Какие органы участвуют в акте внешнего дыхания?

18 ответов на вопрос “Какие органы участвуют в акте внешнего дыхания?”

  1. Doulmaran Ответить

    Лекция 4. Физиология дыхания.
    Дыхание является одной из жизненно важных функций организма, направленной на поддержание оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов в клетках. Дыхание – комплекс физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода, образование и выведение углекислого газа.
    Весь сложный процесс дыхания можно разделить на 5 основных этапа:
    1-й этап– внешнее дыхание, или вентиляция легких – это процессы, обеспечивающие ритмическое поступление атмосферного воздуха в легкие и удаление альвеолярного воздуха из легких в атмосферу, т.е. обмен газов между легкими и атмосферой.
    2-й этап–диффузия газов в легких, обеспечивающая переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа в обратном направлении.
    3-й этап– транспорт газов кровью.
    4-й этап– диффузия газов в тканях, т.е. обмен газов между кровью и тканями.
    5-й этап –клеточное дыхание – это биохимические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки.
    Внешнее дыхание.
    Внешнее дыхание осуществляется циклически и состоит из фазы вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У человека частота дыхательных движений в среднем равна 16-18 в одну минуту.
    Внешнее дыхание может быть спокойным и форсированным. В первом случае задействуются только основные дыхательные мышцы. При форсированном – подключаются вспомогательные. Примером такого типа дыхания могут служить дыхательные упражнения пловцов перед стартом. В этом случае задействуются все мышцы, так или иначе влияющие на полноту вентиляции легких, включая мышцы плечевого пояса и сгибатели-разгибатели туловища. Форсированное дыхание всегда активно. При спокойном дыхании вдох активен, а выдох пассивен и осуществляется за счет силы тяжести.
    Также выделяют грудной и брюшной тип дыхания. Брюшной тип дыхания осуществляется преимущественно только за счет диафрагмы и характерен в основном для мужчин. При выдохе диафрагма значимо изменяет положение органов брюшной полости, вызывая ритмические колебания ее стенки. При грудном типе дыхания, который характерен для женщин, помимо диафрагмы в большей степени задействованы межреберные (внутренние и наружные косые) мышцы.
    Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной клетки и сопутствующим изменениям объема легких. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается, а во время выдоха – уменьшается. В дыхательных движениях участвуют дыхательные пути. Дыхательная система состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание (воздухоносные пути, легкие, ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы).
    К воздухоносным путям, управляющим потоком воздуха, относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол, альвеолярных мешочков, артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. Нос и полость носа служат проводящими каналами для воздуха, где он нагревается, увлажняется, фильтруется. Носовые ходы открываются носоглотку. Гортань лежит между трахеей и корнем языка. У нижнего конца гортани начинается трахея и спускается в грудную полость и спускается в грудную полость, где делится на правый и левый бронхи. Установлено, что дыхательные пути от трахеи до концевых дыхательных единиц (альвеол) ветвятся 23 раза (рис.1).

    Рис. 1. Строение дыхательных путей (Е. R. Weibel, 1979).
    Первые 16 «поколений» дыхательных путей – бронхи и бронхиолы – выполняют проводящую функцию. «Поколения» 17-22 респираторные бронхиолы и альвеолярные ходы – составляют переходную (транзиторную) зону, и только 23-е «поколение» является дыхательной респираторной зоной и целиком состоит из альвеолярных мешочков с альвеолами.
    Вдыхаемый воздух последовательно проходит трахею, бронхи, терминальные и респираторные бронхиолы I, II, III порядка, альвеолярные ходы и, в конце концов, попадает альвеолы, где происходит газообмен через аэрогематический барьер.
    На начальном этапе продвижения воздуха по дыхательным путям (в пределах первых 16 генераций до терминальных бронхиол включительно) он перемещается в основном посредством конвекции в силу разности давления газа в окружающей среде и дыхательных путях.
    Далее на уровне 17-19-й генерации воздухоносных путей идет диффузия газов, т.к. линейная скорость движении воздуха по дыхательным путям снижается в связи с увеличением от генерации к генерации суммарной площади поперечного сечения делящихся бронхов и бронхиол.
    На уровне 20-23-й генерации дыхательных путей в альвеолярных ходах и альвеолярных мешочках линейная скорость воздуха минимальная, осуществляется диффузия газов.
    Респираторный отдел представлен альвеолами. В легких имеется три типа альвеолоцитов, выполняющих разные функции. Альвеолоциты второго типа осуществляют синтез липидов и фосфолипидов легочного сурфактанта.
    Грудная клетка состоит из пассивной костно-хрящевой основы, которая скреплена соединительнотканными связками и дыхательными мышцами, осуществляющими поднятие и опускание ребер и движения купола диафрагмы.
    Дыхательные мышцы подразделяются на инспираторные и экспираторные. Мышцы, сокращение которых приводит к увеличению объема грудной полости, называются инспираторными, а мышцы, сокращение которых приводит к уменьшению объема грудной полости, называются экспираторными. Инспираторными мышцами являются диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы. При спокойном дыхании объем грудной клетки изменяется в основном за счет сокращения диафрагмы и перемещения ее купола. Опусканию диафрагмы всего на 1 см соответствует увеличение емкости грудной полости. При глубоком форсированном дыхании участвуют дополнительные мышцы вдоха: трапециевидные, передние лестничные и грудино-ключично-сосцевидные мышцы. Они включаются в активный процесс дыхания при значительно больших величинах легочной вентиляции.
    Экспираторными мышцами являются внутренние межреберные и мышцы брюшной стенки, или мышцы живота. Каждое ребро способно вращаться вокруг свое оси, проходящей через две точки подвижного соединения с телом и поперечным отростком соответствующего позвонка.
    Верхние отделы грудной клетки на вдохе расширяются преимущественно в переднезаднем направлении, а нижние отделы больше расширяются в боковых направлениях, так как ось вращения нижних ребер занимает сагиттальное положение. В фазу вдоха наружные межреберные мышцы, сокращаясь, поднимают ребра, а в фазу выдоха ребра опускаются благодаря активности внутренних межреберных мышц.

  2. Flameweaver Ответить

    Трахеяначинается на уровне 6 шейного позвонка и заканчивается бифуркацией трахеи на границе 4 и 5 грудных позвонков. Бронхи, погружаясь в легкие, образуют за счет ветвления бронхиальное дерево.
    Легкие – самый крупный орган человеческого тела, заполняют практически весь объем грудной полости. Правое легкое крупнее и расположено несколько выше левого. Борозды делят правое легкое на верхнюю, среднюю и нижнюю доли, а левое – на верхнюю и нижнюю. Бронхиолы ветвятся на альвеолярные ходы (рис ), оплетенные пузырьками альвеол. Часть легкого, вентилируемая системой одой респираторной бронхиолы третьего разряда, называется ацинусом и является функционально-анатомической единицей паренхимы легкого. Число ацинусов в обоих легких достигает 800 тыс., а альвеол – 500 млн. Дыхательная поверхность имеет около 70 м?
    Легкое покрыто плеврой, состоящей из двух слоев. Один листок плевры непосредственно облегает легочную ткань – висцеральная плевра. Она заходит в борозды и отделяет доли легкого друга. Второй листок – париентальная (пристеночная) плевра контактирует со стенками грудной клетки и диафрагмой. Между ними – плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью. В плевральной полости поддерживается отрицательное давление.
    Дыханием называется совокупность процессов, в результате которых происходит потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа. Процессы эти обеспечивают газообмен в условиях, когда клетки организма непосредственно с вешней средой не контактируют.
    Дыхание объединяет следующие процессы: 1) внешнее дыхание, 2) диффузию газов в легких, 3) транспорт газов кровью, 4) диффузию газов в тканях, 5) потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (т.н. внутреннее дыхание). Внутреннее дыхание исследуется в курсах биохимии и биофизики.
    Внешнее дыхание. Внешнее дыхание, т.е. обмен воздуха между альвеолами легких и внешней средой, осуществляется в результате ритмических дыхательных движений.
    Объем грудной клетки увеличивается во время вдоха, или инспирации, и уменьшается во время выдоха, или экспирации. Эти дыхательные движения обеспечивают легочную вентиляцию.
    В дыхательных движениях участвуют три анатомо-функциональных образования: 1) дыхательные пути, которые по своим свойствам являются слегка растяжимыми, сжимаемыми и создают поток воздуха, особенно в центральной зоне; 2) эластичная и растяжимая легочная ткань; 3) грудная клетка, состоящая из пассивной костно-хрящевой основы, которая объединена соединительнотканными связками и дыхательными мышцами. Грудная клетка относительно ригидна на уровне ребер и подвижна на уровне диафрагмы.
    Изменение объема и давления в легких при дыхании. Легкие отделены от стенок грудной полости плевральной полостью (щелью). При вдохе, когда объем грудной клетки увеличивается, давление в плевральной полости уменьшается (примерно на 2 мм.рт.ст.), объем легких растет и давление в них падает. Поэтому воздух через воздухоносные пути входит (засасывается) в легкие. При выдохе, когда объем грудной клетки и грудной полости уменьшается, давление в плевральной щели немного увеличивается (на 3-4 мм. рт. ст.), растянутая легочная ткань сжимается , в легких повышается давление и воздух выходит из легких. Непосредственные измерения показывают, что давление в плевральной полости во время вдоха на 9 мм, а во время выдоха на 6 мм ниже атмосферного. Следовательно, в плевральной полости оно отрицательно.
    Изменение альвеолярного давления на вдохе и выдохе вызывает движение воздуха из внешней среды в альвеолы и обратно. На вдохе возрастает объем легких. Альвеолярное давление в них уменьшается и в результате этого в легкие входит воздух из внешней среды. Напротив, на выдохе уменьшается объем легких, альвеолярное давление увеличивается, в результате чего альвеолярный воздух выходит во внешнюю среду Рис. 3.
    Значение воздухоносных путей. Непосредственно в газообмене участвует только воздух, заполняющий альвеолы. Объем же воздухоносных путей, которые составляет 120-150 мл, называют объемом вредного пространства – ОВП. Изменение просвета бронхов может существенно менять величину ОВП.
    Атмосферный воздух, проходя через воздухоносные пути, очищается от пыли, согревается и увлажняется. При поступлении крупных частиц пыли в трахею и бронхи рефлекторно возникает кашель, а при поступлении в нос – чихание. Кашель и чихание – это защитные дыхательные рефлексы, очищающие дыхательные пути от инородных частиц и слизи, которые затрудняют дыхание.
    Недыхательные функции легких.Легкие обеспечивают ряд функций, не связанных с обменом газов между кровью и внешней средой. К ним относятся следующие:
    1) защита организма от вредных компонентов вдыхаемого воздуха;
    2) метаболизм биологически активных веществ.
    Биомеханика дыхательных движений. Механизм вдоха. Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной клетки, а, следовательно, и грудной полости, в трех направлениях – вертикальном, сагиттальном и фронтальном. Это происходит вследствие поднятия ребер и опускания диафрагмы. Поднятие ребер совершается в результате сокращения наружных межреберных мышц, межреберные промежутки при этом расширяются.
    Известно два биомеханизма, которые изменяют объем грудной клетки: поднятие и опускание ребер и движения купола диафрагмы; оба биомеханизма осуществляются дыхательными мышцами. Дыхательные мышцы подразделяют на инспираторные и экспираторные.
    Инспираторными мышцами являются диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы. При спокойном дыхании объем грудной клетки изменяется в основном за счет сокращения диафрагмы и перемещения ее купола. При глубоком форсированном дыхании в инспирации участвуют дополнительные, или вспомогательные, мышцы вдоха: трапециевидные, передние лестничные и грудино-ключично-сосцевидные мышцы. Они включаются в дыхание при легочной вентиляции свыше 50 л*мин-1или при дыхательной недостаточности.
    Механизм выдоха (экспирации). При вдохе инспираторные мышцы человека преодолевают ряд сил: тяжесть приподнимаемых ребер, эластическое сопротивление реберных хрящей, сопротивление стенок живота и брюшных внутренностей, отдавливающих диафрагму верх. Когда вдох окончен, под влиянием указанных сил ребра опускаются и купол диафрагмы приподнимается. Объем грудной клетки вследствие этого уменьшается, Следовательно, экспирация происходит обычно пассивно, без участия мускулатуры. При форсированном выдохе к этим силам присоединяется сокращение внутренних межреберных мышц, мышц живота и задних зубчатых мышц. Экспираторными мышцами являются внутренние межреберные и мышцы брюшной стенки, или мышцы живота. Последние нередко относят к главным экспираторным мышцам. У нетренированного человека они участвуют в дыхании при вентиляции легких свыше 40 л*мин-
    Движения ребер. Каждое ребро способно вращаться вокруг оси, проходящей через две точки подвижного соединения с телом я поперечным отростком соответствующего позвонка. Во время вдоха верхние отделы грудной клетки расширяются преимущественно в переднезаднем направлении, так как ось вращения верхних ребер расположена практически поперечно относительно грудной клетки (рис. ). Нижние отделы грудной клетки больше расширяются преимущественно в боковых направлениях, поскольку оси нижних ребер занимают более сагиттальное положение. Сокращаясь, наружные межреберные и межхрящевые мышцы в фазу инспирации поднимают ребра, напротив, в фазу выдоха ребра опускаются благодаря активности внутренних межреберных мышц. Направление сил, развиваемых межреберными мышцами, и из­менение размеров грудной клетки показано на рис .
    Легочные объемы. При различных положениях грудной клетки легкие содержат разное количество воздуха. Различают четыре основных положения грудной клетки: 1) положение максимального вдоха, 2) положение спокойного вдоха, 3) положение максимального выдоха, 4) положение спокойного выдоха.
    Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от следующих показателей: 1) антропометрических индивидуальных характеристик человека и дыхательной системы; 2) свойств легочной ткани; 3) поверхностного натяжения альвеол; 4) силы, развиваемой дыхательными мышцами.
    Объем воздуха, находящееся в легких после максимального вдоха, составляет общую емкость легких (ОЕЛ). Она состоит из жизненной емкости легких (ЖЕЛ, количества воздуха, которое может быть выдохнуто при максимальном выдохе после максимального вдоха), и остаточного объема (ОО, количества воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха).
    ЖЕЛ (жизненная емкость легких) включает в себя три легочных объема: –
    – дыхательный объем (ДО) – объем воздуха, обмениваемый при каждом дыхательном цикле;
    – резервный объем инспирации (РОИ) – объем воздуха, который можно вдохнуть при максимальном вдохе после спокойного вдоха;
    – резервный объем экспирации (РОЭ) – объем, который можно выдохнуть при максимальном выдохе после спокойного выдоха.
    При спокойном дыхании в легких остается РОЭ и ОО. Величина остаточного объема равна 1,0—1,5 л.
    Сумма их носит название функциональной остаточной емкости (ФОЕ). Сумма ДО и РОИ называется емкостью вдоха (ЕВ).
    После полного спадения легких при двустороннем пневмотораксе в легких остается т.н. коллапсный воздух, который не дает утонуть легкому человека, сделавшему после рождения хотя бы один вдох.
    Считается, что в номе ОО по отношению к ЖЕЛ составляет у здорового взрослого человека 30%, ДО – 15-20%, РОИ и РОЭ – по 40-45%.
    Так как легочные объемы зависят от возраста, роста, пола и веса, то для суждения о том, соответствуют ли легочные объемы данного лица нормальным величинам, их следует сравнивать с так называемыми должными величинами. Существует много различных методов расчета должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ), разные формулы, таблицы и номограммы. Их Вы изучите на занятиях. В норме ЖЕЛ не должна отличаться от ДЖЕЛ на 15%.
    Альвеолярная вентиляция. Альвеолярная вентиляция является частью общей вентиляции легких, которая достигает альвеол. Альвеолярная вентиляция непосредственно влияет на содержание О2 и СО2 в альвеолярном воздухе и таким образом определяет характер газообмена между кровью и воздухом, заполняющим альвеолы.
    В каждой альвеоле состав воздуха определяется соотношением многих факторов.
    Во-первых, на его состав влияет величина анатомического мертвого пространства легких.
    Во-вторых, распределение воздуха по многочисленным воздухоносным ходам и альвеолам зависит от чисто физических причин.
    В-третьих, для обмена газов в легких решающее значение имеет соответствие вентиляции альвеол и перфузии легочных капилляров.
    Минутный объем дыхания (МОД) — это общее количество воздуха, которое проходит через легкие за 1 мин. У человека в покое МОД составляет в среднем 8 л*мин-1. МОД можно рассчитать, умножив частоту дыхания в минуту на величину дыхательного объема. В конечном счете величина альвеолярной вентиляции тем ниже, чем выше частота дыхания и меньше дыхательный объем.
    Резервы аппарата внешнего дыхания весьма велики. В покое частота дыхательных движений человека близка к 16 в минуту, а объем вдыхаемого воздуха — около 500 мл. Максимальная вентиляция легких — объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин во время максимальных по частоте и глубине дыхательных движений. Максимальная вентиляция вызывается произвольно, возникает во время работы, при недостатке содержания О2 (гипоксия), а также при избытке содержания СО2 (гиперкапния) во вдыхаемом воздухе. При максимальной произвольной вентиляции легких частота дыхания может возрастать до 50—60 в 1 мин, а ДО — до 2—4 л. В этих условиях МОД может доходить до 100—200 л*мин-1. Максимальную произвольную вентиляцию измеряют во время форсированного дыхания, как правило, в течение 15 с. В норме у человека при физической нагрузке уровень максимальной вентиляции всегда ниже, чем максимальная произвольная вентиляция.
    Артериальная кровь здорового человека содержит 18-20% кислорода, 50-52% углекислоты и около 1% азота. Венозная кровь соответственно 12% кислорода, 55-56% углекислого газа и 1% азота.
    Приведенные цифры показывают, что венозная кровь, пройдя по капиллярам легкого, обогащается кислородом и теряет углекислый газ. Артериальная кровь в тканях теряет кислород и обогащается углекислотой. Поскольку азот в газообмене не участвует, содержание его в венозной и артериальной крови одинаково.
    Напряжение кислорода в артериальной крови равно 100 мм Hg, углекислого газа 40 мм Hg, в венозной же крови эти цифры составляют соответственно 40 мм О2 и 46 мм СО2. За короткое время пребывания крови в легочных капиллярах напряжение газов в крови практически сравнивается с их парциальным давлением в альвеолярном воздухе.
    Диффузия газов через аэрогематический барьер (рис ) В организме газообмен О2 и СО2 через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит с помощью диффузии. Диффузия О2и СО2 через аэрогематический барьер зависит от следующих факторов: вентиляции дыхательных путей; смешивания и диффузии газов в альвеолярных протоках и альвеолах; смешивания и диффузии газов через аэрогематический барьер, мембрану эритроцитов и плазму альвеолярных капилляров; химической реакции газов с различными компонентами крови, и наконец от перфузии кровью легочных капилляров.
    Основная функция дыхательной системы заключается в обеспечении газообмена О2 и СО2 между окружающей средой и организмом в соответствии с его метаболическими потребностями. В целом эту функцию регулирует сеть многочисленных нейронов ЦНС, которые связаны с дыхательным центром продолговатого мозга.
    Дыхательный центр. Под дыхательным центром в узком (анатомическом) смысле понимают совокупность нейронов специфических (дыхательных) ядер продолговатого мозга, способных генерировать дыхательный ритм. В физиологическом понимании в состав дыхательного центра входят все нервные образования, расположенные на разных этажах нервной системы, которые принимают участие в регуляции дыхания и в приспособлении его параметров к запросам организма в разных условиях.
    В нормальных (физиологических) условиях дыхательный центр получает афферентные сигналы от периферических и центральных хеморецепторов, сигнализирующих соответственно о парциальном давлении О2 в крови и концентрации Н+ во внеклеточной жидкости мозга. В период бодрствования деятельность дыхательного центра регулируется дополнительными сигналами, исходящими из различ­ных структур ЦНС. У человека это, например, структуры, обеспе­чивающие речь. Речь (пение) может в значительной степени отклонить от нормального уровень газов крови, даже снизить реакцию дыхательного центра на гипоксию или гиперкапнию. Афферентные сигналы от хеморецепторов тесно взаимодействуют с другими афферентными стимулами дыхательного центра, но, в конечном счете, химический, или гуморальный, контроль дыхания всегда доминирует над нейрогенным. Например, человек произвольно не может беско­нечно долго задерживать дыхание из-за нарастающих во время остановки дыхания гипоксии и гиперкапнии.
    Дыхательный центр выполняет две основные функции в системе дыхания: моторную, или двигательную, которая проявляется в виде сокращения дыхательных мышц, и гомеостатическую, связанную с изменением характера дыхания при сдвигах содержания О2 и СО2 во внутренней среде организма.
    Двигательная функциядыхательного центра заключается в генерации дыхательного ритма и его паттерна. Под генерацией дыхательного ритмапонимают генерацию дыхательным центром вдоха и его прекращение (переход в экспирацию). Под паттерном дыханияследует понимать длительность вдоха и выдоха, величину дыхательного объема, минутного объема дыхания. Моторная функция дыхательного центра адаптирует дыхание к метаболическим потребностям организма, приспосабливает дыхание в поведенческих реакциях (поза, бег и др.), а также осуществляет интеграцию дыхания с другими функциями ЦНС. Эта функция осуществляется прежде всего за счет деятельности бульбарного дыхательного центра.
    Гомеостатическая функция дыхательного центра поддерживает нормальные величины дыхательных газов (O2, CO2) и рН в крови и внеклеточной жидкости мозга, регулирует дыхание при изменении температуры тела, адаптирует дыхательную функцию к условиям измененной газовой среды, например при пониженном и повышенном барометрическом давлении. Эта функция осуществляется дыхательными нейронами гипоталамуса и коры головного мозга. Нейроны дыхательного центра локализованы в дорсомедиальной и вентролатеральной областях продолговатого мозга и образуют так называемые дорсальную и вентральную дыхательную группу.В мосту находятся два ядра дыхательных нейронов, которые называют пневмотаксическим центром.
    Дыхательные нейроны, активность которых вызывает инспирацию или экспирацию, называются соответственно инспираторными и экспираторными нейронами.Инспираторные и экспираторные нейроны иннервируют дыхательные мышцы.
    Генерация дыхательного ритма. Спонтанная активность нейронов дыхательного центра начинает появляться к концу периода внутриутробного развития. В настоящее время доказано, что возбуждение дыхательного центра у плода появляется благодаря пейсмекерным свойствам сети дыхательных нейронов продолговатого мозга. Иными словами, первоначально дыхательные ней­роны способны самовозбуждаться. Этот же механизм поддерживает вентиляцию легких у новорожденных в первые дни после рождения. С момента рождения по мере формирования синаптических связей дыхательного центра с различными отделами ЦНС, пейсмекерный механизм дыхательной активности быстро теряет свое физиологическое значение. У взрослых ритм активности в нейронах дыхательного центра возникает и изменяется только под влиянием различных синаптических воздействий на дыхательные нейроны.
    Дыхательный цикл подразделяют на фазу вдоха и фазу выдоха. Двум фазам внешнего дыхания соответствуют три фазы активности нейронов дыхательного центра продолговатого мозга: инспираторная, которая соответствует вдоху; постинспираторная, которая соответствует первой половине выдоха и называется пассивной контролируемой экспирацией; экспираторная, которая соответствует второй половине фазы выдоха и называется фазой активной экспирации.
    Инспираторная активность дыхательного центра начинается с мощного стартового разряда инспираторных нейронов, который появляется спонтанно за 100—200 мс до разряда в диафрагмальном нерве. В этот момент инспираторные нейроны полностью освобождаются от сильного торможения со стороны постинспираторных нейронов. Активность инспираторных нейронов поддерживает и увеличивает частоту генерации потенциалов действия в течение фазы вдоха. Это создает нарастающую активность в диафрагмальном и межреберных нервах, вызывая увеличение силы сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц.
    Прекращение активности всех типов инспираторных нейронов дыхательного центра растормаживает постинспираторные нейроны. Причем процесс растормаживания постинспираторных нейронов начинается гораздо раньше, а именно в период убывания разрядов ранних инспираторных нейронов. Выключается инспирация и начинается фаза пассивной контролируемой экспирации.
    Взаимодействие между нейронами ДЦ в настоящее время представляется следующим образом. Вследствие рефлекторных импульсом с хеморецепторов возникает возбуждение инспираторных нейронов и реципрокное торможение экспираторных. Одновременно импульсы от инспираторных нейронов поступают к центру пневмотаксиса, а от него к экспираторным нейронам, вызывая их возбуждение и акт выдоха. Одновременно центр выдоха возбуждается импульсацией с рецепторов растяжения легких. Активация экспираторных нейронов реципрокно тормозит инспираторный центр, но через центр пневмотаксиса наступает новое его возбуждение, подкрепляемое импульсацией от рецепторов спадения легких.
    Активность дыхательных мышц в течение трех фаз нейронной активности дыхательного центра изменяется следующим образом. В инспирацию мышечные волокна диафрагмы и наружных межреберных мышц постепенно увеличивают силу сокращения. В этот же период активируются мышцы гортани, которые расширяют голосовую щель, что снижает сопротивление воздушному потоку на вдохе. Работа инспираторных мышц во время вдоха создает достаточный запас энергии, которая высвобождается в пост­инспираторную фазу, или в фазу пассивной контролируемой экспирации. В постинспираторную фазу дыхания объем выдыхаемого из легких воздуха контролируется медленным расслаблением диафрагмы и одновременным сокращением мышц гортани. Сужение голосовой щели в постинспираторную фазу увеличивает сопротивление воздушному потоку на выдохе. Это является очень важным физиологическим механизмом, который препятствует спадению воздухоносных путей легких при резком увеличении скорости воздушного потока на выдохе, например при форсированном дыхании или защитных рефлексах кашля и чихания.
    Во вторую фазу выдоха, или фазу активной экспирации, экспираторный поток воздуха усиливается за счет сокращения внутренних межреберных мышц и мышц брюшной стенки. В эту фазу отсутствует электрическая активность диафрагмы и наружных межреберных мышц.
    Рефлекторная регуляция дыхания.Рефлекторная регуляция дыхания осуществляется благодаря то­му, что нейроны дыхательного центра имеют связи с многочислен­ными механорецепторами дыхательных путей и альвеол легких и рецепторов сосудистых рефлексогенных зон. В легких человека находятся следующие типы механорецепторов:
    1) ирритантные, или быстроадаптирующиеся, рецепторы слизистой оболочки дыхатель­ных путей;
    2) рецепторы растяжения гладких мышц дыхательных путей;
    3) J-рецепторы.
    Рефлексы со слизистой оболочки полости носа. Раздражение ирритантных рецепторов слизистой оболочки полости носа, например табачным дымом, инертными частицами пыли, газообразными веществами, водой вызывает сужение бронхов, голосовой щели, брадикардию, снижение сердечного выброса, сужение просвета сосудов кожи и мышц. Защитный рефлекс проявляется у новорожденных при кратковременном погружении в воду. У них возникает остановка дыхания, препятствующая проникновению воды в верхние дыхательные пути.
    Рефлексы с глотки. Механическое раздражение рецепторов сли­зистой оболочки задней части полости носа вызывает сильнейшее сокращение диафрагмы, наружных межреберных мышц, а следова­тельно, вдох, который открывает дыхательный путь через носовые ходы (аспирационный рефлекс). Этот рефлекс выражен у новорожденных.
    Рефлексы с гортани и трахеи. Многочисленные нервные окон­чания расположены между эпителиальными клетками слизистой оболочки гортани и главных бронхов. Эти рецепторы раздражаются вдыхаемыми частицами, раздражающими газами, бронхиальным секретом, инородными телами. Все это вызывает кашлевой рефлекс, проявляющийся в резком выдохе на фоне сужения гортани и со­кращение гладких мышц бронхов, которое сохраняется долгое время после рефлекса. Кашлевой рефлекс является основным легочным рефлексом блуждающего нерва.
    Рефлексы с рецепторов бронхиол. Многочисленные миелинизированные рецепторы находятся в эпителии внутрилегочных бронхов и бронхиол. Раздражение этих рецепторов вызывает гиперпноэ, бронхоконстрикцию, сокращение гортани, гиперсекрецию слизи, но никогда не сопровождается кашлем. Рецепторы наиболее чувствительны к трем типам раздражителей:
    1) табачному дыму, многочисленным инертным и раздражающим химическим веществам;
    2) повреждению и механическому растяжению дыхательных путей при глубоком дыхании, а также пневмотораксе, ателектазах, действии бронхоконстрикторов;
    3) легочной эмболии, легочной капил­лярной гипертензии и к легочным анафилактическим феноменам.
    Рефлексы с J-рецепторов. В альвеолярных перегородках в кон­такте с капиллярами находятся особые J-рецепторы. Эти рецепторы особенно чувствительны к интерстициальному отеку, легочной венозной гипертензии, микроэмболии, раздражающим газам и инга­ляционным наркотическим веществам, фенилдигуаниду (при внутривенном введении этого вещества). Стимуляция J-рецепторов вызывает вначале апноэ, затем поверхностное тахипноэ, гипотензию и брадикардию.
    Рефлекс Геринга — Брейера.Раздувание легких у наркотизированного животного рефлекторно тормозит вдох и вызывает выдох. Перерезка блуждающих нервов устраняет рефлекс. Нервные окончания, расположенные в бронхиальных мышцах, играют роль рецепторов растяжения легких. Их относят к медленно адаптирующимся рецепторам растяжения легких, которые иннервируются миелинизированными волокнами блуждающего нерва. Рефлекс Геринга — Брейера контролирует глубину и частоту дыхания. У человека он имеет физиологическое значение при ды­хательных объемах свыше 1 л (например, при физической нагрузке). У бодрствующего взрослого человека кратковременная двусторонняя блокада блуждающих нервов с помощью местной анестезии не влияет ни на глубину, ни на частоту дыхания. У новорожденных рефлекс Геринга — Брейера четко проявляется только в первые 3—4 дня после рождения.
    Хеморефлексы дыхания. Рo2 и Рсо2 в артериальной крови человека и животных поддерживается на достаточно стабильном уровне, несмотря на значительные изменения потребления О2и выделение СО2. Гипоксия и понижение рН крови (ацидоз) вызывают усиление вентиляции (гипервентиляция), а гипероксия и повышение рН крови (алкалоз) — понижение вентиляции (гиповентиляция) или апноэ. Контроль за нормальным содержанием во внутренней среде организма О2, СО2 и рН осуществляется периферическими и центральными хеморецепторами. Адекватным раздражителем для периферических хеморецепторов является уменьшение Ро2 артериальной крови, в меньшей степени увеличение Рco2 и рН, а для центральных хеморецепторов — уве­личение концентрации Н+ во внеклеточной жидкости мозга.
    Артериальные (периферические) хеморецепторы. Периферические хеморецепторы находятся в каротидных и аортальных тельцах. Сигналы от артериальных хеморецепторов по синокаротидным и аортальным нервам первоначально поступают к нейронам ядра одиночного пучка продолговатого мозга, а затем переключаются на нейроны дыхательного центра. Ответ периферических хеморецепторов на понижение Рао2 (парциального давления кислорода в артериальной крови) является очень быстрым.
    Недостаток О2 в артериальной крови является основным раздражителем периферических хеморецепторов. Импульсная активность в афферентных волокнах синокаротидного нерва прекращается при Рао2 выше 400 мм рт.ст. (53,2 кПа). При нормоксии частота разрядов синокаротидного нерва составляет 10% от их максимальной реакции, которая наблюдается при Раo2 около 50 мм рт.ст. и ниже. Гипоксическая реакция дыхания практически отсутствует у коренных жителей высокогорья и исчезает примерно через 5 лет у жителей равнин после начала их адаптации к высокогорью (3500 м и выше).
    Корковая регуляция дыхания. Деятельность всей совокупности нейронов, образующих ДЦ, необходима для сохранения нормального дыхания. Однако в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы ЦНС, которые обеспечивают тонкие приспособительные изменения дыхания при различных видах деятельности. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит большим полушариям головного мозга и их коре, благодаря которой осуществляется приспособление дыхательных движений при разговоре, пении, спорте и трудовой деятельности. Способность коры головного мозга влиять на процессы внешнего дыхания видна из того, что можно произвольно менять частоту и ритм дыхания, и , кроме того, можно выработать условно-рефлекторные изменения дыхания (например, предстартовые изменения дыхания у спортсменов и т.п.). Дыхание в значительной мере происходит осознанно, т.е. кора мозга в определенных пределах может подчинять себе деятельность дыхательных центров, расположенных в стволе мозга. Например, можно осознанно гипервентилировать легкие настолько сильно, что произойдет значительное снижение рСО2, а рН артериальной крови при этом повысится на 0,2 единицы.
    Дыхательные центры ствола мозга связаны с моторной областью коры больших полушарий. Эта связь обеспечивает согласование дыхания с ритмикой движений (речью, пением). Предполагают, что моторные области коры могут непосредственно действовать на спинальные мотонейроны дыхательных мышц. На характер дыхания могут оказывать влияние другие отделы мозга. Лимбическая система и гипоталамус влияют на дыхание при аффективных состояниях (ярость, испуг).

  3. Duramar Ответить

    1. Сущность и значение процессов дыхания
    Дыхание является наиболее древним процессом, с помощью которого осуществляется регенерация газового состава внутренней среды организма. В результате органы и ткани снабжаются кислородом, а отдают углекислый газ. Дыхание используется в окислительных процессах, в ходе которых образуется энергия, расходующаяся на рост, развитие и жизнедеятельность. Процесс дыхания состоит из трех основных звеньев – внешнего дыхания, транспорта газов кровью, внутреннего дыхания.
    Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов – легочного дыхания и дыхания через кожу.
    Легочное дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03—0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа. Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении. При обмене с капиллярами малого круга кровообращения в альвеолярном воздухе давление кислорода 102 мм рт. ст., а углекислого газа – 40 мм рт. ст., напряжение в венозной крови кислорода – 40 мм рт. ст., а углекислого газа – 50 мм рт. ст. В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом.
    Транспорт газов кровью осуществляется в основном в виде комплексов:
    1) кислород образует соединение с гемоглобином, 1 г гемоглобина связывает 1,345 мл газа;
    2) в виде физического растворения транспортируется 15–20 мл кислорода;
    3) углекислый газ переносится в форме бикарбонатов Na и K, причем бикарбонат K находится внутри эритроцитов, а бикарбонат Na – в плазме крови;
    4) углекислый газ транспортируется вместе с молекулой гемоглобина.
    Внутреннее дыхание состоит из обмена газов между капиллярами большого круга кровообращения и тканью и внутритканевого дыхания. В результате происходит утилизация кислорода для окислительных процессов.
    2. Аппарат внешнего дыхания. Значение компонентов
    У человека внешнее дыхание осуществляется с помощью специального аппарата, основная функция которого заключается в обмене газов между организмом и внешней средой.
    Аппарат внешнего дыхания включает три компонента – дыхательные пути, легкие, грудную клетку вместе с мышцами.
    Дыхательные пути соединяют легкие с окружающей средой. Они начинаются носовыми ходами, затем продолжаются в гортань, трахею, бронхи. За счет наличия хрящевой основы и периодического изменения тонуса гладкомышечных клеток просвет дыхательных путей всегда находится в открытом состоянии. Его уменьшение происходит под действием парасимпатической нервной системы, а расширение – под действием симпатической. Дыхательные пути имеют хорошо разветвленную систему кровоснабжения, благодаря которой воздух согревается и увлажняется. Эпителий воздухоносных путей выстлан ресничками, которые задерживают пылевые частицы и микроорганизмы. В слизистой оболочке находится большое количество желез, продуцирующих секрет. За сутки вырабатывается примерно 20–80 мл секрета (слизи). В состав слизи входят лимфоциты и гуморальные факторы (лизоцим, интерферон, лактоферрин, протеазы), иммуноглобулины А, обеспечивающие выполнение защитной функции. В дыхательных путях содержится большое количество рецепторов, образующих мощные рефлексогенные зоны. Это механорецепторы, хеморецепторы, рецепторы вкуса. Таким образом, дыхательные пути обеспечивают постоянное взаимодействие организма с окружающей средой и регулируют количество и состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
    Легкие состоят из альвеол, к которым прилегают капилляры. Общая площадь их взаимодействия составляет примерно 80–90 м2. Между тканью легкого и капилляром существует аэрогематический барьер.
    Легкие выполняют множество функций:
    1) удаляют углекислый газ и воду в виде паров (эксекреторная функция);
    2) нормализуют обмен воды в организме;
    3) являются депо крови второго порядка;
    4) принимают участие в липидном обмене в процессе образования сурфактанта;
    5) участвуют в образовании различных факторов свертывания крови;
    6) обеспечивают инактивацию различных веществ;
    7) принимают участие в синтезе гормонов и биологически активных веществ (серотонина, вазоактивного интестинального полипептида и т. д.).
    Грудная клетка вместе с мышцами образует мешок для легких. Существует группа инспираторных и экспираторных мышц. Инспираторные мышцы увеличивают размеры диафрагмы, приподнимают передний отдел ребер, расширяя переднезаднее и боковое отверстие, приводят к активному глубокому вдоху. Экспираторные мышцы уменьшают объем грудной клетки и опускают передний отдел ребер, вызывая выдох.
    Таким образом, дыхание – это активный процесс, который осуществляется только при участии всех задействованных в процессе элементов.
    3. Механизм вдоха и выдоха
    У взрослого человека частота дыхания составляет примерно 16–18 дыхательных движений в минуту. Она зависит от интенсивности обменных процессов и газового состава крови.
    Дыхательный цикл складывается из трех фаз:
    1) фазы вдоха (продолжается примерно 0,9–4,7 с);
    2) фазы выдоха (продолжается 1,2–6,0 с);
    3) дыхательной паузы (непостоянный компонент).
    Тип дыхания зависит от мышц, поэтому выделяют:
    1) грудной. Осуществляется при участии межреберных мышц и мышц 1—3-го дыхательного промежутка, при вдохе обеспечивается хорошая вентиляция верхнего отдела легких, характерен для женщин и детей до 10 лет;
    2) брюшной. Вдох происходит за счет сокращений диафрагмы, приводящих к увеличению в вертикальном размере и соответственно лучшей вентиляции нижнего отдела, присущ мужчинам;
    3) смешанный. Наблюдается при равномерной работе всех дыхательных мышц, сопровождается пропорциональным увеличением грудной клетки в трех направлениях, отмечается у тренированных людей.
    При спокойном состоянии дыхание является активным процессом и состоит из активного вдоха и пассивного выдоха.
    Активный вдох начинается под влиянием импульсов, поступающих из дыхательного центра к инспираторным мышцам, вызывая их сокращение. Это приводит к увеличению размеров грудной клетки и соответственно легких. Внутриплевральное давление становится отрицательнее атмосферного и уменьшается на 1,5–3 мм рт. ст. В результате разности давлений воздух поступает в легкие. В конце фазы давления выравниваются.
    Пассивный выдох происходит после прекращения импульсов к мышцам, они расслабляются, и размеры грудной клетки уменьшаются.
    Если поток импульсов из дыхательного центра направляется к экспираторным мышцам, то происходит активный выдох. При этом внутрилегочное давление становится равным атмосферному.
    При увеличении частоты дыхания все фазы укорачиваются.
    Отрицательное внутриплевральное давление – это разность давлений между париетальным и висцеральным листками плевры. Оно всегда ниже атмосферного. Факторы, его определяющие:
    1) неравномерный рост легких и грудной клетки;
    2) наличие эластической тяги легких.
    Интенсивность роста грудной клетки выше, чем ткани легких. Это приводит к увеличению объемов плевральной полости, а поскольку она герметична, то давление становится отрицательным.
    Эластическая тяга легких – сила, с которой ткань стремится к спаданию. Она возникает за счет двух причин:
    1) из-за наличия поверхностного натяжения жидкости в альвеолах;
    2) из-за присутствия эластических волокон.
    Отрицательное внутриплевральное давление:
    1) приводит к расправлению легких;
    2) обеспечивает венозный возврат крови к грудной клетки;
    3) облегчает движение лимфы по сосудам;
    4) способствует легочному кровотоку, так как поддерживает сосуды в отрытом состоянии.
    Легочная ткань даже при максимальном выдохе полностью не спадается. Это происходит из-за наличия сурфактанта, который понижает натяжение жидкости. Сурфактант – комплекс фосфолипидов (в основном фосфотидилхолина и глицерина) образуется альвеолоцитами второго типа под влиянием блуждающего нерва.
    Таким образом, в плевральной полости создается отрицательное давление, благодаря которому осуществляются процессы вдоха и выдоха.
    4. Понятие о паттерне дыхания
    Паттерн – совокупность временных и объемных характеристик дыхательного центра, таких как:
    1) частота дыхания;
    2) продолжительность дыхательного цикла;
    3) дыхательный объем;
    4) минутный объем;
    5) максимальная вентиляция легких, резервный объем вдоха и выдоха;
    6) жизненная емкость легких.
    О функционировании аппарата внешнего дыхания можно судить по объему воздуха, поступающего в легкие в ходе одного дыхательного цикла. Объем воздуха, проникающего в легкие при максимальном вдохе, образует общую емкость легких. Она составляет примерно 4,5–6 л и состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема.
    Жизненная емкость легких – то количество воздуха, которое способен выдохнуть человек после глубокого вдоха. Она является одним из показателей физического развития организма и считается патологической, если составляет 70–80 % от должного объема. В течение жизни данная величина может меняться. Это зависит от ряда причин: возраста, роста, положения тела в пространстве, приема пищи, физической активности, наличия или отсутствия беременности.
    Жизненная емкость легких состоит из дыхательного и резервного объемов. Дыхательный объем – это то количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в спокойном состоянии. Его величина составляет 0,3–0,7 л. Он поддерживает на определенном уровне парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Резервный объем вдоха – количество воздуха, которое может дополнительно вдохнуть человек после спокойного вдоха. Как правило, это 1,5–2,0 л. Он характеризует способность легочной ткани к дополнительному растяжению. Резервный объем выдоха – то количество воздуха, которое можно выдохнуть вслед за нормальным выдохом.
    Остаточный объем – постоянный объем воздуха, находящийся в легких даже после максимального выдоха. Составляет около 1,0–1,5 л.
    Важной характеристикой дыхательного цикла является частота дыхательных движений в минуту. В норме она составляет 16–20 движений в мин.
    Продолжительность дыхательного цикла подсчитывается при делении 60 с на величину частоты дыхания.
    Время входа и выдоха можно определить по спирограмме.
    Минутный объем – количество воздуха, обменивающееся с окружающей средой при спокойном дыхании. Определяется произведением дыхательного объема на частоту дыхания и составляет 6–8 л.
    Максимальная вентиляция легких – наибольшее количество воздуха, которое может поступить в легкие за 1 мин при усиленном дыхании. В среднем ее величина равняется 70—150 л.
    Показатели дыхательного цикла являются важными характеристиками, которые широко используются в медицине.

  4. Kanin Ответить

    Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих непрерывное
    снабжение всех органов и тканей тела кислородом и удаление из организма постоянно
    образующегося в процессе обмена веществ углекислого газа.
    В процессе дыхания различают несколько
    этапов:
    1) внешнее дыхание, или вентиляция
    легких – обмен газов между альвеолами легких и атмосферным воздухом;
    2) обмен газов в легких между альвелярным воздухом и кровью;
    3) транспорт газов кровью, т. е. процесс
    переноса кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;
    4) обмен газов между кровью капилляров
    большого круга кровообращения и клетками тканей;
    5) внутреннее дыхание – билогическое
    окисление в митохондриях клетки.
    Основная функция дыхательной системы – обеспечение поступления кислорода в кровь и
    удаление из крови углекислого газа.
    Из других
    функций дыхательной системы можно отметить:
    – Участие
    в процессах терморегуляции.     Температура вдыхаемого воздуха в определенной
    мере влияет на температуру тела. Вместе с выдыхаемым воздухом организм отдает
    во внешнюю среду тепло, охлаждаясь, если это возможно (если температура окружающей
    среды ниже температуры тела).
    – Участие
    в процессах выделения.     Вместе с выдыхаемым воздухом из организма помимо
    углекислого газа удаляются пары воды, а также пары некоторых других веществ
    (например, этилового спирта при алкогольном опьянении).
    – Участие
    в иммунных реакциях.     Некоторые клетки легких и дыхательных путей обладают
    способностью обезвреживать болезнетворные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы.
    Специфическими
    функциями дыхательных путей (носоглотки, гортани, трахеи
    и бронхов) являются:
    – согревание или охлаждение вдыхаемого
    воздуха (в зависимости от температуры окружающего воздуха);
    – увлажнение вдыхаемого воздуха (для
    предотвращения высыхания легких);
    – очищение вдыхаемого воздуха от инородных
    частиц – пыли и других.
    Органы дыхания человека представлены
    воздухоносными путями, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, и
    легкими, где происходит обмен газов (рис. 14).
    Носовая
    полость.     Дыхательные пути начинаются
    носовой полостью, которая отделена от ротовой полости спереди твердым, а сзади
    мягким нёбом. Носовая полость имеет костный и хрящевой остов и сплошной
    перегородкой делится на правую и левую части. Тремя носовыми раковинами она
    разделена на носовые ходы: верхний, средний и нижний, по которым проходит вдыхаемый
    и выдыхаемый воздух.
    Слизистая оболочка
    носа содержит ряд приспособлений для обработки вдыхаемого воздуха.
    Во-первых, она покрыта мерцательным
    эпителием, реснички которого образуют сплошной ковер, на который оседает пыль.
    Благодаря мерцанию ресничек осевшая пыль изгоняется из носовой полости.
    Задержанию инородных частиц способствуют и волоски, находящиеся у наружного
    края носовых отверстий.
    Во-вторых, слизистая оболочка содержит
    слизистые железы, секрет которых обволакивает пыль и способствует ее изгнанию,
    а также увлажняет воздух. Слизь, находящаяся в носовой полости, обладает
    бактерицидными свойствами – в ней
    содержится лизоцим – вещество, которое
    понижает способность бактерий к размножению или убивает их.
    В-третьих, слизистая оболочка богата
    венозными сосудами, которые могут набухать при различных условиях; повреждение
    их служит поводом к носовым кровотечениям. Значение этих образований состоит в
    том, чтобы обогревать проходящую через нос струю воздуха. Специальными
    исследованиями установлено, что при прохождении через носовые ходы воздуха с
    температурой от +50 до –50°С и влажностью от 0 до 100% в трахею всегда попадает воздух,
    «приведенный» к 37°С и 100% влажности.
    На поверхность слизистой из кровеносных
    сосудов выходят лейкоциты, которые тоже выполняют защитную функцию. Осуществляя
    фагоцитоз, они погибают, и поэтому в слизи, выделяющейся из носа, содержится
    много погибших лейкоцитов.

