Человеку, как и всем аэробам, для получения энергии нужно постоянно поглощать кислород.
В митохондриях каждой клетки постоянно происходит клеточное дыхание – кислородное окисление углеводов, липидов и аминокислот до CO2 и H2O ⇒ нужно ежесекундно доставлять ко всем клеткам кислород и забирать углекислый газ.
Воздухоносные пути
Все воздухоносные пути выстланы мерцательным (ресничным) эпителием, благодаря которому воздух очищается от пыли и микробов, согревается и увлажняется (биение ресничек изгоняет из дыхательных путей пыль, а лизоцим и мигрирующие лейкоциты обеззараживают воздух)
Строение воздухоносных путей
1. Носовая полость
• очищение, согревание, увлажнение воздуха;
• восприятие запахов – за счёт обонятельных хеморецепторов (для этого носовая полость должна быть увлажнённой, т.к. рецепторы возбуждаются только от растворённых в слизи пахучих веществ).
2. Глотка (носоглотка) – место пересечения дыхательной и пищеварительной систем.
3. Гортань – полый орган, образованный хрящами и мышцами, обеспечивает проведение воздуха из носоглотки в трахею;
• голосообразование – за счёт голосовых связок (высота голоса зависит от длины связок: чем длиннее, тем голос ниже);
• при глотании гортань поднимается, а хрящ надгортанник опускается и закрывает проход в гортань => пища из глотки не попадает в дыхательные пути
4. Трахея – образована хрящевыми полукольцами, к которым примыкает эластическая мембрана (за которой – пищевод)
• полукольца не позволяют трахее спадаться, а эластическая мембрана облегчает прохождение пищевого комка по пищеводу, т.к. может немного вдаваться в трахею при глотании.
5. Бронхи – тоже имеют хрящи в стенках
• образуют бронхиальное дерево – постепенное разветвление до всё более мелких и мелких бронхиол, самые мелкие бронхиолы оканчиваются альвеолами.
Альвеола – пузырёк, окружённый капиллярами малого круга кровообращения. В альвеолах происходит газообмен путём диффузии: O2 из воздуха пассивно переходит в кровь, а CO2 из крови пассивно переходит в воздух. Альвеолы выстланы сурфактантом.
Ацинус – группа альвеол (как виноградная гроздь), структурная единица лёгких.
Функции сурфактанта
Это вещество, покрывающее внутреннюю поверхность АЛЬВЕОЛ. При каждом вдохе сурфактант защищает стенку отвёл от ПЕРЕРАСТЯЖЕНИЯ, а при выдохе препятствует СПАДЕНИЮ (слипанию) стенок альеволы
- Расправляет лёгкое при первом вдохе новорождённого.
- Регулирует скорость и степень поглощения кислорода и интенсивности испарения воды в альвеолах.
- Очищает поверхность от попавших с дыханием инородных частиц и обладает бактериостатической активностью (не убивает бактерии, но МЕШАЕТ бактериям размножаться.
Лёгкие, плевра, дыхание
В правом легком 3 доли (верхняя, средняя и нижняя), в левом - 2 (место средней доли занимает сердце).
Функции легких:
• основная функция - снабжение организма кислородом
• выделительная функция (с дыханием выделяется ряд кетоновых тел, продукты распада спиртов, продукты азотистого обмена (мочевина))
• освобождение организма от продуктов обмена (углекислого газа и воды)
• защитная функция
• стенка альвеол (бактерицидное вещество) служит барьером от проникновения чужеродных тел (антигенов, бактерий)
• терморегуляторная функция
• выделение тепла при дыхании (охлаждение органов)
• участие в образовании звуков
• выдыхаемый из легких воздух вызывает колебание голосовых связок
Если почки ПЛОХО работают, то функция удаления мочевины у легких усиливается и мочевина начинает очень активно УДАЛЯТЬСЯ через лёгкие и кожу. Появляется неприятный запах из рта и от человека в целом.
Взаимосвязь внутреннего строения и функций лёгких:
- альвеолы окружены густой сетью капилляров, это обеспечивает газообмен между альвеолами и крови;
- стенки альвеол и капилляров состоят из одного слоя клеток, это обеспечивает быструю диффузию газов;
- лёгочные пузырьки образуют большую дыхательную поверхность, это способствует интенсивному газообмену.
Плевра – серозная оболочка лёгких.
Состоит из 2 листков:
1) висцеральный – срастается с лёгкими
2) париетальный – срастается с грудной клеткой и диафрагмой изнутри
Между листками - плевральная полость – герметичное пространство с жидкостью, которая предотвращает трение при вдохе и выдохе. Давление в плевральной полости ниже, чем атмосферное.
Диафрагма и межрёберные мышцы – главные дыхательные мышцы, обеспечивают «пассивный ВДОХ»:
1. При вдохе диафрагма и межрёберные мышцы сокращаются (при этом диафрагма уплощается, т.к. в расслабленном состоянии она выпуклая)
2. Это вызывает увеличение объёма грудной полости
3. Лёгкие пассивно растягиваются (благодаря их эластичности и отрицательному давлению в плевральной полости), давление воздуха в лёгких становится ниже атмосферного
4. воздух пассивно втягивается в лёгкие (поступает из области высокого давления в область низкого)
Выдох: мышцы расслабляются, объём грудной полости уменьшается, давление воздуха в лёгких растёт (ведь места стало мало) ⇒ воздух пассивно выталкивается наружу
ВДОХ: сокращение дыхательных мышц ⇒ ↑объём грудной полости ⇒↓ давление в лёгких ⇒ засасывание воздуха
ВЫДОХ: расслабление дыхательных мышц ⇒ ↓ объём грудной полости ⇒ ↑ давление в лёгких ⇒ изгнание воздуха
Диафрагма млекопитающих
ДИАФРАГМА - особенность млекопитающих. У млекопитающих дыхание ВСАСЫВАЮЩЕГО типа - по типу насоса. Диафрагма приобретает МЫШЕЧНО-сухожильное строение, а не просто сухожильное, как это было у пресмыкающихся. Диафрагма и межрёберные мышцы сокращаются, воздействуют на грудную клетку, а уже изменения объёма ГРУДНОЙ КЛЕТКИ влияет на объём ЛЕГКИХ. Лёгкие ПАССИВНО следуют за стенкой грудной полости, так как "спаяны" с последней при помощи плевры .
Жизненная ёмкость лёгких
Жизненная ёмкость лёгких (ЖЁЛ) – это максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха.
ЖЁЛ = сумма из трёх лёгочных объёмов: дыхательный + резервный объем вдоха + резервный объём выдоха.
ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ОБЪЁМ = объем воздуха за 1 спокойный вдох.
РЕЗЕРВНЫЙ ОБЪЁМ ВДОХА = максимальный объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.
РЕЗЕРВНЫЙ ОБЪЁМ ВЫДОХА – максимальный объем воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха.
Измерение ЖЁЛ (спирометрия) позволяет оценить состояние дыхательной системы
ЖЁЛ зависит от пола (у мужчин – больше) и от физической натренированности человека.