Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

 

 

СИСТЕМА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Нервная и гуморальная регуляция дыхания

 

Смотрите также:

Биология

 

Биографии учёных биологов

 

История медицины

 

Микробиология

 

Физиология человека

 

Общая биология

 

Ботаника

 

Необычные растения

 

Жизнь зелёного растения

 

Лекарственные растения

 

Необычные деревья

 

Мхи

 

Лишайники

 

Древние растения

 

Пособие по биологии

 

Валеология

 

Естествознание

 

История медицины

 

Медицинская библиотека

Строение органов дыхания

 

Дыханием называется процесс газооомена между организмом и окружающей средой. Важнейший механизм газообмена у животных и человека — диффузия. При диффузии молекулы перемещаются из области их высокой концентрации в область низкой концентрации за счет их собственной кинетической энергии. Однако перемещаться путем диффузии молекулы могут лишь на малые расстояния (до 1 мм).

 

При переносе веществ на большие расстояния в организме животных используются различные системы вентиляции и транспорта газов. Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам, где он вступает в химические реакции, включает ряд стадий: 1) вентиляцию легких (доставка кислорода в альвеолы); 2) диффузию кислорода из альвеол в кровь легочных капилляров; 3) перенос его кровью к капиллярам тканей; 4) диффузию из капилляров в окружающие ткани. Первая и вторая стадии называются легочным (внешним) дыханием, а четвертая — тканевым дыханием.

 

Обмен газов между кровью и воздухом осуществляется дыхательной системой, включающей воздухоносные пути и легкие ( 156). Воздухоносные пути начинаются носовой полостью, далее следуют гортань, трахея, бронхи. Воздух через наружные отверстия (ноздри) поступает в полость носа, которая разделена костно-хрящевой перегородкой на две половины. Через внутренние отверстия полость носа сообщается с носоглоткой.

 

Внутренняя поверхность полости носа покрыта слизистой оболочкой, верхний слой которой образован ресничным эпителием. Слизь вместе с осевшими на ней пылевыми частицами удаляется движением ресничек. В верхней части носовой полости находятся окончания обонятельного нерва, воспринимающие различные запахи. Из носоглотки и глотки воздух поступает в гортань, которая состоит из нескольких хрящей, укрепленных связками (щитовидный, перстневидный, два чер- паловидных и надгортанник), и подъязычной кости. От отростков черпаловидных хрящей и внутренней поверхности щитовидного хряща протягиваются голосовые связки, между которыми находится голосовая щель. Колебания голосовых связок, вызванные движениями голосовых мышц во время выдоха, создают звук. В воспроизведении членораздельной речи кроме голосовых связок принимают участие также язык, губы, щеки, мягкое нёбо, надгортанник.

 

На уровне 6—7-го шейного позвонков гортань переходит в дыхательное горло — трахею. Она состоит из хрящевых полуколец, которые препятствуют спадению ее стенок. Эти полукольца сзади объединены между собой соединительно-тканной перепонкой с переплетающимися гладкими мышечными волокнами. Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, образуя в легких бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки называются бронхиолами. Бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых находятся многочисленные тонкостенные выпячивания — альвеолы, оплетенные густой сетью капилляров. Между стенками альвеол и капилляров происходит газообмен. Изнутри альвеолы выстланы слоем белков, фосфолипидов и гликопротеидов, который называется сурфактантом. Его основная функция — поддержание поверхностного натяжения стенки альвеолы, ее способности к растягиванию при входе и противодействие спадению при выходе. Сурфактант обладает также бактерицидными свойствами.

 

Легкие занимают почти весь объем грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части легкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое легкое делится бороздами на три доли, левое — на две. Снаружи легкие покрыты плеврой, которая состоит из двух листков: внутреннего, покрывающего легкое, и наружного, выстилающего внутреннюю , полость грудной клетки. Между этими листками находится замкнутая плевральная полость с небольшим количеством жидкости. Жидкость уменьшает трение листков при дыхательных движениях легких.

 

 

Вентиляция легких. Количество воздуха, поступающего в легкие при каждом спокойном вдохе и выходящего при спокойном выдохе, называется дыхательным объемом. У взрослого человека он равен 500 см 3. Легочная вентиляция — это количество воздуха, проходящего за одну минуту через легкие, или произведение дыхательного объема на число дыхательных движений (14—15 в 1 мин). В покое у взрослого человека она составляет около 7 л воздуха в минуту. При глубоком вдохе человек может вдохнуть еще 1500 см 3 воздуха (дополнительный воздух), а после обычного выдоха он способен выдохнуть 1500 см 3 резервного воздуха. Сумма объемов дыхательного, резервного и дополнительного воздуха составляет жизненную емкость, т. е. количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. В среднем у взрослого человека она равна 3000—4500 см 3. Жизненная емкость легких возрастает у спортсменов, особенно у пловцов и гребцов, и может достигать 8 л. С возрастом жизненная емкость легких уменьшается вследствие снижения эластичности легких и подвижности грудной клетки. Легкие не спадаются даже при максимальном выдохе, так как в них остается еще около 1500 см 3 воздуха, который называется остаточным.

