Система дыхания, исследования внешнего дыхания

1. Строение и функции системы дыхания, значение дыхания для организма.

Система дыхания – комплекс структур, которые участвуют в газообмене механизме его регуляции.

Биологические процессы на уровне отдельной клетки и целого органа осуществляются с помощью кислорода. Поэтому главной функцией дыхания является постоянное снабжение кислородом митохондрий клеток.

Суммарным показателем активности дыхательной системы является потребность кислорода (ПК) за 1 мин. У взрослого человека в состоянии покоя ПК cocтав приблизительно 3,5 мл мин на килограмм веса. Любое повышение функционального состояния, особенно при работе мышц требует усиления функции всех органов дыхания.

Основная роль в системе дыхания принадлежит легким (рис.1.А), которые состоят из следующих образовании: 1. Воздухоносные пути (респираторный отдел)

а) гортань

б) трахея

Структурной единицей легкого является его долька (рис . 1.В)

в) бронхи и бронхиолы (рис.1.А)

2. Легочные альвеолы с капилярной сетью (рис. 1.Б)

Рис. I. Строение легких. А - воздухоносные пути и респираторные отделы; Б - легочные альвеолы и их кровоснабжение; В - долька легкого.

Основными структурными системами дыхания, без которых этот процесс невозможен, являются:

1. Дыхательная мускулатура;

2. Грудная клетка;

3. Дыхательные периферические нервы.

4.Нервные центры;

5 Рецепторы дыхательных путей и легких

2. Основные этапы процесса дыхания. Внешнее дыхание

Выделяют 5 основных этапов газопереноса в системе дыхания:

а)конвекционное прохождение воздуха в воздухоносные пути и диффузия газов между воздухоносными путями и альвеолами (внешнее дыхание);

б) диффузия газов между альвеолами и кровью;

в) перенос газов кровью

г) диффузия газов между капиллярной кровью и тканями;

д) внутреннее или тканевое дыхание (изучается биохимией)

Упрощенная схема всего процесса газопереноса представлена на рис.2

На 1-м этапе газопереноса (внешнее дыхание) в альвеолы через воздухоносные пути поступает воздух, а затем, обогащенный CO2 и с уменьшенной концентрацией О2 выводится из альвеол.

Рис.2. Газообмен между внешней средой и організмом

2. Физиологическая характеристика дыхательных путей, их функции. Значение мерцательного эпителия

Дыхательные пути начинаются:

а) носовыми ходами

б) полостью рта

в) гортанью

Размещенная за гортанью трахея делится на два бронха, которые многократно делятся 20-25 paз (генерация бронхов). Общий диаметр просвета на 4-й генерации составляет 2.0-2.5 см2, а на уровне 23 генерации суммарный просвет-11100 см2 многократно возрастает.

Дыхательные пути делят на зоны:

1)кондуктивная (проводящая), газообмена не происходит (1-16 генерация);

2)транзиторная - 17-23 генерации бронхов. Обмен газами начинается (дыхательные бронхи, в их стенках - одиночные альвеолы);

3)дыхательная зона - 23 генерация бронхов переходит в альвеолы.

Воздухоносные пути почти не принимают участия в газообмене. Однако он обеспечивает кондиционирование воздуха. Его основными механизмами являются: 1-согревание через широкую сеть кровеносных капилляров слизистой бронхов;

2 - увлажнение - независимо oт влажности атмосферного воздуха воздух легких насыщен водными парами в 100% концентрации.

3 – очистка воздуха - частицы размером более 10 мкм задерживаются на влажных слизистых полости рта, носовых ходов, гортани.

Те частицы, которые преодолели эти препятствия, оседают на стенках трахеи, бронхов, покрытых мерцательным эпителием. Его клетки осуществляют колебательные движения: они свободно движутся в направлении выдоха и быстро возвращаются в исходное положение. Поэтому слизь вместе с частицами постепенно, со скоростью около I см/мин движется в направлении гортани, где отхаркивается или проглатывается. Частицы, которые попали в альвеолы, могут поглощаться альвеолярными макрофагами, где они остаются на протяжении многих лет.

4 - рефлекторная очистка воздухоносных путей с помощыо кашля и чихания. При этом вместе со струей воздуха удаляются пылевые частицы или химические вещества.

При движении воздуха по начальным отделам воздухоносных путей основным механизмом является конвекция, между бронхиолами и альвеолами – диффузия. Это один из механизмов, который обеспечивает постоянство содержания газов в альвеолах.

Важной для человека и животных функцией гортани является речеобразование - при выдохе ширина гортанной щели регулируется мышцами гортани, обеспечивая появление звуков различной высоты.