Тема 19. Система дихання (будова, функції)

План

1. Загальні відомості про дихальну систему.

2. Будова повітроносних шляхів:

а) будова гортані;

б) будова трахеї;

в) будова бронхів.

3. Будова дихальної системи:

а) загальна будова легень;

б) будова легеневої часточки;

в) будова альвеол.

4. Середостіння, розташування органів у його відділах. Роль плеври у акті дихання.

6. Діафрагма і функціональні дихальні м’язи.

Дихальна система складається з парних легень, розташованих у грудній клітці і повітроносних трубок, що зв'язують їх з атмосферним повітрям. Повітря проходить через носові ходи, глотку, гортань, трахеї, бронхи, бронхіоли, легеневі альвеоли. 12 пар ребер, які оточують грудну порожнину, захищають серце і легені від механічних пошкоджень. Позаду кожне ребро з’єднується з одним із грудних хребців таким чином, що воно може підніматися й опускатися. Попереду 10 пар ребер приєднані до груднини, а 2 пари – вільні ребра. Важливими складовими дихальної системи є також міжреберні м'язи, які прикріплюються до ребер і діафрагми, котра відокремлює грудну порожнину від черевної.

Легені, що знаходяться в грудній клітці, відділені від її стінок плевральною порожниною – щілиноподібним простором, вистеленим еластичною прозорою оболонкою - плеврою. Внутрішній, вісцеральний листок плеври окутує легені, а зовнішній, парієтальный, вистилає стінки грудної клітки і діафрагму. Плевральна порожнина містить рідину, яку виділяє плевра. Ця рідина зволожує плевру і тим самим зменшує тертя між її двома листками при диханні. Плевральна порожнина непроникна для повітря, і тиск у ній на 3-4мм рт.ст. нижчий, ніж у легенях. Завдяки цьому легені заповнюють практично всю грудну клітку, альвеоли розширюються і заповнюють будь-який додатковий простір, що виникає при розширенні грудної клітки.

Повітря надходить у легені і виходить з них завдяки роботі міжреберних м'язів і діафрагми; внаслідок їхнього позмінного скорочення і розслаблення змінюється об’єм грудної порожнини. Зовнішні міжреберні м'язи спрямовані під кутом вниз і вперед, а внутрішні – вниз і назад. Діафрагма складається з кільцевих і радіальних м'язових волокон, розташованих навколо центральної сухожилкової ділянки. При вдиху зовнішні міжреберні м'язи скорочуються, а внутрішні - розслаблюються. Унаслідок цього ребра відходять уперед, віддаляючись від хребта. Тим часом, скорочується, стаючи плоскою, діафрагма. Обидві ці дії приводять до збільшення об’єму грудної клітки. Внаслідок тиск у грудній клітці стає нижчим, ніж атмосферний, так, що повітря надходить усередину і заповнює альвеоли доти, поки тиск у легенях не зрівняється з атмосферним. Видих – процес у звичайних умовах, в основному, пасивний, що відбувається під дією еластичного скорочення розтягнутої легеневої тканини і розслаблення частини дихальних м'язів. Зовнішні міжреберні м'язи і діафрагма розслаблюються, повертаючись до попереднього положення і до колишніх своїх розмірів, а внутрішні міжреберні м'язи - скорочуються. Унаслідок цього об’єм грудної клітки зменшується, тиск у ній стає вищий, ніж атмосферний. Тому повітря виштовхується з легень, і видих, таким чином, закінчується.

При фізичному навантаженні має місце форсованого подиху. У дію вводяться додаткові м’язи, і видих стає більш активним процесом, який потребує витрати енергії. Внутрішні міжреберні м'язи скорочуються більш енергійно і різко відводять ребра вниз. Сильніше скорочуються і черевні м'язи, викликаючи більш активний рух діафрагми догори.

Повітря надходить через 2 ніздрі, у кожної з яких є облямівка волосків, які затримують сторонні частки. Носові ходи вистелені війчастим епітелієм, у якому є бокалоподібні клітини, які секретують слиз. Вони затримують будь-які часточки, яким удалося проникнути в ходи. Биття війок потім направляє ці часточки до задньої частини ротової порожнини, де вони проковтуються. Слиз зволожніє вдихуване повітря; тут, у носових ходах воно нагрівається завдяки кровоносним судинам, що залягають зверху. У покрівлі задньої частини ротової порожнини знаходиться нюховий епітелій, що складається з нейросекреторних і підтримуючих клітин, яких оточує густа сітка капілярів. Тут відбувається розпізнавання запахів.

Далі повітря попадає в глотку, де проходить їжа, тому голосова щілина захищена від потрапляння їжі трикутним клапаном із хрящової тканини - надгортанником.

Гортань розташовується на передній поверхні шиї, випинаючись між м'язами цієї області на рівні 4-6 шийних хребців. Вона утворена дев'ятьма хрящами. Прикріплені до них м'язи дозволяють цим хрящам рухатися один відносно одного. У гортані горизонтально розташовуються два ряди еластичних зв'язок, які називаються голосовими. Коли повітря із силою проштовхується через голосову щілину, виникають звукові хвилі. Зі зміною натягу голосових зв'язок змінюється висота звуку. З внутрішньої поверхні гортань вистелена слизуватою оболонкою, що містить дрібні скупчення лімфоїдної тканини і залози, які виробляють слиз.