    Рис. 14. Строение дыхательной системы человека
    Из носовой полости воздух проходит в
    носоглотку, откуда он переходит в носовую часть глотки, а затем в гортань.


    Рис. 15. Строение гортани человека
    Гортань. Гортань располагается впереди гортанной части глотки
    на уровне IV – VI шейных позвонков и
    образована хрящами: непарными – щитовидным и перстневидным, парными –
    черпаловидными, рожковидными и клиновидными (рис. 15). К верхнему краю щитовидного хряща прикрепляется надгортанник,
    который закрывает вход в гортань во время глотания и тем препятствует попаданию
    в нее пищи. От щитовидного хряща к черпаловидному (спереди назад) идут две
    голосовые связки. Пространство между ними называют голосовой щелью.

    Рис. 16. Строение трахеи и бронхи человека
    Трахея. Трахея, являясь продолжением гортани, начинается на
    уровне нижнего края VI шейного позвонка и оканчивается на уровне верхнего края
    V грудного позвонка, где она делится на два бронха – правый и левый. Место деления
    трахеи называется бифуркацией трахеи. Длина трахеи колеблется от 9 до 12 см,
    поперечный диаметр в среднем 15 – 18 мм (рис. 16).
    Трахея состоит из 16 – 20 неполных хрящевых колец, соединенных фиброзными
    связками, каждое кольцо простирается лишь на две трети окружности. Хрящевые полукольца
    придают упругость дыхательным путям и делают их неспадающимися и тем самым
    легко проходимыми для воздуха. Задняя, перепончатая стенка трахеи, уплощена и
    содержит пучки гладкой мышечной ткани, идущие поперечно и продольно и обеспечивающие
    активные движения трахеи при дыхании, кашле и т.п. Слизистая оболочка гортани и
    трахеи покрыта мерцательным эпителием (за исключением голосовых связок и части
    надгортанника) и богата лимфоидной тканью и слизистыми железами.
    Бронхи. Трахея делится на два бронха, которые входят в правое
    и левое легкие. В легких бронхи древовидно
    ветвятся на более мелкие бронхи, которые входят в легочные дольки и образуют
    еще более мелкие дыхательные ветви –
    бронхиолы. Мельчайшие дыхательные
    бронхиолы диаметром около 0,5 мм разветвляются
    на альвеолярные ходы, которые заканчиваются альвеолярными мешочками.
    Альвеолярные ходы и мешочки на стенках имеют выпячивания в виде пузырьков,
    которые называют альвеолами. Диаметр альвеол равен 0,2 – 0,3 мм, а их количество достигает 300 – 400 млн., благодаря чему создается большая дыхательная
    поверхность легких. Она достигает 100 – 120
    м2.
    Альвеолы состоят из очень тонкого плоского эпителия, который
    снаружи окружен сетью мельчайших, тоже тонкостенных, кровеносных сосудов, что облегчает
    обмен газов.
    Легкие
    располагаются в герметически закрытой
    грудной полости. Задняя стенка грудной полости образована грудным отделом
    позвоночника и отходящими от позвонков, подвижно присоединенными ребрами. С
    боков она образована ребрами, спереди –
    ребрами и грудиной. Между ребрами располагаются межреберные мышцы (наружные и
    внутренние). Снизу грудная полость отделяется от брюшной полости грудобрюшной
    преградой, или диафрагмой, куполообразно изогнутой в грудную полость.
    У человека два легких – правое и левое. Правое легкое состоит из
    трех долей, левое – из двух. Суженную
    верхнюю часть легких называют верхушкой, а расширенную нижнюю – основанием.
    Различают ворота легкого – углубление на
    их внутренней поверхности, через которое проходят бронхи, кровеносные сосуды
    (легочная артерия и две легочные вены), лимфатические сосуды и нервы.
    Совокупность этих образований носит название корня легкого.
    Ткань легкого состоит из мелких структур,
    называемых легочными дольками,
    которые представляют собой небольшие пирамидальной формы (0,5 – 1,0 см в
    поперечнике) участки легкого. Бронхи, входящие в легочную дольку – конечные
    бронхиолы – делятся на 14 – 16 дыхательных бронхиол. На конце каждой из них
    имеется тонкостенное расширение – альвеолярный
    ход. Система дыхательных бронхиол с их альвеолярными ходами является
    функциональной единицей легких и носит название ацинус.
    Легкие покрыты оболочкой – плеврой,
    которая состоит из двух листков: внутреннего (висцерального) и наружного
    (париетального) (рис. 17). Внутренний листок плевры покрывает легкие и является
    их наружной оболочкой, которая по корню легко переходит в наружный листок
    плевры, выстилающий стенки грудной полости (является ее внутренней оболочкой).
    Таким образом, между внутренним и наружным листками плевры образуется
    герметически замкнутое мельчайшее капиллярное пространство, которое называют
    плевральной полостью. В ней находится небольшое количество (1 – 2 мл) плевральной жидкости, которая
    смачивает листки плевры и облегчает их скольжение относительно друг друга.

    Рис. 17. Строение легкого человека
    Одной из основных причин смены воздуха в
    легких является изменение объема грудной и плевральной полостей. Легкие
    пассивно следуют за изменением их объема.
    Механизм акта вдоха и выдоха
    Обмен газов между
    атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря
    ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха. В легких нет мышечной ткани, и
    поэтому активно они сокращаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха
    принадлежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание
    становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.
    Акт
    вдоха, или инспирация     – активный процесс, который
    обеспечивается увеличением объема грудной полости. Акт выдоха, или экспирация – пассивный процесс, происходящий в
    результате уменьшения объема грудной полости. Фазы вдоха и следующего за ним
    выдоха составляют дыхательный цикл.
    Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при
    выдохе часть воздуха покидает их.
    В осуществлении вдоха принимают участие
    наружные косые межреберные мышцы и диафрагма (рис. 18). При сокращении наружных
    косых межреберных мышц, которые идут сверху вперед и вниз, ребра поднимаются, и
    при этом увеличивается объем грудной полости за счет смещения грудины вперед и
    отхождения боковых частей ребер в стороны. Диафрагма, сокращаясь, занимает
    более плоское положение. При этом несжимаемые органы брюшной полости
    оттесняются вниз и в стороны, растягивая стенки брюшной полости. При спокойном
    вдохе купол диафрагмы спускается приблизительно на 1,5 см, соответственно
    увеличивается вертикальный размер грудной полости.
    При очень глубоком дыхании в акте вдоха
    участвует ряд вспомогательных дыхательных мышц: лестничные, большая и малая
    грудные, передняя зубчатая, трапециевидная, ромбовидные, поднимающая лопатку.
    Легкие и стенка грудной полости покрыты
    серозной оболочкой – плеврой, между листками которой имеется узкая щель –
    плевральная полость, содержащая серозную жидкость. Легкие постоянно находятся в
    растянутом состоянии, потому что давление в плевральной полости отрицательное.
    Оно обусловлено эластической тягой легких, т. е. постоянным стремлением легких
    уменьшить свой объем. В конце спокойного выдоха, когда почти все дыхательные
    мышцы расслаблены, давление в плевральной полости приблизительно равно -3 мм
    рт. ст., т. е. ниже атмосферного.

    Рис. 18. Мышцы, обеспечивающие вдох и выдох
    При вдохе вследствие сокращения
    дыхательных мышц объем грудной полости увеличивается. Давление в плевральной
    полости становится более отрицательным. К концу спокойного вдоха оно снижается
    до -6 мм рт. ст. В момент глубокого вдоха оно может достигать -30 мм рт. ст. Легкие расширяются, их объем
    увеличивается, и в них засасывается воздух.
    У разных людей преимущественное значение в
    осуществлении акта вдоха могут иметь межреберные мышцы или диафрагма. Поэтому
    говорят о разных типах дыхания: грудном, или реберном и брюшном, или диафрагмальном.
    Установлено, что у женщин в основном преобладает грудной тип дыхания, а у
    мужчин – брюшной.
    При спокойном дыхании выдох осуществляется
    за счет эластической энергии, накопленной во время предшествующего вдоха. Когда
    дыхательные мышцы расслабляются, ребра пассивно возвращаются в исходное
    положение. Прекращение сокращения диафрагмы приводит к тому, что она занимает
    свое прежнее куполообразное положение за счет давления на нее со стороны органов
    брюшной полости. Возвращение ребер и диафрагмы в исходное положение приводят к
    уменьшению объема грудной полости, а, следовательно, к уменьшению в ней
    давления. Одновременно при возвращении ребер в исходное положение давление в
    плевральной полости повышается, т. е. в ней уменьшается отрицательное давление.
    Все эти процессы, обеспечивающие повышение давления в грудной и плевральной
    полости, приводят к тому, что легкие сдавливаются, и из них пассивно выходит
    воздух – осуществляется выдох.
    Усиленный выдох является активным процессом. В
    его осуществлении принимают участие: внутренние межреберные мышцы, волокна
    которых идут в противоположном направлении по сравнению с наружными: снизу
    вверх и вперед. При их сокращении ребра опускаются вниз, и объем грудной
    полости уменьшается. Усиленному выдоху способствует также сокращение мышц
    брюшного пресса, в результате чего объем брюшной полости уменьшается и повышается
    в ней давление, которое через органы брюшной полости передается на диафрагму и
    поднимает ее. Наконец, мышцы пояса верхних конечностей, сокращаясь, сдавливают
    в верхней части грудную клетку и уменьшают ее объем.
    В результате уменьшения объема грудной
    полости в ней увеличивается давление, вследствие чего воздух выталкивается из
    легких – происходит активный выдох. На вершине
    выдоха давление в легких может быть больше атмосферного на 3 – 4 мм рт. ст.
    Акты вдоха и выдоха ритмически сменяют
    друг друга. Взрослый человек делает 15 – 20
    циклов в минуту. Дыхание физически тренированных людей более редкое (до 8 – 12 циклов в минуту) и глубокое.
    ?

