляется рефлекторный кашель

3. Трубка длиной 10-12 см состоит из хрящевых полуколец. Благодаря такому строению стенки трахеи не смыкаются, а пища свободно может проходить по пищеводу. Трахея растет равномерно вместе с туловищем, наиболее интенсивно в первый год жизни и в период полового созревания.

4. Плевра – это соединительнотканная оболочка, покрывающая легкие; пристеночная плевра выстилает грудную полость изнутри, а между ними находится плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью. Защита легких, синтез плевральной жидкости, антибактериальные свойства.

5. Окисление глюкозы с образованием энергии, идущей на синтез АТФ и внутриклеточные нужды, выделение углекислого газа и воды.

6. ЖЕЛ – это объем воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха, в среднем составляет 3500 мл. ЖЕЛ зависит от пола, возраста и тренированности человека, измеряется с помощью спирометра.

7. От возраста (растущему организму требуется больше энергии и больше кислорода), от состояния сна и бодрствования (во сне потребность в кислороде снижена), от уровня физической нагрузки.

8. В носовой полости осуществляется согревание и увлажнение вдыхаемого воздуха, задерживание и удаление пыли, уничтожение микроорганизмов, распознавание запахов, рефлекторное чихание. Для реализаций этих функций в каждой половине носовой полости имеются три носовые раковины, увеличивающие поверхность слизистой оболочки; слизистая обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта мерцательным эпителием, реснички которого удаляют пылевые частицы, а слизь обладает бактерицидным действием. В полости носа имеются обонятельные рецепторы.

9. От длины, эластичности и особенностей строения голосовых связок, а это в свою очередь, зависит от возраста, пола и индивидуальных особенностей. У женщин голос выше, чем у мужчин, т.к. голосовые связки короче. Тембр голоса формируется по окончании периода полового созревания.

10. Альвеолы – многочисленные тончайшие пузырьки, образованные однослойным эпителием, оплетенные густой сетью капилляров. Часть эпителиальных клеток выделяет особое вещество – суфрактант, препятствующее слипанию альвеол и обладающее антибактериальным действием. Через стенки альвеолярных капилляров происходит газообмен за счет диффузии газов.

11. Сходство заключается в том, что в обоих случаях газообмен осуществляется через стенки капилляров за счет диффузии. Отличие заключается в том, что во время газообмена в тканях гемоглобин отдает кислород клеткам, забирает углекислый газ, и кровь становится венозной, а в легких происходит обратный процесс – углекислый газ из венозной крови через стенки альвеол попадает в дыхательные пути и внешнюю среду, а кислород тем же путем поступает в кровь, которая становится артериальной и вступает в соединение с гемоглобином.

12. Дыхательные циклы – это ритмичные чередования вдоха и выдоха. Вдох это активный процесс, происходящий с затратой энергии и осуществляющийся благодаря сокращению межреберных мышц, диафрагмы и действию присасывающей силы грудной клетки; выдох пассивен.

13. Регуляция дыхания осуществляется гуморальными и нервными механизмами. Избыток углекислого газа в воздухе и межклеточном веществе ускоряет глубину и частоту дыхания, таким же действием обладает адреналин и некоторые другие гормоны. Непроизвольная нервная регуляция осуществляется дыхательным центром продолговатого мозга, при этом воздействие на холодовые и болевые рецепторы приостанавливает дыхание. Произвольная регуляция зависит от деятельности полушарий большого мозга, т.е. человек может сознательно ускорять или замедлять дыхательный ритм в некоторых ситуациях.

14. У курящего человека нарушается выработка суфрактанта, и альвеолы слипаются, поверхность бронхов и легких покрывается смолами, входящими в состав табака, темнеет, многие смолы содержат канцерогенные вещества, что может привести к раку дыхательных путей. Никотин является сильным отравляющим веществом, вызывает привыкание к табаку. Курение может стимулировать развитие хронического бронхита, туберкулеза, воспаления легких. Одна выкуренная сигарета вызывает спазм сосудов в течение 20 мин., что приводит к нарушению кровоснабжения различных органов, кислородная недостаточность приводит к нарушению работы мозга, ухудшению внимания, памяти, мышления. Человек, находящийся вблизи курящих, является пассивным курильщиком, и получает не меньшую дозу вредных веществ. Курение отрицательно сказывается на работе всех систем органов.