Трахея являє собою трубку довжиною 11-13см, побудовану з 16-20 гіалінових хрящів, які мають С-подібну форму і з'єднаних сполучнотканинною перетинкою, поверненою до стравоходу; це не дозволяє трахеї спадатися при вдиху. Верхнім своїм кінцем трахея прикріплюється до перстнеподібного хряща за допомогою зв'язок на рівні 6-7 шийних хребців, а на рівні 4-5 грудних хребців вона переходить у бронхи. Зсередини трахея вистелена псевдобагаторядним війчастим циліндриним епітелієм, у якому знаходяться секретуючі слиз, бокалоподібні клітини й окремі вузлики лімфоїдної тканини. Слиз і війки змивають механічні частинки із трахеї.

На нижньому кінці трахея розділяється на два бронхи; правий у свою чергу розділяється на три менших бронхи, кожний з яких направляється до однієї з трьох часток правої легені. Аналогічним чином, лівий бронх розділяється на два бронхи, які закінчуються в двох частках лівої легені. В обох легенях кожен бронх багато раз розгалужується на ще більш тонкі трубки, які називаються бронхіолами. Наявні в бронхах С-подібні хрящі в більш дрібних трубках замінені хрящовими пластинками неправильної форми, а в бронхіолах, діаметр яких 1мм, хряща не має взагалі. Стінка складається з гладенької мускулатури, сполучної тканини з еластичними волокнами, які забезпечують можливість розтягання й пружного звуження бронхіол, і війчастого епітелію, що їх вистилає. Самі дрібні трубочки – дихальні бронхіоли. Їх діаметр становить близько 0,5мм. Вони, у свою чергу, поділяються на численні альвеолярні ходи, вистелені кубічним епітелієм, і закінчуються альвеолами.

Усі разом альвеоли і створюють поверхню газообміну. Їхня кількість сягає сотень мільйонів з площею в десятки квадратних метрів. Товщина альвеолярної стінки становить близько 0,0001мм. Зовнішня поверхня альвеолярної стінки покрита густою сіткою кровоносних капілярів; усі вони мають початок від легеневої артерії і наприкінці об’єднуються у легеневу вену. Кожна альвеола вистелена плескатим епітелієм, покрита сурфактантом. У її стінці присутні також колаген і еластичні волокна, що додають гнучкості і дозволяють альвеолі змінювати свій об’єм при вдиху і видиху. Кисень, що розчинився в шарі вологи на поверхні епітелію альвеол, дифундує через тонкий бар'єр, який утворений з цього епітелію і ендотелію капілярів. Тут він з'єднується в еритроцитах з гемоглобіном, який внаслідок цього перетворюється в оксигемоглобін. Вуглекислий газ дифундує в зворотному напрямку – із крові в порожнину альвеол. Діаметр альвеолярних капілярів менший, ніж діаметр еритроцитів, і вони протискуються під тиском крові. При цьому велика частка їхньої поверхні приходить у контакт із поверхнею альвеол, на яких здійснюється газообмін, і в еритроцити, таким чином, надходить більше кисню. Крім того, еритроцити рухаються по капілярам відносно повільно, так, що газообмін може відбуватися довше. Коли кров залишає альвеоли, то парціальний тиск кисню і двоокису вуглецю у ній ті ж, що й у повітрі альвеоли.

Мимовільну регуляцію дихання здійснює дихальний центр, який знаходиться у довгастому мозку. Вентральна частина дихального центру відповідальна за стимуляцію вдиху (інспіратор ний центр). Дорсальна частина й обидві латеральні – гальмують вдих і стимулюють видих, вони носять загальну назву – експіраторний центр.

Дихальний центр зв'язаний з діафрагмою діафрагмальними і грудними нервами. Бронхи й альвеоли іннервуються гілочками блукаючого нерва. Головним фактором, що регулює частоту дихання, є концентрація вуглекислого газу у крові. При його підвищенні, хеморецептори каротидної зони й аортальної зони надсилають нервові імпульси в інспіратор ний центр. Від нього через діафрагмальні і грудні нерви надходять імпульси в діафрагму і міжреберні м'язи, що призводить до їхнього скорочення. Таким чином, автоматично стимулюється вдих. При вдиху альвеоли розширюються і рецептори, які здатні до розтягування, і знаходяться в альвеолах і бронхіальному дереві, посилають імпульси в експіраторний центр, який автоматично гальмує вдих. Дихальні м'язи розслаблюються – починається видих. Після видиху альвеоли вже не розтягнуті, і рецептори, здатні до розтягування, більше не піддаються стимуляції. Тому експіраторний центр відключається – вдих може початися знову. У певній мірі частота і глибина дихання можуть регулюватися довільно. При активації симпатичного відділу ЦНС бронхи розширюються, полегшуючи газообмін, а при активації парасимпатичного відділу – збільшується виділення слизу.