  5. Ate1st Ответить

    Физиология дыхательной системы.
    Внешнее дыхание.
    Дыхание – совокупность
    процессов, обеспечивающих поступление во
    внутреннюю среду организма кислорода, использование его для окислительных процессов, и удаление из организма
    углекислого газа
    Основная функция
    дыхательной системы заключается в обеспечении газообмена О2 и СО2
    между окружающей средой и организмом в соответствии с его метаболическими потребностями. В целом эту функцию
    регулирует сеть многочисленных нейронов ЦНС, которые связаны с дыхательным центром продолговатого
    мозга.
    1.Общая характеристика
    дыхания
    Дыхание  —
    совокупность  последовательно  протекающих
    процессов, обеспечивающих потребление организмом О2
    и выделение СО2.
    Кислород поступает в
    составе атмосферного воздуха в легкие, транспортируется кровью и тканевыми
    жидкостями к клеткам и используется для биологического окисления. В процессе
    окисления образуется двуокись углерода, которая поступает в жидкие среды
    организма, транспортируется ими в легкие и выводится в окружающую среду.
    Основные этапы процесса
    дыхания.
    Дыхание включает
    следующие процессы (этапы)
    • обмен воздуха между
    внешней средой и альвеолами
    легких (внешнее дыхание,
    или вентиляция легких).
    • обмен газов между
    альвеолярным воздухом и кровью,
    протекающей через легочные капилляры (диффузия
    газов в легких).
    • транспорт газов
    кровью.
    • обмен газов между
    кровью и тканями в тканевых
    капиллярах (диффузия газов в тканях).
    • потребление кислорода
    клетками и выделение ими
    углекислого газа
    (клеточное дыхание)
    В дыхательных путях газообмен не
    происходит, и состав воздуха не меняется.     Пространство, заключенное в дыхательных путях
    называется мертвым, или вредным. При спокойном дыхании объем
    воздуха в мертвом пространстве составляет 140—150 мл.
    Дыхание включает
    определенную последовательность процессов:
    1) внешнее дыхание,
    обеспечивающее вентиляцию легких;
    2) обмен газов между
    альвеолярным воздухом и кровью;
    3) транспорт газов
    кровью;
    4) обмен газов между
    кровью в капиллярах и тканевой жидкостью;
    5) обмен газов между тканевой жидкость и клетками;
    6) биологическое
    окисление в клетках (внутреннее дыхание).
    Внешнее дыхание — это газообмен между организмом и окружающим его
    атмосферным воздухом. Осуществляется в два этапа — обмен газов между
    атмосферным и альвеолярным воздухом и газообмен между кровью легочных
    капилляров и альвеолярным воздухом.
    Предметом рассмотрения
    физиологии являются первые 5 процессов; внутреннее дыхание изучают в курсе
    биохимии. Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной
    полости, влияющим на объем легких.
    Объем грудной полости
    увеличивается во время вдоха (инспирация) и уменьшается во время выдоха
    (экспирация). Легкие пассивно следуют за изменениями объема грудной полости,
    расширяясь при вдохе и спадаясь при выдохе. Эти дыхательные движения обеспечивают
    вентиляцию легких за счет того, что при вдохе воздух по воздухоносным путям
    поступает в альвеолы, а при выдохе покидает их. Изменение объема грудной
    полости осуществляется в результате сокращений дыхательных мышц.
    фазы дыхательного цикла;
    Дыхательный цикл состоит из двух фаз – вдох и выдох.
    Соотношение вдоха и выдоха – 1 : 1,2
    2. Мышечное обеспечение
    дыхания
    Дыхательные мышцы обеспечивают ритмичное
    увеличение или уменьшение объема грудной полости. Функционально дыхательные
    мышцы делят на инспираторные (основные и
    вспомогательные) и экспираторные.
    Основную инспираторную группу мышц составляют
    диафрагма, наружные межреберные и внутренние межхрящевые
    мышцы; вспомогательные мышцы — лестничные, грудиноключично-сосцевидные,
    трапецевидная, большая и малая грудные мышцы.
    Экспираторную группу мышц составляют абдоминальные (внутренняя и наружная
    косые, прямая и поперечная мышцы живота) и внутренние межреберные.
    Важнейшей мышцей вдоха является диафрагма —
    куполообразная поперечнополосатая мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.
    Она прикрепляется к трем первым поясничным позвонкам (позвоночная часть
    диафрагмы) и к нижним ребрам (реберная часть). К диафрагме подходят нервы от III—V шейных сегментов
    спинного мозга. При сокращении диафрагмы органы брюшной полости смещаются вниз
    и вперед и вертикальные размеры грудной полости возрастают.
    Кроме того, при этом поднимаются и
    расходятся ребра, что приводит к увеличению поперечного размера грудной
    полости. При спокойном дыхании диафрагма является единственной активной
    инспираторной мышцей и ее купол опускается на 1 — 1,5 см.
    Известно два
    биомеханизма, которые изменяют объем грудной клетки: поднятие и опускание ребер
    и движения купола диафрагмы; оба биомеханизма осуществляются дыхательными
    мышцами. Дыхательные мышцы подразделяют на
    инспираторные и экспираторные.
    Экспираторными мышцами
    являются внутренние межреберные и мышцы брюшной стенки, или мышцы живота. Последние нередко относят к главным экспираторным мышцам. У
    нетренированного человека они участвуют в дыхании при вентиляции легких свыше
    40 л*мин-1.
    Движения ребер. Каждое
    ребро способно вращаться вокруг оси, проходящей через две точки подвижного
    соединения с телом я поперечным отростком соответствующего позвонка.
    Сокращение этих мышц
    вызывает перемещение ребер, что оказывает
    содействие инспираторным
    мышцам. При спокойном дыхании вдох осуществляется активно, а выдох пассивно.
    Силы, обеспечивающие спокойный выдох:
    – сила тяжести грудной
    клетки
    – эластическая тяга
    легких
    – давление органов
    брюшной полости
    – эластическая тяга
    перекрученных во время вдоха реберных хрящей
    В активном выдохе
    принимают участие внутренние межреберные мышцы, задняя нижняя зубчатая мышца,
    мышцы живота
    осуществление форсированного дыхания;
    При глубоком
    форсированном дыхании увеличивается амплитуда движений диафрагмы (экскурсия
    может достигать 10 см)
    и активизируются наружные межреберные и вспомогательные мышцы. Из
    вспомогательных мышц наиболее значимыми являются лестничные и грудиноключично-сосцевидные мышцы.
    Наружные межреберные
    мышцы соединяют соседние ребра. Их волокна ориентированы наклонно вниз и вперед
    от верхнего к нижнему ребру. При
    сокращении этих мышц ребра поднимаются и смещаются вперед, что приводит к
    увеличению объема грудной полости в переднезаднем и боковом направлениях.
    Паралич межреберных мышц не вызывает серьезных расстройств дыхания, поскольку
    диафрагма обеспечивает вентиляцию.
    Лестничные мышцы,
    сокращаясь во время вдоха, поднимают 2 верхних ребра,
    а вместе сними всю грудную клетку. Грудинно-ключично-сосцевидные
    мышцы поднимают I ребро и грудину. При спокойном дыхании они
    практически не задействованы, однако при увеличении легочной вентиляции могут
    интенсивно работать.
    3. Величина давления в
    плевральной полости и легких при дыхании
    Давление в герметично замкнутой плевральной полости между висцеральным и
    париетальным листками плевры зависит от величин и направления сил, создаваемых
    эластической паренхимой легких и грудной стенкой. Плевральное давление можно измерить
    манометром, соединенным с плевральной полостью полой иглой. В клинической
    практике часто применя­ют косвенный метод оценки величины плеврального
    давления, измеряя давление в нижней части пищевода с помощью пищеводного
    баллонного катетера. Внутрипищеводное давление во
    время дыхания отражает изменения внутриплеврального
    давления.
    Плевральное давление
    ниже атмосферного во время вдоха, а во время выдоха может быть ниже, выше или
    равным атмосферному в зависимости от форсированности
    выдоха. При спокойном дыхании плевральное давление перед началом вдоха
    составляет —5 см вод.ст., перед
    началом выдоха оно понижается еще на 3—4 см вод.ст.
    При пневмотораксе (нарушение герметичности грудной клетки и сообщение
    плевральной полости с внешней средой) выравниваются плевральное и атмосферное
    давления, что вызывает спадение легкого и делает невозможной
    его вентиляцию.
    Значениесурфактанта
    – Создает возможность расправления легкого при
    первом вдохе новорожденного;
    – препятствует развитию ателектаза при выдохе;
    – обеспечивает до ? эластического
    сопротивления ткани легкого взрослого человека и стабильность структуры
    респираторной зоны;
    – регулирует скорость адсорбции О2 по границе раздела фаз газ – жидкость и интенсивность
    испарения Н2О с альвеолярной поверхности;
    – очищает поверхность альвеол от
    попавших с дыханием инородных частиц и обладает бактериостатической
    активностью.
    Физиология дыхательных путей
    Регуляция величины просвета бронхов;
    Гладкие мышци
    бронхиол иннервируются волокнами вегетативной нервной системы. Прямое влияние симпатической системы незначительное,
    зато катехоламины, которые находятся в крови, особенно адреналин, действуя на b-адренорецепторы, оказывает расслабление этих мышц.
    Ацетилхолин, который выделяется волокнами блуждающего
    нерва, суживает бронхиолы. Поэтому введение атропина сульфата может вызвать
    расширение бронхиол. При участие
    парасимпатических нервов реализируется ряд рефлексов,
    которые начинаются в дыхательных путях в случае раздражения их рецепторов
    дымом, отравляющими  газами, инфекцией
    т.п.. Некоторые вещества, которые осуществляют аллергические реакции, также могут
    суживать бронхиолы.
    ЛЕГОЧНЫЕ
    ОБЪЕМЫ. ЛЕГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ.
    Дыхательный объем — количество воздуха, которое
    человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Его объем составляет 300 —
    700 мл.
    Резервный объем вдоха — количество воздуха, которое может
    быть введено в легкие, если вслед за спокойным вдохом произвести максимальный
    вдох. Резервный объем вдоха равняется 1500—2000 мл.
    Резервный объем выдоха — тот объем воздуха, который
    удаляется из легких, если вслед за спокойным вдохом и выдохом произвести максимальный
    выдох. Он составляет 1500—2000 мл.
    Остаточный объем — это объем воздуха, который
    остается в легких после максимально глубокого выдоха. Остаточный объем
    равняется 1000—1500 мл воздуха.
    Дыхательный объем, резервные объемы
    вдоха и выдоха
    составляют так называемую жизненную
    емкость легких    .
    Жизненная емкость легких у мужчин
    молодого возраста
    составляет 3,5—4,8 л, у женщин —
    3—3,5 л.
    Общая емкость легких состоит из жизненной емкости легких
    и остаточного объема воздуха.
    Легочная вентиляция — количество воздуха, обмениваемое в
    1 мин.
    Легочную вентиляцию определяют путем
    умножения дыхательного объема на число дыханий в 1 мин (минутный объем
    дыхания).     У взрослого человека в состоянии относительного физиологического
    покоя легочная вентиляция составляет 6—8 л в 1 мин.
    Легочные объемы могут быть определены
    с помощью специальных приборов — спирометра и спирографа.
    Вентиляция легких —
    непрерывный регулируемый процесс обновления газового состава воздуха,
    содержащегося в легких. Вентиляция легких обеспечивается введением в них
    атмосферного воздуха, богатого О2, и
    выведением при выдохе газа, содержащего избыток СО2.
    а) легочные объемы и
    емкости;
    Для характеристики
    вентиляционной функции легких и ее резервов большое значение имеет величина
    статических и динамических объемов и емкостей легких. К статическим объемам
    относятся величины, которые измеряют после завершения дыхательного маневра без
    ограничения скорости (время) его выполнения. К статическим показателям относятся
    четыре первичных легочных объема: дыхательный объем (ДО),
    резервный объем вдоха (РОвд),
    резервный объем выдоха (РОвыд) и остаточный объем
    (ОО), а также и емкости: жизненная емкость легких (ЖЕЛ), емкость вдоха (Евд), функциональная остаточная емкость (ФОЕ) и общая
    емкость легких (ОЕЛ).
    При спокойном дыхании с
    каждым дыхательным циклом в легкие поступает объем воздуха, называемый
    дыхательным (ДО). Величина ДО
    у взрослого здорового человека весьма вариабельна (0,3
    – 0,8л); в состоянии покоя ДО составляет в среднем около 0,5 л.
    Максимальный объем
    воздуха, который дополнительно человек способен вдохнуть после спокойного
    вдоха, называется резервным объемом вдоха (РОвд).
    Этот показатель для человека среднего возраста и средних антропометрических
    данных составляет около 1,5—2,0 л.
    Максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть
    после спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (РОвыд) и составляет 1,0—1,5 л. Гравитационный фактор
    оказывает выраженное влияние на этот показатель, поэтому он выше в вертикальном
    положении, чем в горизонтальном.
    Остаточный объем (ОО) —
    объем воздуха, который остается в легких после максимального экспираторного
    усилия; он составляет 1,0—1,5 л. Его объем зависит от эффективности сокращения
    экспираторных мышц и ме­ханических свойств легких. С возрастом ОО
    увеличивается. ОО подразделяют на коллапсный
    (покидает легкое при полном двустороннем пневмотораксе) и минимальный
    (остается в легочной ткани после пневмоторакса).
    Жизненная емкость легких
    (ЖЕЛ) — это объем воздуха, который можно выдохнуть при максимальном
    экспираторном усилии после максимального вдоха. УС включает в себя ДО, РОвд и РОвыд. У мужчин среднего
    возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,5—5 л, у женщин — 3—3,5 л.
    Емкость вдоха (Евд) — это сумма ДО и РОвд. У человека Евд составляет
    1,8—2,8 л и не зависит от положения тела.
    ЖЕЛ зависит от ряда факторов
    – возраста,
    – пола,
    – размеров и положения тела и
    – степени тренированности.
    • С возрастом, после 40 лет, ЖЕЛ
    уменьшается, что связано со снижением эластичности легких и подвижности грудной
    клетки.
    • У женщин ЖЕЛ на 25% меньше, чем у
    мужчин. ЖЕЛ зависит от
    роста, т.к. величина грудной клетки
    пропорциональна остальным
    размерам тела.
    • ЖЕЛ зависит от положения тела. В
    вертикальном положении она
    несколько больше чем в горизонтальном, поскольку в вертикальном
    положении в легких содержится меньше крови.
    • ЖЕЛ зависит от степени
    тренированности. У пловцов и гребцов
    достигает 8 л., так как у них спортсменов
    сильно развиты
    вспомогательные дыхательные мышцы
    (большие и малые грудные)
    Функциональная
    остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха —
    составляет около 2,5 л.
    ФОЕ называют также конечным экспираторным объемом. При достижении легкими ФОЕ
    их внутренняя эластическая отдача уравновешивается наружной эластической
    отдачей грудной клетки, создавая отрицательное плевральное давле­ние. У
    здоровых взрослых лиц это происходит на уровне примерно 50 %. ТЬС при давлении
    в плевральной полости — 5 см
    вод. ст. РКС является суммой
    ЖЕЛ и ДО. На величину РКС существенно влияет уровень физической активности
    человека и положение тела в момент измерения. РЯС в горизонтальном положении
    тела меньше, чем в положении сидя или стоя из-за высокого стояния купола
    диафрагмы. РКС может уменьшаться, если тело находится под водой вследствие
    уменьшения общей растяжимости грудной клетки. Общая емкость легких (ТЬС) —
    объем воздуха, находящийся в легких по завершении максимального вдоха. ТЬС
    представляет собой сумму УС и КУ или РКС и 1С.
    Динамические величины характеризуют объемную скорость воздушного
    потока. Их определяют с учетом времени, затраченного на выполнение дыхательного
    маневра. К динамическим показателям относятся: объем форсированного выдоха за
    первую секунду (ОФВ) — РЕУ[); форсированная жизненная
    емкость (ФЖЕЛ — РУС); пиковая объемная (РЕУ) скорость выдоха (ПОСвыд. — РЕУ) и др. Объемы и емкости
    легких здорового человека определяет ряд факторов:
    1) рост, масса тела, возраст, расовая
    принадлежность, конституциональные особенности человека;
    2) эластические свойства
    легочной ткани и дыхательных путей;
    3) сократительные
    характеристики инспираторных и экспираторных мышц.
    легочная вентиляция” и ее
    количественная оценка;
    Количественным
    показателем вентиляции легких является минутный объем дыхания (МОД — УЕ)
    величина, характеризующая общее количество воздуха, которое проходит через
    легкие в течение 1 мин. Ее можно определить как произведение частоты дыхания
    (К.) на дыхательный объем (УТ) : УЕ = УТ •
    К. Величина минутного объема дыхания определяется метаболическими потребностями
    организма и эффективностью газообмена. Необходимая вентиляция достигается
    различными комбинациями частоты дыхания и дыхательного объема. У одних людей
    прирост минутной вентиляции осуществляется учащением, у других — углублением
    дыхания.
    У взрослого человека в
    условиях покоя величина МОД в среднем составляет 8 л.
    Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — объем воздуха, который проходит
    через легкие за 1 мин при выполнении максимальных по частоте и глубине
    дыхательных движений. Эта величина чаще всего имеет теоре­тическое значение,
    так как невозможно поддерживать максимально возможный уровень вентиляции в
    течение 1 мин даже при максимальной физической нагрузке из-за нарастающей
    гипокапнии. Поэтому для его косвенной оценки используют показатель максимальной произвольной вентиляции легких.
    Он измеряется при выполнении стандартного 12-секундного теста с
    максимальными по амплитуде дыхательными движениями, обеспечивающими величину
    дыхательного объема (УТ) до 2—4 л, и с частотой дыхания до 60 в 1 мин.
    МВЛ в значительной
    степени зависит от величины ЖЕЛ (УС). У здорового человека среднего возраста
    она составляет 70—100 л -мин-1; у
    спортсмена доходит до 120—150 л • мин-1.
    Альвеолярная вентиляция
    Газовая смесь,
    поступившая в легкие при вдохе, распределяется на две неравные по объему и
    функциональному значению части. Одна из них не принимает участия в газообмене,
    так как заполняет воздухоносные пути (анатомическое «мертвое» пространство) и неперфузируемые кровью альвеолы (альвеолярное мертвое
    пространство). Сумма анатомического и альвеолярного мертвых пространств
    называется физиологическим мертвым
    пространством. У взрослого человека в положении стоя объем мертвого
    пространства (Ус1) составляет 150 мл воздуха, находяще­гося
    в основном в воздухоносных путях. Эта часть дыхательного объема участвует в
    вентиляции дыхательных путей и неперфузируемых
    альвеол. Отношение УсЗ к УТ составляет 0,33. Ее
    величину можно рассчитать по уравнению Бора
    Ус! = (РАСО2
    – РЕСО2/РАСО2 – Р,СО2)
    ¦ УТ,
    где РА, РЕ,
    Р[СО2 — концентрация СО2 в альвеолярном,
    выдыхаемом и вдыхаемом воздухе.
    Другая часть
    дыхательного объема поступает в респираторный отдел, представленный
    альвеолярными протоками, альвеолярными мешочками и собственно альвеолами, где
    принимает участие в газообмене. Эта часть дыхательного объема называется альвеолярным объемом. Она
    обеспечивает
    вентиляцию альвеолярного
    пространства.  Объем альвеолярной  вентиля­ции (Уд) рассчитывают по формуле:
    УА = УЕ
    – (К • Ус).
    Как следует из формулы,
    не весь вдыхаемый воздух участвует в газооб­мене, поэтому альвеолярная
    вентиляция всегда меньше легочной вентиля­ции. Показатели альвеолярной
    вентиляции, легочной вентиляции и мерт­вого пространства связаны следующей
    формулой:
    У/Уе
    = Ус1/УТ = 1 – Уа/Уе.
    Отношение объема
    мертвого пространства к дыхательному объему ред­ко меньше чем 0,3.
    б) соотношение между
    альвеолярной вентиляцией и перфузией легких;
    Не вся кровь, перфузирующая легкие, участвует в газообмене. В норме
    небольшая порция крови может перфузировать
    невентилируемые альвеолы (так называемое шунтирование). У здорового человека
    отношение Уа/С>с может варьировать в различных
    участках от нуля (циркуляторный шунт) до
    бесконечности (вентиляция мертвого пространства). Однако в большей части
    легочной паренхимы вентиляционно-перфузионное
    отношение составляет примерно 0,8. Состав альвеолярного воздуха оказывает
    влияние на кровоток в легочных капиллярах. При низком содер­жании Ог (гипоксии), а
    также понижении содержания СОг (гипокапнии) в альвеолярном
    воздухе отмечается повышение тонуса гладких мышц легочных сосудов и их констрикция с возрастанием сосудистого сопро­тивления.
    Наиболее важными
    особенностями альвеолярной вентиляции являются:
    • интенсивность
    обновления газового состава, определяемая соотношени­ем альвеолярного объема и
    альвеолярной вентиляции;
    • изменения
    альвеолярного объема, которые могут быть связаны либо с увеличением или
    уменьшением размера вентилируемых альвеол, либо с изменением количества
    альвеол, вовлеченных в вентиляцию;
    • различия внутрилегочных характеристик сопротивления и эластичности,
    приводящие к асинхронности альвеолярной вентиляции;
    • поток газов в альвеолу
    или из нее определяется механическими характе­ристиками легких и дыхательных
    путей, а также силами (или давлени­ем), воздействующими на них. Механические
    характеристики обуслов­лены главным образом сопротивлением дыхательных путей
    потоку воздуха и эластическими свойствами легочной паренхимы.

  6. Sepheriel Ответить

    Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.

    Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:
    Внешнее дыхание – доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
    Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
    Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.

    Значение дыхания для человека

    Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.

    Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:
    В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
    В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
    В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
    В обонянии.

  7. Mezilrajas Ответить

    Общая емкость легких – количество воздуха в легких после максимального вдоха (у взрослого 4-6 л). Общая емкость состоит из 4 компонентов:
    1. Дыхательный объем – количество воздуха проходящего через легкие при спокойном вдохе-выдохе – 300-500 мл.
    2. Резервный объем вдоха (1,5 – 3л) – воздух, который можно вдохнуть после обычного вдоха.
    3. Резервный объем выдоха – (1 – 1,5 л) – воздух, который еще можно выдохнуть после обычного выдоха.
    4. Остаточный объем (1-1,2 л) – воздух, который остается в легких после максимального выдоха и выходит только при пневмотораксе.
    Сумма дыхательного объема и резервных объемов вдоха и выдоха равна жизненной емкости легких (ЖЕЛ), которая составляет 3,5 – 5 л, а у спортсменов 6 л и более. ЖЕЛ зависит от возраста, массы, роста, пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов.
    В покое человек делает 10-18 дыхательных циклов в минуту. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У женщин частота дыхания на 1-2 цикла больше. В ряде случаев, например, у больных детей, этот порядок нарушается, и дыхание осуществляется по схеме: вдох – пауза – выдох. Такое дыхание называется инверсивным.
    Нормальная частота дыхания в минуту:
    · У новорожденного 40
    · В двадцать месяцев 30
    · От двух до пяти лет 24
    · У взрослых 10-20
    Легочная вентиляция – объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания, поэтому минутный объем дыхания (МОД) равен 6-8 л. МОД является количественным показателем вентиляции легких. Вентиляция легких обеспечивает обновление состава альвеолярного воздуха и ее интенсивность зависит от глубины и частоты дыхания. При физических нагрузках МОД достигает 150-200 л/мин. Из воздуха альвеол кислород переходит в кровь, а в него из крови поступает СО2, поэтому газовый состав альвеол в процессе вентиляции легких меняется.
    Таким образом, к внешнему (легочному) дыханию имеют отношение процессы, обеспечивающие:
    · вентиляцию легких, то есть заполнение альвеол атмосферным продуктом;
    · интенсивность кровотока через легкие;
    · равномерность распределения потока воздуха и объема крови между всеми частями легкого;
    · диффузию газов через альвеолярно-капиллярную мембрану.
    При этом переход углекислого газа (СО2) осуществляется быстрее, чем кислорода.
    Перечисленные процессы регулируют количество СО2 и О2 в крови, выходящей из легких. При физической нагрузке кровь, поступающая в легкие, характеризуется очень высоким содержанием СО2 и низким – кислорода О2. Большое количество углекислого газа не может выводиться одномоментно, поэтому его концентрация в артериальной крови при нагрузке возрастает. Это стимулирует дыхательный центр головного мозга, что в свою очередь вызывает увеличение частоты и глубины дыхания. Следствием этих изменений является увеличение вентиляции легких (гипервентиляция), которая способствует удалению излишков СО2 и насыщению крови кислородом.
    Газообмен между кровью и альвеолами происходит только путем диффузии (пассивный транспорт), движущей силой которой являются градиенты (разности) парциальных давлений кислорода и СО2 по обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны (аэрогематического барьера). Газы диффундируют только в растворенном состоянии, что обеспечивается наличием в воздухоносных путях водяных паров, слизи и сурфактантов.
    14.2. Перенос кислорода к тканям и СО2 от них
    Дыхательная функция крови обеспечивается доставкой к тканям необходимого количества кислорода. Кислород в крови находится в двух видах – растворенный в плазме и большая часть связана с гемоглобином (оксигемоглобин). Отдавший кислород гемоглобин называют восстановленным или дезоксигемоглобином. В гемоглобине есть 4 частицы железосодержащего гема, поэтому одна молекула гемоглобина может связать 4 молекулы кислорода.
    Количество кислорода, связанного гемоглобином в 100 мл крови называется кислородная емкость крови (около 20 мл кислорода), а во всей крови кислородная емкость около 1л.
    В некоторых условиях может возникнуть острое снижение насыщения крови кислородом – гипоксемия. Причины гипоксемии:
    – вследствие снижения содержания кислорода в альвеолярном воздухе при произвольной задержке дыхания или при вдыхании воздуха с пониженным содержанием кислорода;
    – при физических нагрузках;
    – при неравномерной вентиляции различных отделов легких.
    Около 5% СО2 растворено в плазме крови, а 95% соединено с другими веществами в крови в виде трех форм:
    – соединение с гемоглобином
    – в виде угольной кислоты Н2СО3
    – в виде солей угольной кислоты – КНСО3
    Вместе с удаляемым из крови СО2 выходит и эквивалентное число ионов водорода, что способствует регуляции рН внутренней среды организма, так как избыток ионов водорода способствует закислению среды.
    14.3. Газообмен между тканями и кровью (внутреннее или тканевое дыхание)
    Образующийся в тканях СО2 диффундирует в тканевые капилляры, а оттуда переносится венозной кровью в легкие, где переходит в альвеолы и удаляется с выдыхаемым воздухом.
    Артериальная кровь отдает тканям не весь кислород (Таблица 6). Разница между кислородом в притекающей к тканям артериальной крови (около 20%) и в оттекающей (около 13%) называется артерио-венозной разницей по кислороду (около 7%). Эта величина показывает, какое количество кислорода доставляется тканям с каждыми 100 мл крови.
    Чтобы установить, какая часть приносимого кровью кислорода переходит в ткани, вычисляют коэффициент утилизации (использования) кислорода. Его определяют следующим образом: величину артерио-венозной разницы делят на содержание кислорода в артериальной крови и умножают на 100. В покое для всего организма этот коэффициент составляет примерно 30-40%, а для сердца, мозга, печени и почек 40-60%. При тяжелых физических нагрузках в скелетных мышцах и сердце коэффициент утилизации повышается до 80-90%.
    В снабжении мышц кислородом при тяжелой работе важное значение имеет внутримышечный пигмент миоглобин, который связывает дополнительно 1-1,5 л кислорода. Связь кислорода с миоглобином более прочная, чем с гемоглобином. Оксимиоглобин отдает кислород только при выраженой гипоксемии.
    Таблица 6
    Сведения об изменениях в составе альвеолярного воздуха, вызванных внешним и внутренним (теневым) дыханием.
    Компоненты
    Вдыхаемый атмосферный воздух
    Выдыхаемый воздух
    Азот
    79 %
    79 %
    Кислород
    21 %
    16 %
    Углекислый газ
    0,04 %
    4,04 %

  8. =ДеВчУшКа иЗ сНеЖкА= Ответить

    ИССЛЕДОВАНИЕ ДЫХАНИЯ
    Дыхание – это основной жизненный процесс, обеспечивающий непрерывное поступление в организм кислорода,
    выделение углекислого газа и водных паров.
    Дыхательное движение – это экскурсия грудной клетки за один вдох и выдох.
    Основные показатели дыхательных движений
    тип дыхания
    частота
    глубина
    ритм
    ГРУДНОЙ ТИП – осуществляется за счет сокращения межреберных мышц. При этом грудная клетка расширяется и слегка приподнимается во время вдоха, суживается и несколько опускается при выдохе. Чаще встречается у женщин.
    БРЮШНОЙ ТИП – движения происходят за счет диафрагмы. Во время вдоха диафрагма сокращается и опускается, что увеличивает отрицательное давление в грудной полости и легкие заполняются воздухом, брюшная стенка выпячивается. Во время выдоха диафрагма расслабляется и поднимается, брюшная стенка возвращается в исходное положение. Чаще встречается у мужчин.
    СМЕШАННЫЙ ТИП – в акте дыхания участвуют и межреберные мышцы и диафрагма (у детей).
    – у новорожденных – 40-50 в 1 мин;
    – к первому году – 30-40 в 1 мин;
    – к 5 годам – 20-25 в 1 мин;
    – к 10 годам и старше – 16-20 в мин;
    В зависимости от положения тела ЧДД составляет:
    – лежа – 14-16 в 1 мин;
    – сидя – 16-18 в мин;
    – стоя – 18-20 в 1 мин.
    Нервное напряжение учащает дыхание. У тренированных людей частота дыхания – 6-8 в 1 мин.
    -поверхностное
    -глубокое
    Дыхание здорового человека ритмичное, отличается одинаковой частотой вдоха и выдоха.
    Спокойное дыхание
    Нормальное ритмичное дыхание – ЧДД =16-20 в 1 минуту
    Тахипноэ
    Учащенное неглубокое дыхание – ЧДД больше 20 в 1 минуту. При повышении температуры тела на 10 С дыхание учащается на 4 дыхания в минуту
    Брадипноэ
    Замедленное, редкое дыхание с частотой 12 и менее
    в минуту
    Апноэ
    Остановка дыхания от нескольких секунд
    до 0,5-1 минут
    Гиперпноэ
    Углубленное, но нормальное по частоте дыхание
    Патологические типы дыхания
    Вид дыхания
    Характеристика
    Одышка – нарушение частоты, ритма, глубины дыхания, проявляющееся субъективным ощущением нехватки воздуха, бывает:
    u физиологической (например, после выполнения здоровым человеком физической работы);
    u патологической (при заболеваниях легких, сердца и др.). При заболеваниях органов дыхания одышка, как правило, проявляется увеличением частоты дыхательных движений, что в известной степени компенсирует нарушение легочной вентиляции и газообмена в легких.
    Различают следующие виды патологической одышки:
    · инспираторную: затруднен вдох, возникает при механических препятствиях в верхних дыхательных путях (стеноз гортани, спазм голосовой щели, сдавление крупного бронха опухолью и т.д);
    · экспираторную: затруднен выдох, возникает при сужении мелких бронхов (бронхиальная астма);
    · смешанную: затруднен и вдох и выдох.
    дыхание КУССМАУЛЯ
    Редкое, глубокое, шумное, наблюдается при глубокой коме (например диабетической).
    дыхание ЧЕЙН-СТОКСА
    Дыхательные движения имеют определенный цикл: вначале поверхностное и более редкое, они с каждым дыханием становится глубже и чаще, доходят до максимума, а затем постепенно снова убывают и переходят в длительное апноэ (от 0,5 до 1 мин), после паузы повторяется тот же цикл (наблюдается при заболеваниях головного мозга).
    дыханиеБИОТА
    Чередование равномерных ритмичных глубоких дыхательных движений и длительных пауз (до полминуты и более). Характерно для органических поражений мозга, расстройства кровообращения, интоксикации, шока, менингита, алкогольной интоксикации, острого нарушения мозгового кровообращения.
    O Ортопноэ – одышка в положении лежа.

  9. Я вся в маму Ответить

    По артериям малого круга кровообращения в лёгкие поступает венозная кровь, которая обогащается здесь кислородом и становится артериальной. Одновременно венозная кровь освобождается от углекислого газа, который проникает в лёгочные пузырьки и во время выдоха выводится из организма.
    Далее уже артериальная кровь по сосудам большого круга кровообращения движется по направлению к органам тела и обогащает их ткани кислородом. Кислород необходим для процессов жизнедеятельности клетки. При этом образуется углекислый газ, поступающий из клеток тканей в кровь, в результате чего кровь из артериальной становится венозной. Поступление воздуха в лёгкие происходит автоматически под влиянием нервной системы в результате дыхательных движений – вдоха и выдоха, которые осуществляются с помощью межрёберных мышц и диафрагмы (мышечной перегородки, разделяющей грудную и брюшную полости).
    Остановка дыхания является одной из распространённых причин смертей из-за несчастных случаев, например, при утоплении. Постарадавшего необходимо вытащить из воды, очистить ротовую и носовую полости от песка и слизи, освободить желудок и дыхательные пути от воды. Затем нужно приступить к искусственному дыханию.
    Целью искусственного дыхания является немедленное наполнение лёгких пострадавшего воздухом (даже воздух, выдыхаемый человеком, содержит достаточно кислорода для дыхания). Делая выдох в рот пострадавшего, убедитесь, что его грудная клетка поднимается; в противном случае ваш воздух просто не достигает цели. Выдохи следует выполнять каждые пять секунд; восстановление дыхания произошло, если человек начинает делать самостоятельно больше 10 выдохов в минуту.
    Искусственное дыхание часто сопровождается непрямым массажем сердца. Его целью является восстановление циркуляции крови по организму: любое сжатие сердца заставляет её двигаться по сосудам точно также, как это происходит, если сердце бьётся самостоятельно. Если у человека отсутствует пульс, положите его на спину, нащупайте угол ребёр в нижней части грудной клетки, положите на нижний край рёбер основание ладони (на ширине двух пальцев от её края). Накройте свою ладонь другой ладонью, наклонитесь вперёд так, чтобы оказаться над грудиной, и прямыми руками переместите ваш вес на ладони. Нажимайте на грудную клетку около 15 раз с интервалом в 1 секунду так, чтобы она уходила вниз на 4–5 см (у ребёнка – на 2,5–4 см). После серии нажатий пару раз вдохните пострадавшему воздух в рот, затем продолжите массаж сердца. Каждые 3 минуты проверяйте наличие пульса на шее. Когда коже вернется её здоровый цвет, возобновятся пульс и самостоятельное дыхание, можно считать, что цель достигнута.

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *