Строение и функции органов дыхания — урок. Биология, 9 класс.
Дыхательная система выполняет функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведении из него углекислого газа.
Дыхательные (воздухоносные) пути — это последовательно соединённые между собой полости и трубки, по которым воздух, содержащий кислород, из окружающей среды достигает лёгких.
Систему органов дыхания составляют лёгкие, расположенные в грудной полости, и воздухоносные пути (полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи).
Верхние дыхательные пути
В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется.
В полости носа, которая выстлана слизистой оболочкой и покрыта ресничным эпителием, выделяется слизь. Она увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички.
Слизистая оболочка согревает воздух, т.к. она обильно снабжается кровеносными сосудами. Из носовой полости воздух попадает в носоглотку, а затем в гортань, от которой начинаются нижние дыхательные пути.
Нижние дыхательные пути
Гортань выполняет две функции – дыхательную и образование голоса.
Гортань образована несколькими хрящами, самым крупным из которых является щитовидный. Специальный надгортанный хрящ (надгортанник) прикрывает вход в гортань во время глотания пищи.
В гортани находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Между голосовыми связками находится голосовая щель. Гортань принимает участие только в образовании звука (в членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое нёбо, околоносовые пазухи). Звук возникает в результате колебания голосовых связок.
Высота голоса человека связана с длиной голосовых связок. Чем короче голосовые связки, тем больше частота их колебаний и тем выше голос. У женщин и детей голосовые связки короче, чем у мужчин, поэтому женский голос и голос ребенка всегда выше. Гортань изменяется с возрастом (что связано с развитием половых желез). Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются и их голос меняется (мутирует).
Из гортани воздух поступает в трахею.
Трахея — это трубка, длиной 10—11 см, состоящая из 16—20 хрящевых, незамкнутых сзади, колец (полуколец), не позволяющих её стенкам спадаться. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью, она мягкая и прилегая к пищеводу, не мешая прохождению пищи.
Трахея разветвляется на два бронха, которые входят в правое и левое лёгкие.
Лёгкие
Лёгкие — парные органы, расположенные в грудной полости.
В лёгких бронхи ветвятся на более мелкие бронхи — бронхиолы, образуя бронхиальное дерево.
Бронхи и брохиолы выстланы реснитчатым эпителием.
Лёгкие состоят из легочных пузырьков — альвеол.
Стенка альвеолы образована однослойным эпителием и оплетена сетью капилляров.
В альвелоах происходит газообмен.
Источники:
Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г./Под ред. Пасечника В.В. Биология. 8 класс.– М.: Просвещение
Любимова З.В., Маринова К.В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс – М.: Владос
Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель
Строение дыхательной системы человека – Российский учебник
Дыхательная система — совокупность органов, обеспечивающих поступление кислорода из окружающего воздуха в дыхательные пути, и осуществляющих газообмен, т.е. поступление кислорода в кровоток и выведение углекислого газа из кровотока обратно в атмосферу. Однако дыхательная система — это не только обеспечение организма кислородом — это еще и человеческая речь, и улавливание различных запахов, и теплообмен.
Органы дыхательной системы человека условно делятся на дыхательные пути, или проводники, по которым воздушная смесь поступает к легким, и легочную ткань, или альвеолы.
Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на верхние и нижние. К верхним относятся:
- нос и его придаточные пазухи
- ротоглотка
- гортань
- трахея
- главные бронхи
- бронхи следующих порядков
- терминальные бронхиолы.
Носовая полость — первый рубеж при поступлении воздуха в организм. На пути пылевых частиц встают многочисленные волоски, расположенные на слизистой полости носа, и очищают проходящий воздух. Носовые раковины представлены хорошо кровоснабжаемой слизистой и, проходя сквозь извитые носовые раковины, воздух не только очищается, но и согревается.
Также нос – орган, благодаря которому мы наслаждаемся ароматом свежей выпечки, или точно можем определить местонахождение общественного туалета. А все потому, что на слизистой верхней носовой раковины расположены чувствительные обонятельные рецепторы. Их количество и чувствительность генетически запрограммированы, благодаря чему парфюмеры создают запоминающиеся ароматы духов.
Проходя сквозь ротоглотку, воздух попадает в гортань. Как же получается, что пища и воздух проходят через одни и те же части тела и не смешиваются? При глотании надгортанник прикрывает дыхательные пути, и пища попадает в пищевод. При повреждении надгортанника человек может поперхнуться. Попадание еды в дыхательные пути требует немедленной помощи и может даже привести к смерти.
Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани — щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя адамово яблоко, или кадык. Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.
Дальше на пути воздуха встают голосовые связки. Именно проходя через голосовую щель и заставляя дрожать натянутые голосовые связки, человеку доступна не только функция речи, но и пение. Некоторые уникальные певцы могут заставить дрожать связки с частотой 1000 децибел и силой своего голоса взрывать хрустальные стаканыЧерез гортань и голосовые связки воздух поступает в трахею. Трахея анатомически делится на шейную и грудную части. Анатомическим ориентиром является яремная вырезка грудины.
Трахея имеет строение хрящевых полуколец. Передняя хрящевая часть обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха за счет того, что трахея не спадается. Сзади к трахее прилегает пищевод, и мягкая часть трахеи не задерживает прохождение пищи по пищеводу.
Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких — альвеол. Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева, похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.
Множество альвеол формируют легкие. Легкие — парный орган. Природа позаботилась о своих нерадивых детях, и некоторые важные органы – легкие и почки – создала в двойном экземпляре. Человек может жить и с одним легким. Легкие расположены под надежной защитой каркаса из прочных ребер, грудины и позвоночника.
Биология. 9 класс. Человек. Методическое пособие. Вертикаль. ФГОС
Методическое пособие подготовлено к изданному в соответствии с ФГОС учебнику М.Р. Сапина, Н.И. Сонина «Биология. Человек. 9 класс». Пособие содержит подробные разработки уроков, включающие цели, основное содержание урока, планируемые результаты (личностные, метапредметные, предметные), необходимое для урока оборудование, а также изложение хода урока и дополнительную информацию для учителя. Купить Функции дыхательной системыИнтересно, что легкие лишены мышечной ткани и сами дышать не могут. Дыхательные движения обеспечивает работа мышц диафрагмы и межреберных мышц.
Наглядно представить работу дыхательных мышц поможет опыт с моделью Дондерса, описанный на странице 177 учебника «Биология 9 класс» под редакцией Пономаревой И.Н.
Легкие и грудная клетка выстланы плеврой. Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной, или висцеральной. А та, которая покрывает ребра, – пристеночной, или париетальной. Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен.
При вдохе мышцы растягивают легочную ткань, как умелый музыкант меха у баяна, и воздушная смесь атмосферного воздуха, состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно бо´льшим содержанием углекислого газа – 4%.
Чтобы представить масштаб газообмена, только подумайте, что площадь всех альвеол человеческого организма примерно равна волейбольной площадке.
Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом — специальной смазкой, содержащей липидные комплексы.Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.
Если вспомнить основы химии, а конкретно – тему растворимость газов в жидкостях, особо дотошные могут сказать: «Ерунда какая, ведь растворимость газов с повышением температуры уменьшается, а тут вы рассказываете, что кислород отлично растворяется в теплой, почти горячей — примерно 38-39
И они правы, но забывают, что эритроцит содержит гемоглобин-захватчик, одна молекула которого может присоединить 8 атомов кислорода и транспортировать их к тканям!
В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.
Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.
Дыхание и газообмен – самые важные функции дыхательной системы, но далеко не единственные. Дыхательная система обеспечивает поддержание теплового баланса за счет испарения воды при дыхании. Внимательный наблюдатель замечал, что в жаркую погоду человек начинает чаще дышать. У людей, правда, этот механизм работает не так эффективно, как у некоторых животных, например у собак.
Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.
Комплект таблиц. Биология. 8-9 классы. Человек (12 таблиц)
Учебный альбом из 12 листов. Типы тканей. Головной мозг. Спинной мозг. Функции нервной системы. Строение и работа сердца. Связь кровообращения и лимфообращения. Дыхание. Пищеварение. Строение почки. Строение и функции кожи. Строение и типы костей. Строение мышц. Восприятие. Органы чувств..
КупитьРегуляция
Казалось бы, что тут сложного. Содержание кислорода в крови снизилось, и вот она – команда для вдоха. Однако на самом деле механизм значительно сложнее. Ученые до сих пор не разгадали механизм, благодаря которому человек дышит. Исследователи лишь выдвигают гипотезы, и только некоторые из них доказываются сложными экспериментами. Точно установлено лишь то, что истинного водителя ритма в дыхательном центре, подобного водителю ритма в сердце, нет.
- дорсальная группа — основной источник импульсов, которые обеспечивают постоянный ритм дыхания;
- вентральная группа — контролирует уровень вентиляции легких и может стимулировать вдох или выдох в зависимости от момента возбуждения.Именно эта группа нейронов управляет мышцами брюшного пресса и живота для глубокого дыхания;
- пневмотаксический центр — благодаря его работе происходит плавная смена выдоха вдохом.
Для полноценного обеспечения организма кислородом нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение ритма и глубины дыхания. Благодаря отлаженной регуляции даже активные физические нагрузки практически не влияют на концентрацию кислорода и углекислого газа в артериальной крови.
В регуляции дыхания участвуют:
- хеморецепторы каротидного синуса, чутко реагирующие на содержание газов О2 и СО2 в крови. Рецепторы расположены во внутренней сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща;
- рецепторы растяжения легких, расположенные в гладких мышцах бронхов и бронхиол;
- инспираторные нейроны, расположенные в продолговатом мозге и варолиевом мосту (делятся на ранние и поздние).
Что ещё почитать?
Сигналы с различных групп рецепторов, расположенных в дыхательных путях, передаются в дыхательный центр продолговатого мозга, где в зависимости от интенсивности и продолжительности формируется импульс к дыхательному движению.Расположенный в продолговатом мозге дыхательный центр контролирует уровень напряжения газов крови и регулирует вентиляцию легких с помощью дыхательных движений, чтобы концентрация кислорода и углекислого газа была оптимальной. Регуляция осуществляется при помощи механизма обратной связи.
5.1.3. Строение и функции дыхательной системы
совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа, образовавшегося в процессе обмена веществ. В результате биологического окисления в клетках освобождается энергия для жизнедеятельности организма.
носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие — обеспечивают циркуляцию воздуха и газообмен.
Выполняют функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведении из него углекислого газа.
Воздухоносными путями служат полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие. В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен. В полости носа, которая выстлана слизистой оболочкой и покрыта ресничным эпителием, выделяется слизь. Она увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, т.к. она обильно снабжается кровеносными сосудами. Воздух через носовые ходы поступает в носоглотку и затем в гортань.
выполняет две функции – дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. В гортани находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое нёбо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует). Из гортани воздух поступает в трахею.
трубка, длиной 10—11 см, состоящая из 16– 20 хрящевых, незамкнутых сзади, колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.
Трахея делится на два упругих главных бронха. Главные бронхи ветвятся на более мелкие бронхи – бронхиолы. Бронхи и брохиолы выстланы реснитчатым эпителием. Бронхиолы ведут в легкие.
парные органы, расположенные в грудной полости. Легкие состоят из легочных пузырьков – альвеол. Стенка альвеолы образована однослойным эпителием и оплетена сетью капилляров, в которые поступает атмосферный воздух. Между наружным слоем легкого и грудной клеткой есть плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, уменьшающей трение при движении легких. Она образована двумя листками плевры, один из которых покрывает легкое, а другой выстилает грудную клетку изнутри. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст. При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.
Дыхательные движения контролируются дыхательным центром продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители. Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации углекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произвольно задержать дыхание на некоторое время объясняется контролирующим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.
Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови – в ткани.
Давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном. Поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.
Кислород транспортируется к тканям в составе оксигемоглобина. От тканей к легким небольшая часть углекислого газа переносится карбогемоглобином. Большая же часть образует с водой углекислоту, которая в свою очередь образует бикарбонаты калия и натрия. В их составе углекислый газ переносится к легким.
Тематические задания
А1. Газообмен между кровью и атмосферным воздухом
происходит в
1) альвеолах легких
2) бронхиолах
3) тканях
4) плевральной полости
А2. Дыхание – это процесс:
1) получения энергии из органических соединений при участии кислорода
2) поглощения энергии при синтезе органических соединений
3) образования кислорода в ходе химических реакций
4) одновременного синтеза и распада органических соединений.
А3. Органом дыхания не является:
1) гортань
2) трахея
3) ротовая полость
4) бронхи
А4. Одной из функций носовой полости является:
1) задержка микроорганизмов
2) обогащение крови кислородом
3) охлаждение воздуха
4) осушение воздуха
А5. Гортань от попадания в нее пищи защищает(ют):
1) черпаловидный хрящ
3) надгортанник
2) голосовые связки
4) щитовидный хрящ
А6. Дыхательную поверхность легких увеличивают
1) бронхи
2) бронхиолы
3) реснички
4) альвеолы
А7. Кислород поступает в альвеолы и из них в кровь путем
1) диффузии из области с меньшей концентрацией газа в область с большей концентрацией
2) диффузии из области с большей концентрацией газа в область с меньшей концентрацией
3) диффузии из тканей организма
4) под влиянием нервной регуляции
А8. Ранение, нарушившее герметичность плевральной полости приведет к
1) торможению дыхательного центра
2) ограничению движения легких
3) избытку кислорода в крови
4) избыточной подвижности легких
А9. Причиной тканевого газообмена служит
1) разница в количестве гемоглобина в крови и тканях
2) разность концентраций кислорода и углекислого газа в крови и тканях
3) разная скорость перехода молекул кислорода и углекислого газа из одной среды в другую
4) разность давлений воздуха в легких и плевральной полости
В1. Выберите процессы, происходящие при газообмене в легких
1) диффузия кислорода из крови в ткани
2) образование карбоксигемоглобина
3) образование оксигемоглобина
4) диффузия углекислого газа из клеток в кровь
5) диффузия атмосферного кислорода в кровь
6) диффузия углекислого газа в атмосферу
В2. Установите правильную последовательность прохождения атмосферного воздуха через дыхательные пути
А) гортань
В) бронхи
Д) бронхиолы
Б) носоглотка
Г) легкие
Е) трахея
Здоровье
Дыхание — это процесс поглощения кислорода и выделения углекислого газа. Дыхание — жизнь, а кислород — самое необходимое вещество. Еще в утробе ребенок начинает дышать через кровеносную систему матери. Ни одна клетка в нашем организме не сможет существовать без газообмена, именно поэтому природа все предусмотрела и создала дыхательную систему.
Содержание статьиДыхательная система человека
Человек может испытывать голод не только во время нехватки еды и воды, но и при недостатке кислорода. Только с дыханием не надо составлять график “питания”, ставить напоминалку в телефоне или выделять время на обед. Дышим мы всегда — даже во сне.
Процесс дыхания у всех позвоночных (в том числе у человека) состоит из нескольких этапов:
- Внешнего дыхания — газообмен между окружающей средой и кровью. Воздух попадает в организм через нос или рот, проходит гортань, трахею и бронхи. Все это происходит с помощью легких. Слышали что-нибудь о том, что дыхание осуществляется еще с помощью кожи? Это правда, но всего на 1-2% от всего дыхания.
- Легкие работают благодаря сокращению грудной клетки.
- Транспортировки газов кровью — после бронхов, газы оказываются в альвеолах. Стенки легочных пузырьков оплетены кровеносными капиллярами, которые позволяют совершать газообмен с тканями и органами через кровь.
- Тканевого дыхания — кровь доносит кислород до клеток и тканей. Газ окисляется, что позволяет выделять энергию, которая как раз и является катализатором всех процессов жизнедеятельности.
И хотя дыхание — это самостоятельный процесс, который не нуждается в человеческом контроле, бывает, что человек начинает дышать неправильно. Это происходит по многим причинам.
Различные травмы, болезни или даже осознанно. Многие “эксперты” учат людей глубокому дыханию, хотя это совершенно неверно. Глубокие вдохи провоцируют гипервентиляцию легких, которая приводит к различным заболеваниям (например, астме и гипертонии). Правильное же дыхание предотвращает частые процедуры, улучшает состояние кожи и даже помогает в избавлении от лишнего веса.
Правильное дыхание должно быть легким и поверхностным. Конечно, организму необходимо получать достаточное количество кислорода. Не меньше, но и не больше. Бери пример с детского дыхания. Да, перестроиться будет сложно, но это продлит твою жизнь и укрепит здоровье.
Дыхательная система человека: общие сведения
Дыхательная система — это система органов, которые обеспечивают газообмен между окружающей средой и организмом человека. Мы вдыхаем (почти) чистый живительный кислород и выдыхаем углекислый газ. Всего несколько секунд, но в этот момент внутри нас происходит очень сложный процесс. Также дыхание участвует в теплообмене, обонянии, формировании голосовых звуков и метаболических процессах.
Если возникает какая-то маленькая проблема в любом из органов дыхания, то функциональность обмена газов снижается. Человек начинает испытывать кислородное голодание, появляется головокружение и прочие неприятные последствия.
Строение и функция дыхательной системы
Дышать необходимо именно носом, а не ртом. Так как нос — это своеобразный фильтр и обогреватель. Он делает воздух чуть теплее и избавляет его от опасных микроорганизмов. Рот с этими функциями не справится, поэтому если ты будешь дышать ртом, то можешь очень легко заболеть. Проходя воздухоносные пути, воздух в итоге попадает в легкие. Именно в них и происходят основные процессы газообмена.
В крови содержатся эритроциты. Они помогают прикреплять кислород к крови (можно сказать, что они — это вагон в кровяном поезде). В капиллярах, которые оплетают легочные пузырьки, кровь насыщается кислородом и затем разносит его по станциям органов и тканей. Там место кислорода занимает углекислый газ и совершается обратный маршрут поезда, который живет в каждом из нас.
Регуляция процесса дыхания
Дыхание происходит самопроизвольно. Человеку не надо следить каждую секунду за своими вдохами и выдохами. Но при этом, при желании, он может его контролировать. Чаще всего это происходит во время занятий спортом, йогой, специальной гимнастикой или медитацией.
Если ты дышишь правильно, то организм получает нужное ему количество кислорода и вовремя избавляется от углекислого газа. Во время сильных физических нагрузок или стресса дыхание ускоряется, так как нервная система сообщает дыхательному центру о том, что что-то идет не так. Воздуха не хватает, надо активнее работать, иначе наступит кислородное голодание.
Если же этот процесс как-то нарушается, то ты чувствуешь дезориентацию, головокружение и даже можешь потерять сознание. При долгой нехватке воздуха происходят мозговые нарушения и даже смерть. Именно поэтому дыхание — одна из важнейших функций.
Органы дыхательной системы
Дыхательную систему разделяют на дыхательные пути (органы, через которые кислород поступает в организм) и легкие (главный орган этой системы). Дыхательные пути в свою очередь делятся на верхние и нижние. Каждый орган выполняет свою, очень важную функцию.
Верхние дыхательные пути
Нос
Нос — один из двух органов дыхательной системы, которой ты можешь потрогать прямо сейчас своими руками. Полость носа выстлана маленькими волосиками — фильтрами, которые не дают пыли из воздуха попасть дальше в организм. Также, нос богат слизистыми железами, которые выделяют специальную жидкость. Она не пропускает опасные микроорганизмы, не дает им размножаться и в итоге уничтожает.
Носовая полость разделена на 2 части с помощью маленькой костной перегородки. Каждая ноздря разделяется на еще несколько путей посредством костных пластинок. Из них уже идут ходы к придаточным пазухам. Они увеличивают объем полости носа.
Рот
Ротовую полость можно назвать запасной. Через нее ты можешь дышать, если у тебя сломан нос или насморк мешает поступлению кислорода. Но это может быть опасно, так как рот не имеет ни специальной слизи, ни волосков, призванных филировать и очищать воздух. Вместе с кислородом через рот в организм попадает пыль и опасные микроорганизмы. Также этот путь более короткий, а значит воздух просто не успевает нагреться до необходимой температуры.
Глотка
Глотка — место соединения носовой и ротовой полости с гортанью. В ней нагревается поступающий газ, а также она контролирует поступление воздуха в легкие, а пищи — в желудок.
Нижние дыхательные пути
Гортань
Гортань расположена в передней части шеи. Она состоит из четырех хрящевых колец, которые соединены между собой специальной соединительной тканью. Она обеспечивает подвижность гортани, но только в строго ограниченном диапазоне.
В этой области также расположены голосовые связки и мышцы, которые обеспечивают человеку речь.
Трахея
Трахея — это своеобразная трубка, которая обеспечивает прохождение воздуха по шейному отделу в бронхи. Также в ней содержатся дополнительные фильтры в виде ресничного эпителия и слизи, которые очищают кислород от оставшейся пыли и других возможных загрязнений.
В итоге газ оказывается в легких, которые расположены в грудной области. Они защищены ребрами и диафрагмой. Снаружи легкое покрыто серозной плеврой, которая состоит из двух слоев, максимально укрывая легкие от возможных повреждений. Внутри легких присутствует небольшое количество серозной жидкости, которая облегчает движения. Между легкими расположено средостение. В нем же находятся трахея, пищевод, грудной лимфопроток, сердце и сосуды. В легкие вплетены пучки из бронхов, нервов и артерий. Бронхи вообще образуют целое ветвистое дерево внутри легких (в левом легком 2 ветви, в правом — 3). Затем они сужаются и переходят в альвеолы — пункт назначения кислорода.
Дыхательная система — это слаженный механизм, который обеспечивает человеку жизнь. Правильное дыхание — залог здоровья. Оно предотвращает появление многих болезней и избавляет от хронических недугов. О правильном дыхании ты можешь узнать на авторском курсе Мари Дебошир “Воздух”.
Но одного правильного дыхания, конечно, недостаточно, важно также работать над осанкой, общим состоянием организма и ментальным спокойствием. Многие девушки мечтают о вечной красоте и молодости, но забывают о таких базовых основах.
Идеальная осанка, свежее молодое лицо и подтянутое тело могут стать твоей реальностью уже через 3 недели комплексной работы на нашем базовом марафоне “СмелоНЕТ”.
Читай подробности дальше и помни — изменить свою жизнь можешь только ты сама!
§37. Строение и функции дыхательной системы | 8 класс Учебник «Биология» «Атамура»
Дыхание — основа жизнедеятельности. Дыханием называют процесс газообмена между организмом и окружающей средой. Все живое, включая и человека, поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Работа каждой клетки организма (сокращение мышц, потоотделение, слюноотделение, проведение возбуждения и т. д.) связана с потреблением кислорода. При окислении и расщеплении органических веществ потребляется кислород и выделяется энергия. В организме нет запаса кислорода, поэтому вес без исключения клетки нашего тела должны непрерывно снабжаться им. Органы дыхания и кровеносная система обеспечивают газообмен между организмом и внешней средой и доставку кислорода. Он необходим для высвобождения энергии из органических веществ.
Строение дыхательной системы. К органам дыхания относятся носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие (рис. 107). Все перечисленные органы, кроме легких, называют воздухоносными путями.
Рис. 107. Дыхательная система:
Ротоваяя полость: 2 — глотка:,’? надгортанник:-/ — гортань: 5 трахея: 6 — правое легкое: 7 — бронхи; 8 левое легкое: 9 межреберные мышцы; 10 — хрящевые кольца трахеи: II ребра: 12 -диафрагма
Через носовые отверстия воздух поступает в носовую полость. Она делится на правую и левую половины костно-хрящевой перегородкой, т. е. у нас две носовые полости. Носовые полости выстланы изнутри слизистой оболочкой, покрытой эпителиальными клетками, имеющими реснички (волоски). Реснички создают сплошную ворсистую поверхность. Их сокращения способствуют удалению пылевых частиц. Слизистая оболочка обильно кровоснабжена, поэтому даже легкие травмы носа сопровождаются кровотечением. Капилляры согревают вдыхаемый воздух до температуры тела. Слизистая оболочка носа вырабатывает слизь. Благодаря этому вдыхаемый воздух увлажняется, задерживаются пылинки и микроорганизмы. Они оседают на стенках носовой полости. Слизь содержит вещества, убивающие микробов или препятствующие их распространению. В носоглотке уничтожается почти половина вдыхаемых микроорганизмов.
В носовой полости имеются окончания обонятельных нервов, воспринимающих запахи.
В носовой полости воздух очищается от пыли; увлажняется за счет слизи слизистой оболочки; согревается или охлаждается капиллярами; уничтожаются микроорганизмы.
В глотке пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Пища из глотки поступает в пищевод, а воздух через гортань поступает в трахею. Внутренняя поверхность гортанипокрыта слизистой оболочкой. Стенки состоят из нескольких хрящей. Самый крупный хрящ — щитовидный. Сверху находится надгортанник. Он закрывает вход в гортань во время глотания (рис. 108).
Между собой хрящи соединены полуподвижно. К хрящам прикрепляются мышцы. Между хрящами имеются слизистые складки 2 го .юсовые связки. Они прикрепляются к хрящам. Голосовые связки состоят из изогнутых, расположенных близко друг к другу эластичных волокон. Пространство между голосовыми связками называется го-
Рис. 108.Состояние дыхательных путей и пищевого канала:
/ при прохождении воздуха; 2 — при прохождении пиши; 3 во время разговора при еде пища может попасть н «дыхательное горло*, потому что надгортанник открыт
.юсовой щелью. Когда человек выдыхает воздух, голосовые связки со* к pai каются и появляется звук. При разгово|>е звук появляется за счет колебания голосовых связок воздухом. Колебания длинных голосовых связок вызывают низкие звуки. У мужчин гортань больше (11 мм), голосовые связки длиннее, голос грубый. Выпуклость на передней поверхности шеи, образованная щитовидным хрящом, называется адамовым яблоком (кадык). У женщин гортань меньше (36 мм), голосовые связки короче, частота их колебаний больше, и поэтому звук тоньше, голос выше. В ротовой полости формированию звука способствуют язык, губы, зубы.
Обычно у людей голоса не одинаковые. Это связано с шириной голосовой щели, формой и размером гортани, носовой и ротовой полостей. Имеют значение параметры языка, губ и зубов. Гортань проводит воздух и образует звук. Нижняя ее часть переходит в трахею.
Трахея дыхательная трубка, продолжение гортани. Находится она спереди от пищевода. Длина трахеи примерно 9-12 см. диаметр 15-18 мм.
Передняя стенка трахеи состоит из хрящевых полуколец, соединенных между собой связками. Хрящевые полукольца не дают спадаться стенкам трахеи, что способствует свободному доступу воздуха. Задняя стенка, прилегающая к пищеводу, состоит из соединительной ткани и мышечных волокон. Это не препятствует продвижению пиши по пищеводу.
На уровне 5 грудного позвонка трахея делится на 2 бронха, направляющихся к правому и левому легким. Бронхи (от греч. бронхос — дыхательное горло) — продолжение трахеи. Внутренняя поверхность их выстлана слизистой оболочкой. В легких бронхи делятся на множество разветвлений. Система внутрнлегочных бронхов образует бронхиальное дерево. Его конечные разветвления разделяются на бронхиолы (рис. 109). Бронхиола — самая тонкая ветвь. Бронхиолы заканчиваются легочными пузырьками — а.омеолами.
Дыхание, воздухоносные пути, носовая полость, глотка, гортань, надгортанник, голосовые связки. голо<х>вая щель, адамово яблоко, трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолы.
А
1. Почему дыхание называют основой жизни?
2. Расскажите о строении и функциях гортани.
3. Почему у мужчин голос низкий, а у женщин высокий?
В
1. Какие органы относятся к дыхательной системе? Какой путь проходит кислород в организме?
2. Расскажите о строении и функциях носовой полости.
3. Где расположены голосовые связки. Каково их значение?
с
1. Что служит источником энергии ДЛЯ человека? Какова связь между энергообеспечением организма и дыханием?
2. Где расположена трахея и каково ее строение?
3. Каково строение альвеол и где они расположены?
Строение и функции дыхательной системы ребенка 4-7 лет
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Поволжская государственная социально-гуманитарная академия» Факультет физической культуры и спорта
Реферат по дисциплине
«Медико-биологические основы физического воспитания»
Тема: «Строение и функции дыхательной системы ребенка
4-7 лет»
Выполнил: слушатель программы
профессиональной переподготовки
направления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование
профиль «Физическая культура»
Кондратьева Ирина Сергеевна
Проверил:
преподаватель по дисциплине «Медико-биологические основы физического воспитания» Гордиевский Антон Юрьевич
Самара, 2016
Содержание
Введение……………………………………………………….3
Основная часть………………………………………………..4
Список используемой литературы
Введение
Одними из важных наук в изучении человека является анатомия и физиология. Науки, изучающие строение тела и отдельных его органов, и жизненные процессы, протекающие в организме.
Прежде чем беспомощный младенец станет взрослым человеком, пройдет много лет. В течение всего этого времени ребенок растет и развивается. Для создания наилучших условий роста и развития ребенка, для правильного его воспитания и обучения надо знать особенности его организма; понимать, что полезно для него, что вредно и какие меры следует принимать для укрепления здоровья и поддержания нормального развития.
В организме человека имеется 12 систем, одной из них является дыхательная система.
Основная часть
1.1 Строение и функции дыхательной системы
Дыхательная система – это система органов, ответственная за газообмен между атмосферой и организмом. Этот газообмен называется внешним дыханием.
В каждой клетке осуществляются процессы, в ходе которых происходит освобождение энергии, используемой на различные виды жизнедеятельности организма. Сокращения мышечных волокон, проведение нервных импульсов нейронами, выделение секретов железистыми клетками, процессы клеточного деления — все эти и многие другие жизненные отправления клеток совершаются благодаря той энергии, которая освобождается при процессах, называемых тканевым дыханием.
При дыхании клетки поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Это внешние проявления сложных процессов, совершающихся в клетках при дыхании. Как же обеспечивается постоянное поступление кислорода к клеткам и удаление угнетающего их деятельность углекислого газа? Это происходит в процессе внешнего дыхания.
Кислород из внешней среды поступает в легкие. Там, как уже известно, происходит превращение венозной крови в артериальную. Артериальная кровь, текущая по капиллярам большого круга кровообращения, отдает кислород через тканевую жидкость клеткам, которые омываются ею, а углекислый газ, выделяемый клетками, поступает в кровь. Отдача углекислого газа кровью в атмосферный воздух также совершается в легких.
Прекращение поступления кислорода к клеткам хотя бы на очень короткое время приводит к их гибели. Вот почему непрестанное поступление этого газа из окружающей среды — необходимое условие жизни организма. В самом деле, без пищи человек может прожить несколько недель, без воды — несколько суток, а без кислорода — всего 5- 9 мин.
Функции дыхательной системы
Внешнее дыхание.
Голосообразование. Гортань, полость носа с придаточными пазухами, а также другие органы обеспечивают формирование голоса. В стенках гортани имеется несколько подвижно соединенных между собой хрящей. Самый большой из них — щитовидный хрящ — сильно выступает на передней поверхности гортани; его нетрудно прощупать у себя на шее. С передней стороны гортани, выше щитовидного хряща, находится надгортанник, прикрывающий вход в гортань во время глотания пищи. Внутри гортани имеются голосовые связки—две складки слизистой оболочки, идущие спереди назад.
Обоняние. В полости носа имеются рецепторы органа обоняния.
Выделение. Некоторые вещества (продукты жизнедеятельности и т.п.) могут выделяться через дыхательную систему.
Защитная. Имеется значительное количество специфических и неспецифических иммунных образований.
Регуляция гемодинамики. Легкие при вдохе усиливают приток венозной крови к сердцу.
Депо крови.
Терморегуляция.
Функциональные части дыхательной системы
Дыхательная система состоит из двух отличных друг от друга по функции частей:
Дыхательные пути — обеспечивают прохождение воздуха.
Дыхательные органы — это два легких, где осуществляется газообмен.
Различают верхние и нижние дыхательные пути. Верхние ДП (полость носа, носовая и ротовая части глотки) и нижние ДП (гортань, трахея, бронхи).
Символический переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани.
Функциональная анатомия дыхательных путей (ДП)
Общий принцип строения ДП: орган в форме трубки, имеющей костный или хрящевой скелет, не позволяющий стенкам спадаться. В результате воздух свободно проникает в легкие и обратно. ДП имеют внутри слизистую оболочку, выстланную мерцательным эпителием и содержащую большое количество желез, образующих слизь. Это позволяет выполнять защитную функцию.
Газообмен осуществляется в альвеолах лёгких, и в норме направлен на захват из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа. Газообмен — обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество других газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь.
Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом.
По способу расширения грудной клетки различают два типа дыхания:
грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер), чаще наблюдается у женщин;
брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы)
Дыхательные движения
Кровь, притекающая к легким, богата углекислотой, но бедна кислородом, а в воздухе легочных пузырьков, наоборот, мало углекислоты и много кислорода. По закону диффузии через стенки легочных капилляров углекислота устремляется из крови в легкие, а кислород — из легких в кровь. Этот процесс может происходить лишь при условии вентиляции легких, что и осуществляется путем дыхательных движений, т. е. попеременного увеличения и уменьшения объема грудной клетки. Когда объем грудной клетки увеличивается, легкие растягиваются, и в них устремляется наружный воздух, подобно тому, как он устремляется в кузнечный раздувательный мех во время его растягивания. При уменьшении объема грудной полости легкие сжимаются, а избыток находящегося в них воздуха выходит наружу. Попеременное увеличение и уменьшение объема грудной полости заставляет воздух то входить в легкие, то выходить из них. Грудная полость может увеличиваться как в длину (сверху вниз), так и в ширину (по окружности).
Увеличение в длину происходит благодаря сокращению грудобрюшной преграды, или диафрагмы. Эта мышца, сокращаясь, тянет купол диафрагмы книзу и делает его более плоским. Объем грудной полости зависит от положения не только диафрагмы, но и ребер. Ребра отходят от позвоночника в косом направлении сверху вниз, направляясь сначала в сторону, а затем вперед. Они соединены с позвонками подвижно и при сокращении соответствующих мышц могут подниматься и опускаться. Поднимаясь, они тянут грудину вверх, увеличивая окружность грудной клетки, а, опускаясь, уменьшают ее. Объем грудной полости меняется под влиянием работы мышц. Наружные межреберные, поднимая грудную клетку, увеличивают объем грудной полости. Это — вдыхательные мышцы. К ним же относится диафрагма. Другие, а именно внутренние межреберные мышцы и брюшные мышцы, опускают ребра. Это — выдыхательные мышцы.
1.2.Развитие органов дыхания в дошкольном возрасте
После 1-го года жизни рост грудной клетки сначала заметно замедляется, а затем снова увеличивается. Так, окружность грудной клетки увеличивается за 2-й год жизни на 2—3 см, за 3-й — примерно на 2 см, за 4-й—на 1—2 см. В последующие два года рост окружности возрастает (за 5-й год на 2—4 см, за 6-й на 2— 5 см), а за 7-й—снова снижается (1—2 см).
За тот же период жизни (от 1 до 7 лет) существенно меняется форма грудной клетки. Увеличивается наклон ребер, особенно нижних. Ребра тянут за собой грудину, которая не только растет в длину, но и опускается книзу, причем уменьшается выпячивание ее нижнего конца. В связи с этим окружность нижней части грудной клетки увеличивается несколько медленнее и к 2—3 годам становится такой же, как и окружность ее верхней части (при измерении под мышками).
В последующие годы верхняя окружность начинает превышать нижнюю (к 7 годам примерно на 2 см). Одновременно изменяется соотношение переднезаднего и поперечного диаметров грудной клетки. За шесть лет (от 1 до 7 лет) поперечный диаметр увеличивается на 3’/2 см и становится примерно на 15% больше переднезаднего, который за тот же срок вырастает меньше чем на 2 см.
На долю легких к 7 годам приходится почти 3/4 объема грудной клетки, причем их вес достигает примерно 350 г, а объем — приблизительно 500 мл. К этому же возрасту легочная ткань становится почти столь же эластичной, как и у взрослого человека, что облегчает дыхательные движения, объем которых за шесть лет (с 1 до 7 лет) увеличивается в 2—2,2 раза, достигая 140—170 мл.
Частота дыхания при покое в среднем снижается с 35 в минуту у годовалого ребенка до 31 в 2 года и 38 в 3 года. Небольшое снижение происходит и в последующие годы. В 7 лет частота дыхания бывает всего 22—24 в минуту. Минутный объем дыхания за три года (от 1 до 4 лет) увеличивается почти в два раза.
Изменение объема грудной полости зависит от глубины дыхания.
При покойном вдохе объем увеличивается всего лишь на 500 мл, а нередко и еще меньше. Усилением вдоха можно ввести в легкие 1500—2000 лм дополнительного воздуха, а после покойного выдоха можно выдохнуть еще примерно 1000—1500. мл резервного воздуха. Количество воздуха, которое человек может выдохнуть, после самого глубоко выдоха, называется жизненной емкостью легких. Она складывается из дыхательного воздуха, т.е. того количества, которое вводится при покойном вдохе, дополнительного воздуха, и резервного.
Для ее определения, предварительно вдохнув, как можно больше воздуха, берут в рот мундштук и производят через трубку максимальный выдох. Стрелка спирометра показывает количество выдохнутого воздуха.
1.3.Особенности дыхательная система у детей 4-7, её строение и функции
Верхние дыхательные пути у детей относительно узки, а их слизистая оболочка, богатая лимфатическими и кровеносными сосудами, при неблагоприятных условиях набухает, в результате чего дыхание резко нарушается. Ткани легких очень важны. Подвижность грудной клетки ограничена. Горизонтальное расположение ребер и слабое развитие дыхательной мускулатуры обуславливают частое неглубокое дыхание
(у детей грудного возраста 40 – 35 дыханий в минуту, к семи годам 24 -24). Поверхностное дыхание ведет к застою воздуха в плохо вентилируемых частях легкого. Ритм дыхания у детей неустойчив, легко нарушается. В связи с указанными особенностями возникает необходимость укреплять дыхательную мускулатуру, развивать подвижность грудной клетки, способность углублению дыхания, экономному расходованию воздуха, устойчивости ритма дыхания, увеличению жизненной емкости легких. Следует, научит детей дышать через нос, при дыхании через нос воздух согревается и увлажняется (терморегуляция). Следуя по носовым ходам, воздух раздражает особые нервные окончания, в результате чего лучше возбуждается дыхательный центр, усиливается глубина дыхания. При дыхании через рот холодный воздух может вызвать переохлаждение слизистой носоглотки (миндалин), их заболевание и, кроме того, в организм могут проникнуть болезнетворные бактерии. Если ребенок дышит через нос, ворсинки на слизистой оболочке задерживают пыль с содержащими в воздухе микробами, таким образом воздух очищается.
3-4г. Особенности строения дыхательных путей у детей дошкольного возраста 3-4 лет (узкие просветы трахеи, бронхов и т. д., нежная слизистая оболочка) создают предрасположенность к нежелательным явлениям.
Рост легких с возрастом происходит за счет увеличения количества альвеол и их объема, что важно для процессов газообмена. Жизненная емкость легких в среднем равна 800—1100 мл. В раннем возрасте главной дыхательной мышцей является диафрагма, поэтому у малышей преобладает брюшной тип дыхания.
Ребенок 3–4 лет не может сознательно регулировать дыхание и согласовывать его с движением. Важно приучать детей дышать носом естественно и без задержки. При выполнении упражнений следует обращать внимание на момент выдоха, а не вдоха. Если во время бега или прыжков дети начинают дышать через рот – это сигнал к тому, чтобы снизить дозировку выполняемых заданий. Упражнения в беге длятся 15–20 секунд (с повторением). Для малышей полезны упражнения, требующие усиленного выдоха: игры с пушинками, легкими бумажными изделиями.
Помещение, в котором находятся дети, нужно проветривать 5–6 раз в день (каждый раз по 10–15 минут). Температура воздуха в групповом помещении должна составлять +18–20 C (летом) и +20–22 C (зимой). Относительная влажность – 40–60 %. Для контроля за изменением температуры воздуха термометр в помещении подвешивается на уровне роста ребенка (но в недоступном для детей месте). Физкультурные занятия проводятся в хорошо проветриваемом помещении или на участке детского сада.
4-5л. Если у детей 2-3 лет преобладал брюшной тип дыхания, то к 5 годам он начинает заменяться грудным. Это связано с изменением объема грудной клетки. Несколько увеличивается жизненная емкость легких (в среднем до 900-1000 см3), причем у мальчиков она больше, чем у девочек.
В то же время строение легочной ткани еще не завершено. Носовые и легочные ходы у детей сравнительно узки, что затрудняет поступление воздуха в легкие. Поэтому ни увеличивающаяся к 4-5 годам подвижность грудной клетки, ни более частые, чем у взрослого, дыхательные движения в дискомфортных условиях не могут обеспечить полной потребности ребенка в кислороде. У детей, находящихся в течение дня
в помещении, появляется раздражительность, плаксивость, снижается аппетит, становится тревожным сон. Все это — результат кислородного голодания, поэтому важно, чтобы сон, игры и занятия проводились в теплое время года на воздухе.
Учитывая относительно большую потребность детского организма в кислороде и повышенную возбудимость дыхательного центра, следует подбирать такие гимнастические упражнения, при выполнении которых дети могли бы дышать легко, без задержки.
5-6л. Важна и правильная организация двигательной активности дошкольников. При ее недостаточности число заболеваний органов дыхания увеличивается примерно на 20%.
Жизненная емкость легких у пяти-шестилетних детей в среднем равна 1100—1200 см3, но она зависит и от многих факторов: длины тела, типа дыхания и др. Число дыханий в минуту в среднем —25. Максимальная вентиляция легких к 6 годам составляет примерно 42 дц3 воздуха в минуту. При выполнении гимнастических упражнений она увеличивается в 2—7 раз, а при беге — ее больше.
Исследования по определению общей выносливости у дошкольников (на примере беговых и прыжковых упражнений) показали, что резервные возможности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у детей достаточно высоки. Например, если физкультурные занятия проводятся на воздухе, то общий объем беговых упражнений для детей старшей группы в течение года может быть увеличен с 0,6- 0,8 км до 1,2—1,6 км.
Все без исключения физические упражнения сопровождаются увеличением потребности в кислороде при ограниченной возможности его доставки к работающим мышцам.
Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или общий, кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 мин. Кислородный запрос очень колеблется при разных видах спортивной деятельности, при разной мощности (интенсивности) мышечных усилий. Поскольку не весь запрос удовлетворяется во время работы возникает кислородный долг, т.е. то количество кислорода, которое человек поглощает после конца работы сверх уровня потребления в покое. Кислород идет на окисление недоокисленных продуктов. Во многих случаях длительность работы определяется предельно переносимой величиной кислородного долга.
Физиологические особенности дыхания у детейХарактеризуются повышенной частотой дыхательных движений, величиной объема дыхательных экскурсий, типом дыхания. Дыхание тем чаще, чем меньше возраст ребенка (табл. 5).
Мальчики в возрасте 8 лет дышат чаще девочек. Начиная с пре- пубертатного периода дыхание у девочек становится чаще и сохраняется таким во все последующее время. Количество пульсовых ударов, приходящееся на каждое дыхательное движение, в 11 лет составляет 3—4, а у взрослых — 4—5.
Для оценки функционального состояния легких определяют:
1) объем дыхательных движений,
2) минутный объем,
3) жизненную емкость легких.
Абсолютный объем одного дыхательного движения,т. е.глубина дыхания, увеличивается с возрастом ребенка (табл. 6).
Объем дыхательных движений имеет значительные индивидуальные колебания, а также резко изменяется при крике, физической работе, гимнастических упражнениях; поэтому определение данного показателя лучше всего проводить в положении лежа.
Дыхательная система. Отличительной особенностью детей в этом возрасте является преобладание поверхностного дыхания. К седьмому году жизни в основном заканчивается процесс формирования тканей легких и дыхательных путей.
Однако развитие легких в этом возрасте еще полностью не закончено: носовые ходы, трахеи и бронхи сравнительно узки, что затрудняет поступление воздуха в легкие, грудная клетка ребенка как бы приподнята, и ребра не могут опускаться на выдохе так низко, как у взрослого. Поэтому дети не в состоянии делать глубоких вдохов. Вот почему частота их дыхания значительно превышает частоту дыхания взрослых.
Частота дыхания за минуту
(количество раз)
4 года
5 лет
6 лет
7 лет
30—20
30—20
30—20
25—20
20—18
У дошкольников через легкие протекает значительно большее количество крови, чем у взрослых. Это позволяет удовлетворить потребность детского организма в кислороде, вызываемую интенсивным обменом веществ. Повышенная потребность детского организма в кислороде при физической нагрузке удовлетворяется в основном за счет частоты дыхания и в меньшей мере — изменения его глубины.
С трехлетнего возраста ребенка следует приучать дышать через нос. При таком дыхании воздух, прежде чем попасть в легкие, проходит через узкие носовые ходы, где очищается от пыли, микробов, а также согревается и увлажняется. Этого не происходит при дыхании через рот.
Учитывая особенности дыхательной системы дошкольников, необходимо, чтобы они как можно больше находились на свежем воздухе. Полезны также упражнения, способствующие развитию дыхательного аппарата: ходьба, бег, прыжки, передвижение на лыжах и коньках, плавание и др.
Заключение
Каждый человек должен активно добиваться, чтобы его дыхание было правильным, нужно это закладывать с детства. Для этого необходимо следить за состоянием дыхательных путей. Одно из основных условий установления правильного дыхания — это забота о развитии грудной клетки, что достигается соблюдением правильной осанки, утренней гимнастикой и физическими упражнениями. Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно.
Развитию голосовых связок, гортани и легких ребенка способствуют пение и декламация. Для правильной постановки голоса необходима свободная подвижность грудной клетки и диафрагмы, поэтому лучше, если дети поют и декламируют стоя. Не следует петь, громко разговаривать, кричать в сырых, холодных, пыльных помещениях, а также на прогулках в сырую холодную погоду, так как при этом могут возникнуть заболевания голосовых связок, дыхательных путей и легких. На состоянии органов дыхания вредно сказывается и резкая перемена температуры.
Список литературы
Осокина Т.И. Физическая культура в детском саду. – М., 1986.-304с.
Хухлаева Д.В. Методика физического воспитания в дошкольных учреждениях. – М.: Просвещение, 1984.-207 с.
Росляков В.И. Теория и технология физического воспитания дошкольников: Учебное пособие/ Составитель В.И. Росляков. Самара, 2015. – 118 с.
Интернет- ресурсы
Международный образовательный портал Маам. 2010 – 2015. maam.ru/detskijsad/proekt
Строение и функции дыхательной системы – Биология-репетитор – Kaz-Ekzams.ru
admin 25.06.2010
4.6. Строение и функции дыхательной системы
Дыхательная система выполняет функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведения из него углекислого газа. Воздухоносными путями служат полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие.
В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен.
Полость носа выстлана слизистой оболочкой, в которой выделяют две, отличающиеся по строению и функциям, части: дыхательную и обонятельную.
Дыхательная часть покрыта ресничным эпителием, выделяющим слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, так как она обильно снабжается кровеносными сосудами. Три носовые раковины увеличивают общую поверхность полости носа. Под раковинами находятся нижний, средний и верхний носовые ходы.
Воздух из носовых ходов поступает через хоаны в носовую, а затем в ротовую часть глотки и в гортань.
Гортань выполняет две функции — дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. Гортань расположена на уровне IV—VI шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Образована гортань хрящами. Снаружи (у мужчин это особенно заметно) выступает «кадык», «адамово яблоко» — щитовидный хрящ. В основании гортани находится перстневидный хрящ, который соединяется суставами с щитовидным и двумя черпаловидными хрящами. От черпаловидных хрящей отходит хрящевой голосовой отросток. Вход в гортань прикрыт эластичным хрящевым надгортанником, прикрепленным к щитовидному хрящу и подъязычной кости связками.
Между черпаловидными и внутренней поверхностью щитовидного хряща находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое небо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует).
Из гортани воздух поступает в трахею.
Трахея — трубка, длиной 10—11 см, состоящая из 16—20 хрящевых, не замкнутых сзади колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.
Трахея делится на два упругих главных бронха. Правый бронх короче и шире левого. Главные бронхи ветвятся на более мелкие бронхи — бронхиолы. Бронхи и бронхиолы выстланы реснитчатым эпителием. В бронхиолах есть секреторные клетки, которые продуцируют ферменты, расщепляющие сурфактант — секрет, способствующий поддержанию поверхностного натяжения альвеол, препятствующий их спадению при выдохе. Он также обладает бактерицидным действием.
Легкие, парные органы, расположенные в грудной полости. Правое легкое состоит из трех долей, левое из двух. Доли легкого в определенной степени — анатомически изолированные участки с вентилирующим их бронхом и собственными сосудами и нервами.
Функциональной единицей легкого является ацинус — система разветвлений одной концевой бронхиолы. Эта бронхиола делится на 14—16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20 000 альвеол. Легочная долька состоит из 16—18 ацинусов. Из долек слагаются сегменты, из сегментов — доли, из долей — легкое.
Снаружи легкое покрыто внутренним листком плевры. Ее наружный листок (пристеночная плевра) выстилает грудную полость и образует мешок, в котором находится легкое. Между наружным и внутренним листками находится плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, облегчающей движения легких при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст.
При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.
Дыхательный объем — количество воздуха, вдыхаемое и выдыхаемое человеком в спокойном состоянии. Он равен 500 см3.
Дополнительный объем — количество воздуха, которое человек может вдохнуть после спокойного вдоха. Это еще 1500 см3.
Резервный объем — количество воздуха, которое человек может выдохнуть после спокойного выдоха. Он равен 1500 см3. Все три величины составляют жизненную емкость легких.
Остаточный воздух — количество воздуха, которое остается в легких после самого глубокого выдоха. Он равен 1000 см3.
Дыхательные движения контролируются дыхательным центром продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители. Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации углекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произвольно задержать дыхание на некоторое время объясняется контролирующим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.
Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем в альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови — в ткани.
Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном (таблица 15). Поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.
Таблица 15
Давление O2 в альвеолах | Давление O2 в венозной крови | Давление O2 в артериальной крови | Давление О2 в клетках | Давление СO2 в тканях | Давление СO2 в венозной крови |
100 мм рт. ст. | 40 мм рт.ст. | 100—110 мм рт. ст. | около 0 мм рт. ст. | 60 мм рт. ст. | 40 мм рт. ст. |
Кислород транспортируется к тканям в составе оксигемоглобина. От тканей к легким небольшая часть углекислого газа переносится карбгемоглобином. Большая же часть образует с водой углекислоту, которая в свою очередь образует бикарбонаты калия и натрия. В их составе углекислый газ переносится к легким.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Просмотров: 17 425
Функции, факты, органы и анатомия
Обзор
Что такое дыхательная система?
Дыхательная система — это сеть органов и тканей, которые помогают вам дышать. Он включает ваши дыхательные пути, легкие и кровеносные сосуды. Мышцы, питающие ваши легкие, также являются частью дыхательной системы. Эти части работают вместе, перемещая кислород по всему телу и очищая отработанные газы, такие как углекислый газ.
Функция
Что делает дыхательная система?
Дыхательная система выполняет множество функций.Помимо помощи в вдохе (вдохе) и выдохе (выдохе), он:
- Позволяет говорить и нюхать.
- Согревает воздух до температуры вашего тела и увлажняет его до уровня влажности, необходимой вашему телу.
- Доставляет кислород в клетки вашего тела.
- Удаляет отработанные газы, включая углекислый газ, из организма при выдохе.
- Защищает дыхательные пути от вредных веществ и раздражителей.
Анатомия
Какие части дыхательной системы?
Дыхательная система состоит из множества различных частей, которые работают вместе, чтобы помочь вам дышать.Каждая группа частей состоит из множества отдельных компонентов.
Дыхательные пути доставляют воздух в легкие. Ваши дыхательные пути — сложная система, в которую входят:
- Рот и нос: Отверстия, через которые воздух извне попадает в дыхательную систему.
- Пазухи: Полые области между костями в голове, которые помогают регулировать температуру и влажность вдыхаемого воздуха.
- Глотка (горло): Трубка, по которой воздух доставляется изо рта и носа в трахею (дыхательное горло).
- Трахея: Канал, соединяющий горло и легкие.
- Бронхиальные трубки: Трубки в нижней части дыхательного горла, которые соединяются с каждым легким.
- Легкие: Два органа, которые удаляют кислород из воздуха и передают его в кровь.
Из легких кровь доставляет кислород ко всем вашим органам и другим тканям.
Мышцы и кости помогают перемещать вдыхаемый воздух в легкие и выходить из них. Некоторые из костей и мышц дыхательной системы включают:
- Диафрагма: Мышца, которая помогает легким втягивать воздух и выталкивать его.
- Ребра: Кости, которые окружают и защищают ваши легкие и сердце.
Когда вы выдыхаете, ваша кровь выносит углекислый газ и другие отходы из организма. Другие компоненты, которые работают с легкими и кровеносными сосудами, включают:
- Альвеолы: Крошечные воздушные мешочки в легких, в которых происходит обмен кислорода и углекислого газа.
- Bronchioles: Небольшие ветви бронхов, ведущих к альвеолам.
- Капилляры: Кровеносные сосуды в стенках альвеол, по которым перемещаются кислород и углекислый газ.
- Доли легкого: Разделы легких — три доли правого легкого и две доли левого легкого.
- Плевра: Тонкие мешочки, окружающие каждую долю легкого и отделяющие легкие от грудной стенки.
Некоторые из других компонентов вашей дыхательной системы включают:
- Реснички: Крошечные волоски, которые движутся волнообразным движением, отфильтровывая пыль и другие раздражители из дыхательных путей.
- Надгортанник: Тканевый лоскут на входе в трахею, который закрывается при глотании, чтобы не допустить попадания пищи и жидкости в дыхательные пути.
- Гортань (голосовой ящик): Полый орган, позволяющий говорить и издавать звуки, когда воздух входит и выходит.
Состояния и расстройства
Какие условия влияют на дыхательную систему?
Многие состояния могут влиять на органы и ткани, составляющие дыхательную систему. Некоторые развиваются из-за раздражителей, которые вы вдыхаете из воздуха, включая вирусы или бактерии, вызывающие инфекцию.Другие возникают в результате болезни или старения.
Состояния, которые могут вызвать воспаление (отек, раздражение и боль) или иным образом повлиять на дыхательную систему, включают:
- Аллергия: Вдыхание белков, таких как пыль, плесень и пыльца, может вызвать респираторную аллергию у некоторых людей. Эти белки могут вызывать воспаление дыхательных путей.
- Asthma: Хроническое (длительное) заболевание, астма вызывает воспаление дыхательных путей, которое может затруднить дыхание.
- Инфекция: Инфекции могут вызвать пневмонию (воспаление легких) или бронхит (воспаление бронхов). Общие респираторные инфекции включают грипп (грипп) или простуду.
- Болезнь: Респираторные заболевания включают рак легких и хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Эти заболевания могут нарушить способность дыхательной системы доставлять кислород по всему телу и отфильтровывать отходящие газы.
- Старение: Объем легких уменьшается с возрастом.
- Повреждение: Повреждение дыхательной системы может вызвать проблемы с дыханием.
уход
Как сохранить здоровье дыхательной системы?
Способность выводить слизь из легких и дыхательных путей важна для здоровья дыхательных путей.
Для поддержания здоровья дыхательной системы вам необходимо:
- Избегайте загрязнителей, которые могут повредить дыхательные пути, включая пассивное курение, химические вещества и радон (радиоактивный газ, который может вызвать рак).Наденьте маску, если вы по какой-либо причине подверглись воздействию паров, пыли или других загрязняющих веществ.
- Не курите.
- Придерживайтесь здоровой диеты с большим количеством фруктов и овощей и пейте воду, чтобы избежать обезвоживания
- Регулярно выполняйте физические упражнения, чтобы поддерживать здоровье легких.
- Профилактика инфекций, часто мыть руки и ежегодно делая прививку от гриппа.
Когда мне следует позвонить поставщику медицинских услуг по поводу проблемы с дыхательной системой?
Обратитесь к своему врачу, если у вас проблемы с дыханием или боли.Ваш врач будет прослушивать вашу грудную клетку, легкие и сердцебиение и искать признаки респираторной проблемы, такой как инфекция. Чтобы убедиться, что ваша дыхательная система работает должным образом, ваш лечащий врач может использовать тесты визуализации, такие как компьютерная томография или МРТ. Эти тесты позволяют вашему врачу увидеть отек или закупорку в легких и других частях дыхательной системы. Ваш врач может также порекомендовать функциональные легочные тесты, которые будут включать спирометрию. Спирометр — это устройство, которое может определить, сколько воздуха вы вдыхаете и выдыхаете.Обращайтесь к врачу для регулярных осмотров, чтобы предотвратить серьезные респираторные заболевания и заболевания легких. Ранняя диагностика этих проблем может помочь предотвратить их усугубление.
Дыхательная система — структура и функции | Биомедицинская инженерия
Дыхательная система — это система человеческого тела, которая позволяет нам дышать.Акт дыхания включает: вдыхание и выдыхание воздуха телом; поглощение кислорода из воздуха с целью производства энергии; сброс диоксида углерода, который является побочным продуктом процесса.
Части дыхательной системы
Дыхательная система делится на две части:
Верхние дыхательные пути:
Сюда входят нос, рот и начало трахеи (часть, которая вбирает и выпускает воздух).
Нижние дыхательные пути:
Сюда входят трахея, бронхи, бронхеолы и легкие (в этой части системы происходит процесс дыхания).
Органы нижних дыхательных путей расположены в грудной полости.Они очерчены и защищены грудной клеткой, грудной костью (грудиной) и мышцами между ребрами и диафрагмой (которые составляют мышечную перегородку между грудной клеткой и брюшной полостью).
Трахея — трубка, соединяющая глотку с бронхами.
Бронхи — трахея разделяется на два бронха (трубки). Один ведет к левому легкому, другой — к правому. Внутри легких каждый из бронхов делится на более мелкие бронхи.
Бронхеолы — бронхи разветвляются на более мелкие трубки, называемые бронхеолами, которые заканчиваются в легочной альвеоле.
Легочные альвеолы — крошечные мешочки (воздушные мешочки), очерченные однослойной мембраной с кровеносными капиллярами на другом конце.
Газообмен происходит через мембрану легочной альвеолы, которая всегда содержит воздух: кислород (O2) всасывается из воздуха в кровеносные капилляры, и под действием сердца он циркулирует по всем тканям тела.В то же время углекислый газ (CO2) передается из кровеносных капилляров в альвеолы, а затем выводится через бронхи и верхние дыхательные пути.
Внутренняя поверхность легких, где происходит газообмен, очень велика из-за структуры воздушных мешочков альвеол.
Легкие — пара органов, встречающихся у всех позвоночных.
В состав легких входит бронхиальное дерево — воздушные трубки, ответвляющиеся от бронхов на все меньшие и меньшие воздушные трубки, каждая из которых заканчивается легочной альвеолой.
Акт дыхания
Дыхание состоит из двух стадий — вдоха и выдоха.
- Вдыхание — поступление воздуха в легкие путем увеличения объема грудной клетки.
- Выдох — выброс воздуха из легких за счет сокращения объема грудной клетки.
Вдох и выдох задействует мышц :
- Мышцы ребер = мышцы между ребрами в груди.
- Мышца диафрагмы
Движение мышц — диафрагма и мышцы ребер постоянно сокращаются и расслабляются (примерно 16 раз в минуту), что приводит к увеличению и уменьшению грудной полости.
Во время вдоха — мышцы сокращаются. :
Сокращение мышцы диафрагмы — заставляет диафрагму уплощаться, увеличивая тем самым грудную полость.
Сокращение мышц ребер — заставляет ребра подниматься, увеличивая объем груди.
Грудная полость расширяется, что снижает давление воздуха и вызывает пассивное втягивание воздуха в легкие. Воздух переходит от высокого давления вне легких к низкому давлению внутри легких.
Во время выдоха — мышцы расслабляются. :
Мышцы больше не сокращаются, они расслаблены.
Диафрагма изгибается и поднимается, ребра опускаются — объем груди уменьшается.
Грудная полость сжимается, увеличивая давление воздуха и заставляя воздух из легких выходить через верхние дыхательные пути.Выдох тоже пассивный. Воздух переходит от высокого давления в легких к низкому давлению в верхних дыхательных путях.
Вдох и выдох являются непроизвольными, и поэтому их контроль требует усилий.
Дыхание — иллюстрация и анимация
Источник: Руководство Merck
Изменения объема грудной клетки во время вдоха и выдоха — обратите внимание, что он показывает только движение диафрагмы, а не мышц ребер.
Источник: Википедия
Дыхательная система — Иллюстрация
Источник: Википедия
Что мы измеряем и как мы это измеряем?
Дыхательные пути включают дыхательные отверстия (рот и нос), трахею и систему разветвлений длинных гибких трубок (бронхов), которые разветвляются на более короткие и узкие трубки (бронхеолы), пока не заканчиваются в мешочках, называемых легочными альвеолами.
Легкие включают в себя всю систему трубок, отходящих от главных бронхов к альвеолам.
Измерение функционирования легких — это медицинский инструмент для диагностики проблем в дыхательной системе.
Измерения функции легких
2. Объем воздуха (в литрах) — объем легких
- Максимальный объем легких известен как TLC (общая емкость легких). Его можно получить путем максимально напряженного вдоха.
Максимальный объем легких здорового взрослого человека составляет до 5-6 литров. У детей максимальный объем легких составляет до 2-3 литров в зависимости от возраста.У грудничков до 600-1000 миллилитров.
Примечание! Различия в объеме легких могут быть вызваны только полом, возрастом и ростом.
- Основной объем воздуха — это максимальный объем, используемый легкими для вдоха, также известный как VC (жизненная емкость легких).
- Остаточный объем (RV) — это объем воздуха, остающийся в легких после интенсивного выдоха, когда кажется, что легкие полностью пусты. Остаточный объем предотвращает слипание бронхеол и альвеол.Остаточный объем примерно 1,5 литра (взрослые).
- Разница между общей емкостью легких и остаточным объемом составляет максимального объема, используемого легкими для дыхания. Он известен как жизненная емкость (VC). У взрослого человека ЖЕЛ составляет от 3,5 до 4,5 литров.
- Дыхательный объем или VT — это объем воздуха, вытесняемый между нормальным вдохом и выдохом. У здорового взрослого человека дыхательный объем составляет примерно 500 миллилитров.
3. Эффективность диффузии кислорода из легочных альвеол в кровь (не рассматривается в данном разделе).
Общий объем легких у детей
Исследование функции легких
Самый распространенный, доступный и эффективный метод измерения функции легких — это спирометр .Его цель — диагностика обструктивных заболеваний дыхательной системы. Он создает диаграмму (графическое изображение) объема выдыхаемого воздуха за заданное время (литр / мин).
Спирометр показывает скорость, с которой воздух удаляется из легких. Он измеряет общую емкость легких до остаточного объема (этот тест не показывает скорость, с которой поглощается кислород).
Если дыхательные пути заблокированы, скорость воздушного потока в легких уменьшается. Это будет отображаться на диаграмме и, таким образом, указывать на проблему с дыхательными путями.
Чаще всего непроходимость возникает из-за чрезмерного количества мокроты или отека внутренней стенки дыхательных путей.
Самая частая проблема закупорки дыхательных путей — астма. Людям, страдающим астмой, требуется больше времени для опорожнения легких, чем здоровым людям. Например, в течение первой секунды выдоха у них из легких выводится только половина жизненной емкости воздуха по сравнению с 90% у здоровых людей. Остальное выдыхается намного позже.
Обследование спирометром занимает всего несколько секунд.Это полностью безопасно, но для получения точных результатов необходимо сотрудничать с пациентом.
Этапы исследования:
- Пациенту предлагается вдохнуть как можно глубже.
- Пациенту предлагается сделать сильный выдох в спирометр.
- Пациента просят продолжать выдыхать воздух в течение нескольких секунд, несмотря на сильное желание вдохнуть.
- Тест повторяется дважды или трижды.
Частота дыхания
Дети старших классов начальной школы дышат примерно 20 раз в минуту.
Каждый вдох вызывает вдыхание примерно 7 миллилитров объема воздуха на килограмм веса тела.
Ребенок весом 30 кг вдыхает примерно 210 миллилитров воздуха (210X30). Другими словами, в течение минуты около 4200 миллилитров воздуха входит и выходит из легких.
Спортсмены дышат немного глубже и медленнее. С каждым вдохом они вдыхают примерно 10 миллилитров воздуха на килограмм. Таким образом, спортивный ребенок весом 30 кг будет дышать только 15 раз в течение минуты.На каждую ингаляцию потребуется около 300 миллилитров воздуха. В течение минуты 4500 миллилитров воздуха войдут в его легкие и будут вытеснены. Из этого можно сделать вывод, что спортсмены вентилируют дыхательные пути гораздо более эффективно.
Когда мы находимся в напряжении, мы дышим быстрее и глубже. Поскольку легкие содержат запас воздуха, мы устаем не из-за недостатка воздуха (кислорода), вызывающего ограничение дыхания, а из-за напряжения и усталости наших дыхательных и сердечных мышц.
Когда мы находимся в состоянии эмоционального стресса (перед экзаменом, в состоянии стресса или очень напуганы), мы дышим быстрее, но наше дыхание становится более поверхностным. Например, в состоянии стресса мы вдыхаем 30 раз в минуту, но со скоростью всего 4 миллилитра на килограмм. Другими словами, через наши дыхательные пути проходит всего 3600 миллилитров в минуту, поэтому мы чувствуем «одышку».
Во время тяжелых приступов астмы дыхание больных астмой более поверхностное и учащенное. Таким образом, их дыхание не очень эффективное.
Анатомия дыхательной системы (легочной системы)
Дыхательная система человека
Дыхательная система состоит из всех органов, участвующих в дыхании. К ним относятся нос, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие. Дыхательная система выполняет две очень важные функции: она доставляет в наши тела кислород, который нам необходим для того, чтобы наши клетки жили и функционировали должным образом; и это помогает нам избавиться от углекислого газа, который является продуктом жизнедеятельности клеток.Нос, глотка, гортань, трахея и бронхи работают как система труб, по которым воздух попадает в наши легкие. Там, в очень маленьких воздушных мешочках, называемых альвеолами, кислород попадает в кровоток, а углекислый газ выталкивается из крови в воздух. Когда что-то идет не так с частью дыхательной системы, например, при инфекции, такой как пневмония, нам становится труднее получить необходимый нам кислород и избавиться от углекислого газа, выделяемого в результате жизнедеятельности. Общие респираторные симптомы включают одышку, кашель и боль в груди.
Верхние дыхательные пути и трахея
Когда вы вдыхаете, воздух попадает в ваше тело через нос или рот. Оттуда он проходит по горлу через гортань (или голосовой ящик) в трахею (или трахею), прежде чем попасть в легкие. Все эти структуры направляют свежий воздух из внешнего мира в ваше тело. Верхние дыхательные пути важны, потому что они всегда должны оставаться открытыми, чтобы вы могли дышать. Это также помогает увлажнить и согреть воздух, прежде чем он достигнет ваших легких.
Легкие
Строение
Легкие — это парные конусообразные органы, которые вместе с сердцем занимают большую часть пространства в груди. Их роль заключается в том, чтобы доставлять в организм кислород, который нам нужен для того, чтобы наши клетки жили и функционировали должным образом, и чтобы помочь нам избавиться от углекислого газа, который является продуктом жизнедеятельности. У каждого из нас есть два легких, левое и правое. Они разделены на «доли» или большие участки ткани, разделенные «трещинами» или перегородками.Правое легкое имеет три доли, а левое — только две, потому что сердце занимает часть пространства в левой части груди. Легкие также можно разделить на еще меньшие части, называемые «бронхолегочными сегментами».
Это области пирамидальной формы, которые также отделены друг от друга мембранами. В каждом легком их около 10 штук. Каждый сегмент получает собственное кровоснабжение и подачу воздуха.
Как они работают
Воздух поступает в легкие через систему труб, называемых бронхами.Эти трубы начинаются со дна трахеи в виде левого и правого бронхов и много раз разветвляются по легким, пока в конечном итоге не образуют маленькие тонкостенные воздушные мешочки или пузырьки, известные как альвеолы. В альвеолах происходит важная работа по газообмену между воздухом и кровью. Каждую альвеолу покрывает целая сеть маленьких кровеносных сосудов, называемых капиллярами, которые представляют собой очень маленькие ветви легочных артерий. Важно, чтобы воздух в альвеолах и кровь в капиллярах находились очень близко друг к другу, чтобы кислород и углекислый газ могли перемещаться (или диффундировать) между ними.Итак, когда вы вдыхаете, воздух спускается по трахее и через бронхи в альвеолы. В этом свежем воздухе много кислорода, и часть этого кислорода будет проходить через стенки альвеол в кровоток. В противоположном направлении движется углекислый газ, который переходит из крови в капиллярах в воздух в альвеолах, а затем выдыхается. Таким образом, вы доставляете в свое тело кислород, необходимый для жизни, и избавляетесь от углекислого газа.
Кровоснабжение
Легкие — очень сосудистые органы, что означает, что они получают очень большое кровоснабжение. Это потому, что легочные артерии, снабжающие легкие, проходят прямо из правой части сердца. Они переносят кровь с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа в легкие, так что углекислый газ может быть удален, а больше кислорода может быть поглощено кровотоком. Затем обогащенная кислородом кровь возвращается по парным легочным венам в левую часть сердца.Оттуда он перекачивается по всему телу, чтобы снабжать кислородом клетки и органы.
Запишитесь на прием к врачу онлайн
Найдите и сразу запишитесь на следующий визит к врачу с помощью HealthEngine
Найдите практикующих врачей
Работа дыхания
Плевры
Легкие покрыты гладкими оболочками, которые мы называем плеврами. Плевры имеют два слоя: «висцеральный» слой, который плотно прилегает к внешней поверхности ваших легких, и «париетальный» слой, который выстилает внутреннюю часть грудной стенки (грудной клетки).Плевры важны, потому что они помогают вам дышать и выдыхать плавно, без трения. Они также следят за тем, чтобы, когда ваша грудная клетка расширяется при вдохе, ваши легкие также расширяются, чтобы заполнить дополнительное пространство.
Диафрагма и межреберные мышцы
Когда вы вдыхаете (вдох), ваши мышцы должны работать, чтобы наполнить легкие воздухом. Большую часть этой работы выполняет диафрагма, большая пластинчатая мышца, которая тянется через грудь под грудной клеткой. В состоянии покоя он имеет форму купола, изгибающегося над грудью.Когда вы вдыхаете, диафрагма сжимается и сжимается, расширяя пространство в груди и втягивая воздух в легкие. Другие мышцы, в том числе мышцы между ребрами (межреберные мышцы), также помогают, перемещая грудную клетку внутрь и наружу. Выдох (выдох) обычно не требует работы мышц. Это потому, что ваши легкие очень эластичны, и когда ваши мышцы расслабляются в конце вдоха, ваши легкие просто возвращаются в исходное положение, выталкивая воздух наружу.
Дыхательная система на протяжении веков
Дыхание недоношенного ребенка
Когда ребенок рождается, он должен перейти от получения всего кислорода через плаценту к поглощению кислорода через легкие. Это сложный процесс, включающий множество изменений как воздуха, так и артериального давления в легких ребенка. Для недоношенного ребенка (до 37 недель беременности) изменение еще более тяжелое. Это потому, что легкие ребенка могут еще не быть достаточно зрелыми, чтобы справиться с переходным периодом.Основная проблема с легкими недоношенного ребенка — нехватка так называемого «сурфактанта». Это вещество, вырабатываемое клетками легких, помогает держать воздушные мешочки или альвеолы открытыми. Без сурфактанта давление в легких изменяется, и меньшие альвеолы разрушаются.
Это уменьшает зону обмена кислорода и углекислого газа, и в организм будет поступать недостаточное количество кислорода. Обычно плод начинает вырабатывать сурфактант примерно на 28-32 неделе беременности. Когда ребенок рождается раньше или примерно в этом возрасте, ему может не хватать сурфактанта, чтобы держать его легкие открытыми.У ребенка может развиться что-то, называемое «неонатальным респираторным дистресс-синдромом» или NRDS. Признаки NRDS включают тахипноэ (очень учащенное дыхание), хрюканье и цианоз (посинение губ и языка). Иногда NRDS можно лечить, вводя ребенку искусственно созданное сурфактант по трубке в легкие ребенка.
Дыхательная система и старение
Нормальный процесс старения связан с рядом изменений как в структуре, так и в функциях дыхательной системы.К ним относятся:
- Увеличение альвеол. Воздушные пространства становятся больше и теряют свою эластичность, а это означает, что остается меньше площади для обмена газов. Это изменение иногда называют «старческой эмфиземой».
- Податливость (или упругость) грудной клетки уменьшается, поэтому для вдоха и выдоха требуется больше усилий.
- Снижение силы дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц). Это изменение тесно связано с общим состоянием здоровья человека.
Все эти изменения означают, что пожилому человеку может быть труднее справиться с повышенной нагрузкой на дыхательную систему, например, с такой инфекцией, как пневмония, чем молодому человеку.
Дополнительная информация
Чтобы получить все, что вам нужно знать об астме, включая симптомы, факторы риска, методы лечения и другие полезные ресурсы, посетите Asthma. |
Ссылки
- Ganong, W.F. Обзор медицинской физиологии (семнадцатое издание). Нью-Джерси, Прентис-Холл, 1995.
- Яннсенс, JP, Pache JC, Nicod LP. «Физиологические изменения дыхательной функции, связанные со старением», Европейский респираторный журнал. 1999, 13 (1): 197-205
- Джонсон, Л. Основы медицинской физиологии (второе издание). Филадельфия, Lippincott Williams & Wilkins, 1998.
- Ласт, L.J. СПИД в анатомии (двенадцатое издание). Лондон, Баллиер, Тиндалл и Касселл, 1962.
- Мур, К.Л., Далли, А.Ф. Клинически ориентированная анатомия (четвертое издание). Балтимор, Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 1999.
- Робинсон, М.Дж., Робертон, Д.М. Практическая педиатрия (пятое издание). Сидней: Черчилль Ливингстон, 2003. .
СТРУКТУРА ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, СВЯЗАННОЙ С ФУНКЦИЕЙ
Дыхательная система. 2010: 11–28.
Эндрю Дэвис, магистр, доктор философии, доктор наукИногда старший преподаватель физиологии и заместитель директора учебного отделения биологии, Эдинбургский университет, Эдинбург, Великобритания
Карл Мурс, бакалавр, бакалавр MB ChB FRCAАнестезиолог-консультант, Королевский лазарет Эдинбурга, Эдинбург, Великобритания
Copyright © 2010 Elsevier Ltd.Все права защищены.С января 2020 года компания Elsevier создала ресурсный центр COVID-19 с бесплатной информацией на английском и китайском языках о новом коронавирусе COVID-19. Ресурсный центр COVID-19 размещен на сайте публичных новостей и информации компании Elsevier Connect. Elsevier настоящим разрешает сделать все свои исследования, связанные с COVID-19, которые доступны в ресурсном центре COVID-19, включая этот исследовательский контент, сразу же в PubMed Central и других финансируемых государством репозиториях, таких как база данных COVID ВОЗ с правами на неограниченное исследование, повторное использование и анализ в любой форме и любыми средствами с указанием первоисточника.Эти разрешения предоставляются Elsevier бесплатно до тех пор, пока ресурсный центр COVID-19 остается активным.
Цели главы
Изучив эту главу, вы должны уметь:
1.
Описывать структуры верхних дыхательных путей, которые помогают им защищать дыхательную систему от агентов окружающей среды, вызывающих заболевания легких.
2.
Различают структуру проводящих и дыхательных путей и связывают эти структуры с этиологией рестриктивного и обструктивного заболевания легких.
3.
Обрисуйте структуру бронхиального дерева и то, как оно нарушается при болезни.
4.
Опишите гистологию областей легкого и свяжите ее с функцией и патологией.
5.
Объясните особенности малого круга кровообращения и легочной гипертензии.
6.
Обозначьте афферентную и эфферентную иннервацию легких.
7.
Опишите грубую структуру грудной клетки и грудных внутренних органов, то, как они вызывают дыхание и как оно нарушается пневмотораксом.
8.
Объясните эмбриологическое происхождение дыхательной системы и врожденные аномалии, которые могут возникнуть.
9.
Перечислите метаболические и недыхательные функции дыхательной системы.
Введение
Подобно тому, как каждая часть дыхательной системы выполняет свою определенную функцию, каждая часть имеет свои особые патологии.Респираторные структуры нарушаются из-за болезни, и часто повторяемый афоризм «структура связана с функцией» никогда не более применим, чем в респираторной системе при здоровье и болезни. Изучение его структуры значительно облегчает понимание того, как работает дыхательная система.
Сначала мы опишем дыхательные пути легких, а затем ткани, которые их окружают.
Верхние дыхательные пути
Шея — это часть между лицом и туловищем.Передняя часть состоит из хрящей, через которую происходит речь и дыхание; он известен как дыхательное горло.
Аристотель, Historia animolium. 4 век до н.э.
Хрящ (хрящ), описанный Аристотелем, важен для предотвращения коллапса верхних дыхательных путей, что, в свою очередь, жизненно важно для функции легких, потому что, хотя газообмен при дыхании происходит глубоко внутри легких, те части дыхательной системы за пределами грудной клетки, которые называются верхними дыхательными путями, позволяют и влияют на процесс и имеют такое клиническое значение, что их необходимо учитывать.
Структуры верхних дыхательных путей отчетливо видны на парамедиальном сагиттальном срезе головы и шеи ( ).
Парамедиальная МРТ головы и шеи. Рот закрыт, и испытуемый дышит через нос.
Рот и нос — насморк, простуда и синдром обструктивного апноэ во сне
Вряд ли кто-либо из наших читателей избежал неприятной затруднения дыхания, связанной с простудой. Основной дискомфорт при этом состоянии возникает в результате воспаления носа (ринита) и, если он более серьезен, придаточных пазух носа.Примерно в 50% случаев этот риносинусит изначально вызывается риновирусами, в 25% — вирусами короны, а в остальных случаях — другими вирусами. Преходящее сужение сосудов слизистой оболочки (см. Ниже) сопровождается расширением сосудов, отеком и выделением слизи. При вторичной бактериальной инфекции секреты становятся вязкими, содержат гнойные клетки и бактерии и способствуют затруднению дыхания.
Риносинусит также может иметь аллергическую этиологию или идиопатический (т. Е. Внутренний, без внешней причины).Считается, что идиопатический ринит является результатом дисбаланса активности симпатических и парасимпатических нервов, обслуживающих кровеносные сосуды слизистой оболочки, и при этом типе ринита антихолинергические препараты часто облегчают симптомы.
Аллергический ринит может быть сезонным в ответ на такие аллергены, как пыльца, или многолетним, когда основной причиной является аллерген Der pl в фекалиях клеща домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus .
Клещ невидим невооруженным глазом и живет на чешуях слиняющей кожи, особенно в постельных принадлежностях человека.Аллерген этого существа также вызывает астму, но ринит, который он вызывает, демонстрирует фильтрующее действие верхних дыхательных путей, задерживая его в носу.
Гораздо более зловещим и опасным для жизни, чем ринит, является обструктивное апноэ во сне (OSA; апноэ = отсутствие дыхания ). Это не следует путать с центральным апноэ во сне, когда пациент перестает делать дыхательных усилий во время сна. При ОАС попытки пациента дышать физически затруднены анатомо-физиологическими особенностями верхних дыхательных путей.
Субъект дышит через нос, потому что губы сомкнуты, а язык прижат к нёбу. Когда вы дышите через рот — например, когда вы задуваете свечу или сосете через соломинку, — мягкое небо выгибается вверх, образуя уплотнение против гребня Пассаванта в верхней части глотки. Эта форма обструкции дыхательных путей — нормальное явление. Аналогичным образом, при нормальных обстоятельствах, у людей, находящихся в сознании, подъязычно-язычная мышца языка имеет высокий тонус покоя, и это удерживает язык вперед, не давая ему препятствовать прохождению дыхательных путей.Во время сна, особенно у тех, кто страдает опасным состоянием обструктивного апноэ во сне, язык упирается в заднюю стенку глотки и затрудняет дыхание. Мышечный тонус самого глотки снижается, особенно во время быстрого сна (быстрое движение глаз), а при СОАС глотка разрушается под отрицательным давлением вдоха. Блокирование дыхательных путей языком также почти неизбежно происходит во время общей анестезии и требует немедленного вмешательства анестезиолога.
Большинство, но не все здоровые люди дышат через нос, если не тренируются. Сопротивление дыханию через нос примерно вдвое больше сопротивления рта и почти вдвое меньше общего сопротивления дыхательных путей. Этот недостаток компенсируется преимуществом, получаемым за счет кондиционирования и фильтрации воздуха в носу, которые нагревают, увлажняют и фильтруют воздух до того, как он вступит в контакт с чувствительными респираторными областями легких. Новорожденным детям очень трудно дышать через рот: они почти всегда дышат через нос и очень расстраиваются, когда их нос заблокирован.Их преимущественно носовое дыхание может быть связано с их способностью одновременно сосать и дышать. С другой стороны, многие виды животных, такие как кролики, могут есть и дышать одновременно, имея боковые пищевые каналы по обе стороны от гортани (см. Ниже), которые обходят дыхательные пути. У морских млекопитающих, таких как киты, воздушный и пищевой каналы полностью разделены, причем дыхательные пути заканчиваются на затылке.
У людей нос простирается от ноздрей (наружных ноздрей) до хоан (внутренних ноздрей), которые впадают в носовую часть глотки.Каждая ноздря сужается, образуя свой носовой клапан, и на этом уровне общая площадь поперечного сечения дыхательных путей уже (3 мм 2 ), чем где-либо еще в системе. Это сужение создает большую часть высокого сопротивления потоку воздуха в носу (см. Главу 5) и, в сочетании с резким поворотом, который должен делать вдыхаемый воздух, когда он входит в широкий (140 мм 2 ) просвет полости носа. нос, вызывает турбулентность. Стенки носовой полости представляют собой твердую кость, выступающую в дыхательные пути из боковых стенок, как носовые раковины и .Они имеют большую площадь поверхности (150 см 2 ), покрытую эректильной тканью слизистой оболочки сосудов, важной для «кондиционирования воздуха» носа. Эта ткань слизистой оболочки может значительно набухать при таких состояниях, как ринит (описанный выше), и именно здесь назальные деконгестанты, такие как оксиметазолин, агонист α-адренорецепторов на гладких мышцах сосудов, очищают заложенный нос, вызывая закупорку гладких мышц сосудов. заключать соглашение.
Случай 2.1
Структура дыхательной системы: 1
Обструктивное апноэ сна
Г-ну Синклеру 50 лет.Для своего роста он довольно полноват: рост 168 см, вес 102 кг. Он также довольно много пьет и курит.
Последние 2 года миссис Синклер ночевала в другой комнате, чем мистер Синклер, из-за его очень громкого храпа и беспокойства по ночам. В последнее время Синклер в течение дня чувствует себя все более и более усталым. Некоторое время он регулярно засыпает, когда приходит с работы домой. За последний месяц или около того ему стало все труднее концентрироваться на работе, и однажды он был пойман менеджером спящим за своим столом, и ему грозили дисциплинарные взыскания.В конце концов миссис Синклер убедила своего мужа посетить своего врача.
Врач г-на Синклера направил его к специалисту по медицине сна. Врач предположил, что у него может быть синдром обструктивного апноэ во сне (СОАС). Он объяснил, что во время периодов глубокого сна дыхательные пути Синклера блокировались. Во время эпизода непроходимости сон г-на Синклера становится легче, пока препятствие не будет преодолено. Эти эпизоды обструкции и прерывания сна ответственны за дневную сонливость мистера Синклера.Врач продолжил предположение, что г-на Синклера можно лечить с помощью носового устройства постоянного положительного давления в дыхательных путях.
В этом разделе мы рассмотрим:
1.
Что вызывает обструктивное апноэ во сне?
2.
Каковы признаки, симптомы и лечение обструктивного апноэ во сне?
Нормальный физиологический отек слизистой оболочки и, как следствие, ограничение воздушного потока происходит асимметрично в течение определенного периода времени, так что один носовой ход сужен больше, чем другой.Таким образом, оба носовых прохода сужены неравномерно, с большим сужением и, следовательно, потоком воздуха, чередующимся между ноздрями в течение нескольких часов. Эти колебания воздушного потока могут помочь поддерживать нос при кондиционировании воздуха, позволяя одному каналу отдыхать, в то время как другой выполняет большую часть работы.
Основная функция верхних дыхательных путей — кондиционирование воздуха для вдоха. Для этого необязательно дышать через нос, а рот достаточно хорошо согревает и увлажняет вдыхаемый воздух, прежде чем он достигнет гортани.Однако рот не приспособлен для этой цели, и неприятные последствия его использования хорошо известны каждому, кто дышал ртом из-за того, что простуда заблокировала носовые дыхательные пути.
Гортань — интубация дыхательных путей
Частой причиной случайной непроходимости дыхательных путей является вдыхание пищи в трахею. Обычно, чтобы предотвратить это во время глотания, гортань, коробчатая структура на верхнем конце трахеи, приподнимается (перемещается к голове) прикрепленными к ней мышцами, а надгортанник сгибается назад, образуя очень эффективный уплотнение, как «люк» над входом в гортань.Поскольку «люк» может открываться только наружу, повышенное давление в глотке делает уплотнение надгортанника на гортани более плотным, и оно может выдерживать значительное внутреннее давление до 100 кПа.
Если эта система предотвращения попадания твердых веществ в дыхательные пути не работает, сильные кашлевые рефлексы могут быть спровоцированы нервами в слизистой оболочке гортани и трахеи.
Гортань (см.) На самом деле представляет собой довольно сложную коробку, состоящую из хрящевых пластин. Его можно закрыть, соединив две мышечные завесы, составляющие голосовых складок, поперек просвета гортани.Эффективный кашель зависит от закрытия и быстрого открытия этих «занавесок», которые в менее экстремальных обстоятельствах используются для воспроизведения и изменения звуков, из которых состоит речь. Голосовые связки могут быть сведены вместе настолько сильно, что они герметичны, чтобы противостоять самым большим попыткам дышать, которые может сделать объект. Это явно «плохо» и может произойти случайно, когда анестезиолог пытается ввести эндотрахеальную трубку в трахею пациента. Это опасное закрытие гортани называется ларингоспазмом .На рисунке показано, что анестезиолог увидит при приближении к гортани. .
Голосовые складки, которые может увидеть анестезиолог, собирающийся интубировать пациента.
Бронхоскопия
Часто бывает полезно проверить дыхательные пути ниже гортани. Сначала трахея (часть которой внегрудная), а затем внутригрудные дыхательные пути. Инструмент, используемый для этого, называется бронхоскопом и может быть типа жесткой «открытой трубки», через которую проверяются дыхательные пути, или гибкого фиброоптического инструмента ( ), который не только обеспечивает обзор дыхательных путей изнутри через волоконно-оптическую систему, но и содержит каналы, через которые можно пропускать различные инструменты для отбора проб и хирургические инструменты.Каждый тип бронхоскопа имеет свои преимущества, но 95% бронхоскопических процедур, проводимых в наши дни, являются фиброоптическими. Биопсийные щипцы, щетки и иглы, баллонные катетеры и лазерные волокна теперь можно пропустить через гибкие бронхоскопы для проведения процедур после первоначального осмотра даже очень маленьких внутригрудных дыхательных путей.
Бронхоскопы. Показаны как фиброоптические гибкие (A и C), так и жесткие (B и D) типы. Подавляющее большинство расследований в наши дни проводится гибким типом.Чтобы вставить жесткий бронхоскоп, голова пациента должна быть поднята и повернута, как показано.
Внутригрудные дыхательные пути
Трахея представляет собой единственную трубку, ведущую из внегрудной среды шеи, где она закрепляется на одном конце в гортани, во внутригрудную среду, содержащую легкие. Это первый из проводящих дыхательных путей, легких. Проводящие дыхательные пути, как следует из их названия, проводят воздух в дыхательные пути , , где происходит обмен газа, составляющий дыхание.Структура этих проводящих дыхательных путей отличается от структуры респираторной области, главным образом наличием хрящей и гладких мышц в их относительно толстых стенках. Этот хрящ особенно заметен в трахее, где он образует неполные кольца в форме подковы, причем два свободных конца обращены назад и закрыты слоем гладкой мускулатуры (трахеи) с прилегающим к нему пищеводом.
Дыхательные пути легких часто называют бронхиальным деревом , и слепки, в которых дыхательные пути заполнены пластиковым материалом, а затем растворенные ткани, зимой выглядят как лиственное дерево.Ветви этого «древа» могут быть представлены в схематической форме как «поколения» генеалогического древа ( ). У некоторых пациентов с бронхитом секреты иногда заполняют небольшие дыхательные пути, затвердевают и отхаркиваются в виде небольших «слепков» части этого «дерева».
Наименование дыхательных путей. Конечно, структура дыхательных путей постепенно меняется от одного типа к другому. Один конкретный тип дыхательных путей может попадать в легкие на разных расстояниях.
Трахея — первая и самая большая из примерно 23 поколений дыхательных путей.Дыхательные пути каждого поколения возникают из предыдущего посредством системы нерегулярных дихотомических ветвлений дыхательных путей. Дихотомический, потому что каждый «материнский» дыхательный путь дает начало двум «дочерним» дыхательным путям, и нерегулярный, потому что дочери, хотя и меньше матери, не обязательно одинакового размера. Именование этих поколений проиллюстрировано, из чего может быть неочевидно, что количество дыхательных путей (N) в поколении (Z) (считая одну трахею как поколение 0) составляет:
Эффект дихотомического ветвления отдельные дыхательные пути на общей площади поперечного сечения (сумма площадей поперечного сечения всех дыхательных путей на этом уровне) замечательны и показаны на .Обратите внимание, что «Общая площадь поперечного сечения» измеряется в логарифмической шкале, и поэтому это значение увеличивается намного больше, чем показано на рисунке.
Общая площадь поперечного сечения дыхательных путей человека. Общая площадь поперечного сечения на любом уровне бронхиального дерева — это сумма площадей поперечного сечения всех дыхательных путей на этом уровне.
Функциональные последствия этого увеличения значительны, потому что оно приводит к быстрому падению скорости воздуха по мере его продвижения в легкие. Этот эффект более подробно обсуждается в главе 5.Размеры некоторых дыхательных путей, составляющих бронхиальное дерево, приведены в .
Таблица 2.1
Размеры некоторых дыхательных путей трахеобронхиального дерева человека. Обратите внимание на огромное увеличение поперечного сечения и процентного общего объема за последние несколько поколений
Поколение | Название | Диаметр (см) | Общее поперечное сечение (см 2 ) | Совокупный объем (% ) | Номер |
---|---|---|---|---|---|
0 | Трахея | 1.80 | 2,5 | 1,7 | 1 |
10 | Мелкие бронхи | 0,13 | 13,0 | 4,0 | 10 3 | 14 | 14 | 7,010 4 |
18 | Респираторные бронхиолы | 0,05 | 540,0 | 31,0 | 3 × 10 5 |
04 | 8 × 10 5 | 100,0 | 3 × 10 8 |
По мере того, как вы углубляетесь в легкие, переходные и респираторные поколения дыхательных путей несут все больше и больше альвеол с до . альвеолярные мешки полностью состоят из них. Альвеолы не похожи на грозди винограда или воздушные шары, стилистически представленные во многих учебниках, а скорее на рябые полости с отверстиями (поры Кона) между множеством соседних альвеол и с макрофагами, блуждающими по их поверхности, готовыми поглотить и переварить посторонние предметы. частицы (см. ).
Сканирующая электронная микрофотография альвеолы. А, альвеола; C 1 , C 2 , C 3 , капилляры; E — эндотелиальная клетка; Р 1 , пневмоциты I типа; P 2 пневмоцит II типа; L, пластинчатые тела.
Конструкция стенки дыхательных путей. Классификация дыхательных путей будет зависеть от проиллюстрированных здесь характеристик структуры. (А) Бронх; (B) бронхиола; (C) альвеола. Эритроциты, эритроциты; К — поры Кона; EP, эпителиальное ядро; EN, эндотелиальное ядро.
Альвеолярный макрофаг. Эти фагоцитарные клетки, образованные из моноцитов, образующихся в костном мозге, содержат ферменты, разрушающие микроорганизмы. Эти ферменты могут вызывать эмфизему у пациентов с дефицитом защитного белка α 1 -антитрипсина. М — макрофаг; С — септальный капилляр; Р 1 , пневмоцит 1 типа; AP, альвеолярная пора; БМ — базальная мембрана; Ly, лизосомы; L, липидные капли.
Свидетельством удивительной силы эволюции является то, что компьютерные модели, которые могут анализировать систему разветвления трубок, говорят нам, что углы разветвления и изменения диаметра дыхательных путей в легких человека как раз подходят для максимального увеличения альвеолярной поверхности. в минимальный объем.
Сводка 1
- • Дыхательные пути делятся на верхние над гортань и нижние на нижние.
- • Основная функция носа — «кондиционировать» воздух с точки зрения температуры и влажности.
- • Гортань защищает нижние дыхательные пути от посторонних предметов.
- • Нижние дыхательные пути можно разделить сначала на проводящие, а затем на дыхательные пути.
- • Нижние дыхательные пути образуют бронхиальное древо 23 поколений.
- • Количество дыхательных путей увеличивается намного быстрее, чем уменьшается их диаметр.
- • Это означает, что общая площадь поперечного сечения увеличивается очень быстро.
- • Воздух, поступающий в легкие, замедляется почти до полной остановки.
Гистологическая структура дыхательных путей
Микроскопическая структура стенки дыхательных путей изменяется по мере того, как вы углубляетесь в легкие. Три «снимка» структуры стенки дыхательных путей показаны на но, конечно, структура постепенно меняется от поколения к поколению.
Проводящие дыхательные пути состоят из трех общих слоев, пропорции которых различаются в зависимости от типа дыхательных путей:
- • Внутренняя поверхность слизистой оболочки состоит из мерцательного эпителия и подлежащих секретирующих слизь бокаловидных клеток.Активность ресничек и секреция глоблетных клеток составляют мукоцилиарный эскалатор (см. «Кондиционирование воздуха» ниже), который важен для удаления вдыхаемых частиц из легких.
- • Снаружи слизистой оболочки находится слой гладких мышц , в котором волокна находятся в непрерывных пучках. Эта гладкая мышца находится в уменьшающемся количестве от самых крупных дыхательных путей до входов в альвеолы.
- • Внешний слой состоит из соединительной ткани , которая в больших бронхах содержит поддерживающий хрящ.Когда дыхательные пути проникают в легкие, они сначала теряют хрящевую поддержку, и гладкие мышцы занимают больший процент стенки дыхательных путей. Затем мерцательный эпителий приобретает плоскоклеточный тип, в конечном итоге образуя респираторную область легкого.
Бронхит и индекс Рейда
Схема, представляющая структуру бронхов, проиллюстрированная и описанная выше, модифицирована при хроническом бронхите таким образом, чтобы обеспечить гистопатологический количественный диагноз заболевания.Индекс Рейда позволяет измерить долю бронхиальных желез в общей толщине стенки ( ). В нормальных легких слизистые железы занимают менее 40% общей толщины стенки. При хроническом бронхите эта пропорция изменяется из-за гиперплазии желез. Характерным признаком хронического бронхита является увеличение продукции этих желез.
Индекс Рейда. Процент толщины бронхиальной стенки, занятой тканью железы, известен как индекс Рейда и используется как показатель хронического бронхита.
Дыхательная область
Дыхательная область легких демонстрирует прекрасную степень адаптации. Они выполняют функции дыхательной поверхности, выдерживая атаки загрязненной атмосферы и механические травмы, связанные с растяжением и последующим расслаблением примерно 12 раз в минуту в течение всей вашей жизни в результате дыхательных движений.
Одной из характеристик респираторной поверхности любого животного является то, что она должна быть тонкой, обеспечивая минимальное разделение между внешней средой (воздухом или водой) и кровью.Это прекрасно демонстрируется в легких, которые являются единственным местом в нашем теле, где кровеносные капилляры вступают в прямой контакт с окружающим воздухом в результате слияния эпителиальных клеток типа I и (которые составляют около 95% всего организма). выстилка дыхательной зоны;) с эндотелием легочных капилляров. Это сплавление приводит к ультратонкому слою, идеально подходящему для диффузии газа, но не очень хорошему для поддержки. Эволюция привела к тому, что это истончение происходит только на одной стороне легочных капилляров, тогда как клетки на другой стороне остаются отдельными и более прочными, поддерживая капилляр на своем месте ( ).
Альвеолярно-капиллярная мембрана. На этой электронной микрофотографии показано, как альвеолярные и капиллярные клетки на одной стороне альвеолярной перегородки сливаются, образуя ультратонкий слой, который создает небольшой барьер для диффузии. Другая сторона перегородки толще и обеспечивает физическую поддержку. RBC, эритроциты.
Соединения между эндотелиальными клетками капилляров являются «неплотными» и обеспечивают легкий поток воды и растворенных веществ между плазмой и межклеточным пространством.Однако соединения между эпителиальными клетками являются достаточно «плотными», чтобы предотвратить попадание больших молекул, таких как белок, в альвеолы, что может привести к отеку легких. Макрофаги могут легко протолкнуться через эпителиальные соединения, чтобы выполнять свою деятельность по очистке воздушной части альвеол.
Округлые клетки типа II , гораздо менее многочисленные, чем тип I и обнаруживаемые на стыках альвеолярных перегородок, являются стволовыми клетками, из которых формируются эпителиальные клетки типа II.Они также важны для образования сурфактанта в легких (см. Главу 3).
Кровеносные сосуды
Легочное кровообращение оказывает только шестую часть сопротивления кровотоку, которое оказывает большой круг кровообращения. Таким образом, это система низкого давления , и это отражается на тонких стенках ее артерий. Эти артерии проходят по дыхательным путям через легкие в соединительнотканных оболочках. Легочные артериолы также сильно отличаются от системных артериол, поскольку в их стенках очень мало гладких мышц.Это отсутствие гладкой мускулатуры в артериолах и, конечно же, в капиллярах и венулах, побуждает многих ученых рассматривать микроциркуляцию легких в целом, а не рассматривать капилляры как частный случай, которые извиваются вдоль нескольких альвеолярных стенок, один за другим. другой, не доходя до венул. Венулы соединяются, образуя вены, которые, в отличие от артерий, не проходят по дыхательным путям, а проходят свой собственный путь вдоль перегородок, разделяющих сегменты легкого. Дыхательные пути и легочные кровеносные сосуды вниз до конечных бронхиол получают питание от бронхиального кровообращения , которое, как часть большого круга кровообращения, отличается от легочного кровообращения легких.Часть бронхиального кровообращения возвращается в системную венозную систему обычным образом, но часть стекает в легочные вены, «загрязняя» их насыщенную кислородом кровь деоксигенированной кровью. Эта ситуация представляет собой «шунт » (см. Главу 7, стр. 97, главу 7, стр. 97).
Легочная гипертензия
Гипертония (высокое кровяное давление) может возникать как в малом круге кровообращения, так и в большом круге кровообращения. Среднее артериальное давление в легких обычно составляет около 15 мм рт. Ст. .Это означает, что ограниченная гладкая мускулатура легочной системы обычно вполне достаточна для контроля кровотока. Легочная гипертензия может возникать по внелегочным причинам, таким как митральный стеноз или левожелудочковая недостаточность, которые мешают сердцу откачивать кровь, возвращающуюся из легких. Врожденные дефекты, которые позволяют крови проходить из левой (находящейся под высоким давлением) стороны сердца в малый круг кровообращения, также вызывают легочную гипертензию.
Наиболее частой причиной легочной гипертензии являются изменения самих легочных сосудов.Они могут блокироваться эмболами, циркулирующим жиром, околоплодными водами или раковыми клетками. Они могут быть уничтожены разрушением структуры капиллярных лож из-за эмфиземы, или гладкие мышцы в их стенках могут быть спровоцированы на сокращение из-за низкого давления кислорода, вызванного большой высотой или такими заболеваниями, как бронхит и эмфизема.
Клинические признаки легочной гипертензии в основном являются результатом повышенного давления, вызывающего отек в легком и создающего перекачивающую нагрузку на правое сердце, с которой оно еще не успело справиться.Больной жалуется на боли в груди, одышку и утомляемость. Тоны сердца изменены, и ЭКГ демонстрирует гипертрофию правого желудочка.
Лимфатические сосуды
Периваскулярные пространства альвеолярной стенки дренируются лимфатическими сосудами. Лимфатическая система легких начинается с крошечных слепых сосудов чуть выше альвеол. Они соединяются, образуя лимфатические сосуды, близкие к кровеносным сосудам и дыхательным путям. Они являются важным элементом контроля жидкостного баланса в легких и могут содержать значительное количество лимфы, особенно во время отека легких, когда они создают характерную «тень бабочки» на рентгеновском снимке грудной клетки ( ).
Рентгеновский снимок «тени бабочки» при отеке легких.
Как и в других тканях, лимфатическая система играет ключевую роль в иммунной защите легких. Эти реакции больше рассматриваются в учебнике иммунологии, но в общих чертах их можно классифицировать как:
- • гиперчувствительность немедленного типа
- • антителозависимая цитотоксичность
- • иммунные комплексные реакции
- • клеточно-опосредованные иммунные реакции.
Многие иммунные расстройства имеют характеристики астмы, тогда как те, которые вызывают интерстициальное заболевание легких, характеризуются ограничительными паттернами (см. Главу 4).
Нервы
Иннервация дыхательных путей легких отделена от того, что вызывает дыхание (см. Ниже), и состоит из афферентной и эфферентной частей. Наиболее сильные эфферентные (двигательные) эффекты оказываются на бронхомоторный тонус. В этом случае наибольшее значение имеет парасимпатический эфферент , который поступает в гладкие мышцы бронхов через преганглионарные волокна, которые проходят через яремные и затем узловые ганглии блуждающих нервов. Поскольку это парасимпатический отток, волокна синапса в ганглиях на бронхах перед отправкой коротких постганглионарных волокон к гладкой мускулатуре бронхов, где они выделяют ацетилхолин, вызывают сужение бронхов ( ).
Иннервация диафрагмы, межреберных мышц и легких. Показаны эфферентные (двигательные) системы. Афферентная (сенсорная) система находится в основном в блуждающих нервах.
Симпатическая нервная система , которая представлена анатомически, еще не доказала свою функциональную значимость. Система NANC (неадренергическая нехолинергическая), которая работает в блуждающем нерве, выделяет различные вещества, которые сокращают и расслабляют гладкие мышцы бронхов, в зависимости от обстоятельств.
Афферентные нервы от рецепторов около альвеол (J-рецепторы), в гладких мышцах дыхательных путей (рецепторы растяжения) и свободные нервные окончания между эпителиальными клетками дыхательных путей (быстро адаптирующиеся, раздражающие, рецепторы) передают информацию о ощущениях и сенсорных рефлексах от легкие в мозг, где он влияет на характер дыхания (см. главу 11) и бронхомоторный тонус.
Легочное кровообращение иннервируется симпатическими и парасимпатическими нервами, но, в отличие от ситуации в дыхательных путях, симпатическое питание имеет большее функциональное значение, чем парасимпатическое, и даже в этом случае оно оказывает значительное влияние только в условиях, требующих « борьбы или бегства ». ‘.
Ограниченное значение всех этих нервных систем демонстрируется успехом трансплантированных легких, которые фактически денервированы!
Резюме 2
- • Проводящие дыхательные пути имеют относительно толстые стенки слизистой оболочки, гладких мышц и хрящей.
- • Слизистая оболочка покрыта ресничками и образует «эскалатор», по которому пыль из легких попадает в рот.
- • Дыхательные пути образуют типичную респираторную поверхность, тонкую, влажную и сосудистую.
- • Кровеносные сосуды, нервы и лимфатические сосуды проходят параллельно дыхательным путям.
- • Бронхиальное кровообращение питает ткани легких.
- • Легочная циркуляция участвует в газообмене.
- • Малый круг кровообращения — это система низкого давления.
- • Парасимпатические нервы являются наиболее важными в функциональном отношении, вызывая сокращение гладких мышц дыхательных путей.
Общая структура дыхательной системы
Как и в случае с другими органами, общее название функциональной ткани легких — паренхима . Подавляющее большинство объема того, что мы видим как легкие, когда грудная клетка открыта, на самом деле представляет собой альвеолярную ткань, окружающую воздушное пространство (см.).Эти воздушные пространства делают легкие настолько невещественными и легкими, что они являются единственным органом, который плавает в воде, отсюда и среднеанглийское название легких: lights .
Каждое легкое анатомически разделено на долей , состоящих из сегментов , которые подразделяются на долей ( ).
Анатомия легких. Каждое легкое разделено на доли, состоящие из сегментов, разделенных на доли фиброзной тканью.
Легкие расположены по обе стороны от средостения , которое включает трахею, сердце, основные кровеносные сосуды, нервы и пищевод.Трахея делится на правый и левый главные бронхи в области киля , которая находится рядом с дугой аорты и разделением легочной артерии на ее левую и правую ветви. Главные бронхи, легочные артерии и вены проникают в каждое легкое на уровне хила . Доли легких покрыты, за исключением их «корней» на медиальной поверхности, тонким слоем ткани, называемым висцеральной плеврой . Средостение и грудная стенка выстланы париетальной плеврой .Это помогает некоторым студентам визуализировать расположение плевры, представляя пластиковый пакет, полный легких, внутри второго пластикового пакета, причем два пакета представляют собой висцеральную и париетальную плевры соответственно ( ).
Схема плевры. Важно помнить, что между плеврами нет настоящего «пространства», только несколько миллилитров скользкой жидкости.
Плевры выделяют несколько миллилитров вязкой жидкости, которая смазывает их, когда они трутся друг о друга во время дыхания. Эта жидкость представляет собой «пространство» между плеврами, но важно помнить, что это крошечное пространство представляет собой жидкость , а не воздух заполненный.У большинства животных есть плевральная полость, хотя она и не обязательна для жизни. Говорят, что у слонов его нет, и хирурги иногда прикрепляют легкие к грудной стенке у пациентов с разрывом легких, тем самым стирая пространство.
Плеврит
Воспаление плевры называется плевритом и может быть «сухим», когда нет заметного выпота, или связано с выпотом, который может иметь различный состав. Боль при сухом плеврите возникает из-за того, что сырые плюры перемещаются друг по другу, и пациент жалуется на резкую локализованную боль, связанную с вдохом или кашлем.Иногда сухой плеврит сопровождает пневмонию или карциному. Вытекание жидкости в плевральную полость является результатом различных условий и может иметь достаточный объем для коллапса легких. Если эти выделения содержат мало белка, их называют транссудатами; если они содержат много белка, их называют экссудатами.
Диафрагма и стенка грудной клетки
Основание примерно цилиндрической емкости, которая является грудной клеткой, образовано диафрагмой . Это мышечный лист, окружающий большое центральное сухожилие ( ).
Диафрагма в корональном сечении. Этот рисунок показывает, насколько далеко в грудной клетке выпячивается диафрагма. Это позволяет ему действовать как поршень в шприце, поскольку его мышечные волокна укорачиваются под действием двусторонних диафрагмальных нервов.
Диафрагма расположена удивительно высоко в грудной клетке, центральное сухожилие находится примерно на уровне восьмого грудного позвонка. Мышечные волокна, прикрепленные к сухожилию, спускаются наискось и берут начало от мечевидного отростка (см. Выше), нижних краев грудной клетки и верхних поясничных позвонков.Иннервация диафрагмы осуществляется правым и левым диафрагмальным нервом , каждый из которых обслуживает свою половину диафрагмы. Диафрагмальные нервы берут начало от сегментов C3 – C5 шейного отдела спинного мозга («C3, 4 и 5 поддерживают диафрагму»), причем основной вклад вносит C4. Оба нерва проходят через грудную клетку, контактируя со средостением, проникают в диафрагму и иннервируют ее с нижней ее поверхности (см.).
Стенки грудной клетки состоят из грудной клетки ( ), которая состоит из грудины, спереди, с которой ребра 1–6 соединяются под углом около 45 ° реберными хрящами.В позвоночнике ребра соединяются реберно-позвоночными суставами, которые могут включать более одного позвонка. Ребра 7–10 соединены реберным хрящом с ребрами выше, а ребра 11 и 12 свободно «плавают» на их переднем конце.
Случай 2.1
Структура дыхательной системы: 2
Причины OSA
Для эффективного потока газа изо рта в альвеолы, очевидно, что дыхательные пути, составляющие дыхательную систему, должны быть открытые и патентные.Трахея и более крупные дыхательные пути открыты частичными хрящевыми кольцами внутри их стенок. Более мелкие дыхательные пути и альвеолы открыты за счет напряжения окружающей их легочной ткани. Дыхательные пути над гортани открываются за счет действий мышц, расширяющих дыхательные пути, включая подъязычный язычок и небно-глоточную мышцу. Если бы не действие этих мышц, верхние дыхательные пути разрушились бы, особенно в положении лежа на спине. Во время сна тонус скелетных мышц по всему телу снижается, и это в равной степени относится к мышцам, которые поддерживают проходимость верхних дыхательных путей.Поэтому сужение верхних дыхательных путей во время сна является нормальным явлением.
У пациентов с ОАС сужение дыхательных путей более выражено, чем обычно, и приводит к периодам обструкции дыхательных путей. Это происходит по ряду причин, но самая важная из них — ожирение. Считается, что у пациентов с ожирением давление, оказываемое жиром на шее, приводит к разрушению дыхательных путей. Когда тонус подбородочно-язычного и небно-глоточного суставов снижается, например, во время сна, это может привести к обструкции дыхательных путей.
Дыхательные пути могут оставаться заблокированными всего несколько секунд или может пройти больше минуты, прежде чем пациент сделает следующий вдох. В это время у пациента может развиться гипоксия, и он начнет прилагать энергичные усилия, чтобы попытаться дышать, преодолевая препятствия в дыхательных путях. Кроме того, он будет все больше просыпаться от сна. В конце концов, его мышцы, расширяющие дыхательные пути, восстанавливаются в тонусе, и обструкция дыхательных путей уменьшается. (Пациенты обычно не просыпаются.) После снятия обструкции возобновляется вентиляция и сон пациента углубляется.Это приводит к снижению тонуса мышц, расширяющих дыхательные пути, и цикл начинает повторяться.
Хотя ожирение, вероятно, является наиболее важным фактором, приводящим к ОАС, существуют и другие предрасполагающие факторы. К ним относятся анатомические изменения, предрасполагающие к сужению дыхательных путей, такие как увеличенные миндалины, опухоли дыхательных путей и аномалии нижней челюсти. Седативные препараты, в том числе алкоголь, также могут предрасполагать к апноэ во сне, вероятно, из-за нарушения режима сна и снижения мышечного тонуса.Небольшое количество случаев СОАС можно объяснить нарушениями нервно-мышечной функции.
Грудная клетка. Эта «клетка» намного более гибкая, чем иногда предполагают подготовленные образцы или модели. Между ребрами тянутся межреберные мышцы.
Между ребрами расположены три слоя межреберных мышц :
1.
Наружные межреберные мышцы, идущие вперед и вниз
2.
Внутренние межреберные мышцы, перпендикулярны наружу, следовательно, идет вниз и кзади
3.
Внутренние межреберные волокна, волокна которых проходят в том же направлении, что и внутренние.
Эти мышцы иннервируются межреберными нервами от передних первичных ветвей сегментов T1 – T11 спинного мозга.
Многие мышцы, которые не играют основной роли в дыхании, берут свое начало в грудной клетке. Например, они двигают головой, шеей и верхними конечностями. Эти мышцы могут быть задействованы для облегчения дыхания и поэтому называются вспомогательными дыхательными мышцами .Большинство этих мышц помогают вдоху, и только сгибатели позвоночника и мышцы передней брюшной стенки помогают выдоху. Тем не менее, из-за механического преимущества вспомогательных выдыхательных мышц над инспираторными мышцами, мы можем выдувать сильнее, чем можем вдохнуть. имеет место вдохновение. Прежде чем мы углубимся в детали того, как эти два процесса похожи, нам необходимо установить два очень важных факта:
1.
В легких нет мышц, которые участвуют в дыхании: небольшое количество мышц, которые они содержат, контролирует диаметр дыхательных путей.
2.
Воздух будет течь только из области высокого давления в область низкого давления. На вдохе давление в эластичных альвеолах снижается за счет их растяжения за счет уменьшения давления вокруг них за счет расширения грудной клетки. Таким образом, воздух засасывается в легкие. Во время выдоха давление в легких увеличивается за счет уменьшения размера грудной клетки, тем самым сжимая газ в легких.
Снижение давления вокруг легких, вызывающее вдох, в основном является результатом активности диафрагмальных нервов, заставляющих диафрагму сжиматься и опускаться в грудной клетке, как поршень в шприце. Это втягивает воздух в грудь. При спокойном дыхании вдох — это единственная активная часть дыхания; выдох в значительной степени пассивен и является результатом упругой отдачи легких, втягивающей их и диафрагму обратно в положение покоя — что-то вроде сдувающегося воздушного шара, когда его шейка отпускается.
Центральное сухожилие диафрагмы перемещается на 1-2 см при дыхании в состоянии покоя, но может перемещаться примерно на 10 см при энергичном дыхании. Движение диафрагмы обычно составляет около 75% объема дыхания, но не является важным для жизни: если диафрагма парализована, другие дыхательные мышцы могут в значительной степени действовать. При спокойном дыхании только некоторые (и не всегда одни и те же) волокна диафрагмальных мышц сокращаются с каждым вдохом. Это может объяснить, почему мы редко страдаем усталостью диафрагмы.
Если мы уподобим диафрагму поршню шприца, ребра можно уподобить его стенкам. Однако действие межреберных мышц на ребра (в основном со второго по десятое) может изменить диаметр грудной клетки и, таким образом, активно втягивать воздух в легкие и выводить его из легких. Во многом это связано с тем, что ребра расположены под углом, отклоняющимся от горизонтали, и их можно поднимать и опускать (см.).
Наружные межреберные мышцы при вдохе вызывают движения двух типов:
1.
«Ручка насоса» — движения, при которых передний конец каждого ребра приподнят, как в старинном водяном насосе.
2.
Движения «ведро-ручка», при которых диаметр грудной клетки увеличивается, каждое ребро с каждой стороны действует как подъем ручки ведра из горизонтального положения.
Оба этих типа действия увеличивают диаметр грудной клетки и, таким образом, втягивают воздух в легкие за счет снижения давления в груди.Мало того, что внешние межреберные мышцы помогают вызвать это снижение давления, но, укрепляя грудную стенку во время вдоха, они предотвращают « втягивание » грудной клетки (так же, как вы можете втягивать щеки), которое произошло бы, если бы они не сжимались. На действие межреберных мышц приходится около 25% максимальной произвольной вентиляции. Важность ребер и межреберных мышц для дыхания проявляется у пациентов, у которых ребра сломаны и у которых наблюдается так называемая «цепная грудь», при которой стенка грудной клетки сдвигается во время вдоха и выходит наружу во время выдоха.
Хотя выдох в основном пассивен во время спокойного дыхания (в результате упругой отдачи легких — подобно схлопыванию воздушного шара), мышцы выдоха могут активно сокращаться во время интенсивного дыхания или если дыхательные пути заблокированы болезнью. В этих условиях мышц живота, являются наиболее важными мышцами выдоха. Прижимая содержимое живота к диафрагме, они заставляют его подниматься в грудную клетку, тем самым вытесняя воздух из легких.Эти мышцы живота особенно активны во время кашля или чихания, что станет очевидным, если прижать пальцы к животу и кашлять. Внутренние и самые внутренние межреберные мышцы, как и внешние межреберные мышцы, занимают промежутки между ребрами и иннервируются сегментарными нервами. Они тянут ребра вниз, уменьшают диаметр грудной клетки и тем самым способствуют выдоху. Как и внешние межреберные кости, они укрепляют промежутки между ребрами и предотвращают выпячивание грудной клетки во время выдоха.Изменения размера и формы грудной клетки, вызванные деятельностью диафрагмы, межреберных и дополнительных мышц, передаются на внешнюю поверхность легких. Поскольку легкие очень гибкие, любое изменение давления на их поверхность быстро передается воздуху внутри альвеол. Это не означает, что фактическое давление в жидкости между слоями плевры, которые образуют покрытие легких и слизистую оболочку грудной клетки, такое же, как давление в альвеолах (см. Главу 5): на самом деле, это важно. чтобы ученик осознал, что они очень разные.
Эмбриология
Знание эмбриологического происхождения анатомических структур часто используется для понимания их физиологической функции и во многих клинических ситуациях. Например, феномен отраженной боли можно объяснить на основе общего эмбриологического происхождения структур. Развитие легкого плода и новорожденного может объяснить многие различия в функциях незрелого легкого и легкого взрослого.
Недоношенность, особенно с массой тела при рождении менее 2500 г, может привести к респираторной недостаточности у младенца из-за незрелости пневмоцитов II типа, вырабатывающих сурфактант (стр.18, 36). Этот респираторный дистресс-синдром , также называемый болезнью гиалиновой мембраны, развивается в течение нескольких минут или часов после рождения и характеризуется высокой частотой дыхания, требующей больших усилий из-за пониженной эластичности легких. Когда преждевременные роды находятся под угрозой, его способность выделять сурфактант оценивается путем измерения отношения лецитина к сфингомиелину в околоплодных водах. При необходимости активность пневмоцитов II типа может быть усилена введением кортикостероидов, а после рождения экзогенный сурфактант может быть введен в виде аэрозоля.Тем не менее, смертность может достигать 40%, что демонстрирует, что даже у доношенного ребенка развитие дыхательной системы только в достаточной степени.
У 4-недельного эмбриона человека зачатки дыхательной системы сначала видны как выпуклость, ларинготрахеальный зачаток , на вентральной поверхности энтодермы пищеварительного тракта ( ). По мере удлинения зачатка проксимальная часть формирует трахею, а дистальный конец раздваивается, образуя сначала два главных бронха, а затем более дистальные части бронхиального дерева, в конечном итоге формируя ограниченное количество альвеол.Таким образом, весь эпителий, выстилающий весь дыхательный тракт, происходит от энтодермы . Хрящ, мышцы и соединительная ткань, составляющие большую часть структуры легких, развиваются из эмбриональной мезодермы , которая становится связанной с ларинготрахеальным зачатком.
Вид сбоку 4-недельного эмбриона человека. Ларинготрахеальный зачаток начинает делиться, образуя два легких.
Легкое претерпевает пять перекрывающихся фаз развития:
- • псевдогландулярное
- • канальцевое
- • мешковидное
- • альвеолярное
- • созревание микрососудов.
В псевдогландулярной фазе , которая длится с пятой по 17-ю неделю, легкое напоминает примитивную составную железу, при этом становятся видимыми дыхательные пути вплоть до конечных бронхиол. С 16 по 26 неделю находится канальцевая стадия , при которой формируются дыхательные пути будущих респираторных областей. В то же время дыхательные пути проталкиваются через окружающую мезенхиму, собирая рукав капилляров, который образует локальную сеть, которая разрастается вместе с дыхательными путями.С 25 недели до рождения будущие альвеолярные протоки и альвеолярные мешочки образуются за счет роста и разветвления мешочков неправильной формы на концах предполагаемых респираторных бронхиол. Хотя формирование альвеол начинается уже на 36 неделе беременности, при рождении присутствует только 50 миллионов альвеол по сравнению с 300 миллионами во взрослом легком. Альвеолизация продолжается около 2 лет после рождения. Созревание микроциркуляторного русла легких происходит параллельно альвеолизации в течение первых 2 лет самостоятельной жизни.С этого момента части легких растут пропорционально друг другу и массе тела.
Резюме 3
- • В легких нет мышц, которые обеспечивают дыхание.
- • Вдохновение вызывается в основном опусканием диафрагмы, как поршень в шприце.
- • Выдох в значительной степени пассивный из-за эластичности легких, как при сдутии воздушного шара.
- • Активный выдох, как и при упражнении, задействует мышцы живота.
Кондиционер
Характеристики всех респираторных поверхностей не влияют на их физическую прочность (тонкие стенки, сосуды, влажность). Следовательно, наличие защиты дыхательной поверхности легких от повреждений воздухом или чем-либо в воздухе, что должно перемещаться по ней во время дыхания, является эволюционным преимуществом. Даже в самых благоприятных условиях воздух вокруг нас холодный и сухой по сравнению с респираторной поверхностью легких.
Корпус 2.1
Структура дыхательной системы: 3
Признаки и симптомы OSA
Часто первым, кто жалуется на OSA пациента, является его или ее супруга! ОАС неизменно ассоциируется с громким храпом, поскольку дыхательные пути сужаются, и это в сочетании с циклами обструкции и возбуждения может привести к очень плохому ночному сну для любого человека, находящегося в одной комнате с пациентом. К тому времени, когда пациент обращается за лечением, его супруга часто спит в одиночестве.
Основной симптом, на который жалуется пациент, — дневная сонливость. Поскольку их режим сна настолько нарушен циклами апноэ и возбуждения, эти пациенты очень устают и хотят спать в течение дня. Эта сонливость может начать влиять на работу и домашнюю жизнь пациента, поскольку его способность концентрироваться в течение длительных периодов времени начинает уменьшаться. В худшем случае у пациента может быть тенденция терять концентрацию или даже засыпать за рулем своего автомобиля — автомобильные аварии чаще встречаются у пациентов с СОАС.
Другие симптомы, на которые может жаловаться пациент, включают утренние головные боли и ночное потоотделение, а родственники могут заметить изменения личности. По причинам, которые до конца не изучены, пациенты часто жалуются на то, что им приходится вставать, чтобы помочиться ночью, иногда в нескольких случаях.
Лечение направлено на снижение частоты обструкции дыхательных путей. Пациенту рекомендуется сбросить вес и ограничить употребление алкоголя, особенно перед сном.
Самая эффективная форма лечения, которую опробовал г-н Синклер, — это назальное постоянное положительное давление в дыхательных путях (NCPAP).Пациент носит небольшую маску, закрепленную на носу на ночь. Маска образует герметичное уплотнение вокруг носа пациента. К маске прилагается постоянное положительное давление, создаваемое небольшим насосом. Это давление передается в верхние дыхательные пути и предотвращает их схлопывание.
Доступны и другие методы лечения. Одно время популярным хирургическим лечением состояния является увулопалатофарингопластика (UPPP). Эта операция включает удаление язычка и части мягкого неба.Он имеет лишь ограниченный шанс успеха и связан с осложнениями, включая заброс жидкости в нос во время питья. Поэтому сегодня это делается нечасто.
Тепло и вода
Поскольку градиенты температуры и водяного пара между слизистой оболочкой и вдыхаемым воздухом являются наибольшими в носу и верхних дыхательных путях, на эти области ложится большая часть нагрузки по кондиционированию воздуха. Однако это бремя ложится на нижние дыхательные пути. При носовом дыхании в состоянии покоя прохождение воздуха через нос занимает <0.1 с. В течение этого времени температура повышается (если в помещении комфортно) с 20 ° C до 31 ° C к тому времени, когда воздух покидает внутренние ноздри, и до 35 ° C к тому времени, когда он достигает середины трахеи. Увлажнение происходит так же быстро, вдыхаемый воздух приближается к насыщению к тому моменту, когда достигает глотки. Увлажнение вдыхаемого воздуха предъявляет тепловые требования к телу из-за высокой скрытой теплоты испарения воды. Для испарения воды и насыщения вдыхаемого воздуха используется в пять раз больше тепла, чем для его нагрева.Процесс кондиционирования - это метаболические «затраты», и до 40% этих затрат возмещается за счет выдыхаемого воздуха, который нагревает и увлажняет слизистую носа при выдохе. У пустынных животных, таких как верблюды и песчанки, в носу высокоразвитая система носовых раковин, которая улавливает больше тепла и воды, чем у нас.
Этот противоточный обмен тепла и воды в нашем носу хорошо демонстрируется в холодных условиях, когда слизистая оболочка носа намного холоднее, чем выдыхаемый воздух из глубоких слоев легких.В этих условиях достаточное количество воды может конденсироваться, образуя каплю на кончике носа. Это чисто естественное физическое явление, а не «простуда» или другое патологическое состояние.
В состоянии покоя большинство людей дышат через нос, хотя 15% населения обычно дышат ртом. Мы все прибегаем к ротовому дыханию во время тяжелых упражнений. Рот на удивление хорош в кондиционировании воздуха, и к тому времени, когда воздух достигает голосовой щели, условия становятся очень похожими, дышите ли вы через нос или через рот.Недостатком ротового дыхания является выдох, когда восстанавливается гораздо меньше тепла и воды. Все мы испытывали дискомфорт от сухости во рту, которая часто сопровождает заложенность носа при простуде.
Частицы и пары
Дыхательной системе угрожают многие частицы и пары химических веществ в воздухе. Верхние и проводящие дыхательные пути намного прочнее, чем респираторная поверхность, и они несут основную тяжесть защиты респираторной поверхности, отфильтровывая эти частицы и пары из вдыхаемого воздуха.
Частицы должны быть относительно небольшими, чтобы проникать в дыхательные пути на любую глубину, и именно их размер и форма определяют, где они приземляются. От того, где они приземлятся, зависит, как с ними будут поступать.
Аэрозоль представляет собой облако частиц или капель, которое в течение некоторого времени остается стабильным и взвешенным в воздухе. Поскольку объем (и, следовательно, масса) капли зависит от куба ее диаметра, а площадь ее поверхности связана с квадратом ее диаметра, большие капли падают быстрее, чем более мелкие.Ливень падает на землю; туман остается взвешенным в течение некоторого времени (закон Стокса гласит, что конечная скорость падающего шара пропорциональна квадрату его радиуса). Ученые, интересующиеся поведением аэрозолей в легких, часто преобразуют вес и форму частиц в размер аэродинамически эквивалентных сфер. Средневзвешенный диаметр аэрозоля — это диаметр, около которого находится 50% общей массы частиц. Медианный массовый аэродинамический диаметр (MMAD) является произведением массового среднего диаметра и квадратного корня из плотности частиц.Используя эту систему, мы видим, как 95% частиц размером> 5 мм MMAD воздействуют на стенки носа и глотки, где они задерживаются липкой слизью. Это столкновение является результатом турбулентности и количества движения частиц, выбрасывающего их из воздушного потока, когда они быстро меняют направление. В нашем носу слизь, удерживающая пыль, переносится ресничками в глотку. Затем его проглатывают. У собак реснички бьют наружу, что способствует влажному носу здоровой собаки.Чуть более мелкие частицы (1–5 мм) выдерживают завихрения и турбулентность верхних дыхательных путей и удаляются путем осаждения в мелких дыхательных путях. Осаждение — это осаждение частиц под действием силы тяжести, и этот медленный процесс эффективен только в небольших дыхательных путях, потому что их диаметр настолько мал, что частицам остается лишь немного упасть. Какими бы маленькими они ни были, эти частицы слишком массивны, чтобы на них сильно влияло движение молекул газа вокруг них, которое представляет собой явление диффузии.Частицы, которые достигают стенки малых дыхательных путей, задерживаются там слизью и перемещаются вверх по мукоцилиарному эскалатору со скоростью около 2 мм с -1 в глотку в значительных количествах для проглатывания. Слизистая оболочка, улавливающая частицы, имеет толщину 5–10 мм и состоит из двух слоев. Внешний слой геля лежит на менее вязком слое, в котором реснички бьют по направлению ко рту с частотой около 20 Гц.
Самые маленькие частицы (<0,1 мм) осаждаются за счет диффузии молекул газа, вызывающих броуновское движение.Частицы «толкаются» до тех пор, пока не ударяются о стенку небольшого дыхательного пути или альвеолы. В этой области частицы прилипают к стенкам за счет поверхностного натяжения, потому что нет выделения слизи. Они также находятся за концом ресничного эскалатора. В альвеолярной области амебоидные макрофагов ( ) захватывают частицы и переносят их к эскалатору или переносят в кровь или лимфу. Когда количество пыли велико, макрофаги сбрасывают свою нагрузку вокруг дыхательных путей, бронхиол, и любой патологоанатом из угледобывающей зоны может увидеть черные «ореолы», образованные таким образом.Бактерии особенно восприимчивы к воздействию макрофагов, которые убивают их с помощью ферментов и свободных радикалов на основе кислорода (см. «Метаболическая активность», стр. 26) или переносят их из легких. Активность этих фагоцитарных клеток обеспечивает эффективную стерильность альвеолярной области легкого.
Свободные радикалы и протеазы, продуцируемые макрофагами для борьбы с инородным материалом, могут повредить само легкое; как эти опасные вещества нейтрализуются, описано ниже (Метаболическая активность, стр.36).
Влияние удара, осаждения и диффузии на частицы различного аэродинамического диаметра показано на .
Отложение частиц в легких. Обратите внимание, что аэродинамический диаметр представляет собой логарифмическую шкалу и что есть точка диаметром около 0,5 мм, в которой осаждение минимально.
Большинство частиц с аэродинамическим диаметром 0,5 мм не осаждаются: они попадают с воздушным потоком в легкие и снова выходят обратно с выдохом. представляет случай при спокойном дыхании.Лечение болезни терапевтическими аэрозолями требует медленного глубокого дыхания для обеспечения глубокого проникновения и достаточного времени для распространения. Повышенная вентиляция во время упражнений увеличивает ударную нагрузку и опасность тяжелой работы в пыльной среде.
Частицы составляют лишь небольшую часть по весу загрязняющих веществ, которыми мы дышим ( ).
Загрязнители воздуха и их источники. Обратите внимание на вклад автомобилей.
Многие газы и пары также представляют серьезную угрозу, усугубляемую злоупотреблением табаком.Оксиды серы и азота, углеводороды и химические вещества, образующиеся под действием солнечного света на эти вещества, вызывают воспаление дыхательных путей. Табачный дым вдыхает более 1000 вредных компонентов. Курение было определено не меньшим авторитетом, чем король Англии Джеймс (Шотландия VI) I (1603–1625), как « обычай, отвратительный для глаз, ненавистный для носа, вредный для мозга и опасный для легких ». . Неудивительно, что он был известен как «самый мудрый дурак в христианском мире». Многие вредные вещества производятся двигателями внутреннего сгорания, но внедрение каталитических нейтрализаторов значительно снизило образование монооксида углерода, который оказывает особенно пагубное влияние на перенос кислорода кровью (см. Главу 8).
Метаболическая активность
Метаболизм тканей самого легкого ничем не примечателен, со скоростью метаболизма лишь немного выше, чем в среднем для всего тела. Хотя это основной внепеченочный сайт окисления смешанной функции системами цитохрома P450, грамм на грамм он гораздо менее активен, чем печень, и вовлечено гораздо меньше тканей. Таким образом, основная роль системы P450 в легких может заключаться в детоксикации вдыхаемых инородных веществ.Токсичные вещества, передающиеся с кровью, в значительной степени поглощаются или детоксифицируются в легких, причем основные вещества особенно хорошо обрабатываются. Эта защитная активность со стороны легких может быть « героической » до такой степени, что вызывает смертельное локальное повреждение: например, накопление свободных радикалов , полученных из кислорода, (полезных в умеренных концентрациях для поражения бактерий) усиливается с помощью средства для уничтожения сорняков. паракват (Weedol или Gramoxone), доза 1,5 г которого может быть смертельной из-за его избирательного поглощения легкими.Хотя первоначальные клинические признаки отравления паракватом включают сильное изъязвление ротовой полости и пищевода, диарею и рвоту, обычно причиной смерти является диффузный фиброз легких, вызванный избытком свободных радикалов. Помимо свободных радикалов, необходимо нейтрализовать или удалить протеазы , особенно эластаза и трипсин, высвобождаемые фагоцитами в их обычных защитных функциях, после того как они выполнили свою функцию, иначе они атакуют само легкое.Любое из этих веществ, попавших в слизь мукоцилиарного эскалатора, выводится из легких. Кроме того, их активность прекращается путем конъюгации с α 1 -антитрипсин в плазме. Важность этого механизма демонстрируется высокой частотой и серьезностью эмфиземы легких у людей, которым не хватает антитрипсина из-за генетического дефицита.
Метаболизм циркулирующих биологически активных веществ
Поскольку легкие находятся последовательно с системным кровообращением и получают весь сердечный выброс, легкие идеально расположены для быстрого контроля уровня веществ, циркулирующих в крови.Для этого они используют огромную площадь поверхности эндотелия (100 м 2 ) для удаления или разложения веществ, действие которых необходимо быстро прекратить после того, как они выполнили свою функцию:
- • Норадреналин (норадреналин)
- • АТФ , ADP, AMP
- • Брадикинин
- • 5HT
- • Лейкотриены
- • PGE 1 , PGE 2 , PGF 2 α .
Вещества, которые в целом активны и поддерживают свое действие, проходят через легочную циркуляцию без изменений и включают:
- • Адреналин (адреналин)
- • Ангиотензин II
- • Дофамин
- • Гистамин
- • Сальбутамол
- • PGI 2 , PGA 2 .
Особый интерес, поскольку единственным примером активации переносимого с кровью вещества легкими является превращение ангиотензина I в плазме в мощное сосудосуживающее вещество ангиотензин II с помощью ангиотензин-превращающего фермента (ACE). Хотя это не ограничивается легкими, находясь в плазме и эндотелии, легочная сосудистая сеть, по-видимому, наиболее обильно снабжена этим ферментом, и 80% ангиотензина I плазмы превращается в легкие за один проход.АПФ также отвечает за удаление брадикинина легкими. Эндотелий легких также отвечает за тонизирующее производство NO.
Вазоактивные и бронхоактивные лейкотриены и простагландины , которые выделяются в кровоток при определенных условиях, метаболизируются из арахадоновой кислоты (очевидно, так называемой, потому что ее кристаллы выглядят как волосатые пауки) эндотелием легочных капилляров.
Помимо изменения крови, легкие также производят мукополисахаридов как часть производства бронхиальной слизи и выделяют иммуноглобулинов (Ig) в дыхательные пути для защиты от инфекции.
Продукция сурфактанта пневмоцитами II типа обсуждается на с. 36.
Недыхательные функции
Фильтрация
Часто и обоснованно упоминается фильтрующая функция легких, защищающая уязвимое мозговое и коронарное кровообращение. Однако диаметр капилляров малого круга кровообращения (около 7 мм) нельзя рассматривать как общий размер пор фильтра. Многие исследования показали, что частицы диаметром до 400 мм могут проходить по малому кругу кровообращения.Эффективный размер фильтра частично зависит от уровня физической нагрузки, которую выполняет субъект, и может зависеть от нормально закрытых артерий, открывающихся для «шунтирования» крови через легкие. Частицы, фильтруемые легкими, включают агглютинированные белые и красные кровяные тельца, капли жира и капли околоплодных вод во время беременности. Опухолевые клетки могут скапливаться и расти в легких, но именно сгустки крови из большого круга кровообращения составляют основную фильтруемую нагрузку и мешают текучести крови.
Текучесть крови
Легкие не только улавливают тромбы, но и способствуют текучести крови, являясь богатейшим источником факторов, которые способствуют (тромбопластин) или ингибируют (гепарин) свертывание. Баланс между их эффектами поддерживает текучесть крови. Любые уже образовавшиеся тромбы разрушаются протеолитическим ферментом плазмин , активированным из его неактивного предшественника в плазме, факторами, обнаруженными в больших количествах в легочном эндотелии.
Емкость крови
Объем легочной крови у лежащего человека составляет около 500 мл.Этот объем можно уменьшить вдвое за счет увеличения давления в грудной клетке, например, форсированного выдоха через закрытую гортань. С другой стороны, объем крови в груди можно увеличить вдвое за счет принудительного вдоха. Это явление позволяет малому кругу кровообращения действовать как резервуар, например, в начале упражнения, когда выброс левого желудочка быстро увеличивается. Активность симпатической нервной системы может влиять на емкость системы, вызывая сокращение гладких мышц стенок кровеносных сосудов.
Охлаждение
Высокая скрытая () теплота испарения воды делает ее испарение с дыхательной поверхности полезным механизмом для охлаждения мелких пушистых животных. Этот механизм менее очевиден у людей, возможно, потому, что мы используем испарение из нашей особенно безволосой кожи. Однако остатки этого механизма можно увидеть, если вы слишком долго находитесь в очень горячей ванне или если у вас жар — вы заметите, что рефлекторно начинаете дышать через рот.
Поведение
Дыхание является уникальным среди основных функций тела, поскольку оно контролируется как добровольно, так и непроизвольно.Например, наши сердца и почки перекачивают и фильтруют нашу кровь, даже не осознавая этого. Однако мы не можем сознательно контролировать скорость, с которой они работают. Дыхание происходит бессознательно большую часть времени (за исключением тех несчастных людей, которые страдают от Проклятия Ондина, см. Стр. 135), но в одно мгновение мы можем взять под контроль свое дыхание, например, чтобы позволить нам говорить.
Наши респираторные мышцы помогают другим системам организма многими не дыхательными путями. При поднятии тяжелого веса наше дыхание останавливается, мышцы груди сокращаются, и это образует жесткую клетку, против которой могут действовать мышцы рук.
Диафрагма и мышцы живота сокращаются одновременно, повышая внутрибрюшное давление во время рвоты, дефекации и родов. И наоборот, вдох отключается, когда вы глотаете пищу или напитки, чтобы предотвратить их вдыхание (вы заметили, что после каждого глотка следует выдох?).
Изменения в образе дыхания могут сигнализировать об эмоциях, дружеских или иных, и, прежде всего, мы используем нашу дыхательную систему для усиления речи и вокализации.
Резюме 4
- • Относительно крупные частицы оседают в носу в результате удара.
- • Более мелкие частицы оседают в дыхательных путях в результате осаждения.
- • Осажденные частицы удаляются в ротовую полость мукоцилиарным эскалатором.
- • Макрофаги работают с частицами, которые достигают альвеол.
- • Малый круг кровообращения является важным фильтром крови, особенно сгустков крови.
Дополнительная литература
- Хорсфилд К. Морфометрия легких. В: Macklem P.T., Mead J., editors. Справочник по физиологии.Раздел 3, Дыхательная система. Том III Механика дыхания, Часть I. Американское физиологическое общество; Bethesda, MD: 1986. стр. 75. [Google Scholar]
- Мюррей Дж. Ф., второе изд. У. Б. Сондерс; Филадельфия: 1986. Нормальное легкое. [Google Scholar]
- Сильверман Э.С., Герритсен М.Э., Коллинз Т. Метаболическая функция легочного эндотелия. В: Crystal R.G., West J.B., Barnes P.J., Weibel E.R., редакторы. Легкое: научные основы. второе изд. Raven Press; Нью-Йорк: 1997. [Google Scholar]
- Weibel E.Р. Академик Пресс; Нью-Йорк: 1963. Морфометрия легкого человека. [Google Scholar]
- Вейбель Э.Р. Дизайн и морфометрия легочного газообменника. В: Crystal R.G., West J.B., Barnes P.J., Weibel E.R., редакторы. Легкое: научные основы. второе изд. Raven Press; Нью-Йорк: 1997. [Google Scholar]
- Young B., Heath J.W. Черчилль Ливингстон; Эдинбург: 2000. Функциональная гистология Уитера: Атлас текста и цвета. [Google Scholar]
5 Функции дыхательной системы
Путем дыхания, вдоха и выдоха дыхательная система способствует обмену газов между воздухом и кровью, а также между кровью и клетками тела.Дыхательная система также помогает нам обонять и издавать звуки. Ниже приведены пять ключевых функций дыхательной системы.
1. Вдох и выдох — это легочная вентиляция — это дыхание
Дыхательная система помогает при дыхании, также называемом легочной вентиляцией. При легочной вентиляции воздух вдыхается через носовую и ротовую полости (нос и рот). Он перемещается через глотку, гортань и трахею в легкие. Затем воздух выдыхается и возвращается по тому же пути.Изменения объема и давления воздуха в легких запускают легочную вентиляцию. Во время нормального вдоха диафрагма и внешние межреберные мышцы сокращаются, а грудная клетка поднимается. По мере увеличения объема легких давление воздуха падает, и воздух врывается внутрь. Во время нормального выдоха мышцы расслабляются. Легкие становятся меньше, давление воздуха повышается, и воздух удаляется.
2. Внешнее дыхание обменивает газы между легкими и кровотоком
Внутри легких кислород обменивается на углекислый газ в результате процесса, называемого внешним дыханием.Этот респираторный процесс происходит в сотнях миллионов микроскопических мешочков, называемых альвеолами и . Кислород из вдыхаемого воздуха диффундирует из альвеол в окружающие их легочные капилляры. Он связывается с молекулами гемоглобина в красных кровяных тельцах и перекачивается через кровоток. Между тем, углекислый газ из дезоксигенированной крови диффундирует из капилляров в альвеолы и выводится через выдох.
3. Внутреннее дыхание обменивает газы между кровотоком и тканями тела
Кровоток доставляет кислород к клеткам и удаляет углекислый газ через внутреннее дыхание, еще одну ключевую функцию дыхательной системы.В этом респираторном процессе красные кровяные тельца переносят кислород, поглощенный из легких, по всему телу через сосудистую сеть. Когда насыщенная кислородом кровь достигает узких капилляров, красные кровяные тельца выделяют кислород. Он проникает через стенки капилляров в ткани тела. Между тем углекислый газ диффундирует из тканей в красные кровяные тельца и плазму. Деоксигенированная кровь переносит углекислый газ обратно в легкие для высвобождения.
13.2 Строение и функция дыхательной системы — Биология человека
Создано CK-12 Foundation / Адаптировано Кристин Миллер
Рисунок 13.2.1 Каждый вдох…Почему в холодный день «видно дыхание»? Воздух, который вы выдыхаете через нос и рот, теплый, как и внутри вашего тела. Выдыхаемый воздух также содержит много водяного пара, поскольку он проходит по влажным поверхностям из легких в нос или рот. Водяной пар в вашем дыхании внезапно охлаждается, когда достигает гораздо более холодного наружного воздуха. Это заставляет водяной пар конденсироваться в туман из крошечных капель жидкой воды. Вы выпускаете водяной пар и другие газы из своего тела в процессе дыхания.
Дыхание — это процесс поддержания жизни, при котором происходит обмен газами между телом и внешней атмосферой. В частности, кислород перемещается из окружающего воздуха в тело; а водяной пар, углекислый газ и другие отходящие газы перемещаются изнутри тела в наружный воздух. Дыхание осуществляется преимущественно дыхательной системой . Важно отметить, что дыхание респираторной системой — это не тот же процесс, что и клеточное дыхание, которое происходит внутри клеток, хотя эти два процесса тесно связаны.Клеточное дыхание — это метаболический процесс, при котором клетки получают энергию, обычно «сжигая» глюкозу в присутствии кислорода. Когда клеточное дыхание является аэробным, оно использует кислород и выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта. Дыхание дыхательной системой обеспечивает кислород, необходимый клеткам для аэробного клеточного дыхания, и удаляет углекислый газ, производимый клетками во время клеточного дыхания.
Дыхание дыхательной системой на самом деле включает два вспомогательных процесса.Один процесс вентиляция , или дыхание. Вентиляция — это физический процесс подачи воздуха в легкие и из них. Другой процесс — это газообмен . Это биохимический процесс, при котором кислород диффундирует из воздуха в кровь, а углекислый газ и другие отходящие газы диффундируют из крови в воздух. Все органы дыхательной системы участвуют в дыхании, но только легкие участвуют в газообмене.
Органы дыхательной системы образуют непрерывную систему проходов, называемую дыхательными путями , , через которые воздух поступает в тело и выходит из него.Дыхательные пути делятся на два основных отдела: верхние дыхательные пути и нижние дыхательные пути. Органы в каждом отделе показаны на Рисунке 13.2.2. Помимо этих органов, определенные мышцы грудной клетки (полость тела, заполняющая грудную клетку) также участвуют в дыхании, обеспечивая дыхание. Наиболее важной является большая мышца, называемая диафрагмой, которая расположена ниже легких и отделяет грудную клетку от брюшной полости. Более мелкие мышцы между ребрами также играют роль в дыхании.
Рис. 13.2.2 Во время дыхания вдыхаемый воздух попадает в тело через нос и проходит через дыхательные пути в легкие. Выдыхаемый воздух движется из легких в обратном направлении.Верхние дыхательные пути
Все органы и другие структуры верхних дыхательных путей участвуют в проводимости, или движении воздуха в тело и из него. Органы верхних дыхательных путей обеспечивают проход воздуха между внешней атмосферой и легкими.Они также очищают, увлажняют и нагревают поступающий воздух. В этих органах не происходит газообмена.
Носовая полость
Носовая полость — это большое заполненное воздухом пространство в черепе над и за носом в середине лица. Это продолжение двух ноздрей. Когда вдыхаемый воздух проходит через носовую полость, он нагревается и увлажняется кровеносными сосудами, расположенными очень близко к поверхности этой эпителиальной ткани. Волосы в носу и на слизистой оболочке слизистых оболочек помогают задерживать более крупные инородные частицы в воздухе, прежде чем они углубятся в дыхательные пути.Помимо дыхательных функций, носовая полость также содержит хеморецепторы, необходимые для обоняния и вкуса.
Глотка
Глотка представляет собой трубчатую структуру, которая соединяет носовую полость и заднюю часть рта с другими структурами ниже в горле, включая гортань. Глотка выполняет двойную функцию: через нее проходят воздух и пища (или другие проглоченные вещества), поэтому она является частью дыхательной и пищеварительной систем.Воздух проходит из полости носа через глотку в гортань (а также в обратном направлении). Пища проходит изо рта через глотку в пищевод.
Гортань
гортань соединяет глотку и трахею и помогает проводить воздух через дыхательные пути. Гортань также называют голосовым ящиком, потому что она содержит голосовые связки, которые вибрируют, когда над ними проходит воздух, производя звук. Вы можете увидеть голосовые связки в гортани на рисунках 13.2.3 и 13.2.4. Определенные мышцы гортани раздвигают голосовые связки, позволяя дышать. Другие мышцы гортани сдвигают голосовые связки вместе, позволяя издавать голосовые звуки. Последние также контролируют высоту звука и помогают регулировать их громкость.
Рис. 13.2.3 Гортань, вид снаружи. | Рисунок 13.2.4 Гортань, вид сверху. |
Очень важная функция гортани — защита трахеи от аспирированной пищи.Когда происходит глотание, движение языка назад заставляет лоскут, называемый надгортанником, закрывать вход в гортань. (Вы можете увидеть надгортанник на рис. 13.2.3 и 13.2.4.) Это предотвращает попадание проглоченного материала в гортань и его проникновение в дыхательные пути. Если проглоченный материал начинает попадать в гортань, он раздражает гортань и вызывает сильный кашлевой рефлекс. Это обычно выталкивает материал из гортани в горло.
Модель гортани — дыхательная система, Dr.Лотц, 2018.
Нижние дыхательные пути
Рис. 13.2.5 На этой схеме показано древовидное разветвление проходов нижних дыхательных путей в легких.Трахея и другие проходы нижних дыхательных путей проводят воздух между верхними дыхательными путями и легкими. Эти проходы образуют перевернутую древовидную форму (рис. 13.2.5) с повторяющимися ветвлениями по мере продвижения в легкие. В целом, существует поразительное количество дыхательных путей длиной 2414 километров (1500 миль), по которым воздух проходит через дыхательные пути человека! Однако только в легких происходит газообмен между воздухом и кровотоком.
Трахея
Трахея , или дыхательное горло — это самый широкий проход в дыхательных путях. Его ширина составляет около 2,5 см, а длина — 10–15 см (примерно 1 дюйм в ширину и 4–6 дюймов в длину). Он состоит из хрящевых колец, которые делают его относительно прочным и эластичным. Трахея соединяет гортань с легкими для прохождения воздуха через дыхательные пути. Внизу трахея разветвляется, образуя две бронхи.
Бронхи и бронхиолы
Есть два основных бронха, или бронхов (единичный, бронх) , называемые правым и левым бронхами.Бронхи переносят воздух между трахеей и легкими. Каждый бронх разветвляется на более мелкие вторичные бронхи; вторичные бронхи разветвляются на еще более мелкие третичные бронхи. Самые маленькие бронхи разветвляются на очень маленькие канальцы, называемые бронхиолами. Мельчайшие бронхиолы оканчиваются альвеолярными протоками, которые заканчиваются скоплениями крошечных воздушных мешочков, называемых альвеол (единичные, альвеолы) в легких.
Легкие
легких — самые большие органы дыхательных путей.Они подвешены в плевральной полости грудной клетки. Легкие окружены двумя тонкими мембранами, называемыми плеврой, , которые выделяют жидкость, которая позволяет легким свободно перемещаться в плевральной полости. Это необходимо, чтобы легкие могли расширяться и сжиматься во время дыхания. На рисунке 13.2.6 вы можете видеть, что каждое из двух легких разделено на секции. Их называют долями, и они отделены друг от друга соединительной тканью. Правое легкое больше и содержит три доли.Левое легкое меньше по размеру и содержит только две доли. В левом легком меньшего размера остается место для сердца, которое находится слева от центра грудной клетки.
Рисунок 13.2.6 Легкие разделены на правое и левое легкое.Как упоминалось ранее, бронхи заканчиваются бронхиолами, которые снабжают воздухом альвеолы, крошечные мешочки из простой плоской эпителиальной ткани, составляющие основную часть легкого. Поперечное сечение легочной ткани на диаграмме ниже (рис. 13.2.7) показывает альвеолы, в которых происходит газообмен с окружающей их капиллярной сетью.
Рис. 13.2.7 Альвеолы составляют основную часть легкого и образуют миллионы гроздевидных скоплений воздушных мешочков, предназначенных для обмена газов с капиллярами сердечно-сосудистой системы. |
Рис. 13.2.8 Альвеола, в которой происходит газообмен, с капиллярной сетью, окружающей ее. Поверхностно-активное вещество — это жидкость, которая покрывает альвеолы изнутри и предотвращает их схлопывание и слипание, когда воздух выходит из них во время выдоха. |
Ткань легкого состоит в основном из альвеол (см. Рисунки 13.2.7 и 13.2.8). Эти крошечные воздушные мешочки — функциональные единицы легких, в которых происходит газообмен. Два легких могут содержать до 700 миллионов альвеол, обеспечивая огромную общую площадь поверхности для газообмена. Фактически, альвеолы в двух легких занимают площадь, равную половине теннисного корта! Каждый раз, когда вы вдыхаете, альвеолы наполняются воздухом, заставляя легкие расширяться. Кислород в воздухе внутри альвеол поглощается кровью посредством диффузии в сетчатой сети крошечных капилляров, которые окружают каждую альвеолу.Кровь в этих капиллярах также выделяет углекислый газ (также путем диффузии) в воздух внутри альвеол. Каждый раз, когда вы выдыхаете, воздух покидает альвеолы и устремляется в атмосферу, унося с собой отработанные газы.
В легкие кровь поступает из двух основных источников. Они получают дезоксигенированную кровь из правой части сердца. Эта кровь поглощает кислород в легких и переносит его обратно в левое сердце, где он перекачивается к клеткам по всему телу. Легкие также получают кислородсодержащую кровь от сердца, которая обеспечивает кислородом клетки легких для клеточного дыхания.
Вы можете прожить недели без еды и дни без воды, но вы можете выжить без кислорода всего несколько минут — за исключением исключительных обстоятельств — поэтому защита дыхательной системы жизненно важна. Обеспечение пациенту открытых дыхательных путей — первый шаг в лечении многих неотложных состояний. К счастью, дыхательная система хорошо защищена грудной клеткой скелетной системы. Однако обширная поверхность дыхательной системы напрямую подвергается воздействию внешнего мира и всех потенциальных опасностей, связанных с вдыхаемым воздухом.Неудивительно, что дыхательная система имеет множество способов защиты от вредных веществ, таких как пыль и патогены в воздухе.
Основным средством защиты дыхательной системы является мукоцилиарный эскалатор . От носа до бронхов дыхательные пути покрыты эпителием, содержащим бокаловидные клетки, выделяющие слизь. Слизь задерживает частицы и болезнетворные микроорганизмы в поступающем воздухе. Эпителий дыхательных путей также покрыт крошечными клеточными выступами, называемыми ресничками (единичные, реснички), как показано на анимации.Реснички постоянно движутся резкими движениями вверх к глотке, перемещая слизь, захваченные частицы и патогены от легких к внешней части тела. Восходящее движение ресничек, выстилающих дыхательные пути, помогает защитить их от пыли, патогенов и других вредных веществ.
Посмотрите «Мукоцилиарный клиренс» I-Hsun Wu, чтобы узнать больше:
Мукоцилиарный клиренс, I-Hsun Wu, 2015.
Рисунок 13.2.9 При чихании крошечные частицы изо рта с силой выбрасываются в воздух.Чихание — подобная непроизвольная реакция, которая возникает при раздражении нервов, выстилающих носовой ход. Это приводит к сильному вытеснению воздуха изо рта, в результате чего миллионы крошечных капелек слизи и другого мусора выбрасываются изо рта в воздух, как показано на рис. 13.2.9. Это объясняет, почему так важно чихать в ткань (а не в воздух), если мы хотим предотвратить передачу респираторных патогенов.
Как дыхательная система взаимодействует с другими системами органов
Количество кислорода и углекислого газа в крови должно поддерживаться в ограниченном диапазоне для выживания организма. Клетки не могут долго существовать без кислорода, и если в крови слишком много углекислого газа, кровь становится опасно кислой (слишком низкий pH). И наоборот, если в крови слишком мало углекислого газа, кровь становится слишком щелочной (слишком высокий pH).Дыхательная система работает рука об руку с нервной и сердечно-сосудистой системами, поддерживая гомеостаз газов крови и pH.
Это уровень углекислого газа, а не уровень кислорода, который наиболее тщательно контролируется для поддержания гомеостаза газов крови и pH. Уровень углекислого газа в крови определяется клетками мозга, которые ускоряют или замедляют скорость дыхания через вегетативную нервную систему по мере необходимости, чтобы довести уровень углекислого газа до нормального диапазона.Более быстрое дыхание снижает уровень углекислого газа (и повышает уровень кислорода и pH), в то время как более медленное дыхание имеет противоположные эффекты. Таким образом, уровни углекислого газа, кислорода и pH поддерживаются в пределах нормы.
Дыхательная система также тесно взаимодействует с сердечно-сосудистой системой для поддержания гомеостаза. Дыхательная система обменивается газами с окружающим воздухом, но сердечно-сосудистая система должна переносить их к клеткам тела и от них. Кислород поглощается кровью в легких и затем транспортируется через обширную сеть кровеносных сосудов к клеткам по всему телу, где он необходим для аэробного клеточного дыхания.Эта же система поглощает углекислый газ из клеток и переносит его в дыхательную систему для удаления из организма.
Удушье из-за попадания постороннего предмета в дыхательные пути ежегодно уносит около 5 тысяч смертей в Канаде. Кроме того, удушение является причиной почти 40% непреднамеренных травм у младенцев в возрасте до одного года. Ради вашего собственного человеческого тела, а также ради здоровья близких вам следует знать о рисках удушья, признаках и методах лечения.
Удушье — это механическое препятствие потоку воздуха из атмосферы в легкие.Он препятствует дыханию и может быть частичным или полным. Частичное удушье позволяет некоторому — хотя и недостаточному — потоку воздуха в легкие. Продолжительное или полное удушье приводит к асфиксии или удушению, что может быть смертельным.
Обструкция дыхательных путей обычно возникает в глотке или трахее. Маленькие дети более склонны к удушению, чем люди старшего возраста, отчасти потому, что они часто кладут в рот небольшие предметы и не осознают риск удушья, который они представляют. Маленькие дети могут подавиться небольшими игрушками или их частями, а также предметами домашнего обихода в дополнение к еде.Продукты круглой формы (хот-доги, морковь, виноград) или продукты, форма которых может адаптироваться к форме глотки (бананы, зефир), особенно опасны и могут вызвать удушье у взрослых и детей.
Как узнать, задыхается ли любимый человек? Человек не может говорить или кричать или ему очень трудно это делать. Дыхание, если возможно, затруднено, вызывая удушье или хрипы. Человек может отчаянно хвататься за горло или рот. Если дыхание вскоре не восстановится, лицо человека начнет синеть от недостатка кислорода.Это приведет к потере сознания, повреждению мозга и, возможно, смерти, если кислородное голодание продолжится более нескольких минут.
Если младенец задыхается, перевернув его вверх ногами и хлопнув его по спине, можно сместить препятствующий объект. Чтобы помочь задыхающемуся пожилому человеку, сначала посоветуйте ему покашлять. Сделайте несколько сильных ударов по спине, чтобы помочь вытолкнуть застрявший предмет из дыхательных путей. Если эти шаги не помогут, выполните маневр Геймлиха над человеком. Посмотрите серию видео ниже, от ProCPR, которые демонстрируют несколько способов помочь человеку, который задыхается, в зависимости от возраста и сознания.
Сознательное удушье взрослого, ProCPR, 2016.
Удушье взрослого в бессознательном состоянии, ProCPR, 2011.
Сознательное удушье ребенка, ProCPR, 2009.
Ребенок, находящийся без сознания, удушается, ProCPR, 2009.
Сознательный ребенок удушается, ProCPR, 2011.
Младенец в бессознательном состоянии, задыхаясь, ProCPR, 2011.
- Дыхание — это процесс, при котором кислород перемещается из окружающего воздуха в тело, а углекислый газ и другие отходящие газы перемещаются изнутри тела в наружный воздух. Он включает в себя два вспомогательных процесса: вентиляцию и газообмен. Дыхание осуществляется в основном респираторной системой.
- Органы дыхательной системы образуют непрерывную систему проходов, называемую дыхательными путями. Он состоит из двух основных отделов: верхних дыхательных путей и нижних дыхательных путей.
- Верхние дыхательные пути включают носовую полость, глотку и гортань. Все эти органы участвуют в проводимости или движении воздуха в тело и из него. Поступающий воздух также очищается, увлажняется и нагревается, проходя через верхние дыхательные пути. Гортань называется голосовым ящиком, потому что она содержит голосовые связки, которые необходимы для воспроизведения голосовых звуков.
- Нижние дыхательные пути включают трахею, бронхи и бронхиолы, а также легкие.Трахея, бронхи и бронхиолы участвуют в проводимости. Газообмен происходит только в легких, которые являются самыми большими органами дыхательных путей. Ткань легких состоит в основном из крошечных воздушных мешочков, называемых альвеолами, в которых происходит газообмен между воздухом в альвеолах и кровью в окружающих их капиллярах.
- Дыхательная система защищает себя от потенциально вредных веществ в воздухе мукоцилиарным эскалатором. Сюда входят клетки, продуцирующие слизь, которые задерживают частицы и патогены в поступающем воздухе.Он также включает в себя крошечные, похожие на волоски реснички, которые постоянно перемещаются, чтобы выметать слизь и захваченный мусор от легких к внешней стороне тела.
- Уровень углекислого газа в крови контролируется клетками головного мозга. Если уровень становится слишком высоким, это вызывает более высокую частоту дыхания, что снижает уровень до нормального диапазона. Обратное происходит, если уровень становится слишком низким. Дыхательная система обменивается газами с окружающим воздухом, но сердечно-сосудистая система должна переносить газы к клеткам и от них по всему телу.
- Что такое дыхание, выполняемое респираторной системой? Назовите два вспомогательных процесса, которые он включает.
- Опишите дыхательные пути.
- Укажите органы верхних дыхательных путей. Каковы их функции?
- Перечислите органы нижних дыхательных путей. Какие органы участвуют только в проведении?
- Где происходит обмен газа?
- Как дыхательная система защищает себя от потенциально вредных веществ в воздухе?
- Объясните, как контролируется частота дыхания.
- Почему дыхательной системе нужна сердечно-сосудистая система, чтобы помогать ей выполнять свою основную функцию газообмена?
- Опишите два способа, с помощью которых организм предотвращает попадание пищи в легкие.
- Какая связь между дыханием и клеточным дыханием?
Как работают легкие? — Эмма Брайс, TED-Ed, 2014.
.
Почему у мужчин более глубокий голос? BrainStuff — HowStuffWorks, 2015.
Почему ваш голос меняется с возрастом? — Шайлин А. Шундлер, TED-Ed, 2018.
.Атрибуции
Рисунок 13.2.1
Exhale by pavel-lozovikov-HYovA7yPPvI [фото] Павла Лозовикова на Unsplash используется по лицензии Unsplash (https://unsplash.com/license).
Рисунок 13.2.2
Illu_conducting_passages.svg от Lord Akryl, Jmarchn из учебных модулей SEER / Национального института рака на Wikimedia Commons находится в открытом доступе (https: // en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).
Рисунок 13.2.3
Larynx от www.medicalgraphics.de используется по лицензии CC BY-ND 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/).
Рисунок 13.2.4
Гортань, вид сверху, сделанный Аланом Хуфрингом (иллюстратор) для Национального института рака, находится в открытом доступе (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).
Рисунок 13.2.5
2000px-Lungs_diagram_detailed.svg Патрика Дж. Линча, медицинского иллюстратора на Викискладе, используется по лицензии CC BY 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5). (Производная от Fruchtwasserembolie.png.)
Рисунок 13.2.6
Gross_Anatomy_of_the_Lungs от OpenStax College на Wikimedia Commons используется по лицензии CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).
Рисунок 13.2.7
Структура альвеол, предоставленная CNX OpenStax на Викискладе, используется под лицензией CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) лицензии.
Рисунок 13.2.8
annotated_diagram_of_an_alveolus.svg от Katherinebutler1331 на Wikimedia Commons используется под лицензией CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).
Рисунок 13.2.9
«Чихание» Джеймса Гатани из библиотеки изображений общественного здравоохранения CDC (PHIL) № 11162 на Wikimedia Commons находится в открытом доступе (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).
Список литературы
Беттс, Дж. Г., Янг, К. А., Уайз, Дж. А., Джонсон, Э., По, Б., Круз, Д. Х., Корол, О., Джонсон, Д. Э., Уомбл, М., Де Сикс, П. (2013, 19 июня ). Рис. 22.2. Основные респираторные структуры [цифровое изображение]. В Анатомия и физиология (Раздел 22.1). OpenStax. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/22-1-organs-and-structures-of-the-respiratory-system [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/ автор / 4.0)].
Беттс, Дж. Г., Янг, К.А., Уайз, Дж. А., Джонсон, Э., По, Б., Круз, Д. Х., Корол, О., Джонсон, Дж. Э., Уомбл, М., ДеСе, П. (19 июня 2013 г.). Рисунок 22.13 Общая анатомия легких [цифровое изображение]. В Анатомия и физиология (Раздел 22.2). OpenStax. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/22-2-the-lungs
BrainStuff — HowStuffWorks. (2015, 1 декабря). Почему у мужчин более глубокий голос? YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=6iFPs6JlSzY&feature=youtu.be
Доктор Лотц.(2018, 25 января). Модель гортани — Дыхательная система. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=BsyB88mq5rQ&feature=youtu.be
I-Hsun Wu. (2015, 31 марта). Мукоцилиарный клиренс. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=HMB6flEaZwI&feature=youtu.be
OpenStax. (2016, 27 мая). Рисунок 9 Терминальные бронхиолы соединены респираторными бронхиолами с альвеолярными протоками и альвеолярными мешочками [цифровое изображение]. В OpenStax, Biology (раздел 39.1). OpenStax CNX. https: // cnx.org/contents/[email protected]: 35-R0biq @ 11 / Системы газообмена
ProCPR. (2009, 24 ноября). Ребенок в сознании задыхается. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=ZjmbD7aIaf0&feature=youtu.be
ProCPR. (2009, 24 ноября). Ребенок без сознания задыхается. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Sba0T2XGIn4&feature=youtu.be
ProCPR. (2011, 1 февраля). Сознательное удушье младенца. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=axqIju9CLKA&feature=youtu.be
ProCPR.(2011, 1 февраля). Бессознательное удушье взрослого. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=5kmsKNvKAvU&feature=youtu.be
ProCPR. (2011, 1 февраля). Младенец без сознания задыхается. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=_K7Dwy6b2wQ&feature=youtu.be
ProCPR. (2016, 8 апреля). Сознательное удушье взрослого. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=XOTbjDGZ7wg&feature=youtu.be
TED-Ed. (2014, 24 ноября). Как работают легкие? — Эмма Брайс. YouTube. https: // www.youtube.com/watch?v=8NUxvJS-_0k&feature=youtu.be
TED-Ed. (2018, 2 августа). Почему твой голос меняется с возрастом? — Шайлин А. Шундлер. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=rjibeBSnpJ0&feature=youtu.be
Легкие (анатомия человека): изображение, функция, определение, условия
Источник изображения
© 2014 WebMD, LLC. Все права защищены.
Легкие — это пара губчатых, наполненных воздухом органов, расположенных по обе стороны грудной клетки (грудной клетки).Трахея (дыхательное горло) проводит вдыхаемый воздух в легкие через свои трубчатые ветви, называемые бронхами. Затем бронхи делятся на более мелкие и мелкие ветви (бронхиолы), в конечном итоге становясь микроскопическими.
Бронхиолы в конечном итоге заканчиваются скоплениями микроскопических воздушных мешков, называемых альвеолами. В альвеолах кислород из воздуха всасывается в кровь. Углекислый газ, продукт метаболизма, перемещается из крови в альвеолы, откуда может выдыхаться. Между альвеолами находится тонкий слой клеток, называемый интерстиций, который содержит кровеносные сосуды и клетки, которые помогают поддерживать альвеолы.
Легкие покрыты тонким тканевым слоем, называемым плеврой. Такая же тонкая ткань покрывает внутреннюю часть грудной полости, также называемую плеврой. Тонкий слой жидкости действует как смазка, позволяя легким плавно скользить, поскольку они расширяются и сжимаются с каждым вдохом.
Заболевания легких
- Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ): повреждение легких приводит к затруднению выдувания воздуха, вызывая одышку. Курение на сегодняшний день является наиболее частой причиной ХОБЛ.
- Эмфизема: форма ХОБЛ, обычно вызываемая курением. Хрупкие стенки между воздушными мешочками легких (альвеолами) повреждаются, задерживая воздух в легких и затрудняя дыхание.
- Хронический бронхит: повторяющиеся частые приступы продуктивного кашля, обычно вызванные курением. При этой форме ХОБЛ затрудняется дыхание.
- Пневмония: Заражение одного или обоих легких. Бактерии, особенно Streptococcus pneumoniae , являются наиболее частой причиной, но пневмония также может быть вызвана вирусом.
- Астма: дыхательные пути легких (бронхи) воспаляются и могут спазмировать, вызывая одышку и хрипы. Аллергия, вирусные инфекции или загрязнение воздуха часто вызывают симптомы астмы.
- Острый бронхит: инфекция крупных дыхательных путей легких (бронхов), обычно вызываемая вирусом. Кашель — главный симптом острого бронхита.
- Легочный фиброз: форма интерстициального заболевания легких. Интерстиций (стенки между воздушными мешочками) покрываются рубцами, что делает легкие жесткими и вызывает одышку.
- Саркоидоз: крошечные области воспаления могут поражать все органы тела, причем большую часть времени вовлекаются легкие. Симптомы обычно легкие; саркоидоз обычно обнаруживается, когда рентген проводится по другим причинам.
- Ожирение Синдром гиповентиляции: лишний вес затрудняет расширение грудной клетки при дыхании. Это может привести к хроническим проблемам с дыханием.
- Плевральный выпот: жидкость скапливается в обычно крошечном пространстве между легким и внутренней частью грудной стенки (плевральная полость).Большой плевральный выпот может вызвать проблемы с дыханием.
- Плеврит: воспаление слизистой оболочки легкого (плевры), которое часто вызывает боль при вдохе. Аутоиммунные состояния, инфекции или тромбоэмболия легочной артерии могут вызывать плеврит.
- Бронхоэктазия: дыхательные пути (бронхи) воспаляются и ненормально расширяются, обычно после повторных инфекций. Кашель с большим количеством слизи — главный симптом бронхоэктазов.
- Лимфангиолейомиоматоз (ЛАМ): редкое заболевание, при котором кисты образуются в легких, вызывая проблемы с дыханием, похожие на эмфизему.ЛАМ встречается почти исключительно у женщин детородного возраста.
- Муковисцидоз: генетическое заболевание, при котором слизь плохо выводится из дыхательных путей. Избыток слизи вызывает повторяющиеся эпизоды бронхита и пневмонии на протяжении всей жизни.
- Интерстициальное заболевание легких: совокупность состояний, при которых поражается интерстиций (подкладка между воздушными мешочками). Если невозможно остановить процесс, в конечном итоге возникает фиброз (рубцевание) интерстиция.
- Рак легкого: Рак может поражать практически любую часть легкого.В большинстве случаев причиной рака легких является курение.
- Туберкулез: медленно прогрессирующая пневмония, вызываемая бактериями Mycobacterium tuberculosis. Хронический кашель, лихорадка, потеря веса и ночная потливость — частые симптомы туберкулеза.
- Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС): тяжелое внезапное повреждение легких, вызванное серьезным заболеванием. Поддержание жизни с помощью искусственной вентиляции легких обычно необходимо, чтобы выжить, пока не восстановятся легкие.
- Кокцидиоидомикоз: пневмония, вызываемая Coccidioides, грибком, обнаруженным в почве на юго-западе США.S. Большинство людей не испытывают никаких симптомов или заболевают гриппом с полным выздоровлением.
- Гистоплазмоз: инфекция, вызванная вдыханием Histoplasma capsulatum, грибка, обнаруженного в почве на востоке и в центральной части США. Большинство пневмоний Histoplasma имеют легкую форму и вызывают лишь кратковременный кашель и симптомы гриппа.
- Гиперчувствительный пневмонит (аллергический альвеолит): Вдыхаемая пыль и другие вещества вызывают аллергическую реакцию в легких. Обычно это происходит у фермеров или других лиц, работающих с засохшим пыльным растительным материалом.
- Грипп (грипп): инфекция, вызванная одним или несколькими вирусами гриппа, вызывает жар, боли в теле и кашель, продолжающийся неделю или более. Грипп может прогрессировать до опасной для жизни пневмонии, особенно у пожилых людей с проблемами со здоровьем.
- Мезотелиома: редкая форма рака, которая образуется из клеток, выстилающих различные органы тела, из которых наиболее распространены легкие. Мезотелиома имеет тенденцию появляться через несколько десятилетий после воздействия асбеста.
- Коклюш (коклюш): очень заразная инфекция дыхательных путей (бронхов) Bordetella pertussis, вызывающая стойкий кашель.Бустерная вакцина (Tdap) рекомендуется подросткам и взрослым для предотвращения коклюша.
- Легочная гипертензия: многие состояния могут привести к повышению артериального давления в артериях, ведущих от сердца к легким. Если причину установить невозможно, состояние называется идиопатической легочной артериальной гипертензией.
- Тромбоэмболия легочной артерии: сгусток крови (обычно из вены на ноге) может оторваться и попасть в сердце, которое перекачивает сгусток (эмбол) в легкие. Внезапная одышка — самый частый симптом тромбоэмболии легочной артерии.
- Тяжелый острый респираторный синдром (SARS): тяжелая пневмония, вызванная определенным вирусом, впервые обнаруженным в Азии в 2002 году. Похоже, что всемирные меры профилактики позволили контролировать SARS, который не привел к смерти в США.