Дыхательная система человека анатомия: Дыхательная система

Анатомия дыхательной системы | План-конспект занятия на тему:

СПб ГБОУ СПО «Медицинский техникум № 2»

Методическая разработка практического занятия

по предмету Анатомия и физиология  на тему:

 «АНАТОМИЯ ОРГАНОВ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ »

Санкт-Петербург

2014 год

Автор: Анненко Людмила  Георгиевна

Методическая разработка рассмотрена на заседании предметной комиссии и рекомендована в учебном процессе

Протокол №  2              от      08.10.2014

Председатель предметной комиссии: Ходакова Марина Владимировна

Содержание:

1. Структура и цели занятия                                                           страница 1
2. Перечень знаний и умений студентов                                       страница 2
3. Межпредметные связи                                                                страница 3
4. Внутрипредметные связи                                                           страница 4  
5. Мотивация темы                                                                          страница 5
6. Графологическая структура темы                                              страница 6
7. Карта самоподготовки студентов к занятию                            страница 7
8. Хронокарта занятия                                                                     страница 8
9. Этапы планирования занятия                                                     страница 9
10. Материально-техническое оснащение занятия                        страница 10
11. Задания для самостоятельной работы студентов                     страница 11-13
12. Карта самоподготовки студентов к следующему занятию     страница 14-16
13. Литература                                                                                    страница 17
14. Приложения                                                                                  страница 18                                                                                      

— 1 —

Тема: «Анатомия органов дыхательной системы»

Время: 90 минут.

Место проведения: кабинет анатомии.

Вид занятия: практическое занятие.

Оптимизация: выполнение самостоятельной работы, используя муляжи, планшеты, скелет, атласы, схематические рисунки, решение морфофункциональных задач, кроссвордов, выполнение тестовых заданий.

    Цели занятия:

    Дидактическая: закрепить теоретические знания по анатомии органов дыхания, которые будут необходимы в дальнейшем при изучении клинических дисциплин.

    Образовательная: изучить топографию органов дыхания, научиться показывать эти органы и их составные части на плакатах, муляжах и плакатах.

    Развивающая: развивать творческое мышление и речь студентов, используя тестовые задания, кроссворды, проблемные и обобщающие вопросы.

   Формирование профессиональных качеств:

— 2 —

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ПО ТЕМЕ:

 «АНАТОМИЯ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ»

После изучения темы, студент должен:

    Иметь представление

    — о структурах организма человека, удовлетворяющих потребность дышать,

    —  о паренхиматозных и полых органах,

    —  о строении, границах и органах средостения.

    Студент должен знать:

— строение органов дыхательной системы: носовой полости, гортани, трахеи, бронхов, лёгких, плевры, ацинуса,

—   топографию органов дыхательной системы.

Студент должен уметь:

—  проецировать органы дыхания на скелете,

—  находить и показывать на плакатах, муляжах и планшетах эти органы и составные части,

—  использовать медицинскую терминологию.

ВИДЫ КОНТРОЛЯ:

Предварительный контроль знаний

     1. Фронтальный опрос.

     2.  Решение тестовых заданий.

     3.  Решение морфофункциональных и ситуационных задач.

Заключительный контроль знаний

1. Итоговый опрос по контрольным вопросам.
2. Решение ситуационных задач.
3. Решение кроссвордов.

— 3 —

СХЕМА ИНТЕГРАТИВНЫХ СВЯЗЕЙ

Межпредметные связи:

 «Истоки»                                                                            «Выход»

   Дисциплины                                                                                              Дисциплины

— 4 —

Внутрипредметные связи:

               Темы:                                                                                            Темы:                            

— 5 —

МОТИВАЦИЯ ТЕМЫ

Жизнедеятельность человека зависит от многих факторов, которые упорядочены во времени и пространстве и поддерживаются системами жизнеобеспечения организма человека в условиях окружающей среды.

   Чтобы жить, человеку необходимо удовлетворять физиологические потребности в воздухе, пище, воде, сне, выделении продуктов жизнедеятельности, в возможности двигаться, общаться с окружающими, ощущать прикосновение и удовлетворять свои сексуальные интересы. Эти потребности человек самостоятельно удовлетворяет на протяжении всей жизни. Обеспечиваются они функцией различных органов и систем организма. Заболевание, вызывая нарушение функции того или иного органа, той или иной системы, мешает удовлетворению потребностей и приводит, как минимум – к дискомфорту, а в большей части – к наступлению разного рода тяжких последствий.

Потребность в кислороде – нормальном дыхании, одна из основных физиологических потребностей человека. Дыхание и жизнь – неразделимые понятия.

Практическое занятие по теме: «Анатомия органов дыхания» направлено на формирование у студентов анатомо-физиологических понятий о строении и функциях органов дыхания, гигиене органов дыхания, о вреде курения, о последствиях инфекционных заболеваний. Настоящая тема направлена на развитие навыков у студентов работать с наглядным материалом, методическими пособиями, на умение проецировать органы дыхания на скелете, использовать медицинскую терминологию.

Эта тема позволяет научно обосновать правила гигиены дыхания, целенаправленно добиваться организованной практической борьбы всех студентов за своё здоровье и здоровье будущих пациентов.

Таким образом, становится очевидным изучение анатомии органов дыхания человека очень серьёзно, так как овладение студентами системой знаний по данной теме является необходимым базисом для изучения специальных клинических дисциплин.

— 6 —

Графологическая структура темы.

1. Полость носа.
2. Носовая часть глотки
3. Ротовая часть глотки
4. Гортань
5. Трахея
6. Бронхи
7. Правое лёгкое
8. Левое лёгкое

— 7 —

Методические указания для самоподготовки студентов к занятию по

теме: «Анатомия органов дыхания»

— 14 —

Методические указания для самоподготовки студентов к занятию по

теме: «Физиология дыхания»

                                                — 15 —                        

П Р И Л О Ж Е Н И Е

СВЯЗЬ МЕЖДУ ФУНКЦИЕЙ И СТРОЕНИЕМ

ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

— 8 —

ХРОНОКАРТА  ЗАНЯТИЯ

— 9 —

ЭТАПЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ЗАНЯТИЙ

— 10 —

Материально-техническое оснащение занятия

по теме: «Анатомия органов дыхания»

— 11 —

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

ПО ТЕМЕ: «АНАТОМИЯ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ»

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Задание № 1.

           1) Зарисовать схему строения носовой полости (сагиттальный распил          головы).

2) Определите стенки полости носа, носовые раковины, носовые ходы.

3)  Найдите и покажите обонятельную и дыхательную область носа, а также хоаны, открывающиеся в носоглотку.

4) Рассмотрите 3 части глотки: носовую, ротовую и гортанную. Обратить внимание на перекрещивание дыхательных и пищеварительных путей в глотке.

Задание № 2.

         1)   Зарисовать хрящи гортани.

2)   На муляже гортани и плакате изучить её строение.

Задание № 3.

1)   Зарисовать схему бронхиального дерева.

2) Пользуясь таблицами, муляжами, плакатами, атласом, изучить топографию и строение трахеи, главных бронхов, бронхиального дерева, входящего в состав лёгких.

Обратить внимание на общность строения этих органов, на то, что правый главный бронх не только короче (его длина 1-3 см), но и шире, чем левый (его длина 4-6 см), а так же он имеет и более вертикальное направление, являясь как бы продолжением трахеи.

3) Проследите ветвление бронхов, учитывая, что главные бронхи являются бронхами первого порядка.

4)   Обозначьте на своём рисунке это ветвление и порядок.

5)  Изучите строение стенок мелких бронхов и концевых бронхиол, отметьте, что стенки бронхиол тоньше стенок мелких бронхов, в них отсутствуют хрящевые пластинки. Они содержат пучки гладких мышечных клеток и много эластических волокон, вследствие чего бронхиолы легко растяжимы (при вдохе).  

— 12 —

Задание № 4.

1) Зарисовать схему лёгких. Используя всю наглядность, обозначьте схему.  

2.  Изучите границы лёгких.
3.  Проследите и покажите их проекцию на скелете человека.

Обратите внимание: верхушки лёгких выступают выше ключицы на 2-3 см. Передняя граница (проекция переднего края) спускается от верхушек обоих лёгких по грудине, проходит почти параллельно на расстоянии 1-1.5 см до уровня хряща IV ребра. Здесь граница левого лёгкого отклоняется влево на 4-5 см, образуя сердечную вырезку. На уровне хряща VI ребра передние границы лёгких переходят в нижние. Нижняя граница правого лёгкого соответствует по среднеключичной линии VI ребру, по средней подмышечной линии – VIII ребру, по лопаточной – Х ребру, по околопозвоночному – ХI ребру.

Нижняя граница левого лёгкого расположена на 1-2 см ниже приведённой границы правого лёгкого. При максимальном вдохе нижний край лёгкого спускается на 5-7 см. Задняя граница лёгких проходит по околопозвоночной линии (по головкам рёбер).

4. Пользуясь наглядностью, изучите топографию и строение плевры.

Уясните значение отрицательного внутригрудного давления:  

   — способствует растяжению лёгочных альвеол и увеличению дыхательной поверхности лёгких, особенно в фазу вдоха,

   -обеспечивает венозный возврат крови к сердцу и улучшает кровообращение в лёгочном круге, особенно в фазу вдоха,

   — способствует лимфообращению,

   — помогает продвижению пищевого комка по пищеводу.

Обратите внимание на то, что в местах перехода части париетальной плевры в другую образуются запасные пространства — плевральные синусы, которые в норме заполняются лёгкими во время максимального вдоха.

5. Рассмотрите средостение.

Задание № 5.

1. Прочитайте и запомните следующие латинские названия:

Нос –                rhinos (греч.)        

Полость носа – cavitas nasi

Гортань –                larinx

Трахея –                 trachea

Бронхи –                 bronchi

Лёгкие –                 pulmones   (греч.pneumones)

Плевра –                 pleura

        2)  Запишите и запомните термины патологии (см. Глоссарий).

— 13 –

Задание № 6.

   Проверьте по тестовым заданиям, ситуационным задачам, кроссвордам, насколько прочно Вы усвоили знания о топографии и строении органов дыхания.

Задание № 7.

   Приготовьтесь к индивидуальному опросу на контрольные вопросы или к другому виду контроля Ваших знаний.

— 17-

Литература для преподавателя

1. Э.В. Семёнов Анатомия и физиология человека. Стр. 332 – 351.
2. М.Р. Сапин, Л.И. Волкова Анатомия человека стр. 67 – 93.
3. С.Д. Барышников Практикум по анатомии и физиологии человека с основами патологии стр. 185 – 200.
4. С.Д. Барышников Лекции по анатомии и физиологии человека с основами патологии стр. 151 – 169.
5. А.С. Гусев Анатомия стр. 230 – 258.
6. А. Астахов, К. Чеченов Атлас анатомии человека стр. 42 – 45.
7. А.В. Коробков, С.А. Чеснокова Атлас по нормальной физиологии стр. 78 – 98.

Литература для студентов 

1. Е.А. Воробьёва и др. Анатомия и физиология стр. 184 – 202.
2. С.Д. Барышников Лекции по анатомии и физиологии человека с основами патологии стр. 151 – 169.
3. А. Астахов, К. Чеченов Атлас анатомии человека стр. 42 – 45.
4. А.В. Коробков, С.А. Чеснокова Атлас по нормальной физиологии стр. 78 – 98.
5.  Учебно-методическое пособие «Лекции по Анатомии и физиологии органов дыхания ».

ГЛОССАРИЙ

Дыхание – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих        поступление в организм кислорода и выделение наружу углекислого газа.

Воздухоносные пути – носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

Лёгкие – главные парные органы дыхательной системы, имеющие губчатое строение, образованы бронхиолами и альвеолами.

Бифуркация – разделение трахеи на два бронха.

Сурфактант – биологически активное вещество, препятствующее слипанию альвеол и обезвреживающее микроорганизмы.

Плевра – серозный покров стенок грудной полости и лёгкого.

Висцеральная плевра – плотно прилегающая к ткани лёгкого, заходящая внутрь щелей и отделяющая одну долю от другой.

Париетальная плевра – пристеночная плевра.

Купол – часть париетальной плевры в области верхушки лёгкого.

Плевральная полость – узкая щель между листками плевры, заполненная серозной жидкостью.

Бронхиолы – конечные мелкие бронхи.

Альвеола – лёгочный пузырёк.

Ацинус – альвеолярное дерево или структурно–функциональная единица лёгкого.

Бронхиальное дерево – разветвление бронхов и системы альвеол.

ТЕРМИНЫ ПАТОЛОГИИ

Ринит – воспаление слизистой оболочки носа.

Синусит – воспаление придаточных пазух носа.

Евстахиит – воспаление слизистой оболочки слуховой трубы.

Гайморит – изолированное воспаление гайморовой пазухи.

Фронтит – воспаление лобной пазухи.

Риносинусит – одновременное воспаление слизистой оболочки полости носа и придаточных пазух.

Пневмония – воспаление лёгких.

Плеврит – воспаление плевры.

Гидроторакс – скопление жидкости в плевральной полости.

Гемоторакс – скопление крови в плевральной полости.

Пиоторакс – скопление гнойного экссудата в плевральной полости.

— 18 –

ПРИЛОЖЕНИЯ:

      1.   Схемы – рисунки.

      2.  Тестовые задания с эталоном ответов.

      3.   Морфофункциональные и ситуационные задачи.  

      4.   Кроссворды.

      5.   Вопросы для предварительного и итогового контроля.

      6.   Шкала рейтинговой оценки студентов.

      7.   Глоссарий.

      8.   Термины патологии.

 Т Е С Т  — К О Н Т Р О Л Ь

ВАРИАНТ № 1

Выберите букву правильного ответа.

 №1.  Гортань проецируется на позвоночник на уровне

а)  IV – VI  шейных позвонков,

б)  IV – VI  грудных позвонков,

в)  II – III  шейных позвонков,

г)  II —  III  грудных позвонков.

 № 2.  К структурам ацинуса относятся

а)  альвеолярные ходы,

б)  альвеолы,

в)  респираторная бронхиола,

г)  альвеолярные мешочки.

 №3  Бифуркация трахеи проецируется на позвоночник на уровне

а)  IV – VI шейных позвонков,

б)  IV – VII грудных позвонков,

в)  IV – VII шейных позвонков,

г)  IV – V грудных позвонков.

 № 4  К структурам бронхиального дерева относятся

а)  дольковые бронхи,

б)  долевые бронхи,

в)  конечные бронхиолы,

г)  сегментарные бронхи.

 № 5  Обонятельные клетки расположены в слизистой

а)  верхнего носового хода,

б)  нижнего носового хода,

в)  среднего носового хода,

г)  общего носового хода.

Т Е С Т   —  К О Н Т Р О Л Ь

ВАРИАНТ № 2

Выберите правильный ответ по форме «да», «нет».

 №1 . Правое лёгкое и его плевра

а)  имеют поперечную щель,

б)  находятся в контакте с сердечной сорочкой, покрывающей правый желудочек,

в)  имеют косую щель, отделяющую нижнюю долю от средней,

г)  имеют вдавление от дуги непарной вены на своей медиальной поверхности.

 №2.  Левое лёгкое

а)  имеет три доли,

б)  имеет вдавление от дуги аорты,

в)  состоит из десяти бронхолёгочных сегментов,

г)  контактирует с сердцем,

д)  имеет язычковый сегмент.

 №3.   Левая граница тени средостения на рентгенограмме груди в      передней проекции образована

а)  левым желудочком сердца,

б)  правым желудочком сердца,

в)  ушком левого предсердия,

г)  лёгочным стволом,

д)  дугой аорты.

 №4.  Трахея

а)  расположена сзади по отношению к плечеголовной вене,

б)  образует бифуркацию на уровне IV грудного позвонка,

в)  расположена справа от дуги аорты,

г)  получает чувствительную иннервацию от диафрагмального нерва,

д)  находится в непосредственной близости от возвратных нервов гортани.  

ПРИМЕЧАНИЕ:

        Каждое из приведённых ниже предложений состоит из двух утверждений. Обозначьте свой ответ соответствующей буквой в зависимости от того, какому из следующих условий удовлетворяет это предложение:

а)  оба утверждения справедливы и находятся в причинно-следственной связи,

б)  оба утверждения справедливы, но не находятся в причинно-следственной связи,

в)  первое утверждение справедливо, а второе – нет,

г)  первое утверждение неверно, а второе – верно,

д)  оба утверждения неверны.

№ 5. Попавшие в дыхательные пути частицы вероятнее всего окажутся в нижней доли левого лёгкого вследствие того, что левый бронх отходит от трахеи более вертикально, чем правый.

 № 6.  Поступление воздуха в пространство между двумя листками плевры, окружающими левое лёгкое приведёт к коллажу правого лёгкого вследствие того, что между обеими плевральными полостями имеется сообщение.

Т Е С Т   —  К О Н Т Р О Л Ь

ВАРИАНТ № 1

Выберите букву правильного ответа.

№1. Воздухопроводимую функцию в дыхательной системе выполняют:

а)  придаточные пазухи носа,

б) слуховая труба,

в)  лёгкие,

г) трахея и бронхи.

 №2.  Полость носа сообщается с носоглоткой через:

а)  слуховые трубы,

б)  ноздри,

в)  хоаны,

г)  носослёзный проток,

№3.   Самым узким местом во всей дыхательной трубке является:

а)  глотка,

б)  гортань,

в)  трахея,

г)  левый главный бронх.

 №4.  От трахеи до альвеол дыхательные пути (бронхи) ветвятся дихотомически (раздваиваются):

а)  14 раз,

б)  17 раз,

в)  20 раз,

г)  23 раза.

 №5.  Голосовые связки и напрягающие их голосовые мышцы располагаются в:

а)  толще верхних складок гортани,

б)  желудочках гортани,

в)  толще нижних складок гортани,

г)  подголосовой полости.

 №6. Сурфактант лёгочных альвеол способствует:

а)  спадению альвеол,

б) понижению поверхностного натяжения альвеол,

в)  слипанию альвеол при выдохе,

г) разрыву альвеол.

 №7.  Ворота обоих лёгких располагаются на поверхности:

а)  позвоночной,

б)  медиальной,

в)  диафрагмальной,

г)  рёберной.

№8. Изолированное воспаление верхнечелюстной, лобной, клиновидной и решётчатых придаточных пазух носа – это соответственно:

а)  гайморит, фронтит, этмоидит,  сфеноидит,

б)  гайморит, сфеноидит, фронтит, этмоидит,

в)  гайморит, фронтит, сфеноидит, этмоидит,

г)  гайморит, этмоидит, сфеноидит, фронтит.

 №9.  Структурно-функциональными единицами лёгкого являются:

а)  доли,

б)  дольки,

в)  ацинусы,

г)  сегменты.

 №10. Обонятельной областью полости носа являются слизистая оболочка носового хода:

а)  верхнего,

б)  среднего,

в)  нижнего,

г)  перегородки полости носа.

Т Е С Т   —  К О Н Т Р О Л Ь

ВАРИАНТ № 2

Выберите букву правильного ответа.

 №1. Дыхательную или газообменную функцию осуществляют:

а)  полость носа,

б) гортань,

в)  трахея,

г) лёгкие.

 №2.  Гортань располагается у взрослых людей на уровне позвонков:

а)  II – IV шейных,

б)  IV – VI шейных,

в)  VII – шейного, I-II грудных,

г)  III – V грудных.

 №3.  К непарным хрящам гортани относится хрящ:

а)  черпаловидный,

б)  рожковидный,

в)  клиновидный,

г)  перстневидный.

№4.  Главным голосообразующим отделом полости гортани является отдел:

а)  верхний-расширенный (преддверие гортани),

б)  средний-суженный,

в)  нижний-расширенный (подголосовая полость),

г)  желудочки гортани (морганьевы желудочки).

№5.  Бифуркация трахеи на два главных бронха происходит на уровне позвонков:

а)  VII шейного – I грудного,

б)  II – III грудных,

в)  IV – V грудных,

г)  VI – VII грудных.

 №6. На каждом лёгком отсутствует поверхность:

а)  рёберная,

б) медиальная,

в)  диафрагмальная,

г) латеральная.

№7.  Чаще всего при остром насморке (рините) наблюдается воспаление околоносовых (придаточных) пазух носа:

а)  верхнечелюстной (гайморовой),

б)  лобной,

в)  клиновидной,

г)  решётчатой.

№8. Дыхательную, или респираторную зону, составляют ветвления (поколения) бронхов:

а)  1 – 16,

б)  17 -19,

в)  20 -22,

г)  23.

 №9.  К парных хрящам гортани относится хрящ:

а)  щитовидный,

б)  перстневидный,

в)  черпаловидный,

г)  надгортанный.

№10. В состав лёгочного ацинуса (альвеолярного дерева) не входят:

а)  дыхательные бронхиолы,

б)  альвеолярные ходы,

в)  альвеолярные мешочки и альвеолы,

г)  концевые бронхиолы.

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ К ТЕСТАМ

Вариант №1

1 – г

2 – в

3 – б

4 – г

5 – в

6 – б

7 – б

8 – в

9 – в

10- а

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ К  ТЕСТАМ

Вариант №2

1 – г

2 – б

3 – г

4 – б

5 – в

6 – г

7 – а

8 – г

9 – в

10- г

Критерии оценки

0 ошибок – « 5 »

1 ошибка —  « 4 »

3 ошибки    « 3 »

ВОПРОСЫ

(для фронтального опроса при контроле исходного уровня знаний)

1. Что такое дыхание?

2. Что такое внешнее дыхание, что такое внутреннее дыхание?

3.  Каково значение дыхания для человека?

4.  Какие органы относятся к дыхательной системе?

5.  Перечислите воздухоносные пути.

6.  Где начинаются воздухоносные пути человека?

7.  Назовите дыхательные органы.

8.  Какова функция носовой полости?

9.  Куда поступает воздух из носовой полости?

10. Что такое хоаны?

11. Чем образована гортань?

12. Куда проходит воздух из гортани?

13. Где проходит трахея относительно пищевода?

14. Чем отличаются бронхи от трахеи?

15. Что такое альвеолы и бронхиолы?

16. Какие органы кроме лёгких находятся в грудной полости?

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ К ТЕСТАМ

(посттест)

Вариант №2

Вопрос №1.

а) – да

б) – нет

в) – да

г) — да

Вопрос №2.

а) — нет

б) — да

в) — да

г) — нет

д) — да

Вопрос №3.

а) – да

б) – нет

в) – да

г) – да

д) — да

Вопрос №4.

а) – нет

б) — да

в) – да

г) – нет

д) – да

Вопрос №5.

д) – частицы вероятнее всего проникнут в нижнюю долю правого лёгкого, потому что правый главный бронх от бифуркации трахеи отходит более вертикально.

Вопрос №6.

д) – только левое лёгкое спадётся, т.к. плевральные полости не сообщаются друг с другом. 

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ К  ТЕСТАМ

(посттест)

Вариант №1

Вопрос №1. – а

Вопрос №2. – а,  б,  в,  г.

Вопрос №3. – г

Вопрос №4. – а,  б,  в,  г.

Вопрос№5. – а.

СИТУАЦИОННЫЕ  ЗАДАЧИ

Задача №1.

На каком уровне бронхиального дерева возможно сужение просвета бронхов, ведущее к асфиксии? С какими структурами связано?

Задача №2.

Правое и левое лёгкие неодинаковы по своему объёму и величине. Почему при операции на нижней доле левого лёгкого доступ для хирурга затруднён в большей мере, чем аналогичный доступ к нижней доле правого лёгкого?

Задача №3.

Воспалительным процессом у больного разрушена стенка трохеи. На какой орган может перейти воспалительный процесс в этом случае?

Задача №4.

В травматологический пункт доставлен больной, которому в дыхательные пути попало инородное тело. В какой бронх оно попадает с большей вероятностью, учитывая анатомические особенности главных бронхов?

 Задача №5.

В приёмный покой больницы поступил больной с закрытым пневмотораксом. В хирургическом отделении ему оказали помощь: перевели закрытый пневмоторакс в открытый. Объясните тактику врача с точки зрения анатомии и физиологии.

Задача №6.

На рентгеновском снимке грудной клетки врач видит, что «лёгочное поле» слева меньше, чем справа. Чем объясняется неодинаковая величина правого и левого лёгких?

ТЕСТ – КОНТРОЛЬ

(претест)

Из перечня органов дыхательной системы / 1 – 10 / выберите правильные ответы на вопросы  / I – XII / и зашифруйте их:

1. Слизистая оболочка                                6.   Надгортанник

2. Лёгочные пузырьки                                7.   Гортань

3. Лёгкие                                                        8.   Хрящевые полукольца

4. Бронхи                                                        9.   Плевра

5. Трахея                                                        10. Носовая полость

1. Не пропускает пищу в гортань.
2. Не даёт трахее сужаться.
3. Очищает вдыхаемый воздух от пыли и микробов и согревает.
4. Поверхностный слой воздухоносных путей.
5. Начальная часть воздухоносного пути.
6. Выстилает наружную поверхность лёгких.
7. Покрывает стенку грудной полости изнутри.
8. Внутри содержит голосовые связки.
9. Самая длинная часть воздухоносного пути.
10. Путь вдыхаемого воздуха после гортани до лёгочных капилляров /последовательно/.
11. Место газообмена между лёгкими и кровью.
12. Место диффузии газов.

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ

(на претест)

I   –  6

II  –  8

Ш – 10

IV – 1

V  – 10

VI—9

VII – 9

VIII –7

IX – 5

X –  5, 4, 3, 2.

XI – 2

XII –2

Дыхательная система человека

Строение органов дыхания

Источником энергии в организме человека являются органические вещества. В клетках происходит их бескислородное окисление (гликолиз) и кислородное окисление (дыхание), которое сопровождается потреблением кислорода, выделением углекислого газа и энергии. Различают внешнее (легочное) дыхание, при котором происходит газообмен между атмосферным воздухом и воздухом альвеол, и тканевое, или внутреннее дыхание, связанное с потреблением кислорода митохондриями выделением углекислого газа.

Рис. 205. Дыхательные пути:

1 — носовые ходы; 2 — носоглотка; 3 — гортань; 4 — трахея.

К дыхательной системе относят дыхательные пути и легкие. Дыхательные пути представлены носовыми полостями, носоглоткой, гортанью, трахеей и бронхами.

Хрящевая перегородка разделяет носовые полости, в каждой три носовых хода (рис. 205). Здесь воздух согревается кровью, протекающей по многочисленным капиллярам, увлажняется и частично очищается от пыли и микроорганизмов, анализируется с помощью обонятельного анализатора, ресничный эпителий способствует продвижению слизи к носоглотке. Затем через хоаны воздух попадает в носоглотку, в ротовую часть глотки и гортань. Гортань проводит воздух и функционирует как голосовой аппарат. Имеет парные и три непарных (щитовидный, надгортанник и перстневидный) хряща. В средней части гортани располагаются две пары складок, образующих голосовые связки, натянутые между щитовидным и черпаловидными хрящами.

При дыхании голосовая щель открыта, при глотании надгортанник закрывает вход в гортань. Внизу гортань переходит в трахею. Трахея — мышечная трубка с хрящевыми полукольцами, длиной 10-15 см. Снизу делится на два бронха, последние в легких образуют бронхиальные деревья, состоящие из бронхиол.

Рис. 207. Легкие человека:

1 — правое легкое; 2 — плевральная полость.

Рис. 206. Ацинус:

1 — концевая бронхиола; 2 — респираторные бронхиолы; 3 — альвеолярные ходы; 4 — альвеолы.

Легкие располагаются в грудной полости, правое состоит из трех, левое легкое — из двух долей. Морфологической и функциональной единицей легкого является ацинус — система разветвления одной концевой бронхиолы (рис. 206). По бронхиолам воздух проникает в альвеолярные ходы и в альвеолы. Внутренняя поверхность альвеол покрыта сурфактантом, бактерицидной пленкой, которая к тому же препятствует слипанию альвеол. Число альвеол достигает 700 млн., общая их поверхность до 120 м2. Каждое легкое погружено в серозный мешок. Он образован внутренним, висцеральным листком, покрывающим легкое и наружным — париетальным, срастающимся со стенкой грудной полости. Между ними плевральная полость с давлением ниже атмосферного и серозной жидкостью (рис. 207). Если принять атмосферное давление за нулевое, то при вдохе давление в плевральной полости равно — 9 мм рт. ст., при выдохе — 4 мм рт. ст. Если при ранении давление в плевральной полости становится равным атмосферному, легкое перестает растягиваться при вдохе, это явление называется пневмотораксом.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

Вдох вызывается сокращением дыхательных мышц — наружных межреберных и диафрагмы, при этом грудная клетка поднимается, диафрагма уплощается. При выдохе наружные межреберные мышцы расслабляются, и грудная клетка опускается. Органы брюшной полости давят на диафрагму, она приподнимается, объем грудной полости уменьшается. При глубоком выдохе сокращаются внутренние межреберные мышцы и мышцы живота.

Рис. 208. Определение жизненной емкости легких.

Жизненная емкость легких — максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после самого глубокого вдоха. Слагается из дыхательного, дополнительного, резервного объемов воздуха. Дыхательный объем — количество воздуха, которое вдыхается и выдыхается при спокойном дыхании. Объем воздуха, который челом может вдохнуть после спокойного вдоха, называется дополнительным. Объем воздуха, который человек может выдохнуть после спокойного выдоха, называется резервным (рис. 208). В дыхательных путях всегда остается остаточный объем, объем воздуха, который человек не может выдохнуть (около 1000 см³).

Дыхательное мертвое пространство — объем дыхательных путей, в котором не происходит газообмена. Измеряется жизненная емкость легких с помощью спирометра.

Газообмен в легких и тканях

Во время вдоха поступающий в легкие воздух смешивается с воздухом, уже находившимся в дыхательных путях после выдоха, т.к. даже альвеолы полностью не спадаются при выдохе. Содержание газов во вдыхаемом, и выдыхаемом воздухе (в %).

Таблица 4.

Газообмен в легких и тканях подчиняется законам движения газов в соответствии с их парциальным давлением. Парциальное давление — давление газа, которое приходится на его долю от общего давления смеси газов. В альвеолах парциальное давление кислорода 100 мм рт. ст., в венозной крови — 40 мм рт. ст., кислород переходит из альвеолярного воздуха в кровь. Парциальное давление углекислого газа выше в венозной крови (46 мм рт. ст.), чем в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст.) и он диффундирует в альвеолы.

Кислород в крови находится в растворенном состоянии (менее 1%), и в соединении с Hb (99%) в форме оксигемоглобина Hb(О₂)₄.

Около 10% углекислого газа транспортируется в форме карбгемоглобина НbСО₂; большая часть растворяется в воде и образует Н₂СО₃, которая реагирует с солями К⁺ и Na⁺, превращаясь в гидрокарбонаты. В составе КНСО₃эритроцитов (меньшая часть) и NaНСО₃ плазмы (большая часть) углекислый газ транспортируется к легким.

Регуляция дыхания

Глубина и частота дыхания зависит от потребностей организма в кислороде, от содержания в крови углекислого газа. Приспособление дыхательной системы к запросам организма осуществляется с помощью нервной и гуморальной регуляции.

Нервная регуляция осуществляется дыхательным центром продолговатого мозга, в котором различают отдел вдоха и отдел выдоха. Отделу вдоха свойственна автоматия, раз в 4 с здесь возникает возбуждение, которое проводится к дыхательным мышцам, происходит вдох. При растяжении альвеол происходит возбуждение рецепторов в их стенках, возбуждение проводится по блуждающему нерву к центру выдоха и тормозится центр вдоха. Происходит выдох, стенки альвеол спадаются, происходит возбуждение рецепторов на сжатие, от которых импульсы проводятся в центр вдоха и начинается вдох. Таким образом, вдох рефлекторно вызывает выдох, а выдох — вдох. На дыхательные движения оказывает влияние и кора больших полушарий, человек может сознательно изменять частоту и глубину дыхательных движений.

К защитным дыхательным рефлексам относятся чихание и кашель. При раздражении рецепторов носовой полости или гортани возбуждение по чувствительным нейронам проводится в дыхательный центр продолговатого мозга, анализируется и по двигательным нейронам проводится к дыхательным мышцам, происходит чихание или кашель и раздражающие вещества удаляются из организма.

Гуморальная регуляция. Дыхательный центр чрезвычайно чувствителен к концентрации углекислого газа в крови, при увеличении концентрации углекислого газа дыхание становится более глубоким и частым. Кроме того, в стенках аорты находятся хеморецепторы, реагирующие на концентрацию кислорода. При понижении концентрации кислорода в крови частота и глубина дыхательных движений увеличивается.

Автор: Пименов Анатолий Валентинович.

(Учитель биологии МОУ «Физико-технический лицей №1», г. Саратов)

Дыхательная система человека: все, что нужно знать

Добрый день, веселый час, рады видеть вас у нас! В эту пятницу разберем тему «Дыхательная система человека». По прочтении вы узнаете, что она собой представляет, из чего анатомически состоит, как работает и что с ней происходит во время физической активности. Также разберем упражнения для прокачки “дыхалки”.

Итак, если все понятно и все в сборе, давайте начинать!

Дыхательная система человека: что, к чему и почему?

Не медленно, но верно мы движемся к завершению нашего эпопеического цикла статей, в котором мы знакомимся с различными системами человека. Уже остались позади: сердечно-сосудистая, мышечная, нервная, лимфатическая, иммунная, эндокринная, пищеварительная и репродуктивная системы. Если вы ничего не читали из указанного, обязательно это сделайте. Мы же идем дальше и сегодня разберем дыхательную систему человека. Как и в предыдущий раз, сделаем это с минимальным включением анатомии и максимальным вниманием к практике. Что у нас из этого получится, скоро узнаем. Поехали!

Примечание:
Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.

Анатомия дыхательной системы

Дыхательная система (ДС) человека представляет собой ряд органов, ответственных за поглощение кислорода и выведение углекислого газа. Основными органами ДС являются легкие, которые осуществляют обмен газами в процессе дыхания. Также сюда входят мышцы для перемещения воздуха в легкие и из легких, проходы, по которым движется воздух, и микроскопические поверхности газообмена, покрытые капиллярами. Система кровообращения транспортирует газы из легких в ткани по всему телу. Эритроциты «собирают» кислород из легких и повсеместно разносят его. Человеческому телу нужна постоянная “подпитка” кислородом — каждая клетка организма нуждается в окислительных стадиях клеточного дыхания — процесса, посредством которого производится энергия в форме аденозинтрифосфата (АТФ).

Для осуществления окислительного фосфорилирования в качестве реагента используется кислород, а диоксид углерода выделяется в качестве отходов. Хотя кислород является критической потребностью для клеток, на самом деле именно накопление углекислого газа в первую очередь стимулирует вашу потребность дышать.

Примечание:

Основным химическим элементом воздуха является не кислород, а азот. Их соотношение составляет 21%:78%. В выдыхаемом воздухе кислорода на 25% меньше, а углекислого газа – в 100 раз больше.

Есть три основных части ДС: дыхательные пути, легкие и дыхательные мышцы. Дыхательные пути, которые включают нос, рот, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, переносят воздух между легкими и окружающей средой. Легкие действуют как функциональные единицы дыхательной системы, пропуская кислород в организм и выводя из него углекислый газ. Наконец, дыхательные мышцы, в том числе диафрагма и межреберные мышцы, работают вместе, выступая в роли насоса, выталкивая воздух в легкие и из легких во время дыхания.

Давайте разберем каждый “элемент” ДС более подробно, но не обстоятельно 🙂 И начнем с так называемой проводящей зоны.

№1. Нос и прилегающие к нему структуры

Нос и носовая полость образуют главное наружное отверстие для дыхательной системы и являются первой частью дыхательных путей организма, по которым движется воздух. Нос — это структура лица, состоящая из хряща, кости, мышц и кожи, которая поддерживает и защищает переднюю часть полости носа. Носовая полость представляет собой полое пространство внутри носа и черепа, которое выстлано волосками и слизистой оболочкой. Функция полости носа состоит в том, чтобы нагревать, увлажнять и фильтровать воздух, поступающий в организм, прежде чем он достигнет легких. Волосы и слизь, выстилающие полость носа, помогают задерживать пыль, плесень, пыльцу и другие загрязнения окружающей среды, прежде чем они попадут во внутренние части тела.

№2. Рот

Является вторичным внешним отверстием дыхательных путей. Нормальное дыхание происходит через нос, но полость рта может использоваться для дополнения или замены функций носового дыхания при необходимости. Поскольку путь воздуха изо рта в легкие короче пути через нос, воздух, поступающий в легкие, не увлажняется и не прогревается. Во рту также отсутствуют волоски и липкая слизь, которые могли бы фильтровать воздух. Одно из преимуществ ротового дыхания заключается в том, что с его помощью организм может получить больше воздуха в более короткий промежуток времени.

№3. Глотка

Представляет собой мышечную воронку, которая простирается от заднего конца полости носа до верхнего конца пищевода и гортани. Глотка разделена на три области: носоглотка, ротоглотка и гортанно-носоглотка. Носоглотка — верхняя область глотки, расположенная в задней части полости носа. Вдыхаемый воздух из полости носа проходит в носоглотку и опускается через ротоглотку, расположенную в задней части полости рта. Воздух, вдыхаемый через полость рта, поступает в глотку и ротоглотку. Вдыхаемый воздух затем опускается в гортанно-глотку, где он направляется в отверстие гортани надгортанником. Надгортанник представляет собой лоскут эластичного хряща, который действует как переключатель между трахеей и пищеводом. Поскольку глотка также используется для глотания пищи, надгортанник обеспечивает прохождение воздуха в трахею, прикрывая отверстие пищевода.

№4. Гортань

Представляет собой короткий участок дыхательных путей, который соединяет гортань и глотку с трахеей. Гортань расположена в передней части шеи, чуть ниже подъязычной кости и выше трахеи. Несколько хрящевых структур составляют гортань и придают ей структуру. Надгортанник является одним из хрящевых кусочков гортани и служит прикрытием гортани при глотании. Нижним надгортанником является хрящ щитовидной железы, который часто называют адамовым яблоком. Гортань также содержит специальные структуры, известные как голосовые складки, которые отвечают за возможность человека издавать звуки. Вокальные складки — складки слизистой оболочки, которые вибрируют, производя вокальные звуки.

№5. Трахея

Дыхательная трубка, состоящая из С-образных гиалиновых хрящевых колец, выстланных псевдостратифицированным реснитчатым столбчатым эпителием. Трахея соединяет гортань с бронхами и позволяет воздуху проходить через шею и в грудную клетку. Кольца хряща, составляющие трахею, позволяют ему всегда оставаться открытым для воздуха. Открытый конец хрящевых колец обращен к пищеводу сзади, что позволяет пищеводу расширяться в пространство, занимаемое трахеей, для размещения массы пищи, проходящей через пищевод. Основная функция трахеи заключается в обеспечении чистых дыхательных путей для воздуха, чтобы входить и выходить из легких. Кроме того, эпителий, выстилающий трахею, производит слизь, которая задерживает пыль и другие загрязнения и препятствует тому, чтобы они достигли легких. Реснички на поверхности эпителиальных клеток перемещают слизь в направлении глотки, где она может проглатываться и перевариваться в желудочно-кишечном тракте.

№6. Бронхи и бронхиолы

В нижнем конце трахеи дыхательные пути разделяются на левую и правую ветви, известные как первичные бронхи. Левые и правые бронхи проникают в каждое легкое, прежде чем разветвляются на более мелкие вторичные бронхи. Вторичные бронхи переносят воздух в доли легких — две в левом легком и три в правом легком. Вторичные бронхи, в свою очередь, разделяются на множество более мелких третичных бронхов в каждой доле. Третичные бронхи расщепляются на множество более мелких бронхиол, которые распространяются по легким. Каждая бронхиола расщепляется на множество более мелких ветвей диаметром менее миллиметра, называемых терминальными бронхиолами. Наконец, миллионы крошечных терминальных бронхиолов проводят воздух к альвеолам легких. Структура бронхиол отличаются от структуры бронхов тем, что они не содержат хряща. Наличие гладких мышц и эластина позволяет более мелким бронхам и бронхиолам быть более гибкими.

Основная функция бронхов и бронхиол заключается в переносе воздуха из трахеи в легкие. Гладкая мышечная ткань в их стенках помогает регулировать поток воздуха в легкие. Когда организму требуются большие объемы воздуха, например, во время упражнений, гладкая мышца расслабляется, расширяя бронхи и бронхиолы. Расширение дыхательных путей обеспечивает меньшее сопротивление воздушному потоку и позволяет большему количеству воздуха проходить в легкие и из них. Волокна гладких мышц способны сокращаться во время отдыха, чтобы предотвратить гипервентиляцию. Бронхи и бронхиолы также используют слизь и реснички своих эпителиальных слизистых оболочек, чтобы задерживать и удалять пыль и другие загрязнения из легких.

№7. Легкие

Легкие представляют собой пару крупных губчатых органов, которые находятся в грудной клетке. Каждое легкое окружено плевральной мембраной, которая обеспечивает пространство для расширения, а также пространство отрицательного давления по отношению к внешней стороне тела. Отрицательное давление позволяет легким пассивно наполняться воздухом, когда они расслабляются. Левое и правое легкие немного отличаются по размеру и форме из-за того, что сердце направлено на левую сторону тела.

Внутренняя часть легких состоит из губчатых тканей, содержащих множество капилляров и около 30 миллионов крошечных мешочков, известных как альвеолы. Альвеолы представляют собой чашеобразные структуры, которые находятся в конце терминальных бронхиол и окружены капиллярами. Альвеолы выстланы тонким простым плоским эпителием, который позволяет воздуху, поступающему в альвеолы, обмениваться газами с кровью, проходящей через капилляры.

№8. Дыхательные мышцы

Легкие окружают наборы мышц, которые могут вызвать вдыхание или выдыхание воздуха. Основной мышцей дыхания в организме человека является диафрагма — тонкий слой скелетных мышц, которые образуют дно грудной клетки. Когда диафрагма сжимается, она перемещается вниз на несколько дюймов в брюшную полость, расширяя пространство внутри грудной полости и втягивая воздух в легкие. Расслабление диафрагмы позволяет воздуху вытекать из легких во время выдоха.

Между ребрами расположено множество мелких межреберных мышц, которые помогают диафрагме расширяться и сжимать легкие. Эти мышцы делятся на две группы: внутренние и внешние межреберные мышцы. Внутренние межреберные мышцы — более глубокий набор мышц, которые сжимают ребра, чтобы сжать грудную полость и заставить воздух выходить из легких. Внешние межреберные промежутки оказываются поверхностными по отношению к внутренним межреберным и функционируют, чтобы поднять ребра, расширяя объем грудной полости, вызывая вдыхание воздуха в легкие.