 

Газообмен в легких и тканях

 

Вдыхаемый атмосферный воздух содержит около 79 % азота, 21 % кислорода и 0,03 % диоксида углерода. В основе газообмена в легких лежит разность концентрации газов: концентрация кислорода в поступившем в альвеолы воздухе выше, чем в легочных капиллярах (его парциальное давление в альвеолах составляет 100 мм рт. ст., а в капиллярах — 40 мм). Поэтому кислород из альвеол диффундирует через стенки кровеносных капилляров в кровь, насыщает ее и проникает в эритроциты, где вступает в непрочное соединение с гемоглобином, образуя оксигемогло- бин. При взаимодействии гемоглобина с кислородом концентрация свободного кислорода в плазме понижается, что способствует диффузии новых порций кислорода из альвеол и полному насыщению гемоглобина кислородом ( 157).

 

Теоретически 1 г гемоглобина может связать 1,39 мл О 2- Однако часть гемоглобина находится в неактивном состоянии и реально связывается 1,34 мл О 2. Поскольку в 1 л крови содержится в среднем 150 г гемоглобина (158 г у мужчин и 140 г у женщин), то в указанном объеме находится 0,2 л О 2. Эта величина называется кислородной емкостью крови. При уменьшении парциального давления О 2 во вдыхаемом воздухе и снижении концентрации его в плазме крови количество оксигениро- ванного гемоглобина падает.

 

Насыщенная кислородом кровь по капиллярам поступает в органы и ткани. Газообмен в тканях происходит по тому же принципу, что и в легких: кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высокая, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках свободного кислорода практически нет. По тем же законам диоксид углерода из клеток через тканевую жидкость поступает в капилляры. Выделяющийся СО 2 способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. В оттекающей от органов венозной крови СО 2 находится как в связанном, так и в растворенном состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах легких легко распадается на Н20 и С02.

 

Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты. В легких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а СО 2 из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеолы).

 

Для нормального газообмена воздух в легких должен постоянно сменяться, что достигается ритмическими актами вдоха и выдоха, за счет движений межреберных мышц и диафрагмы.

 

Нервная и гуморальная регуляция дыхания

 

После вдоха всегда следует выдох, после выдоха — вдох. Такая последовательность обусловлена регулирующей функцией центральной нервной системы. В продолговатом мозге расположены дыхательные центры — центр вдоха и центр выдоха. При выдохе во время спадения легких раздражаются рецепторы, находящиеся в альве олах. Возникшее здесь возбуждение по блуждающему нерву передается в центр вдоха, который приходит в возбуждение и посылает нервные импульсы в спинной мозг, а оттуда по центробежным нервам импульсы поступают к наружным межреберным мышцам и диафрагме. Сокращаясь, они вызывают расширение грудной клетки, и происходит вдох. Следовательно, вдох — это рефлекс на раздражение, вызванное выдохом. Теперь центр вдоха не получает раздражений и не посылает возбуждение в дыхательные мышцы. Происходит их расслабление, грудная клетка спадается и наступает выдох — рефлекс на раздражение, вызванное вдохом. Во время вдоха при растяжении легких раздражаются другие рецепторы альвеол, от них возбуждение поступает в центр выдоха, а оттуда по блуждающему нерву — к межреберным мышцам, сокращение которых еще больше уменьшает объем грудной клетки.

 

Деятельность дыхательных центров регулируется и гуморальными факторами. В частности, повышение концентрации СО г в крови, притекающей к головному мозгу, возбуждает дыхательные центры, что вызывает увеличение глубины и частоты дыхания. Этот механизм действует и при первом вдохе новорожденного.

 

В момент отделения плаценты в крови ребенка резко нарастает концентрация СОг, а это возбуждает дыхательный центр и он посылает импульсы к наружным межреберным мышцам и диафрагме, сокращение которых вызывает вдох.

 

В регуляции дыхания принимают участие и оказывают влияние на его параметры величины рН и концентрации Ог, действующие на хеморецепторы. Хеморецепторы находятся в нервных ганглиях стенок сосудов, в частности, в стенке дуги аорты. Импульсы от этих ганглиев поступают в дыхательные центры по волокнам блуждающего нерва.

 

 

К содержанию книги: Биология, пособие для студентов

 

Смотрите также:

 

Физиология человека. Учебная литература для студентов...  медицинская энциклопедия  Сорокина. История медицины

Физиология человека под редакцией В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько