Строение органов дыхания

Лекция 7

Общее строение и функции дыхательной системы

ПЛАН

1. Биологическое значение дыхания.

2. Строение органов дыхания.

3. Дыхательные движения.

4. Легочные объемы. Жизненная емкость легких.

Основные понятия: дыхание, газообмен, органы дыхания, дыхательный цикл, дыхательные движения, легочные объемы, жизненная емкость легких.

Литература

1. Бугаев К.Е., Маркусенко Н.Н. и др. Возрастная физиология. - Ростов-на-Дону: «Ворошиловградская правда», 1975.- С.107-115.

2. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология: Учеб. пособ. для студ. пед. вузов. - М .: Высш. шк., 1985. С. 293-313.

3. Киселев Ф.С. Анатомия и физиология ребенка с основами школьной гигиены. - М .: Просвещение, 1967.- С. 133-143.

4. Старушенко Л .И. Клиническая анатомия и физиология человека: Учеб. пособие М .: УСМП, 2001. С. 77-86.

5. Хрипкова А.Г. Возрастная физиология.- М .: Просвещение, 1978. - С. 209-222.

Значение дыхания

Дыхание - это совокупность процессов, в результате которых происходит использование организмом кислорода и выделение углекислого газа. Дыхания включает следующие процессы: а) обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких (легочная вентиляция); б) обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью (диффузия газов в легких) в) транспорт газов кровью г) газообмен между кровью, тканями и клетками; д) использование кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (клеточное дыхание).

Кроме газообмена, дыхание является важным фактором терморегуляции. Легкие выполняют функцию выделения, поскольку через них выводится углекислый газ, аммиак и некоторые летучие соединения.

Во время отхаркивания вместе со слизью удаляются продукты обмена: мочевина, мочевая кислота, соли минеральных веществ, частицы пыли и микроорганизмы.

Почти все сложные преобразования веществ в организме происходят с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода. Дыхание, как и кровообращение, чрезвычайно важно для обеспечения гомеостаза организма. Нарушение дыхания приводит не только к изменениям газового состава внутренней среды организма, но и к глубоким изменениям во всех реакциях обмена, во всех процессах жизнедеятельности.

Строение органов дыхания

К органам дыхания относят воздухоносные пути (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и легкие.

Дыхательная система начинается носовой полостью, которая делится хрящевой перегородкой на две половинки, каждая из которых еще делится носовыми раковинами на нижний, средний и верхний носовые ходы. В первые дни жизни у детей дыхание через нос затруднено. Носовые ходы у детей уже, чем у взрослых, и формируются к 14-15 годам.

Стенки полости носа покрыты слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, реснички которого задерживают и выводят слизь и микроорганизмы, которые оседают на слизистые оболочки. Слизистая, оболочка имеет густую сетку кровеносных сосудов и капилляров. Кровь, текущая по этим сосудам, согревает или охлаждает воздух, вдыхает человек. Слизистая оболочка носовой полости содержит рецепторы, которые (воспринимают запахи и обусловливают обоняние. Полость носа сочетается с полостями, которые находятся в костях черепа: гайморовой, лобной, клиновидной пазух. Воздух, поступающий в легкие через носовую полость, очищается, согревается и обезвреживается. Это не происходит при дыхании через ротовую полость. Носовая полость сзади через отверстия - хоаны соединяется с носоглоткой. В слизистые носовой полости есть лейкоциты, которые выходят на поверхность слизистой оболочки из кровеносных сосудов. Благодаря фагоцитарной способности, лейкоциты уничтожают микроорганизмы, попадающие в носовую полость с вдыхаемым воздухом. Пагубно действует на микроорганизмы имеющийся в составе слизи вещество - лизоцим.

Дыхательные пути у детей значительно уже, чем у взрослых. Это способствует более легкому проникновению инфекции в организм ребенка. Во время воспалительных процессов в носу слизистая оболочка набухает, в результате чего образуется или же и вовсе становится невозможным дыхание через нос, поэтому дети вынуждены дышать через рот. А это способствует охлаждению дыхательных путей до легких и проникновению в них микроорганизмов и частиц пыли.

Носоглотка - верхняя часть глотки. Глотка - мышечная трубка, в которую открывается полость носа, рта и гортани. В носоглотку открываются слуховые трубки, которые соединяют полость глотки с полостью среднего уха. Носоглотка у детей широкая и короткая, слуховая труба находится низко. Заболевания верхних дыхательных путей нередко осложняется воспалением среднего уха, потому что инфекция легко проникает в среднее ухо.

В 4-10 летних детей образуются так называемые аденоидные разращения, то есть разращение лимфатической ткани в области глотки, а также в носу. Кроме того, аденоидные разращения могут негативно влиять на общее состояние здоровья и на работоспособность детей.

Из носоглотки воздух попадает в глотку, а затем в гортань.

Гортань - расположена в средней части шеи и снаружи ее часть видно как повышение, которое называется кадыком. Скелет гортани образован несколькими хрящами, соединенными между собой суставами, связками, мышцами. Самый большой из них - щитовидный хрящ. Сверху вход в гортань покрывается надгортанником, который препятствует поступлению пищи в гортань и дыхательные пути.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, который образует две пары складок, закрывающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки, пространство между которыми называется голосовой щелью. Во время обычного дыхания голосовые связки расслаблены и щель между ними сужается. Выдыхаемый воздух, проходя через узкую щель, заставляет колебаться голосовые связки - возникает звук. От степени натяжения голосовых связок зависит высота тона и при натянутых связях звук выше, при расслаблении - ниже. Кроме голосовых связок в звукообразования участвуют язык, губы, щеки, полость носа, резонаторы (глотка и полость рта). У мужчин голосовые связки длиннее, чем объясняется более низкий голос.

Гортань у детей короче, узкая и интенсивно растет в 1-3 года жизни и в период полового созревания.

В 12-14 лет у мальчиков начинает расти кадык на месте сопряжения пластинок щитовидного хряща. Пройдя гортань, воздух попадает в трахею.

Трахея - нижний отдел гортани длиной 10-13 см, внутри она покрыта слизистой оболочкой. Трахея состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, соединенных между собой связками. Задняя стенка трахеи перепончатая, в ней есть гладкие мышечные волокна, и она прилегает к пищеводу, что создает благоприятные условия для прохождения пищи по нему.

На уровне 4-5 грудных позвонков трахея делится на правый и левый бронхи, которые являются главными. Они входят в ворота соответствующих легких, где делятся на долевые бронхи. Долевые бронхи в легких разветвляются на более мелкие сегментарные бронхи, которые, в свою очередь разделяются (до 18-го порядка) до дольковых бронхов (диаметр до 1 мм) и заканчиваются конечными бронхиолами (0, 3-0,5 мм в диаметре). Вся система разветвления бронхов, начиная главными и заканчивая конечными бронхиолами, называется бронхиальным деревом.

У новорожденных трахея примерно 4 см, в 14-15 лет - примерно 7 см. У детей трахея и бронхи развиваются постепенно. Они растут, в основном, параллельно с ростом туловища. Просвет трахей и бронхов у детей значительно уже, чем у взрослых, хрящи их еще не окрепли. Мышечные эластичные волокна развиты слабо. Слизистая оболочка, которая выстилает трахею и бронхи, очень нежная и богатая на кровеносные сосуды. Поэтому трахея и бронхи у детей легче повреждаются, чем у взрослых.

Бронхиолы заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых пузырьки - альвеолы, покрытые густой сеткой кровеносных капилляров, где происходит газообмен. В легких взрослого человека насчитывается 300-700 млн. Альвеол, с общей площадью поверхности 60-120м2. Такая огромная поверхность обеспечивает большую скорость газообмена в легких. Легкие расположены в грудной полости, по бокам сердца.

Основными структурно-функциональными единицами легких является альвеолы. Альвеолы - ​​микроскопические пузырьки легких, где происходит газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом. В пространстве между легкими, который называется средостением, размещенны трахея, пищевод, зобная железа, сердце, крупные сосуды, лимфатические узлы и некоторые нервы.

Правое и левое легкое неодинаковы как по размерам, так и по форме. Правое легкое состоит из трех частей, левое - из двух. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких, через которые проходят бронхи, нервы, легочные артерии, вены, лимфатические сосуды. Каждое легкое покрыта серозной оболочкой, которая называется плеврой. У плевры есть два листка. Один плотно сросся с легкими, второй прирос к грудной клетке. Между листками имеется щель, заполненная серозной жидкостью. Эта жидкость увлажняет поверхности плевры, обращенные друг к другу, и тем самым уменьшает трение между ними во время дыхательных движений. Воздуха в щели плевры нет, давление - отрицательное - ниже атмосферного на 6-9 мм рт.ст. (0,8-1,2 кПа). Давление внутри легких равно атмосферному, что обеспечивает нормальную функцию легких: они не отходят от стенок грудной клетки при вдохе и растягиваются при увеличении объема грудной клетки. Негативное внутриплевральное давление способствует увеличению дыхательной поверхности легких при вдохе, возврату крови к сердцу и, таким образом, улучшению кровообращения и лимфооттока.

Легкие у детей развиты еще недостаточно, альвеолы ​​малые, слаборазвита в них эластичная ткань. Кровенаполнение легких у детей повышенное. До 3 лет у детей усиленно растут легкие, количество альвеол до 8 лет достигает количества альвеол взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста снижаются. После 12 лет энергично растут альвеолы. Объем легких до 12 лет увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу полового созревания - в 20 раз.

Дыхательные движения

Дыхательный цикл состоит из двух фаз: вдоха и выдоха. Благодаря актам вдоха и выдоха, которые осуществляются ритмично, происходит обмен газов между атмосферным воздухом и альвеолярным, который содержится в легочных пузырьков. Активная роль в акте вдоха принадлежит дыхательным мышцам.

Во время вдоха происходит увеличение грудной клетки, благодаря опусканию диафрагмы и поднятию ребер. Диафрагма - образование, отделяющую грудную полость от брюшной, имеет вид поперечно-размещенной куполоподобной мышечно-сухожильной пластинки, края которой прикреплены к стенкам грудной клетки. Опускания диафрагмы осуществляется за счет сокращения полосатых мышечных волокон. Ребра при вдохе поднимаются вверх, передними концами отодвигают грудину вперед, с увеличением грудной полости и благодаря сокращению наружных межреберных мышц, которые прикрепляются косо от ребра до ребра.

В процессе вдоха участвуют межхрящовые мышцы трахеи, бронхов. Глубокий вдох вызывается одновременным сокращением межреберных мышц, диафрагмы, мышц груди и плечевого пояса. При этом преодолевается ряд препятствий: эластичная тяга легких, сопротивление реберных хрящей, масса грудной клетки, поднимается вверх, сопротивление брюшных внутренностей и стенок живота.

Между грудной стенкой и поверхностью легких (между париетальным и висцеральным листками плевры) лежит щель с отрицательным давлением. Плевральная щель закрыта герметично, поэтому во время расширения грудной клетки вслед за ее стенками идут и легкие, которые благодаря эластичности их ткани легко растягиваются. В растянутых легких давление воздуха падает ниже атмосферного. Грудная полость герметично закрыта и с окружающей средой сочетается только через дыхательные пути. Поэтому при наличии разности давлений между атмосферным и легочным воздухом наружный воздух заходит в легкие, то есть происходит вдох.

После окончания вдоха мышцы расслабляются и грудная клетка возвращается к исходному положению (выдох). Спокойный выдох происходит пассивно, без участия мышц. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы. Когда расслабляются мышцы диафрагмы, купол ее под давлением брюшных органов поднимается и становится выпуклым, что уменьшает грудную полость в вертикальном направлении. Уменьшение размеров грудной полости приводит к уменьшению объема легких, к увеличению давления в легких, в результате чего часть воздуха выходит из легких наружу, пока давление воздуха в легких не сравнится с атмосферным.

У человека в дыхании могут участвовать или мышцы диафрагмы или межреберные мышцы. В случае преобладания участия межреберных мышц говорят о грудном типе дыхания, если преобладают диафрагмальные мышцы, то такое дыхание называется брюшным.

У новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра набирают косого положения. Дыхание младенцев становится грудобрюшным с преимуществом диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все больше начинает преобладать грудной тип дыхания и до 7 лет он становится выражен. В 7-8 лет начинаются половые различия в типе дыхания: у мальчиков преобладает брюшной тип дыхания, у девочек - грудной.

Взрослый человек делает примерно 15-17 дыхательных движений в минуту и ​​за один вдох вдыхает около 500 мл воздуха. Соотношение частоты дыхания и сердечных сокращений равна 1: 4-1: 5. При мышечной работе дыхания увеличивается в 2-3 раза. При заболеваниях частота и глубина дыхания меняются.

При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80-90%, что обеспечивает большую диффузию газов. При неглубоком - большая часть вдыхаемого воздуха остается в мертвом пространстве - носоглотке, полости рта, трахеи, бронхах.

Дыхание новорожденного ребенка 48-63 дыхательных движений в минуту, частое, поверхностное. У детей первого года при бодрствовании - 50-60, во время сна 35-40, у детей 4-6 лет - 23-26 циклов в минуту, у детей школьного возраста 18-20 раз в минуту.