Все указанное (и некоторое неуказанное) являет собой дыхательную систему и в сборном виде она выглядит так (кликабельно):

Как и говорили ранее, анатомическую теорию урезали, поэтому с ней все. Переходим к практике. Выясним…

Три вида давления: что представляет собой процесс дыхания

Легочная вентиляция — это акт дыхания, который можно описать как движение воздуха в легкие и из них. Основными механизмами, которые управляют легочной вентиляцией, являются атмосферное давление (Patm); давление воздуха внутри альвеол, называемое альвеолярным давлением (Palv); и давление в плевральной полости, называемое внутриплевральным давлением (Pip). Альвеолярное и внутриплевральное давление зависят от определенных физических особенностей легких. Однако способность дышать зависит от давления воздуха в атмосфере и давления воздуха в легких.

Вдох и выдох зависят от разницы в давлении между атмосферой и легкими. В газе давление — сила, создаваемая движением ограниченных молекул газа. Например, определенное количество молекул газа в двухлитровом контейнере занимает больше места, чем такое же количество молекул газа в одном литровом контейнере. В этом случае сила, оказываемая движением молекул газа к стенкам двухлитрового контейнера меньше, чем сила, оказываемая молекулами газа в одном литровом контейнере. Следовательно, давление в двухлитровом контейнере ниже, а в однолитровом — выше. При постоянной температуре изменение объема, занимаемого газом, приводит к изменению давления, равно как и изменение количества молекул газа.

Закон Бойля описывает соотношение между объемом и давлением в газе при постоянной температуре. Бойль обнаружил, что давление газа обратно пропорционально его объему: если объем увеличивается, давление уменьшается. Аналогично, если объем уменьшается, давление увеличивается. Давление и объем обратно пропорциональны (P = k/V). Следовательно, давление в однолитровом контейнере (половина объема двухлитрового контейнера) будет вдвое больше, чем в двухлитровом контейнере. Закон Бойля выражается следующей формулой: P₁V₁ = P₂V_2.

В этой формуле P1 представляет начальное давление, а V1 представляет начальный объем, тогда как конечное давление и объем представлены P2 и V2, соответственно. Если двух- и однолитровые контейнеры были соединены трубкой, а объем одного из контейнеров был изменен, то газы переходили бы от более высокого давления (меньший объем) к более низкому давлению (больший объем).

Легочная вентиляция зависит от трех типов давления: атмосферного, внутриальвеолярного и межплеврального. Атмосферное давление — это величина силы, которую оказывают газы в воздухе, окружающем любое тело. Атмосферное давление может быть выражено в единицах атмосферы или в миллиметрах ртутного столба.

Одна атмосфера составляет 760 мм рт. ст., что является атмосферным давлением на уровне моря. Как правило, для дыхания другие значения давления обсуждаются относительно атмосферного давления. Следовательно, отрицательное давление — это давление ниже атмосферного, тогда как положительное — это давление больше Patm. Давление, равное атмосферному давлению, выражается как ноль.

Внутриальвеолярное давление — это давление воздуха внутри альвеол, которое изменяется во время различных фаз дыхания. Поскольку альвеолы связаны с атмосферой через трубки дыхательных путей (аналогично одно- и двухлитровым контейнерам в приведенном выше примере), внутрилегочное давление альвеол всегда выравнивается с атмосферным давлением.

Внутриплевральное давление —  давление воздуха в плевральной полости между висцеральной и париетальной плеврами. Подобно внутриальвеолярному давлению, внутриплевральное давление также изменяется во время различных фаз дыхания. Однако из-за определенных характеристик легких внутриплевральное давление всегда ниже или отрицательно по отношению к внутриальвеолярному давлению. Хотя внутриплевральное давление колеблется во время вдоха и выдоха, оно остается приблизительно минус 4 мм рт. ст. в течение всего цикла дыхания.

Легочная вентиляция осуществляется благодаря разнице в давлениях, потому что воздух движется из области более высокого давления в область более низкого давления. Воздух попадает в легкие в значительной степени из-за разницы в давлении. Атмосферное давление выше, чем внутриальвеолярное давление, а внутриальвеолярное давление больше, чем внутриплевральное давление. Воздух выходит из легких во время выдоха по тому же принципу, давление в легких становится больше атмосферного давления.

Легочная вентиляция состоит из двух основных этапов: вдох и выдох. Вдох — это процесс, при котором воздух попадает в легкие, а выдох — это процесс, при котором воздух покидает легкие. Дыхательный цикл — это одна из последовательностей вдоха и выдоха. Во время нормального вдоха используются две группы мышц — диафрагма и внешние межреберные мышцы. Дополнительные мышцы могут быть использованы, если требуется большее дыхание (см. изображение, кликабельно).

Когда диафрагма сжимается, она движется вниз в направлении брюшной полости, создавая большую грудную полость и больше пространства для легких. Сокращение наружных межреберных мышц перемещает ребра вверх и наружу, вызывая расширение грудной клетки, что увеличивает объем грудной полости. Из-за силы адгезии плевральной жидкости расширение грудной полости заставляет легкие растягиваться и расширяться. Это увеличение объема приводит к снижению внутриальвеолярного давления, создавая давление ниже атмосферного. В результате создается градиент давления, который направляет воздух в легкие.

Процесс нормального выдоха пассивен, это означает, что энергия не требуется, чтобы вытолкнуть воздух из легких. Вместо этого эластичность легочной ткани заставляет легкое откатываться, так как диафрагма и межреберные мышцы расслабляются после вдоха. В свою очередь, грудная полость и легкие уменьшаются в объеме, вызывая повышение межлегочного давления. Межлегочное давление поднимается выше атмосферного давления, создавая градиент давления, который заставляет воздух выходить из легких.

Частота дыхания контролируется дыхательным центром, расположенным внутри продолговатого мозга в головном мозге, который реагирует, прежде всего, на изменения уровня углекислого газа, кислорода и pH в крови.

Примечание:

Нормальная частота дыхания у ребенка снижается от рождения до подросткового возраста. У ребенка в возрасте до года нормальная частота дыхания составляет от 30 до 60 вдохов в минуту, но к тому времени, когда ребенку исполняется 10 лет, его нормальная частота приближается к 18-30 вдохам. В подростковом возрасте нормальная частота дыхания составляет аналогично взрослым — от 12 до 18 вдохов в минуту.

Контроль вентиляции — сложное взаимодействие нескольких областей мозга, которые сигнализируют мышцам, используемым при легочной вентиляции, к сокращению. Результатом обычно является ритмичная, постоянная скорость вентиляции, которая обеспечивает организм достаточным количеством кислорода и удалением углекислого газа.

Нейроны, которые иннервируют мышцы дыхательной системы, отвечают за контроль и регулирование легочной вентиляции. Основными мозговыми центрами, вовлеченными в легочную вентиляцию, являются продолговатый мозг и дыхательная группа в поясничном отделе.

Продолговатый мозг содержит спинную дыхательную группу (DRG) и вентральную дыхательную группу (VRG). DRG участвует в поддержании постоянного ритма дыхания, стимулируя сокращение диафрагмы и межреберных мышц, что приводит к вдоху. VRG стимулирует сокращение мышц, участвующих в принудительном выдохе.

Итак, мы выяснили, как осуществляется легочная вентиляция, теперь давайте разберемся с…

Газообмен

Целью дыхательной системы является газообмен. Легочная вентиляция обеспечивает альвеолы воздухом. В дыхательной мембране, где пересекаются альвеолярные и капиллярные стенки, газы перемещаются через мембраны, причем кислород попадает в кровоток, а углекислый газ выходит наружу. Именно благодаря этому механизму кровь насыщается кислородом, а диоксид углерода, продукт клеточного дыхания, выводится из организма.

Чтобы понять механизмы газообмена в легких, важно понять основные принципы газов и их поведение.

Молекулы газа оказывают силу на поверхности, с которыми они контактируют. Эта сила называется давлением. В природных системах газы обычно присутствуют в виде смеси различных типов молекул. Например, атмосфера состоит из кислорода, азота, углекислого газа и других газообразных молекул, и эта газообразная смесь оказывает определенное давление, называемое атмосферным.

Парциальное давление (Px) —  давление газа одного типа в смеси газов. Например, в атмосфере кислород оказывает парциальное давление, а азот оказывает другое парциальное давление, не зависящее от парциального давления кислорода. Общее давление представляет собой сумму всех парциальных давлений газообразной смеси. Закон Далтона описывает поведение нереакционноспособных газов в газовой смеси и гласит, что определенный тип газа в смеси оказывает свое собственное давление. Таким образом, общее давление, оказываемое смесью газов, является суммой парциальных давлений газов в смеси.

Парциальное давление чрезвычайно важно при прогнозировании движения газов. Газы имеют тенденцию выравнивать свое давление в двух областях, которые связаны между собой. Газ будет перемещаться из области, где его парциальное давление выше, в область, где его парциальное давление ниже. Кроме того, чем больше разница парциальных давлений между двумя зонами, тем быстрее происходит движение газов.

Закон Генри описывает поведение газов, когда они вступают в контакт с жидкостью. Закон Генри гласит, что концентрация газа в жидкости прямо пропорциональна растворимости и парциальному давлению этого газа. Чем больше парциальное давление газа, тем большее количество молекул газа будет растворяться в жидкости. Концентрация газа в жидкости также зависит от растворимости газа в жидкости.

Например, хотя азот присутствует в атмосфере, очень малое его количество растворяется в крови, потому что его растворимость очень низкая. Исключение составляют аквалангисты: состав сжатого воздуха, которым дышат дайверы, приводит к тому, что парциальное давление азота превышает нормальное, в результате чего он растворяется в крови в больших количествах, чем обычно. Слишком большое количество азота в крови приводит к серьезному состоянию, которое может привести к летальному исходу, если его не исправить. Молекулы газа устанавливают равновесие между молекулами, растворенными в жидкости, и молекулами в воздухе.

Газообмен происходит в двух частях тела: в легких, где поглощается кислород и выделяется углекислый газ на дыхательной мембране, и в тканях, где выделяется кислород и поглощается углекислый газ. Внешнее дыхание представляет собой обмен газами с внешней средой и происходит в альвеолах легких. Внутреннее дыхание представляет собой обмен газами с внутренней средой и происходит в тканях. Фактический обмен газами происходит благодаря простой диффузии. Энергия не требуется для перемещения кислорода или углекислого газа через мембраны. Вместо этого эти газы следуют градиентам давления, которые позволяют им диффундировать. Анатомия легких максимизирует диффузию газов: дыхательная мембрана очень проницаема для газов; дыхательная и кровеносная капиллярные мембраны очень тонкие; и есть большая площадь поверхности легких.

В анимационном виде процесс газообмена в легких и тканях представляет собой такую картину:

Собственно, с механикой процессов дыхания и газообмена разобрались. И думаем, у вас назрел вопрос: нафига зачем мы вывалили на вас столько неудобоваримой теории? Отвечаем: это все делалось для того, чтобы подвести вам к практике и лучше понять, как и за счет чего можно влиять на свое дыхание и повышать респираторные способности организма.

Факторы, которые влияют на скорость и глубину дыхания

Частота дыхания и глубина вдоха регулируются продолговатым мозгом и мышцами, однако области мозга делают это в ответ на системные раздражители. Это отношение “доза-реакция” — положительная обратная связь, при которой чем больше стимул, тем больше ответ. Таким образом, увеличение стимулов приводит к вынужденному дыханию. Множество системных факторов участвуют в стимуляции мозга для запуска легочной вентиляции.

Основным фактором, стимулирующим продолговатый мозг и мышцу к дыханию, является концентрация углекислого газа в крови, так как он может быть токсичным. Концентрации химических веществ фиксируются хеморецепторами.

Центральный хеморецептор является одним из специализированных рецепторов, которые расположены в головном мозге и стволе мозга, тогда как периферический хеморецептор является одним из специализированных рецепторов, расположенных в сонных артериях и дуге аорты. Изменения концентрации некоторых веществ, таких как углекислый газ или ионы водорода, стимулируют эти рецепторы, которые, в свою очередь, сигнализируют о них дыхательным центрам мозга. Когда концентрация CO2 в крови увеличивается, он легко диффундирует через гематоэнцефалический барьер, где накапливается во внеклеточной жидкости.

Повышенные уровни углекислого газа приводят к повышению уровня ионов водорода и снижению рН. Увеличение ионов водорода в мозге запускает центральные хеморецепторы, чтобы стимулировать дыхательные центры, дабы инициировать сокращение диафрагмы и межреберных мышц. В результате скорость и глубина дыхания увеличиваются, что позволяет выбрасывать больше углекислого газа, что приводит к поступлению большего количества воздуха в легкие и из них, что способствует снижению уровня углекислого газа в крови и, следовательно, ионов водорода. Напротив, низкий уровень углекислого газа в крови вызывает низкий уровень ионов водорода в мозге, что приводит к снижению скорости и глубины легочной вентиляции, что вызывает поверхностное, медленное дыхание.

Другим фактором, влияющим на дыхательную активность мозга, является системная артериальная концентрация ионов водорода. Повышение уровня углекислого газа может привести к повышению уровня H+, а также к другим метаболическим действиям, таким как накопление молочной кислоты после напряженной физической нагрузки. Периферические хеморецепторы дуг аорты и сонных артерий определяют артериальный уровень ионов водорода. Когда периферические хеморецепторы ощущают снижение или повышение кислотности уровня pH, они стимулируют увеличение вентиляции, чтобы быстрее удалять диоксид углерода из крови. Удаление углекислого газа из крови помогает уменьшить ионы водорода, таким образом увеличивая системный pH.

Уровни кислорода в крови также важны для влияния на частоту дыхания. Периферические хеморецепторы ответственны за восприятие больших изменений уровня кислорода в крови. Если уровень кислорода в крови становится достаточно низким, периферические хеморецепторы стимулируют увеличение дыхательной активности. Хеморецепторы способны воспринимать только растворенные молекулы кислорода, а не кислород, связанный с гемоглобином. Большая часть кислорода связана с гемоглобином. Когда уровни растворенного кислорода падают, гемоглобин выделяет кислород. Следовательно, для стимуляции хеморецепторов дуги аорты и сонных артерий требуется значительное падение уровня кислорода.

Гипоталамус и другие области мозга, связанные с лимбической системой, также играют роль во влиянии на регуляцию дыхания, взаимодействуя с дыхательными центрами. Они участвуют в регуляции дыхания в ответ на эмоции, боль и температуру. Например, повышение температуры тела вызывает увеличение частоты дыхания. Чувство возбуждения или болевые реакции также приводят к увеличению частоты дыхания. Поэтому, например, когда вы встаете на беговую дорожку и начинаете бежать, ответной реакцией организма на повышение температуры тела и увеличения ЧСС является учащение дыхания.

Следующий на очереди к разбору вопрос это…

Что происходит с легкими во время выполнения упражнений

Если в состоянии покоя взрослый человек совершает от 12 до 20 вдохов в минуту, то напряженные физические упражнения увеличивают частоту дыхания в среднем до 45 вдохов в минуту. Во время физических упражнений повышенная вентиляционная нагрузка определяет усиление нервной активности дыхательных мышц. Это определяет увеличение механической силы, развиваемой мышцами. Мышечная сила равна скорости укорочения умноженной на давление. Во время тренировки диафрагма является, прежде всего, «генератором потока». Это означает, что её механическая сила выражается в основном как скорость сокращения, а не давление. И наоборот, грудная клетка и мышцы живота в основном являются «генераторами давления», то есть развивают давление, необходимое для перемещения грудной клетки и живота, соответственно.

Во время тренировки мышцы выдоха играют активную роль в дыхании. В каждом дыхании их действие тесно координировано с действием мышц грудной клетки. Во время вдоха, когда мышцы грудной клетки сокращаются, мышцы живота постепенно расслабляются, и наоборот во время выдоха.

В результате объем легких в конце выдоха уменьшается во время упражнений, а механика дыхания оптимизируется по нескольким причинам. Дыхательный объем возникает в наиболее эластичной части дыхательной системы; диафрагма удлинена и, таким образом, работает около своей оптимальной длины; при каждом вдохе часть требуемой инспираторной работы предварительно сохраняется в виде упругой энергии в течение предыдущего выдоха.

При высоких уровнях физической нагрузки, вплоть до максимальной, давление, создаваемое дыхательными мышцами, значительно ниже максимального. При максимальных нагрузках кислород, потребляемый дыхательными мышцами для дыхания, составляет всего около 10% от общего количества. У спортсменов с хорошей физической подготовкой давление, создаваемое инспираторными мышцами, может приближаться к максимальному, а давление на выдохе увеличивается до уровней, при которых динамическое сжатие дыхательных путей определяет ограничение потока выдоха. Другими словами, ограничение потока выдоха вызывает так называемую «динамическую гипервентиляцию». При больших операционных объемах легких мышцам вдоха приходится преодолевать более высокую упругую нагрузку, создаваемую легкими и грудной стенкой. Более того, они короче и, следовательно, менее способны создавать давление. В результате в этих условиях кислород, потребляемый дыхательными мышцами, увеличивается.

В ключе сказанного очень интересным является ответ на вопрос…

Существует ли конкуренция между мышцами за доступный кислород и кровоток, и какая мышца стоит в приоритете

Кровоток скелетных мышц у людей может колебаться от 2 до 4 L⋅kg⁻¹⋅min⁻¹. Научно доказано, что существует конкуренция за ограниченный доступный сердечный выброс – поток крови, который нужно делить между всеми скелетными мышцами во время упражнений на все тело. Еще один вопрос заключается в том, существует ли какая-либо иерархия между дыхательной и двигательной мышцами, какая группа мышц конечностей получает больший или меньший “кусок пирога” от общедоступного сердечного выброса.

Кровоток распределяется между разными мышцами конечностей (Secher NH, Volianitis S. Journal Med Sci Sports Exerc 2006). Фактически, добавление упражнений для рук к упражнениям на ноги ослабляет кровоток в последних. В то время как добавление упражнений для ног к упражнениям на руки уменьшает кровоток в руках.

Исследователям пока не совсем ясно, имеют ли дыхательные мышцы более высокий приоритет, в сравнении с двигательными мышцами. Увеличение или уменьшение работы дыхания оказывало обратное влияние на кровоток в упражнениях на ноги. И поэтому было высказано предположение, что дыхательные мышцы демонстрируют своего рода доминирование над двигательными мышцами. Однако это всего лишь предположение, которое требует более серьезной доказательной базы. Поэтому вопрос пока остается открытым.

Здесь все.

Вот мы и добрались до практической части и сейчас выясним…

Как упражнения воздействуют на дыхательную систему

Положительно. Точка. Идем далее :). Да нет, обрадовались, и тут немного понудим.

Во время выполнения упражнений в работу вступают два важных органа тела: легкие и сердце. Легкие приносят кислород и удаляют углекислый газ, сердце качает кровь и доставляет кислород к нужным тканям, органам, мышцам. В процессе физической активности, увеличения нагрузки “спрос на дыхание” возрастает. Ваше дыхание с 15 вдохов (12 литров) в минуту в период отдыха поднимается до 50 (100 литров воздуха). Чтобы доставить такое количество кислорода к мышцам циркуляция крови существенно возрастает. Когда ваши легкие тренированы, вы сохраняете большой резерв дыхания, то есть не задыхаетесь от нагрузки, например, бега на дорожке. Респираторная и СС системы работают хорошо и оперативно поставляют кислород и кровь в нужные места.

Вообще испытывать кислородной голод во время физической активности -нормальное физиологичное явление для организма, не отягощенного нагрузкой. Включение в свой график жизни регулярных упражнений  позволит повысить эффективность работы мышц – они будут нуждаться в меньшем количестве кислорода для движения и производить меньше углекислого газа. Это уменьшит количество воздуха, которое вам понадобится для цикла “вдох-выдох” при выполнении конкретного упражнения.

Чтобы удовлетворить растущие потребности кислорода в работающих мышцах, дополнительный кислород должен транспортироваться через кровеносные сосуды. Во время упражнений симпатический нерв стимулирует сужение вен, чтобы вернуть больше крови в сердце. Эта кровь несет углекислый газ из мышц и может увеличить общий ударный объем сердца на 30-40%.

Долгосрочная реакция дыхательной системы на физическую нагрузку включает несколько физиологических адаптаций. Эти адаптации в конечном итоге приводят к повышению общей эффективности дыхательной системы по сбору, транспортировке и доставке кислорода к работающим мышцам. Долгосрочная дыхательная функция обычно измеряется с помощью теста VO2 max, который вычисляет способность вашего организма к потреблению кислорода во время максимальной нагрузки. Благодаря упражнениям и тренировкам эффективность дыхательной системы и VO2 max улучшаются.

Упражнения также воздействуют на pH и вязкость крови. Уровень pH обычно составляет от 7,35 до 7,45. Во время упражнений концентрация углекислого газа в крови и дыхательных тканях увеличивается. Это может снизить рН, делая ее более кислой. Чтобы этого не случилось, организм производит ряд следующих действий: 1) вещества в плазме крови реагируют с избытком углекислого газа; 2) увеличение скорости и глубины дыхания увеличивает скорость, с которой углекислый газ удаляется из кровотока. Что касается вязкости, то упражнения разжижают кровь делая ее более текучей, а это положительно сказывается как на артериальном давлении (стабилизируется), так и трофике мозга — котелок начинает лучше “варить”.

Также регулярные нагрузки способствуют увеличению ЖОЛ – жизненного объема легких (максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха). Что в свою очередь уменьшит кислородный долг в крови — количество кислорода, необходимое для окисления накопившихся в организме при интенсивной мышечной работе недоокисленных продуктов обмена.

Вообще, выполняя определенные физические упражнения, вы чувствуете, как увеличивается частота и глубина дыхания. Это происходит потому, что во время физических нагрузок усиливается работа скелетных мышц, вызывая процессы окисления в их клетках и увеличение углекислого газа в крови. Кровь с избытком углекислого газа поступает к дыхательному центру и вызывает его возбуждение, которое передается дыхательным мышцам. Человек начинает дышать глубже. Это обуславливает выведение углекислого газа и пополнение содержания кислорода:

Очень часто люди, особенно подростки, жалуются на узкую грудную клетку. Упражнения, например, дыхательный пуловер, “раздают” дыхательные мышцы, диафрагму и межреберные мышцы, тем самым увеличивая объем грудной клетки.

Вот такие основные положительные эффекты упражнений на дыхательную систему. Звучит убедительно, чтобы записаться на треньку? Как считаете?

Ну, и последнее на сегодня..

Лучшие упражнения для дыхательной системы

Логично, что упражнения для дыхательной системы должны задействовать “дыхалку”. К таковым у нас относятся кардиоупражнения. Однако выполнять их нужно в целевой зоне пульса. Простыми словами это означает, что бежать нужно и не быстро, и не медленно. Так, например, если не использовать никаких формул, то можно ориентироваться на второй-третий из 5 режимов беговой дорожки или велотренажера.

Что касается непосредственно самих форм активности для прокачки легких, то к таковым можно отнести:

• тяга гребного тренажера;
• быстрое перемещение/толкание вперед железной тележки по поверхности;
• все виды бега;
• скандинавская ходьба;
• работы на велотренажере, беговой дорожке, эллипсоиде;
• прыжки на скакалке;
• подъем по лестнице (в т.ч. имитация на тренажере);
• езда на велосипеде;
• все виды плавания;
• техники дыхания: диафрагмальное/брюшное; дыхание с поджатыми губами;
• асаны из йоги;
• упражнение вакуум;
• многофазные упражнения – те в которых идет сочетание нескольких движений, например, приседание с выпрыгиванием, бурпи, рывок штанги + жим вверх.

Примечание:

«Самодельный» тест условного качества ваших легких. Вдохните и задержите дыхание. Вы получите значения от 45 до 55 сек. Выполняйте упражнения на ДС, и спустя три месяца проведите повторный тест. Вы можете получить значения от 80 до 90 сек.

Вывод: если вы только-только записались в зал, то первым делом прокачайте свою сердечно-сосудистую и дыхательную системы соответствующими видами активности, упражнениями на выносливость. И только потом, спустя 2,5-3 месяца таких регулярных  занятий переключайтесь на железо. Или комбинируйте и перемежайте дни аэробной и анаэробной нагрузок.

Собственно, у нас все по теме. Подытожим.

Послесловие

Когда мы садились за перо, нам виделась эта заметка не самой большой из данного цикла — слов на 2500, не более. Сейчас счетчик показывает 5 000 слов! Это супер-достижение и наш новый рекорд писанины. Хотелось бы остановиться на достигнутом. Время покажет, удастся ли нам это :). А пока — пока!

PS. ухватили чего? чего ухватили?

PPS. Спортивное питание европейского качества со скидкой 40%. Не упустите возможность выгодно закупиться на 2019! Скидочная ссылка http://bit.ly/AZBUKABB

Cкачать статью в pdf>>

С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.

Анатомия в картинках. Атлас анатомии человека онлайн. Строение человека.

Анатомия человека, несомненно, является основным базовым предметом для изучения в медицинских ВУЗах. Не смотря на то, что нормальная анатомия человека это дисциплина, которая стояла и истоков развития медицины, до сих пор появляется большое количество научных работ, которые вносят свои коррективы в современные анатомические атласы.

Казалось бы, человеческая анатомия не может меняться так быстро с ходом эволюции, однако наше представление о ней постоянно совершенствуется, так как появляются новые методы исследования, — доказательством этому служат всё новые версии атласа анатомии.

Атлас анатомии Синельникова Р.Д. в 4-х томах — это, пожалуй, самый авторитетный и проверенный временем источник знаний по данной теме. Он постоянно переиздается, радуя нас своими наглядными иллюстрациями и доступным для всех текстом. Многие студенты для учебы пытались скачать атлас Синельникова, но ссылки либо не работали, либо в папке был вирус … Мы решили эту проблему, сделав сайт, посвященный этому источнику.

Главная цель изучения анатомии человека — создание фундаментальной базы знаний у студентов, для дальнейшего изучения других медицинских дисциплин. Трудно себе представить освоение учебной программы по физиологии, патологической физиологии, патологической и топографической анатомии, оперативной хирургии, и целому ряду клинических дисциплин без досконального изучения нормальной анатомии человека.

Студенту очень важно иметь визуальный образ изученного материала, для этого необходимо изучить анатомию человека в картинках. Главной особенностью данной науки. конечно же, является структуризация её разделов и подразделов, а так же четкая систематизация всей номенклатуры.

Таким образом можно выделить следующие направления, которые соответствуют каждой системе:

• остеология (раздел о костях человеческого скелета). Изучает скелет, как целостный механизм, так и кости по отдельности. Выделяют так же изучение возрастных изменений в костях.
• синдесмология (суставы, связки). Крайне важный раздел для будущих ортопедов и травматологов.
• миология (мышечная система). Изучает не только строение, но и развитие с физиологией.
• спланхнология (внутренние органы). Включает в себя анатомию эндокринной, пищеварительной, дыхательной, выделительной и мочеполовой систем.
• ангиология (сосуды и их производные). Представлена информация о строении кровеносных и лимфатических сосудов.
• неврология (центральная и периферическая нервная система). Крайне важный раздел для успешной диагностики заболеваний и пожалуй самый сложный.
• эстезиология (наука об органах чувств). Всё о зрении, слухе. А ещё о вкусовой, обонятельной и тактильной чувствительности. Тесно связан с неврологией.

Презентация на тему «Дыхательная система человека»

Дыхательная система

Учитель биологии МБОУ СОШ № 7 г. Новосибирска

Раенок Марина Олеговна

Дыхание включает процессы:

Дыхательная система

Дыхательные пути:

• Верхние – носовая полость, носоглотка
• Нижние – гортань, трахея, бронхи

Легкие

Носовая полость

слизистый и мерцательный эпителий

увлажнение

согревание

обеззараживание

очищение

Гортань

Хрящи, голосовые связки

Проведение воздуха в трахею;

Голосообразование;

Защита от попадания пищи в трахею.

Трахея

Хрящевые полукольца ; мерцательный эпителий

Проведение воздуха, очищение воздуха

Бронхи

Левый и правый бронхи из хрящевых колец ; оканчиваются альвеолами; мерцательный эпителий

Проведение воздуха, очищение воздуха

Легкие

Строение

левое – две доли;

правое – три доли

Плевра – оболочка из соединительной ткани, окружает легкие и выстилает грудную полость ( торакс ).

Между двумя слоями плевры – плевральная полость.

Альвеолы

Дыхательные движения

Вдох (активный)

Выдох (пассивный)

• сокращение межреберных мышц (поднятие ребер)
• диафрагма опускается

• расслабление межреберных мышц (опускание ребер)
• диафрагма поднимается

• V грудной клетки
• Р (ниже атмосферного)

• V грудной клетки
• Р (выше атмосферного)

• воздух засасывается в легкие

• воздух выталкивается из легких

Регуляция дыхания

Нервная

• Непроизвольная

Продолговатый мозг

Центр вдоха

Центр выдоха

кора головного мозга

Гуморальная

Рецепторы реагируют на содержание СО 2

Избыток СО 2 = дыхание учащается

Недостаток СО 2 = дыхание замедляется

Дыхательные рефлексы

• Чихание – резкий выдох через носовую полость (возникает при раздражении рецепторов слизистой оболочки носовой полости)
• Кашель – резкий выдох через ротовую полость (возникает при раздражении рецепторов гортани)

Центры защитных рефлексов находятся в продолговатом отделе головного мозга.

ЛЕКЦИЯ 4. ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. Нормальная анатомия человека: конспект лекций

Читайте также

44. Дыхательная система

44. Дыхательная система
Основной функцией дыхательной системы является внешнее дыхание, т. е. поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и снабжение им крови, а также удаление из организма углекислого газа (газообмен осуществляется легкими, их ацинусами). Внутреннее,

45. Дыхательная система

45. Дыхательная система
Гортань, трахеяГортань участвует не только воздухопроведении, но и в звукопроизведении. Гортань имеет три оболочки: слизистую, фиброзно-хрящевую и адвентициальную.Слизистая оболочка гортани выстлана многорядным реснитчатым эпителием.

Дыхательная система

Дыхательная система
Страдает она не столько от никотина, сколько от других компонентов дыма — смол, токсинов, паров различных органических веществ, в частности — гликозидов — до того содержавшихся в листьях табака.Сперва табачный дым бьёт по эпителию лёгких — влажной

Дыхательная система

Дыхательная система
Перегородка носа — septum nasiВерхняя носовая раковина — concha nasalis superiorСредняя носовая раковина — concha nasalis mediaНижняя носовая раковина — concha nasalis inferiorВерхний носовой ход — meatus nasi superiorСредний носовой ход — meatus nasi mediusНижний носовой ход — meatus nasi inferiorХоаны —

Дыхательная система

Дыхательная система
Дыхательная система выполняет важнейшую функцию – газообмен. Полость носа, носовая часть глотки, гортань, трахея, бронхи различных калибров, включая бронхиолы служат воздухоносными путями. В них воздух согревается, очищается от различных частиц и

Дыхательная система

Дыхательная система
Каждый день мы делаем около 20 тысяч вдохов и выдохов. Дыхание задействует наши органы дыхания: гортань, трахею, бронхи, легкие. Наши легкие напоминают перевернутое, разветвленное дерево. Их ветви – бронхи, они переходят в воздушные мешочки, или

Дыхательная система

Дыхательная система
Первейшей потребностью всех живых существ на земле является кислород. Ничто не может жить без него. В отсутствие дыхания клетки тела умерли бы. Кровь приносит им кислород, забирая углекислый газ. Снабжение клеток кислородом и освобождение их от

Дыхательная система

Дыхательная система
Как устроена дыхательная система? Вообще говоря, весь человеческий организм можно рассматривать как единую дыхательную систему. По-своему дышат кожные покровы, каждая клетка тела и даже волосы, ногти и зубы. Но существует группа органов, специально

Дыхание и дыхательная система

Дыхание и дыхательная система
Дыхание – это результат слаженной работы целой системы органов. Слишком глубокое, слишком поверхностное или прерывистое дыхание могут стать причиной недомоганий и болезней. Чтобы организм был здоров, он не должен испытывать ни недостатка

Как устроена дыхательная система

Как устроена дыхательная система
Центральным органом дыхательной системы являются легкие. К ним через легочные артерии поступает венозная кровь, а через дыхательные пути – атмосферный воздух. Главная функция легких – газообмен. Газообмен – это перемещение газов и

Дыхательная система

Дыхательная система
Для осуществления любой деятельности человека необходима энергия. Универсальным источником энергии в организме человека является АТФ, которая образуется в митохондриях клеток при окислении глюкозы. Кислород, необходимый для этого процесса,

Дыхательная система

Дыхательная система
Дыхание – это процесс газообмена между организмом и внешней средой, в результате чего поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Эту важнейшую функцию, без которой человек не может прожить даже короткое время, выполняет дыхательная система,

Дыхательная система

Дыхательная система
Известно, что от состояния легких зависит общее здоровье человека. Высокая физическая и умственная работоспособность, гибкость ума и его глубина, оптимизм и жизнелюбие – отличительные черты человека со здоровыми легкими. И где же заняться

Дыхательная система

Дыхательная система
Человеческий организм нуждается в постоянном газообмене с окружающей средой. С одной стороны, ему нужно получать кислород, элемент крайне важный для жизнедеятельности клеток и используемый ими в обменных процессах. С другой – необходимо

Дыхательная система — питание человека

Обычный человек не может выжить, не дыша более 3 минут, и даже если вы захотите задержать дыхание подольше, ваша вегетативная нервная система возьмет на себя управление. Это связано с тем, что клеткам необходимо поддерживать окислительный метаболизм для производства энергии, которая непрерывно восстанавливает аденозинтрифосфат (АТФ). Для окислительного фосфорилирования кислород используется в качестве реагента, а диоксид углерода выделяется в качестве побочного продукта.Вы можете быть удивлены, узнав, что, хотя кислород является критической потребностью клеток, на самом деле именно накопление углекислого газа в первую очередь стимулирует вашу потребность дышать. Углекислый газ выдыхается, а кислород вдыхается через дыхательную систему, которая включает в себя мышцы, перемещающие воздух в легкие и из легких, проходы, по которым движется воздух, и микроскопические поверхности газообмена, покрытые капиллярами. Сердечно-сосудистая система переносит газы из легких в ткани по всему телу и наоборот.На дыхательную систему могут влиять различные заболевания, такие как астма, эмфизема, хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ) и рак легких. Все эти условия влияют на процесс газообмена и приводят к затрудненному дыханию и другим затруднениям.

Основные органы дыхательной системы функционируют в первую очередь для обеспечения кислородом тканей тела для клеточного дыхания, удаления углекислого газа из отходов и поддержания кислотно-щелочного баланса. Части дыхательной системы также используются для выполнения не жизненно важных функций, таких как распознавание запахов, воспроизведение речи и напряжение, например, во время родов или кашля.

Рисунок 2.15 Основные респираторные структуры

Основные респираторные структуры простираются от носовой полости до диафрагмы. Функционально дыхательную систему можно разделить на проводящую зону и респираторную зону. В проводящую зону дыхательной системы входят органы и структуры, непосредственно не участвующие в газообмене (трахея и бронхи). Газообмен происходит в респираторной зоне.

Проводящая зона

Основными функциями проводящей зоны являются обеспечение маршрута для входящего и выходящего воздуха, удаление мусора и болезнетворных микроорганизмов из входящего воздуха, а также нагревание и увлажнение входящего воздуха.Некоторые структуры в проводящей зоне выполняют и другие функции. Например, эпителий носовых ходов важен для восприятия запахов, а бронхиальный эпителий, выстилающий легкие, может метаболизировать некоторые канцерогены, переносимые по воздуху. Зона проводимости включает нос и прилегающие к нему структуры, глотку, гортань, трахею и бронхи.

Дыхательная зона

В отличие от проводящей зоны, респираторная зона включает структуры, которые непосредственно участвуют в газообмене.Дыхательная зона начинается там, где терминальные бронхиолы соединяются с респираторной бронхиолой, самым маленьким типом бронхиолы (рис. 2.16 «Дыхательная зона»), которая затем ведет к альвеолярному протоку, открывающемуся в группу альвеол.

Рисунок 2.16 Дыхательная зона

Бронхиолы приводят к альвеолярным мешкам в респираторной зоне, где происходит газообмен.

Альвеолы ​​

Альвеолярный проток — это трубка, состоящая из гладких мышц и соединительной ткани, которая открывается в группу альвеол.Альвеола — это один из множества маленьких мешочков, похожих на виноград, которые прикрепляются к альвеолярным протокам.

Альвеолярный мешок — это скопление множества отдельных альвеол, которые отвечают за газообмен. Альвеола имеет диаметр примерно 200 мкм с эластичными стенками, которые позволяют альвеолам растягиваться во время всасывания воздуха, что значительно увеличивает площадь поверхности, доступную для газообмена. Альвеолы ​​связаны со своими соседями альвеолярными порами, которые помогают поддерживать одинаковое давление воздуха в альвеолах и легких.

Рисунок 2.17 Расположение дыхательной системы

На рис. 2.17 показано расположение дыхательных структур в организме. Рисунок B — увеличенный вид дыхательных путей, альвеол (воздушных мешочков) и капилляров (крошечных кровеносных сосудов). Рисунок C представляет собой увеличенное изображение газообмена между капиллярами и альвеолами. CO2 — это углекислый газ, а O2 — кислород.

Главный орган дыхательной системы, каждое легкое содержит структуры как проводящей, так и дыхательной зон.Основная функция легких — осуществлять обмен кислорода и углекислого газа с воздухом из атмосферы. С этой целью легкие обмениваются дыхательными газами через очень большую площадь эпителиальной поверхности — около 70 квадратных метров — которая очень проницаема для газов.

Макроскопическая анатомия легких

Легкие — это парные органы пирамидальной формы, которые связаны с трахеей правым и левым бронхами; ниже легких находится диафрагма, плоская куполообразная мышца, расположенная у основания легких и грудной полости.

Рисунок 2.18 Основная анатомия легких

Каждое легкое состоит из более мелких частей, называемых долями. Эти доли отделяют друг от друга трещины. Правое легкое состоит из трех долей: верхней, средней и нижней. Левое легкое состоит из двух долей: верхней и нижней.

Кровоснабжение

Основная функция легких — осуществлять газообмен, для чего кровь течет через легкие ткани (легочное кровообращение).Этот кровоснабжение содержит дезоксигенированную кровь и попадает в легкие, где эритроциты, также известные как красные кровяные тельца, забирают кислород для транспортировки к тканям по всему телу. Легочная артерия переносит дезоксигенированную кровь в легкие. Легочная артерия разветвляется несколько раз по мере того, как она следует за бронхами, и каждая ветвь становится все меньше в диаметре вплоть до крошечных капилляров, где альвеолы ​​выделяют углекислый газ из крови в легкие для выдоха и забирают кислород из вдыхаемого воздуха для насыщения крови кислородом. .Как только кровь насыщается кислородом, она вытекает из альвеол по множеству легочных вен, которые выходят из легких, доставляя кислород к остальному телу.

Информация и факты о

легких | National Geographic

Наши легкие подпитывают нас кислородом, газом, поддерживающим жизнь тела. Они вдыхают воздух, затем извлекают кислород и передают его в кровоток, где он устремляется к тканям и органам, которые требуют его функционирования.

Кислород управляет процессом дыхания, которое обеспечивает наши клетки энергией.Когда мы выдыхаем, мы выделяем углекислый газ в качестве побочного продукта. Без этого жизненно важного обмена наши клетки быстро умрут и оставят тело задыхаться.

Поскольку легкие перерабатывают воздух, они являются единственными внутренними органами, которые постоянно подвергаются воздействию внешней среды. Они занимают центральное место в дыхательной системе человека, они вдыхают от 2100 до 2400 галлонов (от 8000 до 9000 литров) воздуха каждый день — количества, необходимого для насыщения кислородом около 2400 галлонов (9000 литров) крови, которая ежедневно прокачивается через сердце.

Сложная конструкция

Наши два легких состоят из сложной решетки трубок, подвешенных по обе стороны от сердца внутри грудной полости на каркасе из эластичных волокон. Воздух втягивается через рот и нос, последний действует как воздушный фильтр, задерживая частицы пыли на его волосах. Воздух нагревается перед тем, как пройти по дыхательному горлу, где он разделен внизу между двумя дыхательными путями, называемыми бронхами, которые ведут к любому легкому.

Внутри легких покрытые слизью бронхи разделяются, как ветви дерева, на десятки тысяч все более мелких трубок (бронхиол), которые соединяются с крошечными мешочками, называемыми альвеолами.В легких среднего взрослого содержится около 600 миллионов таких губчатых, наполненных воздухом структур. Всего в одном легком достаточно альвеол, чтобы покрыть площадь размером примерно с теннисный корт.

В альвеолах происходит важнейший газообмен. Воздушные мешочки окружены густой сетью мелких кровеносных сосудов или капилляров, которые соединяются с сердцем. Те, которые связаны с легочными артериями, несут дезоксигенированную кровь, которую необходимо освежить. Кислород проходит через невероятно тонкие стенки альвеол в капилляры и затем возвращается к сердцу через легочные вены.В то же время углекислый газ удаляется из крови посредством того же процесса диффузии.

Скорость, с которой мы дышим, контролируется мозгом, который быстро улавливает изменения в концентрации газов. Это, безусловно, отвечает интересам мозга — он является самым большим потребителем кислорода в организме и первым органом, который страдает в случае его нехватки.

Вход и выход

Фактическая работа дыхания выполняется в основном диафрагмой, слоем мышц между грудной клеткой и животом.Эти мышцы сокращаются, когда мы вдыхаем, расширяя легкие и втягивая воздух. Мы выдыхаем, просто расслабляя диафрагму; легкие сдуваются, как воздушные шары.

Легкие — хрупкие органы, подверженные целому ряду заболеваний. Наиболее распространенными из них в западных странах являются бронхит и эмфизема, которые часто возникают из-за курения. Трубы внутри легких хронически воспаляются, выделяя излишки слизи. Курение также может привести к раку легких, главному раку в мире, который диагностируется в 1.4 миллиона человек в год.

Дыхательная система — устройство 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 кровяными 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 мышцы :

1. Реберные мышцы = мышцы между ребрами в груди.
2. 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 — и объем грудной клетки 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 это показывает движение только 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. Она известна 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.

2. Скорость воздушного потока через дыхательные пути (в легкие и из них). Это измеряет эффективность воздушного потока.

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 — с помощью спирометра .Его цель — диагностика обструктивных заболеваний дыхательной системы. Он создает диаграмму (графическое изображение) объема выдыхаемого воздуха за заданное время (литр / минуту).

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 снижается. Это будет отображаться на диаграмме и, таким образом, указывать на проблему с дыхательными путями.

Чаще всего непроходимость возникает из-за чрезмерной 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 удаляется только половина жизненной емкости воздуха в легких 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:

1. Пациенту предлагается вдохнуть как можно глубже.
2. Пациенту предлагается сделать сильный выдох в спирометр.
3. Пациента просят продолжать выдыхать воздух в течение нескольких секунд, несмотря на сильное желание вдохнуть.
4. 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 в наших дыхательных и сердечных мышцах.

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

Дыхание

Дыхание — это акт дыхания:

Дыхательная система

Дыхательная система — Нажмите, чтобы увеличить

Дыхательная система состоит из органов, участвующих в обмене кислорода и углекислого газа. Это запчасти:

Верхние дыхательные пути состоят из:

• Нос

• Полость носа

• Пазухи

• Гортань

• Трахея

Нижние дыхательные пути состоят из:

• Легкие

• Бронхи и бронхиолы

• Воздушные мешочки (альвеолы)

Легкие

Легкие поглощают кислород.Клеткам вашего тела нужен кислород, чтобы жить и выполнять свои обычные функции. Легкие также избавляются от углекислого газа, продукта жизнедеятельности клеток.

Легкие — это пара конусовидных органов, состоящих из губчатой ​​розовато-серой ткани. Они занимают большую часть места в груди (грудной клетке).

Легкие окружены перепонкой (плеврой).

Легкие отделены друг от друга средостением, областью, которая содержит:

Правое легкое состоит из 3 частей, называемых долями.Левое легкое имеет 2 доли. Когда вы вдыхаете:

• Воздух попадает в ваше тело через нос или рот.

• Затем воздух проходит по горлу через гортань и трахею.

• Воздух попадает в легкие по трубкам, называемым главными бронхами.

Один главный стволовый бронх ведет к правому легкому, а один — к левому легкому:

• В легких бронхи главного ствола разделяются на более мелкие бронхи.

• Более мелкие бронхи делятся на еще более мелкие трубки (бронхиолы).

• Бронхиолы оканчиваются крошечными воздушными мешочками (альвеолами), в которых происходит обмен кислорода и углекислого газа.

Затем вы выдыхаете углекислый газ.

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 газов 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 дыхательной 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 — это 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 внутрь и наружу. 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.

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 общей сложности 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 бронха (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 альвеолами (единичные, альвеолы) в легких.

Легкие

легких — самые большие органы дыхательных путей.Они подвешены в плевральной полости грудной клетки. Легкие окружены двумя тонкими оболочками, 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.

Рис. 13.2.6 Легкие разделены на правое и левое легкое.

Как упоминалось ранее, бронхи оканчиваются 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.

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. В легкие также поступает насыщенная кислородом 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 способом 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 горлу, 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, при котором 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, признаках и методах лечения удушья.

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.

Младенец в сознании, задыхаясь, 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, где 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 части 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.

2. Что такое дыхание, выполняемое респираторной системой? Назовите два вспомогательных процесса, которые он включает.
3. Опишите дыхательные пути.
4. Укажите органы верхних дыхательных путей. Каковы их функции?
5. Перечислите органы нижних дыхательных путей. Какие органы участвуют только в проведении?
6. Где происходит обмен газа?
7. Как дыхательная система защищает себя от потенциально вредных веществ в воздухе?
8. Объясните, как контролируется частота дыхания.
9. Почему дыхательной системе нужна сердечно-сосудистая система, чтобы помогать ей выполнять свою основную функцию газообмена?
10. Опишите два способа, с помощью которых организм предотвращает попадание пищи в легкие.
11. 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.

.

Атрибуты

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, автор — 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 Викискладе 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 Се, 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). Рис. 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

Дыхательная система человека | TheSchoolRun

Работа вашей дыхательной системы очень проста: доставляет кислород в ваше тело и удаляет углекислый газ из вашего тела . Вашему организму нужен кислород, чтобы выжить. Кислород используется вашими клетками, поскольку они выполняют все свои функции, чтобы вы были живы и функционировали.Поскольку ваше тело использует кислород, ваши клетки производят другой газ, известный как углекислый газ. Слишком много углекислого газа может быть токсичным и даже смертельным. По этой причине важно, чтобы у вашего тела был способ избавиться от него.

Основными органами дыхательной системы являются легкие . Ваши легкие в своей простейшей форме — не что иное, как воздушные мешочки. Когда вы вдыхаете ( вдох ), вы наполняете эти мешочки свежим, богатым кислородом воздухом. Ваше сердце перекачивает кровь в стенки легких, где поглощает кислород и выделяет углекислый газ.На выдохе ( выдох ) вы выпускаете воздух, богатый углекислым газом, в пространство вокруг себя. С каждым вдохом вы вдыхаете кислород и выводите углекислый газ. Когда вдыхается воздух, он проходит по трахее . Он делится на два дыхательных пути, называемых главными бронхами , которые идут к двум легким. Каждый разделяется на более мелкие бронхи, которые затем разделяются на бронхиолы . Они заканчиваются группами крошечных воздушных мешочков, называемых альвеол .Из легких кровь возвращается обратно в сердце, где она перекачивается к остальному телу, унося с собой кислород.

Ваши легкие защищены грудной клеткой , которая состоит из 12 наборов ребер. Эти ребра связаны с позвоночником в спине и огибают легкие, чтобы они были в безопасности. Под легкими находится диафрагма , которая представляет собой куполообразную мышцу, которая работает с вашими легкими, позволяя вам выдыхать воздух. Когда вы вдыхаете, ваша диафрагма сжимается и сжимается.Это позволяет ему двигаться вниз, так что у ваших легких появляется больше возможностей для роста, когда они наполняются воздухом. Мышцы ребер также поднимают ребра вверх и наружу, чтобы дать легким больше места.

Если ваше тело не может дышать, ваши клетки не будут получать необходимый им кислород. Если это произойдет, ваши клетки быстро начнут умирать. Через несколько минут после того, как вы не сможете дышать, ваше тело умрет. Вот насколько важно дыхание.

Слова, которые необходимо знать:

Альвеолы ​​ — (во множественном числе альвеол) крошечный тонкостенный воздушный мешок, обнаруживаемый в большом количестве в каждом легком, через который кислород входит, а углекислый газ выходит из крови
Кровеносные сосуды — артерия , вена или капилляр, по которому течет кровь
Бронхи — (во множественном числе бронхов) трубка, ведущая от дыхательного горла к легкому, по которой проходит воздух
Бронхиолы — узкая трубка внутри легких, которая разветвляется главные дыхательные пути бронхов
Капилляр — чрезвычайно узкий тонкостенный кровеносный сосуд, который соединяет мелкие артерии с мелкими венами, образуя сеть по всему телу
Углекислый газ — тяжелый, бесцветный отработанный газ без запаха.
Клетки — Клетка — основная единица жизни. Некоторые организмы состоят из одной клетки, как бактерии, в то время как другие состоят из триллионов клеток. Люди тоже состоят из клеток.
Диафрагма — изогнутая мышечная мембрана у людей и других млекопитающих, которая отделяет брюшную полость от области вокруг легких
Выдох — чтобы выдохнуть или выдохнуть что-то
Надуть — чтобы заполнить что-то воздухом или газом, чтобы довести его до нужного размера, формы и твердости для использования или наполнения воздухом или газом
Вдыхать — вдохнуть или втянуть газ, жидкость или твердое вещество в легкие через нос или рот
Раздражать — чрезмерно стимулировать часть тела, вызывая болезненную реакцию
Доли — округлая часть органа или части тела, особенно в легких, головном мозге или печени
Легкое — пара губчатых дыхательных путей органы, расположенные внутри грудной клетки, которые переносят кислород в кровь и выводят из нее углекислый газ
Млекопитающие — класс теплокровных позвоночных животных
Слизь — прозрачная слизистая смазка su вещество, которое покрывает и защищает мембраны
Орган — полная и независимая часть растения или животного, выполняющая определенную функцию
Кислород — бесцветный газ без запаха, необходимый для дыхания растений и животных
Респираторный — относящийся к для дыхания или используется при дыхании
Ткани — органический материал тела животных и растений, состоящий из большого количества клеток.Четыре основных типа тканей — нервные, мышечные, эпидермальные и соединительные.
Трахея — (также известная как дыхательное горло) трубка, по которой воздух перемещается из горла в бронхи.
Пар — влага или другой тип вещества, видимый в воздухе в виде тумана, облаков, дыма или дыма

Органы и структуры дыхательной системы — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Перечислите структуры, составляющие дыхательную систему
• Опишите, как дыхательная система обрабатывает кислород и CO ₂
• Сравните и сопоставьте функции верхних дыхательных путей и нижних дыхательных путей

Основные органы дыхательной системы функционируют в первую очередь для обеспечения кислородом тканей тела для клеточного дыхания, удаления углекислого газа из отходов и поддержания кислотно-щелочного баланса.Части дыхательной системы также используются для выполнения не жизненно важных функций, таких как распознавание запахов, производство речи и напряжение, например, во время родов или кашля ((Рисунок)).

Функционально дыхательную систему можно разделить на проводящую зону и респираторную зону. В проводящую зону дыхательной системы входят органы и структуры, непосредственно не участвующие в газообмене. Газообмен происходит в респираторной зоне.

Проводящая зона

Основными функциями проводящей зоны являются обеспечение маршрута для входящего и выходящего воздуха, удаление мусора и болезнетворных микроорганизмов из входящего воздуха, а также нагревание и увлажнение входящего воздуха.Некоторые структуры в проводящей зоне выполняют и другие функции. Например, эпителий носовых ходов важен для восприятия запахов, а бронхиальный эпителий, выстилающий легкие, может метаболизировать некоторые канцерогены, переносимые по воздуху.

Нос и прилегающие к нему структуры

Основной вход и выход из дыхательной системы — через нос. Обсуждая нос, полезно разделить его на две основные части: внешний нос и полость носа или внутренний нос.

Внешний нос состоит из поверхностных и скелетных структур, которые создают внешний вид носа и вносят свой вклад в его многочисленные функции ((Рисунок)). Корень — это область носа, расположенная между бровями. Переносица — это часть носа, которая соединяет корень с остальной частью носа. Спинка носа — это длина носа. Вершина — это кончик носа. По обе стороны от верхушки ноздри образованы крылышками (сингулярное = ала). Ала — это хрящевая структура, которая образует боковую сторону каждой ноздри (множественное число = ноздри) или отверстия ноздри.Желобок — это вогнутая поверхность, которая соединяет верхушку носа с верхней губой.

Нос

На этой иллюстрации показаны особенности внешнего носа (вверху) и скелетные особенности носа (внизу).

Под тонкой кожей носа находятся его скелетные элементы (см. (Рисунок), нижний рисунок). В то время как корень и переносица состоят из кости, выступающая часть носа состоит из хряща. В результате при взгляде на череп отсутствует нос.Носовая кость — одна из пары костей, лежащих под корнем и переносицей. Носовая кость сочленяется сверху с лобной костью и латерально с верхнечелюстными костями. Перегородочный хрящ — это гибкий гиалиновый хрящ, соединенный с носовой костью, образующий спинную часть носа. Хрящ крыльев носа состоит из верхушки носа; он окружает нарис.

Носовые ходы открываются в полость носа, которая разделена на левую и правую части носовой перегородкой ((Рисунок)). Носовая перегородка образована спереди частью перегородочного хряща (гибкая часть, которую можно коснуться пальцами), а сзади — перпендикулярной пластиной решетчатой ​​кости (черепная кость, расположенная сразу после носовых костей) и тонким сошником. кости (название которых связано с формой плуга).Каждая боковая стенка носовой полости имеет три костных выступа, называемых верхней, средней и нижней носовыми раковинами. Нижняя раковина — это отдельные кости, а верхняя и средняя раковины — части решетчатой ​​кости. Раковины служат для увеличения площади поверхности носовой полости и нарушения потока воздуха, когда он попадает в нос, заставляя воздух подпрыгивать вдоль эпителия, где он очищается и нагревается. Раковины и проходы также сохраняют воду и предотвращают обезвоживание носового эпителия, задерживая воду во время выдоха.Дно носовой полости состоит из неба. Твердое небо в передней части носовой полости состоит из кости. Мягкое небо в задней части носовой полости состоит из мышечной ткани. Воздух выходит из носовых полостей через внутренние ноздри и попадает в глотку.

Верхние дыхательные пути

Несколько костей, образующих стенки носовой полости, имеют воздухосодержащие пространства, называемые придаточными пазухами носа, которые служат для обогрева и увлажнения поступающего воздуха.Пазухи выстланы слизистой оболочкой. Каждая придаточная пазуха носа названа в честь связанной с ней кости: лобной пазухи, верхнечелюстной пазухи, клиновидной пазухи и решетчатой ​​пазухи. Пазухи выделяют слизь и облегчают вес черепа.

Носовые ходы и передняя часть носовых полостей выстланы слизистыми оболочками, содержащими сальные железы и волосяные фолликулы, которые служат для предотвращения прохождения крупных загрязнений, таких как грязь, через носовую полость. Обонятельный эпителий, используемый для обнаружения запахов, находится глубже в полости носа.

Раковины, проходы и придаточные пазухи носа выстланы респираторным эпителием, состоящим из псевдостратифицированного мерцательного столбчатого эпителия ((Рисунок)). Эпителий содержит бокаловидные клетки, одни из специализированных столбчатых эпителиальных клеток, которые производят слизь для улавливания мусора. Реснички респираторного эпителия помогают удалять слизь и мусор из полости носа постоянными толчковыми движениями, перемещая материалы по направлению к глотке, чтобы их проглотить. Интересно, что холодный воздух замедляет движение ресничек, что приводит к накоплению слизи, которая, в свою очередь, может вызвать насморк в холодную погоду.Этот влажный эпителий нагревает и увлажняет поступающий воздух. Капилляры, расположенные непосредственно под эпителием носа, нагревают воздух конвекцией. Серозные и слизистые клетки также секретируют фермент лизоцим и белки, называемые дефенсинами, которые обладают антибактериальными свойствами. Иммунные клетки, которые патрулируют соединительную ткань глубоко в респираторном эпителии, обеспечивают дополнительную защиту.

Псевдостратифицированный ресничный столбчатый эпителий

Респираторный эпителий представляет собой псевдостратифицированный мерцательный столбчатый эпителий.Серомукозные железы выделяют смазывающую слизь. LM × 680. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Глотка

Глотка представляет собой трубку, образованную скелетными мышцами и выстланную слизистой оболочкой, которая является продолжением слизистой оболочки носовых полостей (см. (Рисунок)). Глотка делится на три основных области: носоглотку, ротоглотку и гортань ((рисунок)).

Подразделения глотки

Глотка делится на три области: носоглотку, ротоглотку и гортань.

Носоглотка обрамлена раковинами носовой полости и служит только дыхательным путем. В верхней части носоглотки находятся глоточные миндалины. Глоточная миндалина, также называемая аденоидом, представляет собой совокупность лимфоидной ретикулярной ткани, похожую на лимфатический узел, расположенный в верхней части носоглотки. Функция глоточной миндалины до конца не изучена, но она содержит богатый запас лимфоцитов и покрыта мерцательным эпителием, который улавливает и уничтожает вторгшиеся патогены, попадающие при вдыхании.Глоточные миндалины у детей большие, но, что интересно, с возрастом регрессируют и могут даже исчезнуть. Язычок — это небольшая выпуклая каплевидная структура, расположенная на вершине мягкого неба. И язычок, и мягкое небо во время глотания движутся подобно маятнику, качаясь вверх, чтобы закрыть носоглотку, чтобы предотвратить попадание проглоченных веществ в полость носа. Кроме того, слуховые (евстахиевы) трубы, которые соединяются с каждой полостью среднего уха, открываются в носоглотку. В связи с этим простуды часто приводят к ушным инфекциям.

Ротоглотка — это проход как для воздуха, так и для пищи. Ротоглотка окаймлена сверху носоглоткой, а спереди ротовой полостью. Зев — это отверстие на стыке ротовой полости и ротоглотки. Когда носоглотка становится ротоглоткой, эпителий изменяется с псевдостратифицированного мерцательного столбчатого эпителия на многослойный плоский эпителий. Ротоглотка содержит два различных набора миндалин: небные и язычные миндалины. Небная миндалина — одна из пары структур, расположенных латерально в ротоглотке в области зева.Язычная миндалина расположена у основания языка. Подобно глоточной миндалине, небные и язычные миндалины состоят из лимфоидной ткани и улавливают и уничтожают патогены, попадающие в организм через ротовую или носовую полости.

Гортань ниже ротоглотки и позади гортани. Он продолжает путь проглоченного материала и воздуха до его нижнего конца, где пищеварительная и дыхательная системы расходятся. Многослойный плоский эпителий ротоглотки переходит в гортань.Спереди гортань открывается в гортань, а сзади — в пищевод.

Гортань

Гортань — это хрящевая структура, расположенная ниже гортани, которая соединяет глотку с трахеей и помогает регулировать объем воздуха, входящего и выходящего из легких ((Рисунок)). Структура гортани образована несколькими кусочками хряща. Три крупных хряща — щитовидный хрящ (передний), надгортанник (верхний) и перстневидный хрящ (нижний) — образуют основную структуру гортани.Щитовидный хрящ — самый большой кусок хряща, из которого состоит гортань. Щитовидный хрящ состоит из выступа гортани, или «адамова яблока», которое обычно более заметно у мужчин. Толстый перстневидный хрящ образует кольцо с широкой задней областью и более тонкой передней областью. Три парных хряща меньшего размера — черпаловидный, роговой и клиновидный — прикрепляются к надгортаннику, голосовым связкам и мышцам, которые помогают двигать голосовые связки для воспроизведения речи.

Гортань

Гортань простирается от гортани и подъязычной кости до трахеи.

Надгортанник, прикрепленный к щитовидному хрящу, представляет собой очень гибкий кусок эластичного хряща, закрывающий отверстие трахеи (см. (Рисунок)). В «закрытом» положении незакрепленный конец надгортанника упирается в голосовую щель. Голосовая щель состоит из вестибулярных складок, настоящих голосовых связок и пространства между этими складками ((Рисунок)). Вестибулярная складка или ложная голосовая связка — это один из пары складчатых участков слизистой оболочки. Настоящая голосовая связка — это одна из белых перепончатых складок, прикрепленных мышцами к щитовидной железе и черпаловидным хрящам гортани на их внешних краях.Внутренние края настоящих голосовых связок свободны, что позволяет производить звук при колебаниях. Размер перепончатых складок настоящих голосовых связок различается у разных людей, что позволяет воспроизводить голоса с разным диапазоном высоты тона. Складки у самцов, как правило, больше, чем у самок, что создает более глубокий голос. Акт глотания заставляет глотку и гортань подниматься вверх, позволяя глотке расширяться, а надгортанник опускается вниз, закрывая отверстие для трахеи. Эти движения увеличивают площадь прохождения пищи, предотвращая попадание пищи и напитков в трахею.

Голосовые связки

Настоящие голосовые связки и вестибулярные складки гортани просматриваются снизу от гортани.

Продолжая гортань, верхняя часть гортани выстлана многослойным плоским эпителием, переходящим в псевдостратифицированный мерцательный столбчатый эпителий, содержащий бокаловидные клетки. Подобно носовой полости и носоглотке, этот специализированный эпителий вырабатывает слизь для улавливания мусора и патогенов, когда они попадают в трахею.Реснички отбивают слизь вверх по направлению к гортани, где ее можно проглотить по пищеводу.

Трахея

Трахея (дыхательное горло) простирается от гортани к легким ((Рисунок) a ). Трахея образована от 16 до 20 уложенных друг на друга С-образных кусочков гиалинового хряща, соединенных плотной соединительной тканью. Мышца трахеи и эластичная соединительная ткань вместе образуют фиброэластическую мембрану, гибкую мембрану, которая закрывает заднюю поверхность трахеи, соединяя С-образные хрящи.Фиброэластичная мембрана позволяет трахее слегка растягиваться и расширяться во время вдоха и выдоха, тогда как хрящевые кольца обеспечивают структурную поддержку и предотвращают схлопывание трахеи. Кроме того, мышца трахеи может сокращаться, чтобы направлять воздух через трахею во время выдоха. Трахея выстлана псевдостратифицированным мерцательным столбчатым эпителием, который переходит в гортань. Пищевод сзади граничит с трахеей.

Трахея

(a) Трахеальная трубка образована сложенными друг на друга С-образными кусочками гиалинового хряща.(b) Слой, видимый на этом поперечном срезе ткани стенки трахеи между гиалиновым хрящом и просветом трахеи, представляет собой слизистую оболочку, которая состоит из псевдостратифицированного мерцательного столбчатого эпителия, содержащего бокаловидные клетки. LM × 1220. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Бронхиальное дерево

Трахея разветвляется на правый и левый главные бронхи у киля. Эти бронхи также выстланы псевдостратифицированным мерцательным столбчатым эпителием, содержащим слизистые бокаловидные клетки ((Рисунок) b ).Киль — это приподнятая структура, содержащая специализированную нервную ткань, которая вызывает сильный кашель, если присутствует инородное тело, такое как пища. Хрящевые кольца, похожие на кольца трахеи, поддерживают структуру бронхов и предотвращают их коллапс. Первичные бронхи входят в легкие в воротах, вогнутой области, где кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы также входят в легкие. Бронхи продолжают разветвляться в бронхиальное дерево. Бронхиальное дерево (или респираторное дерево) — собирательный термин, используемый для обозначения этих разветвленных бронхов.Основная функция бронхов, как и других структур проводящей зоны, заключается в обеспечении прохода воздуха для входа и выхода из каждого легкого. Кроме того, слизистая оболочка задерживает мусор и болезнетворные микроорганизмы.

Бронхиола отходит от третичных бронхов. Бронхиолы, которые имеют диаметр около 1 мм, продолжают ветвиться, пока не становятся крошечными конечными бронхиолами, которые приводят к структурам газообмена. В каждом легком более 1000 терминальных бронхиол. Мышечные стенки бронхиол не содержат хрящей, как в бронхах.Эта мышечная стенка может изменять размер трубки, увеличивая или уменьшая поток воздуха через трубку.

Дыхательная зона

В отличие от проводящей зоны, респираторная зона включает структуры, которые непосредственно участвуют в газообмене. Дыхательная зона начинается там, где терминальные бронхиолы соединяются с респираторной бронхиолой, самым маленьким типом бронхиолы ((Рисунок)), которая затем ведет к альвеолярному протоку, открывающемуся в группу альвеол.

Дыхательная зона

Бронхиолы ведут к альвеолярным мешочкам в респираторной зоне, где происходит газообмен.

Альвеолы ​​

Альвеолярный проток — это трубка, состоящая из гладких мышц и соединительной ткани, которая открывается в группу альвеол. Альвеола — это один из множества маленьких мешочков, похожих на виноград, которые прикрепляются к альвеолярным протокам.

Альвеолярный мешок — это скопление множества отдельных альвеол, которые отвечают за газообмен. Альвеола имеет диаметр примерно 200 мкм с эластичными стенками, которые позволяют альвеолам растягиваться во время всасывания воздуха, что значительно увеличивает площадь поверхности, доступную для газообмена.Альвеолы ​​связаны со своими соседями альвеолярными порами, которые помогают поддерживать одинаковое давление воздуха во всех альвеолах и легких ((рисунок)).

Структуры респираторной зоны

(a) Альвеола отвечает за газообмен. (b) Микрофотография показывает альвеолярные структуры в легочной ткани. LM × 178. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Стенка альвеол состоит из трех основных типов клеток: альвеолярных клеток I типа, альвеолярных клеток II типа и альвеолярных макрофагов.Альвеолярная клетка I типа представляет собой плоскоклеточную эпителиальную клетку альвеол, которые составляют до 97 процентов площади поверхности альвеол. Эти ячейки имеют толщину около 25 нм и очень проницаемы для газов. Альвеолярные клетки типа II рассредоточены среди клеток типа I и секретируют легочное сурфактант, вещество, состоящее из фосфолипидов и белков, которое снижает поверхностное натяжение альвеол. Вокруг альвеолярной стенки бродит альвеолярный макрофаг, фагоцитарная клетка иммунной системы, которая удаляет мусор и патогены, достигшие альвеол.

Простой плоский эпителий, образованный альвеолярными клетками I типа, прикреплен к тонкой эластичной базальной мембране. Этот эпителий очень тонкий и граничит с эндотелиальной мембраной капилляров. Взятые вместе, альвеолы ​​и капиллярные мембраны образуют дыхательную мембрану толщиной примерно 0,5 мкм (микрометра). Дыхательная мембрана позволяет газам проходить через простую диффузию, позволяя кислороду поглощаться кровью для транспортировки и выделять CO ₂ в воздух альвеол.

Болезни…

Дыхательная система: Астма Астма — распространенное заболевание, поражающее легкие как у взрослых, так и у детей. Приблизительно 8,2 процента взрослых (18,7 миллиона) и 9,4 процента детей (7 миллионов) в Соединенных Штатах страдают астмой. Кроме того, астма — самая частая причина госпитализации детей.

Астма — хроническое заболевание, характеризующееся воспалением и отеком дыхательных путей, а также бронхоспазмами (то есть сужением бронхиол), которые могут препятствовать проникновению воздуха в легкие.Кроме того, может происходить чрезмерная секреция слизи, которая дополнительно способствует закупорке дыхательных путей ((Рисунок)). Клетки иммунной системы, такие как эозинофилы и мононуклеарные клетки, также могут участвовать в инфильтрации стенок бронхов и бронхиол.

Бронхоспазмы возникают периодически и приводят к «приступу астмы». Приступ может быть спровоцирован факторами окружающей среды, такими как пыль, пыльца, шерсть домашних животных или перхоть, изменения погоды, плесень, табачный дым и респираторные инфекции, или физическими упражнениями и стрессом.

Нормальные ткани и ткани при бронхиальной астме

(a) Нормальная легочная ткань не имеет характеристик легочной ткани во время (b) приступа астмы, который включает утолщение слизистой оболочки, повышенное содержание слизистых бокаловидных клеток и инфильтраты эозинофилов.

Симптомы приступа астмы включают кашель, одышку, хрипы и стеснение в груди. Симптомы тяжелого приступа астмы, требующего немедленной медицинской помощи, включают затрудненное дыхание, которое приводит к посинению (синюшности) губ или лица, замешательству, сонливости, учащенному пульсу, потоотделению и сильному беспокойству.Серьезность состояния, частота приступов и выявленные триггеры влияют на тип лекарства, которое может потребоваться человеку. Для людей с более тяжелой астмой используются более длительные методы лечения. Краткосрочные, быстродействующие препараты, которые используются для лечения приступа астмы, обычно вводятся через ингалятор. Маленьким детям или людям, испытывающим трудности с использованием ингалятора, лекарства от астмы можно вводить через небулайзер.

Во многих случаях основная причина состояния неизвестна.Однако недавние исследования показали, что некоторые вирусы, такие как риновирус С человека (HRVC) и бактерии Mycoplasma pneumoniae и Chlamydia pneumoniae , зараженные в младенчестве или раннем детстве, могут способствовать развитию многих случаев астмы. .

Посетите этот сайт, чтобы узнать больше о том, что происходит во время приступа астмы. Какие три изменения происходят в дыхательных путях во время приступа астмы?

Обзор главы

Дыхательная система отвечает за получение кислорода и избавление от углекислого газа, а также за помощь в речи и распознавании запахов.С функциональной точки зрения дыхательную систему можно разделить на две основные области: проводящую зону и респираторную зону. Проводящая зона состоит из всех структур, которые обеспечивают проходы воздуха в легкие и из них: носовую полость, глотку, трахею, бронхи и большинство бронхиол. Носовые ходы содержат раковины и проходы, которые увеличивают площадь поверхности полости, что помогает согревать и увлажнять поступающий воздух, удаляя при этом мусор и болезнетворные микроорганизмы.Глотка состоит из трех основных отделов: носоглотки, которая продолжается с носовой полостью; ротоглотка, граничащая с носоглоткой и ротовой полостью; и гортань, которая граничит с ротоглоткой, трахеей и пищеводом. Дыхательная зона включает структуры легкого, которые непосредственно участвуют в газообмене: концевые бронхиолы и альвеолы.

Выстилка проводящей зоны состоит в основном из псевдостратифицированного мерцательного столбчатого эпителия с бокаловидными клетками.Слизь задерживает болезнетворные микроорганизмы и мусор, в то время как биение ресничек перемещает слизь вверх по направлению к глотке, где она проглатывается. По мере того, как бронхиолы становятся все меньше и меньше и ближе к альвеолам, эпителий истончается и представляет собой простой плоский эпителий в альвеолах. Эндотелий окружающих капилляров вместе с альвеолярным эпителием образует дыхательную мембрану. Это гемато-воздушный барьер, через который происходит обмен газов путем простой диффузии.

.