Строение и функции дыхательная система: 404 — Категория не найдена

Дыхательная система (таблица)

§37. Строение и функции дыхательной системы | 8 класс Учебник «Биология» «Атамура»

Дыхание — основа жизнедеятельности. Дыханием называют процесс газообмена между организмом и окружающей средой. Все живое, включая и человека, поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Работа каждой клетки организма (сокращение мышц, потоотделение, слюноотделение, проведение возбуждения и т. д.) связана с потребле­нием кислорода. При окислении и расщеплении органических веществ потребляется кислород и выделяется энергия. В организме нет запа­са кислорода, поэтому вес без исключения клетки нашего тела долж­ны непрерывно снабжаться им. Органы дыхания и кровеносная сис­тема обеспечивают газообмен между организмом и внешней средой и доставку кислорода. Он необходим для высвобождения энергии из органических веществ.

Строение дыхательной системы. К органам дыхания относятся носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие (рис. 107). Все перечисленные органы, кроме легких, называют воздухоносными путями.

Рис. 107. Дыхательная система:

Ротоваяя полость: 2 — глот­ка:,’? надгортанник:-/ — гор­тань: 5 трахея: 6 — правое легкое: 7 — бронхи; 8 левое легкое: 9 межреберные мышцы; 10 — хрящевые коль­ца трахеи: II ребра: 12 -ди­афрагма

Через носовые отверстия воздух поступает в носовую полость. Она делится на правую и левую половины костно-хрящевой перего­родкой, т. е. у нас две носовые полости. Носовые полости выстланы изнутри слизистой оболочкой, покрытой эпителиальными клетка­ми, имеющими реснички (волоски). Реснички создают сплошную вор­систую поверхность. Их сокращения способствуют удалению пылевых частиц. Слизистая оболочка обильно кровоснабжена, поэтому даже легкие травмы носа сопровождаются кровотечением. Капил­ляры согревают вдыхаемый воздух до температуры тела. Слизистая оболочка носа вырабатывает слизь. Благодаря этому вдыхаемый воз­дух увлажняется, задерживаются пылинки и микроорганизмы. Они оседают на стенках носовой полости. Слизь содержит вещества, уби­вающие микробов или препятствующие их распространению. В но­соглотке уничтожается почти половина вдыхаемых микроорганиз­мов.

В носовой полости имеются окончания обонятельных нервов, вос­принимающих запахи.

В носовой полости воздух очищается от пыли; увлажняется за счет слизи слизистой оболочки; согревается или охлаждается капиллярами; уничтожаются микроорганизмы.

В глотке пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Пища из глотки поступает в пищевод, а воздух через гортань посту­пает в трахею. Внутренняя поверхность гортанипокрыта слизис­той оболочкой. Стенки состоят из нескольких хрящей. Самый круп­ный хрящ — щитовидный. Сверху находится надгортанник. Он закрывает вход в гортань во время глотания (рис. 108).

Между собой хрящи соединены полуподвижно. К хрящам прикреп­ляются мышцы. Между хрящами имеются слизистые складки 2 го .юсовые связки. Они прикрепляются к хрящам. Голосовые связки со­стоят из изогнутых, расположенных близко друг к другу эластичных волокон. Пространство между голосовыми связками называется го-

Рис. 108.Состояние дыхательных путей и пищевого канала:

/ при прохождении воздуха; 2 — при прохождении пиши; 3 во время разговора при еде пища может попасть н «дыхательное горло*, потому что надгортанник открыт

.юсовой щелью. Когда человек выдыхает воздух, голосовые связки со* к pai каются и появляется звук. При разгово|>е звук появляется за счет колебания голосовых связок воздухом. Колебания длинных го­лосовых связок вызывают низкие звуки. У мужчин гортань больше (11 мм), голосовые связки длиннее, голос грубый. Выпуклость на перед­ней поверхности шеи, образованная щитовидным хрящом, называет­ся адамовым яблоком (кадык). У женщин гортань меньше (36 мм), голосовые связки короче, частота их колебаний больше, и поэтому звук тоньше, голос выше. В ротовой полости формированию звука способствуют язык, губы, зубы.

Обычно у людей голоса не одинаковые. Это связано с шириной голосовой щели, формой и размером гортани, носовой и ротовой по­лостей. Имеют значение параметры языка, губ и зубов. Гортань про­водит воздух и образует звук. Нижняя ее часть переходит в трахею.

Трахея дыхательная трубка, продолжение гортани. Находится она спереди от пищевода. Длина трахеи примерно 9-12 см. диаметр 15-18 мм.

Передняя стенка трахеи состоит из хрящевых полуколец, соеди­ненных между собой связками. Хрящевые полукольца не дают спа­даться стенкам трахеи, что способствует свободному доступу возду­ха. Задняя стенка, прилегающая к пищеводу, состоит из соединитель­ной ткани и мышечных волокон. Это не препятствует продвижению пиши по пищеводу.

На уровне 5 грудного позвонка трахея делится на 2 бронха, направ­ляющихся к правому и левому легким. Бронхи (от греч. бронхос — дыхательное горло) — продолжение трахеи. Внутренняя поверхность их выстлана слизистой оболочкой. В легких бронхи делятся на мно­жество разветвлений. Система внутрнлегочных бронхов образует бронхиальное дерево. Его конечные разветвления разделяются на брон­хиолы (рис. 109). Бронхиола — самая тонкая ветвь. Бронхиолы за­канчиваются легочными пузырьками — а.омеолами.

 Дыхание, воздухоносные пути, носовая полость, глотка, гортань, надгортанник, голосовые связки. голо<х>вая щель, адамово яблоко, трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолы.

А

1. Почему дыхание называют основой жизни?

2.            Расскажите о строении и функциях гортани.

3.            Почему у мужчин голос низкий, а у женщин высокий?

В

1.     Какие органы относятся к дыхательной системе? Какой путь про­ходит кислород в организме?

2.     Расскажите о строении и функциях носовой полости.

3.     Где расположены голосовые связки. Каково их значение?

с

1.     Что служит источником энергии ДЛЯ человека? Какова связь меж­ду энергообеспечением организма и дыханием?

2.     Где расположена трахея и каково ее строение?

3.     Каково строение альвеол и где они расположены?

Строение и функции дыхательной системы ребенка 4-7 лет

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Поволжская государственная социально-гуманитарная академия» Факультет физической культуры и спорта

Реферат по дисциплине

«Медико-биологические основы физического воспитания»

Тема: «Строение и функции дыхательной системы ребенка

4-7 лет»

Выполнил: слушатель программы

профессиональной переподготовки

направления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование

профиль «Физическая культура»

Кондратьева Ирина Сергеевна

Проверил:

преподаватель по дисциплине «Медико-биологические основы физического воспитания» Гордиевский Антон Юрьевич

Самара, 2016

Содержание

1. Введение……………………………………………………….3

2. Основная часть………………………………………………..4

3. Список используемой литературы

Введение

Одними из важных наук в изучении человека является анатомия и физиология. Науки, изучающие строение тела и отдельных его органов, и жизненные процессы, протекающие в организме.

Прежде чем беспомощный младенец станет взрослым человеком, пройдет много лет. В течение всего этого времени ребенок растет и развивается. Для создания наилучших условий роста и развития ребенка, для правильного его воспитания и обучения надо знать особенности его организма; понимать, что полезно для него, что вредно и какие меры следует принимать для укрепления здоровья и поддержания нормального развития.

В организме человека имеется 12 систем, одной из них является дыхательная система.

Основная часть

1.1 Строение и функции дыхательной системы

Дыхательная система – это система органов, ответственная за газообмен между атмосферой и организмом. Этот газообмен называется внешним дыханием.

В каждой клетке осуществляются процессы, в ходе которых происходит освобождение энергии, используемой на различные виды жизнедеятельности организма. Сокращения мышечных волокон, проведение нервных импульсов нейронами, выделение секретов железистыми клетками, процессы клеточного деления — все эти и многие другие жизненные отправления клеток совершаются благодаря той энергии, которая освобождается при процессах, называемых тканевым дыханием.

При дыхании клетки поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Это внешние проявления сложных процессов, совершающихся в клетках при дыхании. Как же обеспечивается постоянное поступление кислорода к клеткам и удаление угнетающего их деятельность углекислого газа? Это происходит в процессе внешнего дыхания.

Кислород из внешней среды поступает в легкие. Там, как уже известно, происходит превращение венозной крови в артериальную. Артериальная кровь, текущая по капиллярам большого круга кровообращения, отдает кислород через тканевую жидкость клеткам, которые омываются ею, а углекислый газ, выделяемый клетками, поступает в кровь. Отдача углекислого газа кровью в атмосферный воздух также совершается в легких.

Прекращение поступления кислорода к клеткам хотя бы на очень короткое время приводит к их гибели. Вот почему непрестанное поступление этого газа из окружающей среды — необходимое условие жизни организма. В самом деле, без пищи человек может прожить несколько недель, без воды — несколько суток, а без кислорода — всего 5- 9 мин.

Функции дыхательной системы

1. Внешнее дыхание.

2. Голосообразование. Гортань, полость носа с придаточными пазухами, а также другие органы обеспечивают формирование голоса. В стенках гортани имеется несколько подвижно соединенных между собой хрящей. Самый большой из них — щитовидный хрящ — сильно выступает на передней поверхности гортани; его нетрудно прощупать у себя на шее. С передней стороны гортани, выше щитовидного хряща, находится надгортанник, прикрывающий вход в гортань во время глотания пищи. Внутри гортани имеются голосовые связки—две складки слизистой оболочки, идущие спереди назад.

3. Обоняние. В полости носа имеются рецепторы органа обоняния.

4. Выделение. Некоторые вещества (продукты жизнедеятельности и т.п.) могут выделяться через дыхательную систему.

5. Защитная. Имеется значительное количество специфических и неспецифических иммунных образований.

6. Регуляция гемодинамики. Легкие при вдохе усиливают приток венозной крови к сердцу.

7. Депо крови.

8. Терморегуляция.

Функциональные части дыхательной системы

Дыхательная система состоит из двух отличных друг от друга по функции частей:

1. Дыхательные пути — обеспечивают прохождение воздуха.

2. Дыхательные органы — это два легких, где осуществляется газообмен.

Различают верхние и нижние дыхательные пути. Верхние ДП (полость носа, носовая и ротовая части глотки) и нижние ДП (гортань, трахея, бронхи).

Символический переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани.

Функциональная анатомия дыхательных путей (ДП)

Общий принцип строения ДП: орган в форме трубки, имеющей костный или хрящевой скелет, не позволяющий стенкам спадаться. В результате воздух свободно проникает в легкие и обратно. ДП имеют внутри слизистую оболочку, выстланную мерцательным эпителием и содержащую большое количество желез, образующих слизь. Это позволяет выполнять защитную функцию.

Газообмен осуществляется в альвеолах лёгких, и в норме направлен на захват из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа. Газообмен — обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество других газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь.

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом.

По способу расширения грудной клетки различают два типа дыхания:

• грудной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер), чаще наблюдается у женщин;

• брюшной тип дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы)

Дыхательные движения

Кровь, притекающая к легким, богата углекислотой, но бедна кислородом, а в воздухе легочных пузырьков, наоборот, мало углекислоты и много кислорода. По закону диффузии через стенки легочных капилляров углекислота устремляется из крови в легкие, а кислород — из легких в кровь. Этот процесс может происходить лишь при условии вентиляции легких, что и осуществляется путем дыхательных движений, т. е. попеременного увеличения и уменьшения объема грудной клетки. Когда объем грудной клетки увеличивается, легкие растягиваются, и в них устремляется наружный воздух, подобно тому, как он устремляется в кузнечный раздувательный мех во время его растягивания. При уменьшении объема грудной полости легкие сжимаются, а избыток находящегося в них воздуха выходит наружу. Попеременное увеличение и уменьшение объема грудной полости заставляет воздух то входить в легкие, то выходить из них. Грудная полость может увеличиваться как в длину (сверху вниз), так и в ширину (по окружности).

Увеличение в длину происходит благодаря сокращению грудобрюшной преграды, или диафрагмы. Эта мышца, сокращаясь, тянет купол диафрагмы книзу и делает его более плоским. Объем грудной полости зависит от положения не только диафрагмы, но и ребер. Ребра отходят от позвоночника в косом направлении сверху вниз, направляясь сначала в сторону, а затем вперед. Они соединены с позвонками подвижно и при сокращении соответствующих мышц могут подниматься и опускаться. Поднимаясь, они тянут грудину вверх, увеличивая окружность грудной клетки, а, опускаясь, уменьшают ее. Объем грудной полости меняется под влиянием работы мышц. Наружные межреберные, поднимая грудную клетку, увеличивают объем грудной полости. Это — вдыхательные мышцы. К ним же относится диафрагма. Другие, а именно внутренние межреберные мышцы и брюшные мышцы, опускают ребра. Это — выдыхательные мышцы.

1.2.Развитие органов дыхания в дошкольном возрасте

После 1-го года жизни рост грудной клетки сначала заметно замедляется, а затем снова увеличивается. Так, окружность грудной клетки увеличивается за 2-й год жизни на 2—3 см, за 3-й — примерно на 2 см, за 4-й—на 1—2 см. В последующие два года рост окружности возрастает (за 5-й год на 2—4 см, за 6-й на 2— 5 см), а за 7-й—снова снижается (1—2 см).

За тот же период жизни (от 1 до 7 лет) существенно меняется форма грудной клетки. Увеличивается наклон ребер, особенно нижних. Ребра тянут за собой грудину, которая не только растет в длину, но и опускается книзу, причем уменьшается выпячивание ее нижнего конца. В связи с этим окружность нижней части грудной клетки увеличивается несколько медленнее и к 2—3 годам становится такой же, как и окружность ее верхней части (при измерении под мышками).

В последующие годы верхняя окружность начинает превышать нижнюю (к 7 годам примерно на 2 см). Одновременно изменяется соотношение переднезаднего и поперечного диаметров грудной клетки. За шесть лет (от 1 до 7 лет) поперечный диаметр увеличивается на 3’/2 см и становится примерно на 15% больше переднезаднего, который за тот же срок вырастает меньше чем на 2 см.

На долю легких к 7 годам приходится почти 3/4 объема грудной клетки, причем их вес достигает примерно 350 г, а объем — приблизительно 500 мл. К этому же возрасту легочная ткань становится почти столь же эластичной, как и у взрослого человека, что облегчает дыхательные движения, объем которых за шесть лет (с 1 до 7 лет) увеличивается в 2—2,2 раза, достигая 140—170 мл.

Частота дыхания при покое в среднем снижается с 35 в минуту у годовалого ребенка до 31 в 2 года и 38 в 3 года. Небольшое снижение происходит и в последующие годы. В 7 лет частота дыхания бывает всего 22—24 в минуту. Минутный объем дыхания за три года (от 1 до 4 лет) увеличивается почти в два раза.

Изменение объема грудной полости зависит от глубины дыхания.

При покойном вдохе объем увеличивается всего лишь на 500 мл, а нередко и еще меньше. Усилением вдоха можно ввести в легкие 1500—2000 лм дополнительного воздуха, а после покойного выдоха можно выдохнуть еще примерно 1000—1500. мл резервного воздуха. Количество воздуха, которое человек может выдохнуть, после самого глубоко выдоха, называется жизненной емкостью легких. Она складывается из дыхательного воздуха, т.е. того количества, которое вводится при покойном вдохе, дополнительного воздуха, и резервного.

Для ее определения, предварительно вдохнув, как можно больше воздуха, берут в рот мундштук и производят через трубку максимальный выдох. Стрелка спирометра показывает количество выдохнутого воздуха.

1.3.Особенности дыхательная система у детей 4-7, её строение и функции

Верхние дыхательные пути у детей относительно узки, а их слизистая оболочка, богатая лимфатическими и кровеносными сосудами, при неблагоприятных условиях набухает, в результате чего дыхание резко нарушается. Ткани легких очень важны. Подвижность грудной клетки ограничена. Горизонтальное расположение ребер и слабое развитие дыхательной мускулатуры обуславливают частое неглубокое дыхание

(у детей грудного возраста 40 – 35 дыханий в минуту, к семи годам 24 -24). Поверхностное дыхание ведет к застою воздуха в плохо вентилируемых частях легкого. Ритм дыхания у детей неустойчив, легко нарушается. В связи с указанными особенностями возникает необходимость укреплять дыхательную мускулатуру, развивать подвижность грудной клетки, способность углублению дыхания, экономному расходованию воздуха, устойчивости ритма дыхания, увеличению жизненной емкости легких. Следует, научит детей дышать через нос, при дыхании через нос воздух согревается и увлажняется (терморегуляция). Следуя по носовым ходам, воздух раздражает особые нервные окончания, в результате чего лучше возбуждается дыхательный центр, усиливается глубина дыхания. При дыхании через рот холодный воздух может вызвать переохлаждение слизистой носоглотки (миндалин), их заболевание и, кроме того, в организм могут проникнуть болезнетворные бактерии. Если ребенок дышит через нос, ворсинки на слизистой оболочке задерживают пыль с содержащими в воздухе микробами, таким образом воздух очищается.

3-4г. Особенности строения дыхательных путей у детей дошкольного возраста 3-4 лет (узкие просветы трахеи, бронхов и т. д., нежная слизистая оболочка) создают предрасположенность к нежелательным явлениям.

Рост легких с возрастом происходит за счет увеличения количества альвеол и их объема, что важно для процессов газообмена. Жизненная емкость легких в среднем равна 800—1100 мл. В раннем возрасте главной дыхательной мышцей является диафрагма, поэтому у малышей преобладает брюшной тип дыхания.

Ребенок 3–4 лет не может сознательно регулировать дыхание и согласовывать его с движением. Важно приучать детей дышать носом естественно и без задержки. При выполнении упражнений следует обращать внимание на момент выдоха, а не вдоха. Если во время бега или прыжков дети начинают дышать через рот – это сигнал к тому, чтобы снизить дозировку выполняемых заданий. Упражнения в беге длятся 15–20 секунд (с повторением). Для малышей полезны упражнения, требующие усиленного выдоха: игры с пушинками, легкими бумажными изделиями.

Помещение, в котором находятся дети, нужно проветривать 5–6 раз в день (каждый раз по 10–15 минут). Температура воздуха в групповом помещении должна составлять +18–20 C (летом) и +20–22 C (зимой). Относительная влажность – 40–60 %. Для контроля за изменением температуры воздуха термометр в помещении подвешивается на уровне роста ребенка (но в недоступном для детей месте). Физкультурные занятия проводятся в хорошо проветриваемом помещении или на участке детского сада.

4-5л. Если у детей 2-3 лет преобладал брюшной тип дыхания, то к 5 годам он начинает заменяться грудным. Это связано с изменением объема грудной клетки. Несколько увеличивается жизненная емкость легких (в среднем до 900-1000 см3), причем у мальчиков она больше, чем у девочек.

В то же время строение легочной ткани еще не завершено. Носовые и легочные ходы у детей сравнительно узки, что затрудняет поступление воздуха в легкие. Поэтому ни увеличивающаяся к 4-5 годам подвижность грудной клетки, ни более частые, чем у взрослого, дыхательные движения в дискомфортных условиях не могут обеспечить полной потребности ребенка в кислороде. У детей, находящихся в течение дня

в помещении, появляется раздражительность, плаксивость, снижается аппетит, становится тревожным сон. Все это — результат кислородного голодания, поэтому важно, чтобы сон, игры и занятия проводились в теплое время года на воздухе.

Учитывая относительно большую потребность детского организма в кислороде и повышенную возбудимость дыхательного центра, следует подбирать такие гимнастические упражнения, при выполнении которых дети могли бы дышать легко, без задержки.

5-6л. Важна и правильная организация двигательной активности дошкольников. При ее недостаточности число заболеваний органов дыхания увеличивается примерно на 20%.

Жизненная емкость легких у пяти-шестилетних детей в среднем равна 1100—1200 см3, но она зависит и от многих факторов: длины тела, типа дыхания и др. Число дыханий в минуту в среднем —25. Максимальная вентиляция легких к 6 годам составляет примерно 42 дц3 воздуха в минуту. При выполнении гимнастических упражнений она увеличивается в 2—7 раз, а при беге — ее больше.

Исследования по определению общей выносливости у дошкольников (на примере беговых и прыжковых упражнений) показали, что резервные возможности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у детей достаточно высоки. Например, если физкультурные занятия проводятся на воздухе, то общий объем беговых упражнений для детей старшей группы в течение года может быть увеличен с 0,6- 0,8 км до 1,2—1,6 км.

Все без исключения физические упражнения сопровождаются увеличением потребности в кислороде при ограниченной возможности его доставки к работающим мышцам.

Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или общий, кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 мин. Кислородный запрос очень колеблется при разных видах спортивной деятельности, при разной мощности (интенсивности) мышечных усилий. Поскольку не весь запрос удовлетворяется во время работы возникает кислородный долг, т.е. то количество кислорода, которое человек поглощает после конца работы сверх уровня потребления в покое. Кислород идет на окисление недоокисленных продуктов. Во многих случаях длительность работы определяется предельно переносимой величиной кислородного долга.

Физиологические особенности дыхания у детей

      Характеризуются повышенной частотой дыхательных движений, величиной объема дыхательных экскурсий, типом дыхания. Дыхание тем чаще, чем меньше возраст ребенка (табл. 5).

      Мальчики в возрасте 8 лет дышат чаще девочек. Начиная с пре- пубертатного периода дыхание у девочек становится чаще и сохраняется таким во все последующее время. Количество пульсовых ударов, приходящееся на каждое дыхательное движение, в 11 лет составляет 3—4, а у взрослых — 4—5.

Для оценки функционального состояния легких определяют:

1) объем дыхательных движений,

2) минутный объем,

3) жизненную емкость легких.

     Абсолютный объем одного дыхательного движения,т. е.глубина дыхания, увеличивается с возрастом ребенка     (табл. 6).

     Объем дыхательных движений имеет значительные индивидуальные колебания, а также резко изменяется при крике, физической работе, гимнастических упражнениях; поэтому определение данного показателя лучше всего проводить в положении лежа.

   Дыхательная система. Отличительной особенностью детей в этом возрасте является преобладание поверхностного дыхания. К седьмому году жизни в основном заканчивается процесс формирования тканей легких и дыхательных путей.

1. Однако развитие легких в этом возрасте еще полностью не закончено: носовые ходы, трахеи и бронхи сравнительно узки, что затрудняет поступление воздуха в легкие, грудная клетка ребенка как бы приподнята, и ребра не могут опускаться на выдохе так низко, как у взрослого. Поэтому дети не в состоянии делать глубоких вдохов. Вот почему частота их дыхания значительно превышает частоту дыхания взрослых.

2. Частота дыхания за минуту
   (количество раз)

3 года

4   года

5 лет

6 лет

7 лет

30—20

30—20

30—20

25—20

20—18

У дошкольников через легкие протекает значительно большее количество крови, чем у взрослых. Это позволяет удовлетворить потребность детского организма в кислороде, вызываемую интенсивным обменом веществ. Повышенная потребность детского организма в кислороде при физической нагрузке удовлетворяется в основном за счет частоты дыхания и в меньшей мере — изменения его глубины.

С трехлетнего возраста ребенка следует приучать дышать через нос. При таком дыхании воздух, прежде чем попасть в легкие, проходит через узкие носовые ходы, где очищается от пыли, микробов, а также согревается и увлажняется. Этого не происходит при дыхании через рот.

Учитывая особенности дыхательной системы дошкольников, необходимо, чтобы они как можно больше находились на свежем воздухе. Полезны также упражнения, способствующие развитию дыхательного аппарата: ходьба, бег, прыжки, передвижение на лыжах и коньках, плавание и др.

Заключение

Каждый человек должен активно добиваться, чтобы его дыхание было правильным, нужно это закладывать с детства. Для этого необходимо следить за состоянием дыхательных путей. Одно из основных условий установления правильного дыхания — это забота о развитии грудной клетки, что достигается соблюдением правильной осанки, утренней гимнастикой и физическими упражнениями. Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно.

Развитию голосовых связок, гортани и легких ребенка способствуют пение и декламация. Для правильной постановки голоса необходима свободная подвижность грудной клетки и диафрагмы, поэтому лучше, если дети поют и декламируют стоя. Не следует петь, громко разговаривать, кричать в сырых, холодных, пыльных помещениях, а также на прогулках в сырую холодную погоду, так как при этом могут возникнуть заболевания голосовых связок, дыхательных путей и легких. На состоянии органов дыхания вредно сказывается и резкая перемена температуры.

Список литературы

1. Осокина Т.И. Физическая культура в детском саду. – М., 1986.-304с.

2. Хухлаева Д.В. Методика физического воспитания в дошкольных учреждениях. – М.: Просвещение, 1984.-207 с.

3. Росляков В.И. Теория и технология физического воспитания дошкольников: Учебное пособие/ Составитель В.И. Росляков. Самара, 2015. – 118 с.

Интернет- ресурсы

1. Международный образовательный портал Маам. 2010 – 2015. maam.ru/detskijsad/proekt

Строение и функции дыхательной системы – Биология-репетитор – Kaz-Ekzams.ru

admin
25.06.2010

4.6. Строение и функции дыхательной системы

Дыхательная система выполняет функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведения из него углекислого газа. Воздухоносными путями служат полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие.

В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен.

Полость носа выстлана слизистой оболочкой, в которой выделяют две, отличающиеся по строению и функциям, части: дыхательную и обонятельную.

Дыхательная часть покрыта ресничным эпителием, выделяющим слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, так как она обильно снабжается кровеносными сосудами. Три носовые раковины увеличивают общую поверхность полости носа. Под раковинами находятся нижний, средний и верхний носовые ходы.

Воздух из носовых ходов поступает через хоаны в носовую, а затем в ротовую часть глотки и в гортань.

Гортань выполняет две функции — дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. Гортань расположена на уровне IV—VI шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Образована гортань хрящами. Снаружи (у мужчин это особенно заметно) выступает «кадык», «адамово яблоко» — щитовидный хрящ. В основании гортани находится перстневидный хрящ, который соединяется суставами с щитовидным и двумя черпаловидными хрящами. От черпаловидных хрящей отходит хрящевой голосовой отросток. Вход в гортань прикрыт эластичным хрящевым надгортанником, прикрепленным к щитовидному хрящу и подъязычной кости связками.

Между черпаловидными и внутренней поверхностью щитовидного хряща находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое небо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует).

Из гортани воздух поступает в трахею.

Трахея — трубка, длиной 10—11 см, состоящая из 16—20 хрящевых, не замкнутых сзади колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.

Трахея делится на два упругих главных бронха. Правый бронх короче и шире левого. Главные бронхи ветвятся на более мелкие бронхи — бронхиолы. Бронхи и бронхиолы выстланы реснитчатым эпителием. В бронхиолах есть секреторные клетки, которые продуцируют ферменты, расщепляющие сурфактант — секрет, способствующий поддержанию поверхностного натяжения альвеол, препятствующий их спадению при выдохе. Он также обладает бактерицидным действием.

Легкие, парные органы, расположенные в грудной полости. Правое легкое состоит из трех долей, левое из двух. Доли легкого в определенной степени — анатомически изолированные участки с вентилирующим их бронхом и собственными сосудами и нервами.

Функциональной единицей легкого является ацинус — система разветвлений одной концевой бронхиолы. Эта бронхиола делится на 14—16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20 000 альвеол. Легочная долька состоит из 16—18 ацинусов. Из долек слагаются сегменты, из сегментов — доли, из долей — легкое.

Снаружи легкое покрыто внутренним листком плевры. Ее наружный листок (пристеночная плевра) выстилает грудную полость и образует мешок, в котором находится легкое. Между наружным и внутренним листками находится плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, облегчающей движения легких при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст.

При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.

Дыхательный объем — количество воздуха, вдыхаемое и выдыхаемое человеком в спокойном состоянии. Он равен 500 см³.

Дополнительный объем — количество воздуха, которое человек может вдохнуть после спокойного вдоха. Это еще 1500 см³.

Резервный объем — количество воздуха, которое человек может выдохнуть после спокойного выдоха. Он равен 1500 см³. Все три величины составляют жизненную емкость легких.

Остаточный воздух — количество воздуха, которое остается в легких после самого глубокого выдоха. Он равен 1000 см³.

Дыхательные движения контролируются дыхательным центром продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители. Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации углекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произвольно задержать дыхание на некоторое время объясняется контролирующим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.

Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем в альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови — в ткани.

Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном (таблица 15). Поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.

Таблица 15

Кислород транспортируется к тканям в составе оксигемоглобина. От тканей к легким небольшая часть углекислого газа переносится карбгемоглобином. Большая же часть образует с водой углекислоту, которая в свою очередь образует бикарбонаты калия и натрия. В их составе углекислый газ переносится к легким.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Просмотров:
17 447

Строение и функции органов дыхания

К органам дыхания относятся: носовая полость, глотка. гортань, трахея, бронхи и легкие. Носовая полость делится костно-хрящевой перегородкой на две половины. Ее внутреннюю поверхность образуют три извилистых хода. По ним воздух, поступающий через ноздри, проходит в носоглотку. Многочисленные железы, расположенные в слизистой оболочке, выделяют слизь, которая увлажняет вдыхаемый воздух. Обширное кровоснабжение слизистой оболочки согревает воздух. На влажной поверхности слизистой оболочки задерживаются находящиеся во вдыхаемом воздухе пылинки и микробы, обезвреживаемые слизью и лейкоцитами.

Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцательным эпителием, чьи клетки имеют на внешней стороне поверхности тончайшие выросты — реснички, способные сокращаться. Сокращение ресничек совершается ритмически и направлено в сторону выхода из носовой полости. При этом слизь и прилипшие к ней пылинки и микробы выносятся наружу из носовой полости. Таким образом, воздух, проходя через носовую полость, согревается и очищается от пыли и некоторых микробов. Этого не происходит, когда воздух проникает в организм через ротовую полость. Вот почему следует дышать через нос, а не через рот. Через носоглотку воздух попадает в гортань.

Гортань имеет вид воронки, стенки которой образованы несколькими хрящами. Вход в гортань во время проглатывания пиши закрывается надгортанником, щитовидным хрящом, который легко можно прощупать снаружи. Гортань служит для проведения воздуха из глотки в трахею.

Органы дыхания

Трахея, или дыхательное горло — это трубка длиной около 10 см и диаметром 15–18 мм, стенки которой состоят из хрящевых полуколец, соединенных между собой связками. Задняя стенка перепончатая, содержит гладкие мышечные волокна, прилегает к пищеводу. Трахея делится на два главных бронха, которые входят в правое и левое легкое и в них разветвляются, образуя так называемое бронхиальное дерево

На конечных бронхиальных веточках находятся мельчайшие легочные пузырьки — альвеолы, диаметром 0,15–0,25 мм и глубиной 0,06–0,3 мм, заполненные воздухом. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием, покрытым плотной пленкой вещества, препятствующего их спадению. Альвеолы пронизаны густой сетью кровеносных сосудов — капилляров. Через их стенки происходит газообмен.

Легкие покрыты оболочкой — легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю стенку грудной полости. Узкое пространство между легочной и пристеночной плеврой образует плевральную щель, заполненную плевральной жидкостью. Ее роль — облегчать скольжение плевры при дыхательных движениях.

Строение, функции, топография дыхательной системы

1. Строение, функции, топография дыхательной системы

Скрябина Е.А.

2. Тема 9.1. Строение органов дыхания.

План занятия:
1. Обзор дыхательной системы. Значение дыхания.
2. Полость носа: расположение, строение, функция.
3. Гортань: расположение, строение, функция.
4. Трахея и бронхи: расположение, строение, функция.
5. Строение легких и плевры.
6. Дыхательный цикл. Механизм вдоха и выдоха.
Требования к уровню подготовки выпускника:
Студент должен:
Иметь представление:
— о потребности человека дышать;
-о топографии органов дыхательной системы.
Знать:
— строение органов дыхательной системы во взаимосвязи с их функцией.

3. В дыхательной системе выделяют органы, выполняющие воздухопроводящую и дыхательную (газообменную) функции.

В структуре акта дыхания человека
выделяют 3 этапа:
1.Внешнее или
легочное дыхание
• Обмен газов между
атмосферным и
альвеолярным
воздухом;
• Газообмен между
кровью легочных
капилляров и
альвеолярным
воздухом.
2.Транспорт
газов
кровью
3.Внутреннее или
тканевое дыхание
• Обмен газов между
кровью и тканями.
• Клеточное дыхание
(потребление О2 и
выделение СО2).
Полость носа (cavitas nasi)
Наружный нос
Собственно полость носа
Околоносовые (придаточные) пазухи:
а) верхнечелюстная (гайморова)
б) лобная
в) клиновидная
г) решетчатая
Функция
однослойного многорядного
мерцательного эпителия:
а) задерживает пылевые частички;
б) согревает и охлаждает вдыхаемый
воздух;
в) увлажняет вдыхаемый воздух.

8. Гортань (larynx)

Скелетотопия: располагается в
переднем отделе шеи на
уровне 1V – VI шейных
позвонков;
Синтопия:
вверху
— подъязычная кость
внизу
— трахея
спереди — подподъязычные
мышцы, доли
щитовидной железы;
сбоку
— доли щитовидной
железы и сосудистонервные пучки
Функции
мышц гортани
а) расширители голосовой щели
б) суживатели голосовой щели
в) напрягающие голосовые связки

10. Хрящи гортани

непарные:
а) перстневидный
б) щитовидный
в) надгортанник

11. Хрящи гортани

парные:
а) черпаловидные
б) рожковидные
в) клиновидные
Органом образования является
гортань (1). Когда мы говорим
или поем, расположенные в
гортани голосовые складки
смыкаются (I), и выдыхаемый
воздух давит на них, заставляя
их колебаться и издавать
различные звуки.
При шепоте голосовые связки
трутся друг о друга. (II) Если мы
молчим, голосовые складки
расходятся, образуя голосовую
щель в виде равнобедренного
треугольника (III).
Индивидуальную окраску и
характерное звучание придают
голосу верхние резонаторы:
глотка (2), носоглотка (3),
полость рта (4), полости носа и
его придаточные пазухи (5).
Функции гортани:
— Проводит воздух.
— Регулирует количество поступающего воздуха
в нижние дыхательные пути.
— Рефлекторно регулирует ритм и глубину
дыхания.
— Предохраняет нижние дыхательные пути от
проникновения инородных тел.
— Образование голоса.

14. Отделы полости гортани

а) верхний
расширительный
отдел – преддверие
гортани
б) средний суженный
отдел – собственно
голосовой аппарат
в) нижний
расширительный
отдел –
подголосовая
полость

15. Трахея (trachea)

Располагается в области шеи
— шейная часть и в грудной
полости — грудная часть.
Скелетотопия: начинается от
гортани на уровне VI – VII
шейных позвонков, на
уровне 1V – V грудных,
делится на правый и левый
главные бронхи
(бифуркация трахеи).
Синтопия:
— спереди – щитовидная
железа, дуга аорты, тимус;
— позади – пищевод;
— по бокам – сосудистонервный пучок.

16. Бронхи. Располагаются в грудной полости.

Синтопия
правый главный бронх –
непарная вена
левый главный бронх –
дуга аорты
Бронхи и бронхиальное дерево
Структура
Главные бронхи
Долевые бронхи
Сегментарные бронхи
Субсегментарные бронхи
Дольковые бронхи
Терминальные бронхи
Дыхательные бронхиолы
Альвеолярные мешочки
Альвеолы
Порядок
ветвления
бронхов
1
2
3-4
5-10
14-15
16-18
19-22
23-24
Кол-во
Средний
диаметр (мм)
Общая
площадь
сечения (см2)
2
5
20
1024
32768
262000
4,2 млн
600-700 мл
10-13
8
507
2-4
0,8
0,6
0,4
0,2
2,3 – 2,5
2 – 2,5
1 -2
12 – 13,5
113 – 115
534
5880
40 – 120 м2
По мере деления бронхов изменяется строение стенки:
а) уменьшается количество гиалинового хряща, увеличивается
количество
эластического;
б) увеличивается количество гладких мышечных клеток.

18. Легкие (pulmones). Располагаются в герметически замкнутой грудной полости, отделены друг от друга средостением

Легкие бороздами
делятся на доли:
— доли на сегменты;
— сегменты на дольки;
— дольки – на ацинусы.
Ацинус – структурно-функциональная единица легкого, выполняющего
функцию газообмена.
Ацинус делится на дыхательные бронхиолы и переходят в
альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки.
Альвеолы – это выпячивания в виде пузырьков диаметром до 2,5 мкм,
оплетенными снаружи кровеносными капиллярами, а изнутри
покрытыми сурфактантом → это сложная смесь фосфолипидов,
белков, гликопротеидов, вырабатывается на 24 неделе
внутриутробного развития.
Функции сурфактанта:
а) «смазывая» альвеолы изнутри, сурфактант надежно обороняет
легочную ткань от проникновения через аэрогематический барьер
микроорганизмов;
б) барьер тонок, поэтому через него жидкость (плазма) не протекает;
в) фосфорлипиды сурфактанта способны противостоять огромной силе
– желанию эластических межальвеолярных стенок сжаться (каждый
раз на выдохе могло бы произойти спадение альвеол).
Границы легких
Линии
Правое легкое
Левое легкое
средне-ключичная
6
6
передняя подмышечная
7
7
средняя подмышечная
8
8
задняя подмышечная
9
9
лопаточная
10
10
околопозвоночная
11
11
Нижняя граница левого легкого расположена на 1-2 см ниже
правой.
Плевральные синусы – запасные
пространства, которые заполняются
легкими в момент максимального вдоха:
а) реберно-диафрагмальный синус
б) диафрагмально -медиастинальный
синус
в) реберно-медиастинальный синус

22. Значение отрицательного внутригрудного давления

1.
2.
3.
4.
Способствует растяжению легочных альвеол и
увеличению дыхательной поверхности легких,
особенно во время вдоха.
Обеспечивает венозный возврат крови к сердцу
и улучшает крообращение в легочном круге,
особенно в фазу вдоха.
Способствует лимфообращению.
Помогает продвижению пищевого комка по
пищеводу.

23. Функции легких

а) легкие выделяют воду, участвуя в ее обмене;
б) легкие участвуют в терморегуляции, способствуя теплоотдаче;
в) легкие выделяют в секрет мелких бронхов иммуноглобулины
класса «А»;
г) в легких происходит превращение
ангиотензина I в ангиотензин II;
д) легкие, вместе с печенью и почками, являются
«мусоросборщиками» биологически активных веществ (БАВ):
норадреналина, серотонина, простагладинов, которые
вылавливаются легкими из сосудов малого круга
кровообращения и инактивируются;
е) легкие играют роль биохимического и механического фильтра
крови;
ж) экскреция легкими вредных веществ во внешнюю среду
(ацетон, спирты, уксусная кислота, метан, аммиак).

Воздухоносные пути, подготовка к ЕГЭ по биологии

Воздухоносные пути — система полостей, по которым воздух перемещается из внешней среды в легкие. В самих воздухоносных
путях газообмена не происходит: он идет только в легких. К воздухоносным путям относятся: носовая полость, глотка, гортань,
трахея и бронхи. Мы изучим их строение и функции в данной статье.

Носовая полость

Начало дыхательного тракта, воздушный канал, в котором располагаются органы обоняния. Во время вдоха воздух поступает в носовую полость
через ноздри — парные передние отверстия, пройдя через носовые ходы, выходит в полость глотки (носоглотку) через хоаны.

Полость носа покрывает мерцательный эпителий с ресничками, которые способствуют очищению воздуха от пылевых частиц. Во вдыхаемом воздухе
присутствует большое количество микробов, поэтому в носовой полости постоянно идет их обезвреживание за счет лейкоцитов, которые мигрируют
из капилляров в полость носа, где фагоцитируют бактерии.

В верхней части носовой полости расположен орган обоняния, с помощью которого человек различает запахи. Стенки полости носа
оплетены густой сетью капилляров, благодаря которым поступающий воздух согревается. Выделяемая в носовой полости слизь
способствует увлажнению воздуха.

В результате увлажненный, согретый и очищенный воздух через хоаны движется в глотку и достигает гортани.

Гортань

Гортань представляет собой не только воздухоносный путь, но и голосовой аппарат. Стенка гортани образована хрящами:
спереди — надгортанник, щитовидный и перстневидный хрящи, сзади располагаются остальные 3 пары
хрящей.

В гортани находятся голосовые связки,
состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Голосовая щель находится между связками, при колебании которых
во время выдоха и возникает звук.

В ходе привычного дыхания (при молчании) голосовая щель широкая, треугольной формы. При разговоре голосовая щель сужается,
и голосовые связки начинают колебаться. Такие изменения связаны с работой мышц гортани, которые, сокращаясь, меняют положение
хрящей, в результате меняется положение голосовых связок и ширина голосовой щели.

В формировании членораздельной речи участвует не только гортань, а также щеки, губы, язык, мягкое небо и околоносовые
пазухи. В период полового созревания под влиянием гормонов у мужчин утолщаются голосовые связки, что приводит к понижению
тембра голоса: голос меняется (мутирует — от лат. mutatio — изменение).

В период полового созревания у мальчиков появляется выступ на передней части шеи — кадык. Это происходит из-за утолщения
щитовидного хряща, которое обусловлено действием половых гормонов.

Обращаю ваше особое внимание на надгортанник, который закрывает вход в гортань во время глотания. Если бы этого не происходило, то частицы пищи попадали бы в
дыхательную систему, вызывая сильный кашель. Каждый из нас, вероятно, во время разговора за приемом пищи ощущал
оплошность такой беседы, начинал поперхиваться, кашлять.

Теперь вы понимаете, что бессмысленно винить в произошедшем надгортанник. Он может быть в двух положениях: либо закрыть вход
в гортань (когда мы едим), либо открыть (во время разговора). Если мы хотим всего и сразу, то надгортанник здесь
ответственность не несет! 😉

Трахея

Ниже гортани располагается трахея — трубка длиной 15-20 см, состоящая из хрящевых полуколец. Сзади к трахее прилежит
пищевод. Слизистая оболочка трахеи выполняет защитную функцию за счет наличия лимфоидной ткани, а слизь, покрывающая
стенки трахеи, увлажняет проходящий в ней воздух.

Мерцательный эпителий покрывает стенку трахеи и выполняет ту же функцию, что и в носовой полости: очищает воздух от
пылевых частиц. Биением ресничек эти инородные частицы направляются обратно, к выходу из дыхательных путей.

Трахея делится на два главных бронха: правый и левый, направляющиеся к одноименным легким.

Бронхи

Правый и левый главные бронхи входят в соответствующие легкие, где многократно ветвятся. Анатомически правый бронх короче и
шире левого, поэтому инородные тела с большей вероятностью попадают в правый бронх. Стенка бронхов отчасти напоминает стенку трахеи: она содержит хрящевые кольца (у трахеи — полукольца), которые не дают бронхам спадаться.

Главные бронхи делятся на долевые, которые делятся на сегментарные, сегментарные делятся на мелкие бронхиолы еще 10-15 раз.
В результате образуется разветвленное бронхиальное дерево.

Ветвятся бронхи много раз, но, само собой, в какой-то момент ветвление прекращается. Бронхи заканчиваются конечными
респираторными бронхиолами, стенки которых лишены хрящей. С этих респираторных бронхиол и начинается структурно-функциональная
единица легкого — ацинус.

От респираторных бронхиол начинаются альвеолярные ходы с мешочками, на стенках которых и расположены альвеолы. Альвеола
(от лат. alveolus — ячейка) — структура в виде пузырька, составляющая респираторные отделы в легком и участвующая в дыхании.
Всего в легких насчитывается около 300 млн. альвеол, а их общая поверхность достигает 140 м² — примерно в 70 раз
больше площади тела человека.

Почти всю поверхность альвеол занимают альвеолоциты I порядка (1-ого типа) — респираторные альвеолоциты. Именно через их мембрану
происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.

Альвеолоциты II порядка (2-ого типа) секретируют сурфактант — поверхностно-активное вещество, необходимое для нормальной функции альвеол.
Сурфактант препятствует спадению альвеол и их пересыханию, кроме того сурфактант участвует в образовании аэрогематического барьера.

Заболевания

Ларингит (от др.-греч. λάρυγξ — гортань) — воспаление слизистых оболочек гортани и голосовых связок.

Хронический ларингит — болезнь учителей, дикторов, певцов — развивается у тех, кто по роду
своей деятельности вынужден длительно перенапрягать голосовые связки. Сопровождается першением в горле, кашлем, голос
может ослабевать вплоть до полного исчезновения, иногда бывает затруднено дыхание.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

СТРУКТУРА ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, СВЯЗАННОЙ С ФУНКЦИЕЙ

Дыхательная система. 2010: 11–28.

Эндрю Дэвис, магистр, доктор философии, доктор наук

Иногда старший преподаватель физиологии и заместитель директора учебного отделения биологии, Эдинбургский университет, Эдинбург, Великобритания

Карл Мурс, бакалавр бакалавриата, MB ChB FRCA

Консультант-анестезиолог, Королевский лазарет Эдинбурга, Эдинбург, Великобритания

Copyright © 2010 Elsevier Ltd. Все права защищены.

С января 2020 года компания Elsevier создала ресурсный центр COVID-19 с бесплатной информацией на английском и китайском языках о новом коронавирусе COVID-19.Ресурсный центр COVID-19 размещен на сайте публичных новостей и информации компании Elsevier Connect. Elsevier настоящим разрешает сделать все свои исследования, связанные с COVID-19, которые доступны в ресурсном центре COVID-19, включая этот исследовательский контент, немедленно в PubMed Central и других финансируемых государством репозиториях, таких как база данных COVID ВОЗ с правами на неограниченное исследование, повторное использование и анализ в любой форме и любыми средствами с указанием первоисточника.Эти разрешения предоставляются Elsevier бесплатно до тех пор, пока ресурсный центр COVID-19 остается активным.

Цели главы

Изучив эту главу, вы должны уметь:

• 1.

  Описывать структуры верхних дыхательных путей, которые помогают им защищать дыхательную систему от агентов окружающей среды, вызывающих заболевания легких.

• 2.

  Различают структуру проводящих и дыхательных путей и связывают эти структуры с этиологией рестриктивных и обструктивных заболеваний легких.

• 3.

  Обозначьте структуру бронхиального дерева и то, как оно нарушается при болезни.

• 4.

  Опишите гистологию областей легкого и свяжите ее с функцией и патологией.

• 5.

  Объясните особенности малого круга кровообращения и легочной гипертензии.

• 6.

  Обозначьте афферентную и эфферентную иннервацию легких.

• 7.

  Опишите грубую структуру грудной клетки и грудных внутренних органов, то, как они вызывают дыхание и как оно нарушается пневмотораксом.

• 8.

  Объясните эмбриологическое происхождение дыхательной системы и врожденные аномалии, которые могут возникнуть.

• 9.

  Перечислите метаболические и недыхательные функции дыхательной системы.

Введение

Подобно тому, как каждая часть дыхательной системы выполняет свою определенную функцию, каждая часть имеет свои особые патологии.Респираторные структуры нарушаются из-за болезни, и часто повторяемый афоризм «структура связана с функцией» никогда не более применим, чем в респираторной системе при здоровье и болезни. Изучение его структуры значительно облегчает понимание того, как работает дыхательная система.

Сначала мы опишем дыхательные пути легких, а затем ткани, которые их окружают.

Верхние дыхательные пути

Шея — это часть между лицом и туловищем.Передняя часть состоит из хрящей, через которую происходит речь и дыхание; он известен как дыхательное горло.

Аристотель, Historia animolium. 4 век до н.э.

«Хрящ», описанный Аристотелем, важен для предотвращения коллапса верхних дыхательных путей, что, в свою очередь, жизненно важно для функции легких, потому что, хотя газообмен при дыхании происходит глубоко внутри легких, те части дыхательной системы за пределами грудной клетки, которые называются верхними дыхательными путями, позволяют и влияют на процесс и имеют такое клиническое значение, что их необходимо учитывать.

Структуры верхних дыхательных путей отчетливо видны на парамедиальном сагиттальном срезе головы и шеи (
).

Парамедиальная МРТ головы и шеи. Рот закрыт, и испытуемый дышит через нос.

Рот и нос — насморк, простуда и синдром обструктивного апноэ во сне

Вряд ли кто-либо из наших читателей избежал неприятного затруднения дыхания, связанного с простудой. Основной дискомфорт при этом состоянии возникает в результате воспаления носа (ринита) и, если он более серьезен, придаточных пазух носа.Примерно в 50% случаев этот риносинусит первоначально вызывается риновирусами, в 25% — вирусами короны, а в остальных случаях — другими вирусами. Преходящее сужение сосудов слизистой оболочки (см. Ниже) сопровождается расширением сосудов, отеком и выделением слизи. При вторичной бактериальной инфекции секреты становятся вязкими, содержат гнойные клетки и бактерии и способствуют затруднению дыхания.

Риносинусит также может иметь аллергическую этиологию или идиопатический (т. Е. Внутренний, без внешней причины).Считается, что идиопатический ринит является результатом дисбаланса активности симпатических и парасимпатических нервов, обслуживающих кровеносные сосуды слизистой оболочки, и при этом типе ринита антихолинергические препараты часто облегчают симптомы.

Аллергический ринит может быть сезонным в ответ на такие аллергены, как пыльца, или многолетним, когда основной причиной является аллерген Der pl в фекалиях клеща домашней пыли. Dermatophagoides pteronyssinus .

Клещ просто невидим невооруженным глазом и живет на чешуях слиняющей кожи, особенно в постельных принадлежностях человека.Аллерген этого существа также вызывает астму, но ринит, который он вызывает, демонстрирует фильтрующее действие верхних дыхательных путей, задерживая его в носу.

Гораздо более зловещим и опасным для жизни, чем ринит, является обструктивное апноэ во сне (OSA; апноэ = отсутствие дыхания ). Это не следует путать с центральным апноэ во сне, когда пациент перестает делать дыхательных усилий во время сна. При ОАС попытки пациента дышать физически затруднены анатомо-физиологическими особенностями верхних дыхательных путей.

Субъект дышит через нос, потому что губы сомкнуты, а язык прилегает к нёбу. Когда вы дышите через рот — например, когда вы задуваете свечу или сосете через соломинку, — мягкое небо выгибается вверх, образуя уплотнение против гребня Пассаванта в верхней части глотки. Эта форма обструкции дыхательных путей — нормальное явление. Аналогичным образом, при нормальных обстоятельствах, у людей, находящихся в сознании, подъязычно-язычная мышца языка имеет высокий тонус покоя, и это удерживает язык вперед, не давая ему препятствовать прохождению дыхательных путей.Во время сна, особенно у тех, кто страдает опасным состоянием обструктивного апноэ во сне, язык упирается в заднюю стенку глотки и затрудняет дыхание. Мышечный тонус самого глотки снижается, особенно во время быстрого сна (быстрое движение глаз), а при СОАС глотка разрушается под отрицательным давлением вдоха. Блокирование дыхательных путей языком также почти неизбежно происходит во время общей анестезии и требует немедленного вмешательства анестезиолога.

Большинство, но не все здоровые люди дышат через нос, если не занимаются физическими упражнениями. Сопротивление дыханию через нос примерно вдвое больше сопротивления рта и почти вдвое меньше общего сопротивления дыхательных путей. Недостаток этого компенсируется преимуществом, получаемым за счет кондиционирования и фильтрации воздуха в носу, которые нагревают, увлажняют и фильтруют воздух до того, как он вступит в контакт с чувствительными респираторными областями легких. Новорожденным детям очень трудно дышать через рот: они почти всегда дышат через нос и очень расстраиваются, когда их нос заблокирован.Их преимущественно носовое дыхание может быть связано с их способностью одновременно сосать и дышать. С другой стороны, многие виды животных, такие как кролики, могут есть и дышать одновременно, имея боковые пищевые каналы по обе стороны от гортани (см. Ниже), которые обходят дыхательные пути. У морских млекопитающих, таких как киты, воздушный и пищевой каналы полностью разделены, причем дыхательные пути заканчиваются на затылке.

У людей нос простирается от ноздрей (наружных ноздрей) до хоан (внутренних ноздрей), которые впадают в носовую часть глотки.Каждая ноздря сужается, образуя носовой клапан, и на этом уровне общая площадь поперечного сечения дыхательных путей уже (3 мм ² ), чем где-либо еще в системе. Это сужение создает большую часть высокого сопротивления потоку воздуха в носу (см. Главу 5) и в сочетании с резким поворотом, который должен совершать вдыхаемый воздух, когда он входит в широкий (140 мм ² ) просвет полости носа. нос, вызывает турбулентность. Стенки носовой полости представляют собой твердую кость, выступающую в дыхательные пути от боковых стенок, как носовые раковины и .Они имеют большую площадь поверхности (150 см ² ), покрытую эректильной тканью слизистой оболочки сосудов, важной для «кондиционирования воздуха» носа. Эта ткань слизистой оболочки может значительно набухать при таких состояниях, как ринит (описанный выше), и именно здесь назальные деконгестанты, такие как оксиметазолин, агонист α-адренорецепторов на гладких мышцах сосудов, очищают заложенный нос, вызывая закупорку гладких мышц сосудов. заключить контракт.

Случай 2.1

Структура дыхательной системы: 1

Обструктивное апноэ сна

Г-ну Синклеру 50 лет.Для своего роста он довольно полноват: рост 168 см, вес 102 кг. Он также довольно много пьет и курит.

Последние 2 года миссис Синклер ночевала в другой комнате, чем мистер Синклер, из-за его очень громкого храпа и беспокойства по ночам. В последнее время Синклер в течение дня чувствует себя все более и более усталым. Некоторое время он регулярно засыпает, когда приходит с работы домой. За последний месяц или около того ему становится все труднее концентрироваться на работе, и однажды он был пойман менеджером спящим за своим столом, и ему грозят дисциплинарные взыскания.В конце концов миссис Синклер убедила своего мужа посетить своего врача.

Врач г-на Синклера направил его к специалисту по медицине сна. Врач предположил, что у него может быть синдром обструктивного апноэ во сне (СОАС). Он объяснил, что во время периодов глубокого сна дыхательные пути Синклера блокировались. Во время эпизода непроходимости сон г-на Синклера становится легче, пока препятствие не будет преодолено. Эти эпизоды обструкции и прерывания сна ответственны за дневную сонливость мистера Синклера.Врач продолжил предположение, что г-на Синклера можно лечить с помощью носового устройства постоянного положительного давления в дыхательных путях.

В этом разделе мы рассмотрим:

• 1.

  Что вызывает обструктивное апноэ во сне?

• 2.

  Каковы признаки, симптомы и лечение обструктивного апноэ во сне?

Нормальный физиологический отек слизистой оболочки и, как следствие, ограничение воздушного потока происходит асимметрично в течение определенного периода времени, так что один носовой ход сужен больше, чем другой.Таким образом, оба носовых прохода сужены неравномерно, с большим сужением и, следовательно, потоком воздуха, чередующимся между ноздрями в течение нескольких часов. Это колебание воздушного потока может помочь поддерживать нос при кондиционировании воздуха, позволяя одному каналу отдыхать, в то время как другой выполняет большую часть работы.

Основная функция верхних дыхательных путей — кондиционирование воздуха для вдоха. Для этого необязательно дышать через нос, а рот достаточно хорошо согревает и увлажняет вдыхаемый воздух, прежде чем он достигнет гортани.Однако рот не приспособлен для этой цели, и неприятные последствия его использования хорошо известны каждому, кто дышал ртом из-за того, что простуда заблокировала их носовые дыхательные пути.

Гортань — интубация дыхательных путей

Распространенной причиной случайной непроходимости дыхательных путей является вдыхание пищи в трахею. Обычно, чтобы предотвратить это во время глотания, гортань, коробчатая структура на верхнем конце трахеи, приподнимается (перемещается по направлению к голове) прикрепленными к ней мышцами, и надгортанник сгибается назад, образуя очень эффективный уплотнение, как «люк» над входом в гортань.Поскольку «люк» может открываться только наружу, повышенное давление в глотке делает уплотнение надгортанника на гортани более плотным, и оно может выдерживать значительное внутреннее давление до 100 кПа.

Если эта система предотвращения попадания твердых веществ в дыхательные пути не работает, сильные кашлевые рефлексы могут быть спровоцированы нервами в слизистой оболочке гортани и трахеи.

Гортань (см.) Представляет собой довольно сложную коробку, состоящую из хрящевых пластин. Его можно закрыть, стянув вместе две мышечные завесы, составляющие голосовых складок и поперек просвета гортани.Эффективный кашель зависит от закрытия и быстрого открытия этих «занавесок», которые в менее экстремальных обстоятельствах используются для воспроизведения и изменения звуков, из которых состоит речь. Голосовые связки могут быть сведены вместе настолько сильно, что они герметичны, чтобы противостоять самым большим попыткам дышать, которые может сделать объект. Это явно «плохо» и может произойти случайно, когда анестезиолог пытается ввести эндотрахеальную трубку в трахею пациента. Это опасное закрытие гортани называется ларингоспазмом .На рисунке показано, что анестезиолог увидит при приближении к гортани.
.

Голосовые связки, которые может увидеть анестезиолог, собирающийся интубировать пациента.

Бронхоскопия

Часто бывает полезно осмотреть дыхательные пути ниже гортани. Сначала трахея (часть которой внегрудная), а затем внутригрудные дыхательные пути. Инструмент, используемый для этого, называется бронхоскопом и может быть типа жесткой «открытой трубки», через которую проверяются дыхательные пути, или гибкого фиброоптического инструмента (
), который, помимо обеспечения обзора дыхательных путей изнутри через волоконно-оптическую систему, содержит каналы, через которые можно пропускать различные инструменты для отбора проб и хирургические инструменты.Каждый тип бронхоскопа имеет свои преимущества, но 95% бронхоскопических процедур, проводимых в наши дни, являются фиброоптическими. Биопсийные щипцы, щетки и иглы, баллонные катетеры и лазерные волокна теперь можно пропустить через гибкие бронхоскопы для выполнения процедур после первоначального осмотра даже очень маленьких внутригрудных дыхательных путей.

Бронхоскопы. Показаны как фиброоптические гибкие (A и C), так и жесткие (B и D) типы. Подавляющее большинство расследований в наши дни проводится гибким типом.Чтобы ввести жесткий бронхоскоп, голова пациента должна быть поднята и повернута, как показано.

Внутригрудные дыхательные пути

Трахея — это единственная трубка, ведущая из внегрудной среды шеи, где она закрепляется на одном конце в гортани, во внутригрудную среду, содержащую легкие. Это первый из проводящих дыхательных путей и легких. Проводящие дыхательные пути, как следует из их названия, проводят воздух в дыхательные пути , где происходит обмен газа, составляющий дыхание.Структура этих проводящих дыхательных путей отличается от респираторной области, главным образом наличием хрящей и гладких мышц в их относительно толстых стенках. Этот хрящ особенно заметен в трахее, где он образует неполные кольца в форме подковы, причем два свободных конца обращены назад и закрыты слоем гладкой мускулатуры (трахеи) с прилегающим к нему пищеводом.

Дыхательные пути легких часто называют бронхиальным деревом и , а слепки, в которых дыхательные пути заполнены пластиковым материалом, а затем растворенные ткани, зимой выглядят как лиственное дерево.Ветви этого «древа» могут быть представлены в схематической форме как «поколения» генеалогического древа (
). У некоторых пациентов с бронхитом секреты иногда заполняют небольшие дыхательные пути, затвердевают и отхаркиваются в виде небольших «слепков» части этого «дерева».

Наименование дыхательных путей. Конечно, структура дыхательных путей постепенно меняется от одного типа к другому. Один конкретный тип дыхательных путей может попадать в легкие на разных расстояниях.

Трахея является первой и самой большой из примерно 23 поколений дыхательных путей.Дыхательные пути каждого поколения возникают из предыдущего посредством системы нерегулярных дихотомических ветвлений дыхательных путей. Дихотомический, потому что каждый «материнский» дыхательный путь дает начало двум «дочерним» дыхательным путям, и нерегулярный, потому что дочери, хотя и меньше матери, не обязательно одинакового размера. Именование этих поколений проиллюстрировано, из чего может быть неочевидно, что количество дыхательных путей (N) в поколении (Z) (считая одну трахею как поколение 0) составляет:

Эффект дихотомического ветвления отдельные дыхательные пути на общей площади поперечного сечения (сумма площадей поперечного сечения всех дыхательных путей на этом уровне) замечательны и показаны на
.Обратите внимание, что «Общая площадь поперечного сечения» измеряется в логарифмической шкале, и поэтому это значение увеличивается намного больше, чем показано на рисунке.

Общая площадь поперечного сечения дыхательных путей человека. Общая площадь поперечного сечения на любом уровне бронхиального дерева — это сумма площадей поперечного сечения всех дыхательных путей на этом уровне.

Функциональные последствия этого увеличения значительны, потому что оно приводит к быстрому падению скорости воздуха по мере его продвижения в легкие. Этот эффект более подробно обсуждается в главе 5.Размеры некоторых дыхательных путей, составляющих бронхиальное дерево, приведены в
.

Таблица 2.1.

Размеры некоторых дыхательных путей трахеобронхиального дерева человека. Обратите внимание на огромное увеличение поперечного сечения и процентного общего объема за последние несколько поколений

9023 9023 902 7,0

902oli40

По мере того, как вы углубляетесь в легкие, переходные и респираторные поколения дыхательных путей несут все больше и больше альвеол с до . альвеолярные мешки полностью состоят из них. Альвеолы ​​не похожи на грозди винограда или воздушные шары, стилистически представленные во многих учебниках, а скорее на рябые полости с отверстиями (поры Кона) между множеством соседних альвеол и с макрофагами, блуждающими по их поверхности, готовыми поглотить и переварить посторонние предметы. частицы (см.
).

Сканирующая электронная микрофотография альвеолы. А, альвеола; C ₁ , C ₂ , C ₃ , капилляры; E — эндотелиальная клетка; Р ₁ , пневмоциты I типа; P ₂ пневмоцит II типа; L, пластинчатые тела.

Конструкция стенки дыхательных путей. Классификация дыхательных путей будет зависеть от проиллюстрированных здесь характеристик структуры. (А) Бронх; (B) бронхиола; (C) альвеола. Эритроциты, эритроциты; К — поры Кона; EP, эпителиальное ядро; EN, эндотелиальное ядро.

Альвеолярный макрофаг. Эти фагоцитарные клетки, образованные из моноцитов, образующихся в костном мозге, содержат ферменты, разрушающие микроорганизмы. Эти ферменты могут вызывать эмфизему у пациентов с дефицитом защитного белка α ₁ -антитрипсина. М — макрофаг; С — септальный капилляр; Р ₁ , пневмоцит 1 типа; AP, альвеолярная пора; BM — базальная мембрана; Ly, лизосомы; L, липидные капли.

Свидетельством удивительной силы эволюции является то, что компьютерные модели, которые могут анализировать систему ветвления трубок, говорят нам, что углы ветвления и изменения диаметра дыхательных путей в легких человека как раз подходят для максимального увеличения альвеолярной поверхности. в минимальный объем.

Сводка 1

• • Дыхательные пути делятся на верхние над гортани и нижние на нижние.
• • Основная функция носа — «кондиционировать» воздух с точки зрения температуры и влажности.
• • Гортань защищает нижние дыхательные пути от посторонних предметов.
• • Нижние дыхательные пути можно разделить сначала на проводящие, а затем на дыхательные пути.
• • Нижние дыхательные пути образуют бронхиальное дерево 23 поколений.
• • Количество дыхательных путей увеличивается намного быстрее, чем уменьшается их диаметр.
• • Это означает, что общая площадь поперечного сечения увеличивается очень быстро.
• • Воздух, поступающий в легкие, замедляется почти до полной остановки.

Гистологическая структура дыхательных путей

Микроскопическая структура стенки дыхательных путей изменяется по мере того, как вы углубляетесь в легкие. Три «снимка» структуры стенки дыхательных путей показаны на
но, конечно, структура постепенно меняется от поколения к поколению.

Проводящие дыхательные пути состоят из трех общих слоев, пропорции которых различаются в зависимости от типа дыхательных путей:

• • Внутренняя поверхность слизистой оболочки состоит из мерцательного эпителия и лежащих под ним бокаловидных клеток, выделяющих слизь.Активность ресничек и секреция глоблетных клеток составляют мукоцилиарный эскалатор (см. «Кондиционирование воздуха» ниже), который важен для удаления вдыхаемых частиц из легких.
• • Снаружи слизистой оболочки находится слой гладких мышц , в котором волокна находятся в непрерывных пучках. Эта гладкая мышца находится в уменьшающемся количестве от самых крупных дыхательных путей до входов в альвеолы.
• • Внешний слой состоит из соединительной ткани , которая в больших бронхах содержит поддерживающий хрящ.Когда дыхательные пути проникают в легкие, они сначала теряют хрящевую поддержку, и гладкие мышцы занимают больший процент стенки дыхательных путей. Затем мерцательный эпителий приобретает плоскоклеточный тип, в конечном итоге образуя респираторную область легкого.

Бронхит и индекс Рейда

Схема, представляющая структуру бронхов, проиллюстрированная и описанная выше, модифицирована при хроническом бронхите таким образом, чтобы обеспечить гистопатологический количественный диагноз заболевания.Индекс Рейда позволяет измерить долю бронхиальных желез в общей толщине стенки (
). В нормальных легких слизистые железы занимают менее 40% общей толщины стенки. При хроническом бронхите эта пропорция изменяется из-за гиперплазии желез. Характерной чертой хронического бронхита является увеличение продукции этих желез.

Индекс Рейда. Процент толщины бронхиальной стенки, занятой тканью железы, известен как индекс Рейда и используется как показатель хронического бронхита.

Дыхательная область

Дыхательная область легких демонстрирует удивительную степень адаптации. Они выполняют функции дыхательной поверхности, выдерживая воздействие загрязненной атмосферы и механические травмы, связанные с растяжением и последующим расслаблением примерно 12 раз в минуту в течение всей вашей жизни в результате дыхательных движений.

Одной из характеристик респираторной поверхности любого животного является то, что она должна быть тонкой, обеспечивая минимальное разделение между внешней средой (воздухом или водой) и кровью.Это прекрасно демонстрируется в легких, которые являются единственным местом в нашем теле, где кровеносные капилляры вступают в прямой контакт с окружающим воздухом в результате слияния эпителиальных клеток типа I и (которые составляют около 95% всего организма). выстилка дыхательной зоны;) с эндотелием легочных капилляров. Это сплавление приводит к ультратонкому слою, идеально подходящему для диффузии газа, но не очень хорошему для поддержки. Эволюция привела к тому, что это истончение происходит только на одной стороне легочных капилляров, тогда как клетки на другой стороне остаются отдельными и более прочными, поддерживая капилляр на своем месте (
).

Альвеолярно-капиллярная мембрана. На этой электронной микрофотографии показано, как альвеолярные и капиллярные клетки на одной стороне альвеолярной перегородки сливаются, образуя ультратонкий слой, который создает небольшой барьер для диффузии. Другая сторона перегородки толще и обеспечивает физическую поддержку. RBC, эритроциты.

Соединения между эндотелиальными клетками капилляров являются «неплотными» и обеспечивают легкий поток воды и растворенных веществ между плазмой и межклеточным пространством.Однако соединения между эпителиальными клетками достаточно «плотные», чтобы предотвратить попадание больших молекул, таких как белок, в альвеолы, что может привести к отеку легких. Макрофаги могут легко протолкнуться через эпителиальные соединения, чтобы выполнять свою деятельность по очистке воздушной стороны альвеол.

Округлые клетки типа II , гораздо менее многочисленные, чем тип I и обнаруживаемые на стыках альвеолярных перегородок, являются стволовыми клетками, из которых формируются эпителиальные клетки типа II.Они также важны для образования сурфактанта в легких (см. Главу 3).

Кровеносные сосуды

Легочное кровообращение оказывает только шестую часть сопротивления кровотоку, которое оказывает большой круг кровообращения. Таким образом, это система низкого давления , и это отражается на тонких стенках ее артерий. Эти артерии проходят по дыхательным путям через легкие в соединительнотканных оболочках. Легочные артериолы также сильно отличаются от системных артериол, поскольку в их стенках очень мало гладких мышц.Это отсутствие гладкой мускулатуры в артериолах и, конечно же, в капиллярах и венулах, побуждает многих ученых рассматривать микроциркуляцию легких в целом, а не рассматривать капилляры как частный случай, которые извиваются вдоль нескольких альвеолярных стенок, один за другим. другой, не доходя до венул. Венулы соединяются, образуя вены, которые, в отличие от артерий, не проходят по дыхательным путям, а проходят свой собственный путь вдоль перегородок, разделяющих сегменты легкого. Дыхательные пути и легочные кровеносные сосуды вниз до конечных бронхиол получают питание от бронхиального кровообращения , которое, как часть большого круга кровообращения, отличается от легочного кровообращения легких.Часть бронхиального кровообращения возвращается в системную венозную систему обычным образом, но часть стекает в легочные вены, «загрязняя» их насыщенную кислородом кровь деоксигенированной кровью. Эта ситуация представляет собой «шунт » (см. Главу 7, стр. 97, главу 7, стр. 97).

Легочная гипертензия

Гипертония (высокое кровяное давление) может возникать как в малом круге кровообращения, так и в большом круге кровообращения. Среднее артериальное давление в легких обычно составляет около 15 мм рт. Ст. .Это означает, что ограниченная гладкая мускулатура легочной системы обычно вполне достаточна для контроля кровотока. Легочная гипертензия может возникать по внелегочным причинам, таким как митральный стеноз или левожелудочковая недостаточность, которые мешают сердцу откачивать кровь, возвращающуюся из легких. Врожденные дефекты, которые позволяют крови проходить из левой (находящейся под высоким давлением) стороны сердца в малый круг кровообращения, также вызывают легочную гипертензию.

Наиболее частой причиной легочной гипертензии являются изменения самих легочных сосудов.Они могут блокироваться эмболами, циркулирующим жиром, околоплодными водами или раковыми клетками. Они могут быть уничтожены разрушением структуры капиллярного ложа эмфиземой, или гладкие мышцы в их стенках могут быть спровоцированы на сокращение из-за низкого давления кислорода, вызванного большой высотой или такими заболеваниями, как бронхит и эмфизема.

Клинические признаки легочной гипертензии в основном являются результатом повышенного давления, вызывающего отек в легких и создающего перекачивающую нагрузку на правое сердце, с которой оно не может справиться.Пациент жалуется на боли в груди, одышку и утомляемость. Тоны сердца изменены, и ЭКГ демонстрирует гипертрофию правого желудочка.

Лимфатические сосуды

Периваскулярные пространства альвеолярной стенки дренируются лимфатическими сосудами. Лимфатическая система легких начинается с крошечных слепых сосудов чуть выше альвеол. Они соединяются, образуя лимфатические сосуды, близкие к кровеносным сосудам и дыхательным путям. Они являются важным элементом контроля жидкостного баланса в легких и могут содержать значительное количество лимфы, особенно во время отека легких, когда они создают характерную «тень бабочки» на рентгеновском снимке грудной клетки (
).

Рентгеновский снимок «тени бабочки» при отеке легких.

Как и в других тканях, лимфатическая система играет ключевую роль в иммунной защите легких. Эти реакции больше рассматриваются в учебнике иммунологии, но в общих чертах их можно классифицировать как:

• • гиперчувствительность немедленного типа
• • антителозависимая цитотоксичность
• • иммунные комплексные реакции
• • клеточно-опосредованные иммунные реакции.

Многие иммунные расстройства имеют характеристики астмы, тогда как те, которые вызывают интерстициальное заболевание легких, характеризуются ограничительными паттернами (см. Главу 4).

Нервы

Иннервация дыхательных путей легких отделена от того, что вызывает дыхание (см. Ниже), и состоит из афферентной и эфферентной частей. Наиболее сильные эфферентные (двигательные) эффекты оказываются на бронхомоторный тонус. В этом случае наибольшее значение имеет парасимпатический эфферент , который поступает к гладкой мускулатуре бронхов через преганглионарные волокна, которые проходят через яремные и затем узловые ганглии блуждающих нервов. Поскольку это парасимпатический отток, волокна синапса в ганглиях на бронхах перед отправкой коротких постганглионарных волокон к гладкой мускулатуре бронхов, где они выделяют ацетилхолин, вызывая сужение бронхов (
).

Иннервация диафрагмы, межреберных мышц и легких. Показаны эфферентные (двигательные) системы. Афферентная (сенсорная) система находится в основном в блуждающих нервах.

Симпатическая нервная система , которая представлена ​​анатомически, еще не доказала свою функциональную значимость. Система NANC (неадренергическая нехолинергическая), которая работает в блуждающем нерве, выделяет различные вещества, которые сокращают и расслабляют гладкие мышцы бронхов, в зависимости от обстоятельств.

Афферентные нервы от рецепторов вблизи альвеол (J-рецепторы), в гладких мышцах дыхательных путей (рецепторы растяжения) и свободных нервных окончаний между эпителиальными клетками дыхательных путей (быстро адаптирующиеся, раздражающие, рецепторы) передают информацию о ощущениях и сенсорных рефлексах от легкие в мозг, где он влияет на характер дыхания (см. главу 11) и бронхомоторный тонус.

Легочное кровообращение иннервируется симпатическими и парасимпатическими нервами, но, в отличие от ситуации в дыхательных путях, симпатическое питание имеет большее функциональное значение, чем парасимпатическое, и даже в этом случае оно оказывает значительное влияние только в условиях, требующих « борьбы или бегства ». ‘.

Ограниченное значение всех этих нервных систем демонстрируется успехом трансплантированных легких, которые фактически денервированы!

Резюме 2

• • Проводящие дыхательные пути имеют относительно толстые стенки слизистой оболочки, гладких мышц и хрящей.
• • Слизистая оболочка покрыта ресничками и образует «эскалатор», по которому пыль из легких попадает в рот.
• • Дыхательные пути образуют типичную респираторную поверхность, тонкую, влажную и сосудистую.
• • Кровеносные сосуды, нервы и лимфатические сосуды проходят параллельно дыхательным путям.
• • Бронхиальное кровообращение питает ткани легких.
• • Легочная циркуляция участвует в газообмене.
• • Малый круг кровообращения — это система низкого давления.
• • Парасимпатические нервы являются наиболее важными в функциональном отношении, вызывая сокращение гладких мышц дыхательных путей.

Общая структура дыхательной системы

Как и в случае с другими органами, общее название функциональной ткани легких — паренхима . Подавляющее большинство объема того, что мы видим как легкие, когда грудная клетка открыта, на самом деле представляет собой альвеолярную ткань, окружающую воздушное пространство (см.).Эти воздушные пространства делают легкие настолько невещественными и легкими, что они являются единственным органом, который плавает в воде, отсюда и среднеанглийское название легких: lights .

Каждое легкое анатомически разделено на долей , состоящих из сегментов , которые подразделяются на долей (
).

Анатомия легких. Каждое легкое разделено на доли, состоящие из сегментов, разделенных на доли фиброзной тканью.

Легкие расположены по обе стороны от средостения , которое включает трахею, сердце, основные кровеносные сосуды, нервы и пищевод.Трахея разделяется на правый и левый главные бронхи в области carina , которая находится рядом с дугой аорты и разделением легочной артерии на ее левую и правую ветви. Главные бронхи, легочные артерии и вены проникают в каждое легкое на уровне hila . Доли легких покрыты, за исключением их «корней» на медиальной поверхности, тонким слоем ткани, называемым висцеральной плеврой . Средостение и грудная стенка выстлана париетальной плеврой .Это помогает некоторым студентам визуализировать расположение плевр, представив пластиковый пакет, полный легких, внутри второго пластикового пакета, причем два пакета представляют собой висцеральную и париетальную плевры соответственно (
).

Принципиальная схема плевры. Важно помнить, что между плеврами нет настоящего «пространства», только несколько миллилитров скользкой жидкости.

Плевры выделяют несколько миллилитров вязкой жидкости, которая смазывает их, когда они трутся друг о друга во время дыхания. Эта жидкость представляет собой «пространство» между плеврами, но важно помнить, что это крошечное пространство представляет собой жидкость , а не воздух заполненный.У большинства животных есть плевральная полость, хотя она и не обязательна для жизни. Говорят, что у слонов его нет, и хирурги иногда прикрепляют легкие к грудной стенке у пациентов с разрывом легких, тем самым стирая пространство.

Плеврит

Воспаление плевры называется плевритом и может быть «сухим», когда нет заметного выпота, или связано с выпотом, который может иметь различный состав. Боль при сухом плеврите возникает из-за того, что сырые плюры перемещаются друг по другу, и пациент жалуется на резкую локализованную боль, связанную с вдохом или кашлем.Иногда сухой плеврит сопровождает пневмонию или карциному. Вытекание жидкости в плевральную полость является результатом различных условий и может иметь достаточный объем для коллапса легких. Если эти выделения содержат мало белка, их называют транссудатами; если они содержат много белка, их называют экссудатами.

Диафрагма и стенка грудной клетки

Основание примерно цилиндрической емкости, которая является грудной клеткой, образовано диафрагмой . Это мышечный лист, окружающий большое центральное сухожилие (
).

Диафрагма в корональном сечении. Этот рисунок показывает, насколько далеко в грудной клетке выпячивается диафрагма. Это позволяет ему действовать как поршень в шприце, поскольку его мышечные волокна укорачиваются под действием двусторонних диафрагмальных нервов.

Диафрагма расположена удивительно высоко в грудной клетке, центральное сухожилие находится примерно на уровне восьмого грудного позвонка. Мышечные волокна, прикрепленные к сухожилию, спускаются наискось и берут начало от мечевидного отростка (см. Выше), нижних краев грудной клетки и верхних поясничных позвонков.Иннервация диафрагмы осуществляется за счет правого и левого диафрагмальных нервов , каждый из которых обслуживает свою половину диафрагмы. Диафрагмальные нервы берут начало от сегментов C3 – C5 шейного отдела спинного мозга («C3, 4 и 5 поддерживают диафрагму»), причем основной вклад вносит C4. Оба нерва проходят через грудную клетку, контактируя со средостением, проникают в диафрагму и иннервируют ее с нижней ее поверхности (см.).

Стенки грудной клетки состоят из грудной клетки (
), которая состоит из грудины , спереди, с которой ребра 1–6 соединяются под углом около 45 ° реберными хрящами.В позвоночнике ребра соединяются реберно-позвоночными суставами, которые могут включать более одного позвонка. Ребра 7–10 соединены реберным хрящом с ребрами выше, а ребра 11 и 12 свободно «плавают» на их переднем конце.

Случай 2,1

Структура дыхательной системы: 2

Причины OSA

Для эффективного потока газа изо рта в альвеолы, очевидно, что дыхательные пути, составляющие дыхательную систему, должны быть открытые и патентные.Трахея и более крупные дыхательные пути открыты частичными хрящевыми кольцами внутри их стенок. Более мелкие дыхательные пути и альвеолы ​​открыты за счет напряжения окружающей их легочной ткани. Выше гортани дыхательные пути открываются за счет действий мышц, расширяющих дыхательные пути, в том числе подбородочно-язычных и небно-глоточных. Если бы не действие этих мышц, верхние дыхательные пути разрушились бы, особенно в положении лежа на спине. Во время сна тонус скелетных мышц по всему телу снижается, и это в равной степени относится к мышцам, которые поддерживают проходимость верхних дыхательных путей.Поэтому сужение верхних дыхательных путей во время сна является нормальным явлением.

У пациентов с ОАС сужение дыхательных путей более выражено, чем обычно, и приводит к периодам обструкции дыхательных путей. Это происходит по ряду причин, но самая важная из них — ожирение. Считается, что у пациентов с ожирением давление, оказываемое жиром на шее, приводит к разрушению дыхательных путей. Когда тонус подбородочно-язычного и небно-глоточного суставов снижается, например, во время сна, это может привести к обструкции дыхательных путей.

Дыхательные пути могут оставаться заблокированными всего несколько секунд или может пройти больше минуты, прежде чем пациент сделает следующий вдох. В это время у пациента может развиться гипоксия, и он начнет прилагать энергичные усилия, чтобы попытаться дышать, преодолевая закупорку дыхательных путей. Кроме того, он будет все больше просыпаться от сна. В конце концов, его мышцы, расширяющие дыхательные пути, восстанавливаются в тонусе, и обструкция дыхательных путей уменьшается. (Пациенты обычно не просыпаются.) После снятия обструкции возобновляется вентиляция и сон пациента углубляется.Это приводит к снижению тонуса мышц, расширяющих дыхательные пути, и цикл начинает повторяться.

Хотя ожирение, вероятно, является наиболее важным фактором, приводящим к ОАС, существуют и другие предрасполагающие факторы. К ним относятся анатомические изменения, предрасполагающие к сужению дыхательных путей, такие как увеличенные миндалины, опухоли дыхательных путей и аномалии нижней челюсти. Седативные препараты, в том числе алкоголь, также могут предрасполагать к апноэ во сне, вероятно, влияя на режим сна и снижая мышечный тонус.Небольшое количество случаев СОАС можно объяснить нарушениями нервно-мышечной функции.

Грудная клетка. Эта «клетка» намного более гибкая, чем иногда предполагают подготовленные образцы или модели. Между ребрами тянутся межреберные мышцы.

Между ребрами расположены три слоя межреберных мышц :

• 1.

  Наружные межреберные кости, идущие вперед и вниз

• 2.

  Внутренние межреберные мышцы, перпендикулярны наружу, следовательно, идет вниз и кзади

• 3.

  Внутренние межреберные волокна, волокна которых проходят в том же направлении, что и внутренние.

Эти мышцы иннервируются межреберными нервами от передних первичных ветвей сегментов T1 – T11 спинного мозга.

Многие мышцы, которые не играют основной роли в дыхании, берут свое начало в грудной клетке. Например, они двигают головой, шеей и верхними конечностями. Эти мышцы могут быть задействованы для облегчения дыхания и поэтому называются вспомогательными дыхательными мышцами .Большинство этих мышц помогают вдоху, и только сгибатели позвоночника и мышцы передней брюшной стенки помогают выдоху. Тем не менее, из-за механического преимущества вспомогательных выдыхательных мышц над инспираторными мышцами, мы можем выдувать сильнее, чем можем вдохнуть.

Как осуществляется дыхание

Любой, кто набирал жидкость шприцем, продемонстрировал, как имеет место вдохновение. Прежде чем мы углубимся в детали того, как эти два процесса похожи, нам необходимо установить два очень важных факта:

• 1.

  В легких нет мышц, которые участвуют в дыхании: небольшое количество мышц, которые они содержат, контролирует диаметр дыхательных путей.

• 2.

  Воздух будет течь только из области высокого давления в область низкого давления. На вдохе давление в эластичных альвеолах снижается за счет их растяжения за счет уменьшения давления вокруг них за счет расширения грудной клетки. Таким образом, воздух засасывается в легкие. Во время выдоха давление в легких увеличивается за счет уменьшения размера грудной клетки, тем самым сжимая газ в легких.

Снижение давления в легких, вызывающее вдох, в основном является результатом активности диафрагмальных нервов, заставляющих диафрагму сжиматься и опускаться в грудной клетке, как поршень в шприце. Это втягивает воздух в грудь. При спокойном дыхании вдох — это единственная активная часть дыхания; выдох в основном пассивен и является результатом упругой отдачи легких, втягивающей их и диафрагму обратно в положение покоя — что-то вроде сдувающегося воздушного шара, когда его шейка отпускается.

Центральное сухожилие диафрагмы перемещается на 1-2 см при дыхании в состоянии покоя, но может перемещаться примерно на 10 см при энергичном дыхании. Движение диафрагмы обычно составляет около 75% объема дыхания, но не является важным для жизни: если диафрагма парализована, другие дыхательные мышцы могут в значительной степени действовать. При спокойном дыхании только некоторые (и не всегда одни и те же) волокна диафрагмальных мышц сокращаются с каждым вдохом. Это может объяснить, почему мы редко страдаем усталостью диафрагмы.

Если мы уподобим диафрагму поршню шприца, ребра можно уподобить его стенкам. Однако действие межреберных мышц на ребра (в основном со второго по десятое) может изменить диаметр грудной клетки и, таким образом, активно втягивать воздух в легкие и выводить его из легких. Во многом это связано с тем, что ребра расположены под углом, отклоняющимся от горизонтали, и их можно поднимать и опускать (см.).

Наружные межреберные мышцы при вдохе вызывают движения двух типов:

• 1.

  Движения «рукоятка насоса», при которых передний конец каждого ребра приподнят, как в старинном водяном насосе.

• 2.

  Движения «ведро-ручка», при которых диаметр грудной клетки увеличивается, каждое ребро с каждой стороны действует как подъем ручки ведра из горизонтального положения.

Оба этих типа действия увеличивают диаметр грудной клетки и, таким образом, втягивают воздух в легкие за счет снижения давления в груди.Мало того, что внешние межреберные мышцы помогают вызвать это снижение давления, но, укрепляя грудную стенку во время вдоха, они предотвращают « втягивание » груди (так же, как вы можете втягивать щеки), которое могло бы произойти, если они не сжимались. На действие межреберных мышц приходится около 25% максимальной произвольной вентиляции. Важность ребер и межреберных мышц для дыхания проявляется у пациентов, у которых ребра сломаны и у которых наблюдается так называемая «цепная грудь», при которой стенка грудной клетки сдвигается во время вдоха и выходит наружу во время выдоха.

Хотя выдох в основном пассивен во время спокойного дыхания (в результате упругой отдачи легких — как схлопывание воздушного шара), мышцы выдоха могут активно сокращаться во время интенсивного дыхания или если дыхательные пути заблокированы болезнью. В этих условиях мышцы живота являются наиболее важными мышцами выдоха. Прижимая содержимое живота к диафрагме, они заставляют его подниматься в грудную клетку, тем самым вытесняя воздух из легких.Эти мышцы живота особенно активны во время кашля или чихания, что станет очевидным, если прижать пальцы к животу и кашлять. Внутренние и самые внутренние межреберные мышцы, как и внешние межреберные мышцы, занимают промежутки между ребрами и иннервируются сегментарными нервами. Они тянут ребра вниз, уменьшают диаметр грудной клетки и тем самым способствуют выдоху. Как и внешние межреберные кости, они укрепляют промежутки между ребрами и предотвращают выпячивание грудной клетки во время выдоха.Изменения размера и формы грудной клетки, вызванные деятельностью диафрагмы, межреберных и дополнительных мышц, передаются на внешнюю поверхность легких. Поскольку легкие очень гибкие, любое изменение давления на их поверхность быстро передается воздуху внутри альвеол. Это не означает, что фактическое давление в жидкости между слоями плевры, которые образуют покрытие легких и слизистую оболочку грудной клетки, такое же, как давление в альвеолах (см. Главу 5): на самом деле, это важно. чтобы ученик осознал, что они очень разные.

Эмбриология

Знание эмбриологического происхождения анатомических структур часто используется для понимания их физиологической функции и во многих клинических ситуациях. Например, феномен отраженной боли можно объяснить на основе общего эмбриологического происхождения структур. Развитие легкого плода и новорожденного может объяснить многие различия в функциях незрелого легкого и легкого взрослого.

Недоношенность, особенно с массой тела при рождении менее 2500 г, может привести к респираторной недостаточности у младенца из-за незрелости пневмоцитов II типа, вырабатывающих сурфактант (стр.18, 36). Этот респираторный дистресс-синдром , также называемый болезнью гиалиновой мембраны, развивается в течение нескольких минут или часов после рождения и характеризуется высокой частотой дыхания, требующей больших усилий из-за пониженной эластичности легких. Когда преждевременные роды находятся под угрозой, его способность выделять сурфактант оценивается путем измерения отношения лецитина к сфингомиелину в околоплодных водах. При необходимости активность пневмоцитов II типа может быть усилена введением кортикостероидов, а после рождения экзогенный сурфактант может быть введен в виде аэрозоля.Тем не менее, смертность может достигать 40%, что демонстрирует, что даже у доношенного ребенка развитие дыхательной системы лишь в достаточной степени завершено.

У 4-недельного эмбриона человека зачатки дыхательной системы сначала видны как выпуклость, ларинготрахеальный зачаток , , на вентральной поверхности энтодермы пищеварительного тракта (
). По мере удлинения зачатка проксимальная часть формирует трахею, а дистальный конец раздваивается, образуя сначала два главных бронха, а затем более дистальные части бронхиального дерева, в конечном итоге формируя ограниченное количество альвеол.Таким образом, весь эпителий, выстилающий весь дыхательный тракт, происходит от энтодермы . Хрящ, мышцы и соединительная ткань, составляющие большую часть структуры легких, развиваются из эмбриональной мезодермы , которая становится связанной с ларинготрахеальным зачатком.

Вид сбоку 4-недельного эмбриона человека. Ларинготрахеальный зачаток начинает делиться, образуя два легких.

Легкое проходит пять перекрывающихся фаз развития:

• • псевдогландулярное
• • канальцевое
• • саккулярное
• • альвеолярное
• • созревание микрососудов.

В псевдогландулярной фазе , которая длится с пятой по 17-ю неделю, легкое напоминает примитивную составную железу, при этом становятся видимыми дыхательные пути вплоть до конечных бронхиол. С 16 по 26 неделю находится канальцевая стадия , при которой формируются дыхательные пути будущих респираторных областей. В то же время дыхательные пути проталкиваются через окружающую мезенхиму, собирая рукав капилляров, который образует локальную сеть, которая разрастается вместе с дыхательными путями.С 25 недели до рождения будущие альвеолярные протоки и альвеолярные мешочки образуются за счет роста и разветвления мешочков неправильной формы на концах предполагаемых респираторных бронхиол. Хотя формирование альвеол начинается уже на 36 неделе беременности, при рождении присутствует только 50 миллионов альвеол по сравнению с 300 миллионами во взрослом легком. Альвеолизация продолжается около 2 лет после рождения. Созревание микроциркуляторного русла легких происходит параллельно альвеолизации в течение первых 2 лет самостоятельной жизни.С этого момента части легких растут пропорционально друг другу и массе тела.

Резюме 3

• • В легких нет мышц, которые обеспечивают дыхание.
• • Вдохновение вызывается в основном опусканием диафрагмы, как поршень в шприце.
• • Выдох в значительной степени пассивный из-за эластичности легких, как при сдутии воздушного шара.
• • Активный выдох, как и при упражнении, задействует мышцы живота.

Кондиционер

Характеристики всех респираторных поверхностей не влияют на их физическую прочность (тонкие стенки, сосуды, влажность). Следовательно, наличие защиты дыхательной поверхности легких от повреждений воздухом или чем-либо в воздухе, что должно перемещаться по ней во время дыхания, является эволюционным преимуществом. Даже в самых благоприятных условиях воздух вокруг нас холодный и сухой по сравнению с респираторной поверхностью легких.

Корпус 2.1

Структура дыхательной системы: 3

Признаки и симптомы OSA

Часто первым, кто жалуется на OSA пациента, является его или ее супруга! ОАС неизменно ассоциируется с громким храпом, поскольку дыхательные пути сужаются, и это в сочетании с циклами обструкции и возбуждения может привести к очень плохому ночному сну для любого человека, находящегося в одной комнате с пациентом. К тому времени, когда пациент обращается за лечением, его супруга часто спит в одиночестве.

Основной симптом, на который жалуется пациент, — дневная сонливость. Поскольку их режим сна настолько нарушен циклами апноэ и возбуждения, эти пациенты очень устают и хотят спать в течение дня. Эта сонливость может начать влиять на работу и домашнюю жизнь пациента, поскольку его способность концентрироваться в течение длительных периодов времени начинает уменьшаться. В худшем случае у пациента может быть тенденция терять концентрацию или даже засыпать за рулем своего автомобиля — автомобильные аварии чаще встречаются у пациентов с СОАС.

Другие симптомы, на которые может жаловаться пациент, включают утренние головные боли и ночное потоотделение, а родственники могут заметить изменения личности. По причинам, которые до конца не изучены, пациенты часто жалуются на то, что им приходится вставать, чтобы помочиться ночью, иногда в нескольких случаях.

Лечение направлено на снижение частоты обструкции дыхательных путей. Пациенту рекомендуется сбросить вес и ограничить употребление алкоголя, особенно перед сном.

Самая эффективная форма лечения, которую опробовал г-н Синклер, — это назальное постоянное положительное давление в дыхательных путях (NCPAP).Пациент носит небольшую маску, закрепленную на носу на ночь. Маска образует герметичное уплотнение вокруг носа пациента. К маске прилагается постоянное положительное давление, создаваемое небольшим насосом. Это давление передается в верхние дыхательные пути и предотвращает их схлопывание.

Доступны и другие методы лечения. Одно время популярным хирургическим лечением состояния является увулопалатофарингопластика (UPPP). Эта операция включает удаление язычка и части мягкого неба.Он имеет лишь ограниченный шанс успеха и связан с осложнениями, включая заброс жидкости в нос во время питья. Поэтому сегодня это делается нечасто.

Тепло и вода

Поскольку градиенты температуры и водяного пара между слизистой оболочкой и вдыхаемым воздухом являются наибольшими в носу и верхних дыхательных путях, эти области несут большую часть нагрузки на кондиционирование воздуха. Однако это бремя ложится на нижние дыхательные пути. При носовом дыхании в состоянии покоя прохождение воздуха через нос занимает <0.1 с. В течение этого времени температура повышается (при комфортном воздухе в помещении) с 20 ° C до 31 ° C к тому времени, когда воздух покидает внутренние ноздри, и до 35 ° C к тому времени, когда он достигает середины трахеи. Увлажнение происходит так же быстро, вдыхаемый воздух приближается к насыщению к тому моменту, когда достигает глотки. Увлажнение вдыхаемого воздуха предъявляет тепловые требования к телу из-за высокой скрытой теплоты испарения воды. Для испарения воды и насыщения вдыхаемого воздуха используется в пять раз больше тепла, чем для его нагрева.Процесс кондиционирования - это метаболические «затраты», и до 40% этих затрат возмещается за счет выдыхаемого воздуха, который нагревает и увлажняет слизистую носа при выдохе. У пустынных животных, таких как верблюды и песчанки, в носу высокоразвитая система носовых раковин, которая улавливает больше тепла и воды, чем у нас.

Противоточный обмен тепла и воды в нашем носу хорошо демонстрируется в холодных условиях, когда слизистая оболочка носа намного холоднее, чем выдыхаемый воздух из глубоких слоев легких.В этих условиях достаточное количество воды может конденсироваться, образуя каплю на кончике носа. Это чисто естественное физическое явление, а не «простуда» или другое патологическое состояние.

В состоянии покоя большинство людей дышат через нос, хотя 15% населения обычно дышат ртом. Мы все прибегаем к ротовому дыханию во время тяжелых упражнений. Рот на удивление хорош в кондиционировании воздуха, и к тому времени, когда воздух достигает голосовой щели, условия становятся очень похожими, дышите ли вы через нос или через рот.Недостатком ротового дыхания является выдох, когда восстанавливается гораздо меньше тепла и воды. Все мы испытывали дискомфорт от сухости во рту, которая часто сопровождает заложенность носа при простуде.

Частицы и пары

Дыхательной системе угрожают многие частицы и пары химических веществ в воздухе. Верхние и проводящие дыхательные пути намного прочнее, чем респираторная поверхность, и они несут основную тяжесть защиты респираторной поверхности, отфильтровывая эти частицы и пары из вдыхаемого воздуха.

Частицы должны быть относительно небольшими, чтобы проникать в дыхательные пути на любую глубину, и именно их размер и форма определяют, где они приземляются. От того, где они приземлятся, зависит, как с ними будут поступать.

Аэрозоль представляет собой облако частиц или капель, которое в течение некоторого времени остается устойчивым и взвешенным в воздухе. Поскольку объем (и, следовательно, масса) капли зависит от куба ее диаметра, а площадь ее поверхности связана с квадратом ее диаметра, большие капли падают быстрее, чем более мелкие.Ливень падает на землю; туман остается взвешенным в течение некоторого времени (закон Стокса гласит, что конечная скорость падающего шара пропорциональна квадрату его радиуса). Ученые, интересующиеся поведением аэрозолей в легких, часто преобразуют вес и форму частиц в размер аэродинамически эквивалентных сфер. Средневзвешенный диаметр аэрозоля — это диаметр, около которого находится 50% общей массы частиц. Медианный массовый аэродинамический диаметр (MMAD) является произведением массового среднего диаметра и квадратного корня из плотности частиц.Используя эту систему, мы видим, как 95% частиц размером> 5 мм MMAD воздействуют на стенки носа и глотки, где они задерживаются липкой слизью. Это столкновение является результатом турбулентности и количества движения частиц, выбрасывающего их из воздушного потока, когда они быстро меняют направление. В нашем носу слизь, удерживающая пыль, переносится ресничками в глотку. Затем его проглатывают. У собак реснички бьют наружу, что способствует влажному носу здоровой собаки.Чуть более мелкие частицы (1–5 мм) выдерживают завихрения и турбулентность верхних дыхательных путей и удаляются путем осаждения в мелких дыхательных путях. Осаждение — это осаждение частиц под действием силы тяжести, и этот медленный процесс эффективен только в небольших дыхательных путях, потому что их диаметр настолько мал, что частицы могут упасть лишь незначительно. Какими бы маленькими они ни были, эти частицы слишком массивны, чтобы на них сильно влияло движение молекул газа вокруг них, которое представляет собой явление диффузии.Частицы, которые достигают стенки малых дыхательных путей, захватываются слизью и перемещаются по мукоцилиарному эскалатору со скоростью около 2 мм с ^-1 в глотку в значительных количествах для проглатывания. Слизистая пленка, улавливающая частицы, имеет толщину 5–10 мм и состоит из двух слоев. Внешний слой геля лежит на менее вязком слое, в котором реснички бьют по направлению ко рту с частотой около 20 Гц.

Самые маленькие частицы (<0,1 мм) осаждаются путем диффузии молекул газа , вызывающих броуновское движение.Частицы «толкаются» до тех пор, пока не ударяются о стенку небольшого дыхательного пути или альвеолы. В этой области частицы прилипают к стенкам за счет поверхностного натяжения, потому что нет выделения слизи. Они также находятся за концом ресничного эскалатора. В альвеолярной области амебоидные макрофаги (
) захватывают частицы и переносят их к эскалатору или переносят в кровь или лимфу. Когда количество пыли велико, макрофаги сбрасывают свою нагрузку вокруг дыхательных путей, бронхиол, и любой патологоанатом из угледобывающей зоны может увидеть черные «ореолы», образованные таким образом.Бактерии особенно восприимчивы к воздействию макрофагов, которые убивают их с помощью ферментов и свободных радикалов на основе кислорода (см. «Метаболическая активность», стр. 26) или переносят их из легких. Активность этих фагоцитарных клеток обеспечивает эффективную стерильность альвеолярной области легкого.

Свободные радикалы и протеазы, продуцируемые макрофагами для борьбы с инородным материалом, могут повредить само легкое; как эти опасные вещества нейтрализуются, описано ниже (Метаболическая активность, стр.36).

Влияние удара, осаждения и диффузии на частицы различного аэродинамического диаметра показано на
.

Отложение частиц в легких. Обратите внимание, что аэродинамический диаметр представляет собой логарифмическую шкалу и что есть точка диаметром около 0,5 мм, в которой осаждение минимально.

Большинство частиц с аэродинамическим диаметром 0,5 мм не оседают: они попадают с воздушным потоком в легкие и снова выходят обратно с выдохом. представляет случай при спокойном дыхании.Лечение болезни терапевтическими аэрозолями требует медленного глубокого дыхания для обеспечения глубокого проникновения и достаточного времени для распространения. Повышенная вентиляция во время упражнений увеличивает ударную нагрузку и опасность тяжелой работы в пыльной среде.

Частицы составляют лишь небольшую часть по весу загрязняющих веществ, которыми мы дышим (
).

Загрязнители воздуха и их источники. Обратите внимание на вклад автомобилей.

Многие газы и пары также представляют серьезную угрозу, усугубляемую злоупотреблением табаком.Оксиды серы и азота, углеводороды и химические вещества, образующиеся под действием солнечного света на эти вещества, вызывают воспаление дыхательных путей. Табачный дым вдыхает более 1000 вредных компонентов. Курение было определено не менее авторитетным лицом, чем король Англии Джеймс (Шотландия VI) I (1603–1625), как « обычай, отвратительный для глаз, ненавистный для носа, вредный для мозга и опасный для легких ». . Неудивительно, что он был известен как «самый мудрый дурак в христианском мире». Многие вредные вещества производятся двигателями внутреннего сгорания, но внедрение каталитических нейтрализаторов значительно снизило образование монооксида углерода, который оказывает особенно пагубное влияние на перенос кислорода кровью (см. Главу 8).

Метаболическая активность

Метаболизм тканей самого легкого ничем не примечателен, со скоростью метаболизма лишь немного выше, чем в среднем для всего тела. Хотя это основное внепеченочное место окисления смешанных функций системами цитохрома P450, грамм на грамм он гораздо менее активен, чем печень, и вовлечено гораздо меньше тканей. Таким образом, основная роль системы P450 в легких может заключаться в детоксикации вдыхаемых инородных веществ.Токсичные вещества, передающиеся с кровью, в значительной степени поглощаются или детоксифицируются в легких, причем основные вещества особенно хорошо обрабатываются. Эта защитная активность со стороны легких может быть «героической» до такой степени, что вызывает смертельное местное повреждение: например, накопление свободных радикалов , полученных из кислорода, (полезных в умеренных концентрациях для поражения бактерий) усиливается с помощью средства для уничтожения сорняков. паракват (Weedol или Gramoxone), доза 1,5 г которого может быть смертельной из-за его избирательного поглощения легкими.Хотя первоначальные клинические признаки отравления паракватом включают сильное изъязвление ротовой полости и пищевода, диарею и рвоту, обычно причиной смерти является диффузный фиброз легких, вызванный избытком свободных радикалов. Помимо свободных радикалов, необходимо нейтрализовать или удалить протеазы , особенно эластаза и трипсин, высвобождаемые фагоцитами в их обычных защитных функциях, после того как они выполнили свою функцию, иначе они атакуют само легкое.Любое из этих веществ, попавших в слизь мукоцилиарного эскалатора, выводится из легких. Кроме того, их активность прекращается путем конъюгации с α ₁ -антитрипсином в плазме. Важность этого механизма демонстрируется высокой частотой и серьезностью эмфиземы легких у людей, которым не хватает антитрипсина из-за генетического дефицита.

Метаболизм циркулирующих биологически активных веществ

Поскольку они находятся в последовательном соединении с системным кровообращением и получают весь сердечный выброс, легкие идеально расположены для быстрого контроля уровня веществ, циркулирующих в крови.Для этого они используют огромную площадь поверхности эндотелия (100 м ² ) для удаления или разложения веществ, действие которых необходимо быстро прекратить после того, как они выполнили свою функцию:

• • Норадреналин (норадреналин)
• • АТФ , ADP, AMP
• • Брадикинин
• • 5HT
• • Лейкотриены
• • PGE ₁ , PGE ₂ , PGF _{2 α} .

Вещества, которые в целом активны и поддерживают свое действие, проходят через легочную циркуляцию без изменений и включают:

• • Адреналин (адреналин)
• • Ангиотензин II
• • Дофамин
• • Гистамин
• • Сальбутамол
• • PGI ₂ , PGA ₂ .

Особый интерес, поскольку единственным примером активации переносимого с кровью вещества легкими является преобразование ангиотензина I в плазме в мощное сосудосуживающее вещество ангиотензин II с помощью ангиотензин-превращающего фермента (ACE). Хотя это не ограничивается легкими и обнаруживается в плазме и эндотелии, легочная сосудистая сеть, по-видимому, наиболее в изобилии снабжена этим ферментом, и 80% ангиотензина I плазмы превращается через легкие за один проход.АПФ также отвечает за удаление брадикинина легкими. Эндотелий легких также отвечает за тоническую продукцию NO.

Вазоактивные и бронхоактивные лейкотриены и простагландины , которые выделяются в кровоток при определенных условиях, метаболизируются из арахадоновой кислоты (очевидно, так называемой, потому что ее кристаллы выглядят как волосатые пауки) эндотелием легочных капилляров.

Помимо изменения крови, легкие также производят мукополисахаридов как часть производства бронхиальной слизи и выделяют иммуноглобулина (Ig) в дыхательные пути для защиты от инфекции.

Продукция сурфактанта пневмоцитами II типа обсуждается на с. 36.

Недыхательные функции

Фильтрация

Часто и обоснованно упоминается фильтрующая функция легких, защищающая уязвимое мозговое и коронарное кровообращение. Однако диаметр капилляров малого круга кровообращения (около 7 мм) нельзя рассматривать как общий размер пор фильтра. Многие исследования показали, что частицы диаметром до 400 мм могут проходить по малому кругу кровообращения.Эффективный размер фильтра частично зависит от уровня физической нагрузки, которую выполняет субъект, и может зависеть от нормально закрытых артерий, открывающихся для «шунтирования» крови через легкие. Частицы, фильтруемые легкими, включают агглютинированные белые и красные кровяные тельца, капли жира и капли околоплодных вод во время беременности. Опухолевые клетки могут скапливаться и расти в легких, но именно сгустки крови из большого круга кровообращения составляют основную фильтруемую нагрузку и мешают текучести крови.

Текучесть крови

Легкие не только улавливают тромбы, но и способствуют текучести крови, являясь богатейшим источником факторов, которые способствуют (тромбопластин) или ингибируют (гепарин) свертывание. Баланс между их эффектами поддерживает текучесть крови. Любые уже образовавшиеся тромбы разрушаются протеолитическим ферментом плазмин , активированным из его неактивного предшественника в плазме, факторами, обнаруженными в больших количествах в легочном эндотелии.

Емкость крови

Объем легочной крови у лежащего человека составляет около 500 мл.Этот объем можно уменьшить вдвое за счет увеличения давления в грудной клетке, например, форсированного выдоха через закрытую гортань. С другой стороны, объем крови в груди можно увеличить вдвое за счет принудительного вдоха. Это явление позволяет малому кругу кровообращения действовать как резервуар, например, в начале упражнения, когда выброс левого желудочка быстро увеличивается. Активность симпатической нервной системы может влиять на емкость системы, вызывая сокращение гладких мышц стенок кровеносных сосудов.

Охлаждение

Высокая скрытая теплота парообразования воды () делает ее испарение с поверхности дыхания полезным механизмом для охлаждения мелких пушистых животных. Этот механизм менее очевиден у людей, возможно, потому, что мы используем испарение из нашей особенно безволосой кожи. Однако остатки этого механизма можно увидеть, если вы слишком долго находитесь в очень горячей ванне или если у вас жар — вы заметите, что рефлекторно начинаете дышать через рот.

Поведение

Дыхание является уникальной среди основных функций организма в том смысле, что оно контролируется как добровольно, так и непроизвольно.Например, наши сердца и почки перекачивают и фильтруют нашу кровь, даже не осознавая этого. Однако мы не можем сознательно контролировать скорость их работы. Большую часть времени дыхание происходит неосознанно (за исключением тех несчастных людей, которые страдают от Проклятия Ондина, см. Стр. 135), но в одно мгновение мы можем контролировать свое дыхание, например, чтобы позволить нам говорить.

Наши дыхательные мышцы помогают другим системам тела многими не дыхательными путями. При поднятии тяжелого веса наше дыхание останавливается, мышцы груди сокращаются, и это образует жесткую клетку, против которой могут действовать мышцы рук.

Диафрагма и мышцы живота сокращаются одновременно, повышая внутрибрюшное давление во время рвоты, дефекации и родов. И наоборот, вдох отключается, когда вы глотаете пищу или напитки, чтобы предотвратить их вдыхание (вы заметили, что после каждого глотка следует выдох?).

Изменения в образе дыхания могут сигнализировать об эмоциях, дружеских или иных, и, прежде всего, мы используем нашу дыхательную систему для усиления речи и вокализации.

Резюме 4

• • Относительно крупные частицы оседают в носовой части в результате столкновения.
• • Более мелкие частицы оседают в дыхательных путях в результате осаждения.
• • Осажденные частицы удаляются в ротовую полость мукоцилиарным эскалатором.
• • Макрофаги работают с частицами, которые достигают альвеол.
• • Легочный круг кровообращения является важным фильтром крови, особенно сгустков крови.

Дополнительная литература

• Хорсфилд К. Морфометрия легких. В: Macklem P.T., Mead J., editors. Справочник по физиологии.Раздел 3, Дыхательная система. Том III Механика дыхания, Часть I. Американское физиологическое общество; Bethesda, MD: 1986. стр. 75. [Google Scholar]
• Мюррей Дж. Ф., второе изд. У. Б. Сондерс; Филадельфия: 1986. Нормальное легкое. [Google Scholar]
• Сильверман Э.С., Герритсен М.Э., Коллинз Т. Метаболическая функция легочного эндотелия. В: Crystal R.G., West J.B., Barnes P.J., Weibel E.R., редакторы. Легкое: научные основы. второе изд. Raven Press; Нью-Йорк: 1997. [Google Scholar]
• Weibel E.Р. Академик Пресс; Нью-Йорк: 1963. Морфометрия легкого человека. [Google Scholar]
• Weibel E.R. Дизайн и морфометрия легочного газообменника. В: Crystal R.G., West J.B., Barnes P.J., Weibel E.R., редакторы. Легкое: научные основы. второе изд. Raven Press; Нью-Йорк: 1997. [Google Scholar]
• Young B., Heath J.W. Черчилль Ливингстон; Эдинбург: 2000. Функциональная гистология Уитера: Атлас текста и цвета. [Google Scholar]

22.1 Органы и структуры дыхательной системы — анатомия и физиология

Основные функции дыхательной системы в первую очередь обеспечивают кислородом ткани тела для клеточного дыхания, удаление углекислого газа из отходов и помощь поддерживать кислотно-щелочной баланс.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 (рис. 22.1.1).

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

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 необходим для восприятия запахов, а эпителий бронхов, 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 вид носа состоит из поверхностных и скелетных структур, которые создают внешний вид носа и вносят свой вклад в его многочисленные функции (рисунок 22.1.2). Корень — это область носа, расположенная между бровями. Переносица — это часть носа, которая соединяет корень с остальной частью носа. dorsum nasi — длина носа. вершина — кончик носа. По обе стороны от верхушки ноздри образованы крылышками (сингулярное = ала). ala представляет собой хрящевую структуру, которая образует боковую сторону каждого naris (множественное число = ноздри) или отверстия ноздри. желобок — это вогнутая поверхность, которая соединяет верхушку носа с верхней губой.

Рисунок 22.1.2 — Нос: На этом рисунке показаны особенности внешнего носа (вверху) и скелетные особенности носа (внизу).

Под тонкой кожей носа находятся его скелетные элементы (см. Рисунок 22.1.2, 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 вершины носа; он окружает нарис.

Носовые ходы открываются в полость носа, которая разделена носовой перегородкой на левую и правую части (рис. 22.1.3). 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 тонкие сошковые 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.

Рисунок 22.1.3 Верхние дыхательные пути

Несколько костей, которые помогают формировать стенки носовой полости, имеют воздухосодержащие пространства, называемые придаточными пазухами носа, которые служат для нагрева и увлажнения поступающего воздуха. Пазухи выстланы слизистой оболочкой. Каждая придаточная пазуха 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, носовые ходы и придаточные пазухи выстланы респираторным эпителием , состоящим из псевдостратифицированного мерцательного столбчатого эпителия (Рисунок 22.1.4). 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, патрулирующие соединительную ткань глубоко в респираторном эпителии, обеспечивают дополнительную защиту.

Рисунок 22.1.4 — Псевдостратифицированный ресничный столбчатый эпителий: Дыхательный 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 проходит через слизистую оболочку носовых полостей (см. Рисунок 22.1.3). Глотка делится на три основных области: носоглотку, ротоглотку и гортань (рисунок 22.1.5).

Рисунок 22.1.5 — Отделы глотки: Глотка делится на три области: носоглотку, ротоглотку и гортань.

Носоглотка примыкает к раковине носовой полости и служит только как дыхательный путь. 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 простуда часто приводит 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. Лингвальная 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 находится ниже ротоглотки и кзади от 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 представляет собой хрящевую структуру, расположенную ниже гортани, которая соединяет глотку с трахеей и помогает регулировать объем воздуха, входящего и выходящего из легких (рис. 22.1.6). 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 «кадыка», который обычно более заметен 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.

Рисунок 22.1.6 — 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 22.1.3). В «закрытом» положении незакрепленный конец надгортанника упирается в голосовую щель.Голосовая щель состоит из вестибулярных складок, настоящих голосовых связок и пространства между этими складками (рис. 22.1.7). Вестибулярная складка , или ложная голосовая связка, является одним 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.

Рисунок 22.1.7 — Голосовые связки: Истинные 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 полости носа 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 22.1,8 а ). Трахея образована из 16-20 уложенных друг на друга С-образных кусочков гиалинового хряща, соединенных плотной соединительной тканью. Трахеальная мышца и эластичная соединительная ткань вместе образуют фиброэластичную 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.

Рисунок 22.1.8 — 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 правую и левую главные бронхи на киле. Эти бронхи также выстланы псевдостратифицированным мерцательным столбчатым эпителием, содержащим слизистые бокаловидные клетки (рис. 22.1.8 b ). Киль — это приподнятая структура, которая содержит специализированную нервную ткань, которая вызывает сильный кашель, если присутствует инородное тело, например 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 этих множественных 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.

А Бронхиола ответвляется 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.

В отличие от проводящей зоны, респираторная зона включает структуры, которые непосредственно участвуют в газообмене. Дыхательная зона начинается там, где концевые бронхиолы соединяются с респираторной бронхиолой , самым маленьким типом бронхиол (рис. 22.1.9), которая затем ведет к альвеолярному протоку, открывающемуся в группу альвеол.

Рисунок 22.1.9 — Дыхательная зона: Бронхиолы ведут к альвеолярным мешочкам в респираторной зоне, где происходит газообмен.

Альвеолы ​​

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

Альвеолярный мешок представляет собой группу из 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 легком (рис. 22.1.10).

Рисунок 22.1.10 — Структуры респираторной зоны: (a) Альвеола отвечает за газообмен. (b) Микрофотография показывает альвеолярные структуры в легочной ткани. LM × 178. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Университета Мичигана © 2012)

Альвеолярная стенка состоит из трех основных типов клеток: альвеолярных клеток I типа, альвеолярных клеток II типа и альвеолярных макрофагов.Альвеолярная клетка типа I представляет собой плоскоклеточную эпителиальную клетку альвеол, которые составляют до 97 процентов площади альвеолярной поверхности. Эти ячейки имеют толщину около 25 нм и очень проницаемы для газов. Альвеолярная клетка типа II вкрапленна между клетками типа I и секретирует 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 мм. Дыхательная мембрана позволяет газам проходить через простую диффузию, позволяя кислороду забираться кровью для транспортировки и высвобождаться CO ₂ в воздух альвеол.

Заболевания… Дыхательной системы: 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 22.1.11). Клетки иммунной системы, такие как эозинофилы и мононуклеарные клетки, также могут быть вовлечены в инфильтрацию 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, перемены погоды, плесень, табачный дым и респираторные инфекции, или физическими упражнениями и стрессом.

Рисунок 22.1.11 — Нормальные ткани и ткани при бронхиальной астме: (a) Нормальная легочная ткань не имеет характеристик легочной ткани во время (b) приступа астмы, что включает утолщение слизистой оболочки, повышенное количество 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 (синюшность) губ или лица, спутанности сознания, сонливости, учащенного пульса, потоотделения и сильного беспокойства.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 лицам, испытывающим трудности с использованием ингалятора, лекарства от астмы можно вводить через небулайзер.

Во многих случаях основная причина состояния неизвестна.Однако недавние исследования показали, что определенные 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. .

Внешний веб-сайт

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?

Легкие (анатомия человека): изображение, функция, определение, условия

Источник изображения

© 2014 WebMD, LLC.Все права защищены.

Легкие — это пара губчатых, наполненных воздухом органов, расположенных по обе стороны грудной клетки (грудной клетки). Трахея (дыхательное горло) проводит вдыхаемый воздух в легкие через свои трубчатые ветви, называемые бронхами. Затем бронхи делятся на более мелкие и мелкие ветви (бронхиолы), в конечном итоге становясь микроскопическими.

Бронхиолы в конечном итоге заканчиваются скоплениями микроскопических воздушных мешочков, называемых альвеолами. В альвеолах кислород из воздуха всасывается в кровь. Углекислый газ, продукт метаболизма, перемещается из крови в альвеолы, откуда может выдыхаться.Между альвеолами находится тонкий слой клеток, называемый интерстицией, который содержит кровеносные сосуды и клетки, которые помогают поддерживать альвеолы.

Легкие покрыты тонким тканевым слоем, называемым плеврой. Такая же тонкая ткань покрывает внутреннюю часть грудной полости, также называемую плеврой. Тонкий слой жидкости действует как смазка, позволяя легким плавно скользить, поскольку они расширяются и сжимаются с каждым вдохом.

Заболевания легких

• Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ): повреждение легких приводит к затруднению выдоха воздуха, вызывая одышку.Курение на сегодняшний день является наиболее частой причиной ХОБЛ.
  • Эмфизема: форма ХОБЛ, обычно вызываемая курением. Хрупкие стенки между воздушными мешочками легких (альвеолами) повреждаются, задерживая воздух в легких и затрудняя дыхание.
  • Хронический бронхит: повторяющиеся частые приступы продуктивного кашля, обычно вызванные курением. При этой форме ХОБЛ затрудняется дыхание.
• Пневмония: инфекция одного или обоих легких. Бактерии, особенно Streptococcus pneumoniae , являются наиболее частой причиной, но пневмония также может быть вызвана вирусом.
• Астма: дыхательные пути легких (бронхи) воспаляются и могут спазмировать, вызывая одышку и хрипы. Аллергия, вирусные инфекции или загрязнение воздуха часто вызывают симптомы астмы.
• Острый бронхит: инфекция крупных дыхательных путей легких (бронхов), обычно вызываемая вирусом. Кашель — главный симптом острого бронхита.
• Легочный фиброз: форма интерстициального заболевания легких. Интерстиций (стенки между воздушными мешочками) покрываются рубцами, что делает легкие жесткими и вызывает одышку.
• Саркоидоз: крошечные области воспаления могут поражать все органы тела, в основном легкие. Симптомы обычно легкие; саркоидоз обычно обнаруживается, когда рентген проводится по другим причинам.
• Ожирение Синдром гиповентиляции: лишний вес затрудняет расширение грудной клетки при дыхании. Это может привести к хроническим проблемам с дыханием.
• Плевральный выпот: жидкость скапливается в обычно крошечном пространстве между легким и внутренней стороной грудной стенки (плевральная полость).Большой плевральный выпот может вызвать проблемы с дыханием.
• Плеврит: воспаление слизистой оболочки легкого (плевры), которое часто вызывает боль при вдохе. Аутоиммунные состояния, инфекции или тромбоэмболия легочной артерии могут вызывать плеврит.
• Бронхоэктазия: дыхательные пути (бронхи) воспаляются и аномально расширяются, обычно после повторных инфекций. Кашель с большим количеством слизи — главный симптом бронхоэктазов.
• Лимфангиолейомиоматоз (ЛАМ): редкое заболевание, при котором кисты образуются в легких, вызывая проблемы с дыханием, похожие на эмфизему.ЛАМ встречается почти исключительно у женщин детородного возраста.
• Муковисцидоз: генетическое заболевание, при котором слизь плохо выводится из дыхательных путей. Избыток слизи вызывает повторяющиеся эпизоды бронхита и пневмонии на протяжении всей жизни.
• Интерстициальное заболевание легких: совокупность состояний, при которых поражается интерстиций (подкладка между воздушными мешочками). Если невозможно остановить процесс, в конечном итоге возникает фиброз (рубцевание) интерстиция.
• Рак легкого: Рак может поражать практически любую часть легкого.В большинстве случаев причиной рака легких является курение.
• Туберкулез: медленно прогрессирующая пневмония, вызываемая бактериями Mycobacterium tuberculosis. Хронический кашель, лихорадка, потеря веса и ночная потливость — частые симптомы туберкулеза.
• Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС): тяжелое внезапное повреждение легких, вызванное серьезным заболеванием. Чтобы выжить, пока не восстановятся легкие, обычно требуется жизнеобеспечение с механической вентиляцией легких.
• Кокцидиоидомикоз: пневмония, вызываемая Coccidioides, грибком, обнаруженным в почве на юго-западе США.S. Большинство людей не испытывают никаких симптомов или заболевают гриппом с полным выздоровлением.
• Гистоплазмоз: инфекция, вызванная вдыханием Histoplasma capsulatum, грибка, обнаруженного в почве в восточной и центральной частях США. Большинство пневмоний Histoplasma имеют легкую форму, вызывающую лишь кратковременный кашель и симптомы гриппа.
• Гиперчувствительный пневмонит (аллергический альвеолит): Вдыхаемая пыль и другие вещества вызывают аллергическую реакцию в легких. Обычно это происходит у фермеров или других лиц, работающих с засохшим пыльным растительным материалом.
• Грипп (грипп): инфекция, вызванная одним или несколькими вирусами гриппа, вызывает жар, боли в теле и кашель, продолжающийся неделю или более. Грипп может прогрессировать до опасной для жизни пневмонии, особенно у пожилых людей с проблемами со здоровьем.
• Мезотелиома: редкая форма рака, которая образуется из клеток, выстилающих различные органы тела, из которых наиболее распространены легкие. Мезотелиома имеет тенденцию появляться через несколько десятилетий после воздействия асбеста.
• Коклюш (коклюш): очень заразная инфекция дыхательных путей (бронхов) Bordetella pertussis, вызывающая стойкий кашель.Бустерная вакцина (Tdap) рекомендуется подросткам и взрослым для предотвращения коклюша.
• Легочная гипертензия: многие состояния могут привести к повышению артериального давления в артериях, ведущих от сердца к легким. Если причину установить невозможно, состояние называется идиопатической легочной артериальной гипертензией.
• Тромбоэмболия легочной артерии: сгусток крови (обычно из вены на ноге) может оторваться и попасть в сердце, которое перекачивает сгусток (эмбол) в легкие. Внезапная одышка — самый частый симптом тромбоэмболии легочной артерии.
• Тяжелый острый респираторный синдром (SARS): тяжелая пневмония, вызванная особым вирусом, впервые обнаруженным в Азии в 2002 году. Похоже, что всемирные меры профилактики позволили контролировать SARS, который не привел к смерти в США.
• SARS-CoV-2 / COVID-19: Коронавирус, который привел к всемирной пандемии, начавшейся в 2019 году, может привести к пневмонии, которая поражает оба легких, наполняя их жидкостью и затрудняя дыхание. COVID-19 может привести к долгосрочному повреждению легких и другим респираторным заболеваниям, таким как острый респираторный дистресс-синдром.
• Пневмоторакс: Воздух в грудной клетке; это происходит, когда воздух ненормально попадает в область вокруг легкого (плевральную полость). Пневмоторакс может быть вызван травмой или спонтанно.

Структура и функция дыхательной системы — Дыхательная система — AQA — GCSE Physical Education Revision — AQA

Прохождение воздуха в легкие

1. Воздух входит в тело и нагревается при прохождении через рот и нос.
2. Затем он попадает в трахею.
3. Трахея делится на два бронха. По одному бронху входит в каждое легкое.
4. Каждый бронх разветвляется на более мелкие трубки, называемые бронхиолами. Через эти бронхиолы проходит воздух.
5. В конце бронхиол воздух входит в одну из многих миллионов альвеол, где происходит газообмен.

Дыхание

Дыхание — это термин, обозначающий процесс втягивания воздуха в легкие и из них.

Процесс вдоха и выдоха

Две важные структуры для дыхания — это диафрагма и межреберные мышцы .

Диафрагма — это мышечный лист, отделяющий грудную (или грудную) полость от остальной части тела.

Межреберные мышцы находятся между ребрами и контролируют движение ребер.

Вдох (вдох)

Диафрагма сжимается и движется вниз. Межреберные мышцы сокращаются и перемещают ребра вверх и наружу. Это увеличивает размер грудной клетки и снижает давление воздуха внутри нее, в результате чего воздух попадает в легкие.

Когда начинается упражнение, вдохновение может поддерживаться грудными мышцами и грудинно-ключично-сосцевидной мышцами, которые помогают поднимать и выдвигать ребра еще дальше.

Выдох (выдох)

Диафрагма расслабляется и возвращается к своей куполообразной форме. Межреберные мышцы расслабляются, поэтому ребра двигаются внутрь и вниз под собственным весом. Это уменьшает размер грудной клетки и увеличивает давление воздуха в груди, поэтому воздух вытесняется из легких.

Во время тренировки этот пассивный процесс расслабления активизируется, поскольку мышцы живота еще сильнее тянут ребра вниз и внутрь.

Газообмен

Газообмен происходит в альвеолах легких и происходит путем диффузии.Альвеолы ​​окружены капиллярами, поэтому кислород и углекислый газ диффундируют между воздухом в альвеолах и кровью в капиллярах.

Диффузия — это движение газа из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.

Высокая концентрация кислорода в альвеолах и низкая концентрация кислорода в крови, поэтому кислород диффундирует из альвеол в кровь.

В крови высокая концентрация углекислого газа и низкая концентрация в альвеолах, поэтому диоксид углерода диффундирует из крови в альвеолы.

И кислород, и углекислый газ способны соединяться с богатым железом белком крови, называемым гемоглобином. Гемоглобин переносит кислород для обмена в работающих мышцах и углекислый газ для обмена в легких.

Когда кровь движется через капилляры в альвеолах, кислород диффундирует в нее, а углекислый газ выходит из нее.

Капилляры окружают альвеолы ​​в легких. И капилляры, и стенки альвеол очень тонкие — всего в одну клетку. Они сделаны из полупроницаемых мембран, которые пропускают через них кислород и углекислый газ.

Вопрос

Опишите процесс газообмена в мышцах.

Показать ответ

В мышцах наблюдается высокая концентрация углекислого газа, а в кровотоке — высокая концентрация кислорода.

Кислород диффундирует из кровотока в мышцы, а углекислый газ из мышц проникает в кровь.

Дыхательная система: структура и функции

Функция

• поставляет кислород в клетки и удаляет углекислый газ
• защищает организм от вторжения микроорганизмов
• контролирует pH крови в организме

Компоненты:

Вентиляция (дыхание)> вдох и выдох; принять кислород и избавиться от углекислого газа

Внешнее дыхание > газообмен между альвеолами и кровью

Внутреннее дыхание > газообмен между кровью и клетками тканей

913 соединительная ткань

из бронхов — большие бронхиолы выделяют слизь и выстланы ресничками

Дыхательная мембрана

• стенка альвеол и стенки капилляров объединяются, образуя дыхательную мембрану
• газообмен происходит через дыхательную мембрану

газообмен

• обмен газов (O ₂ и CO ₂ ) между альвеолами и кровью происходит простым диффузия
• диффузия требует градиента концентрации
• поверхность альвеол должна быть влажной, чтобы могла происходить диффузия

Если мы помогли вам, пожалуйста, помогите нам исправить его улыбку своими старыми эссе…это занимает секунды!

-Мы ищем предыдущие эссе, лабораторные работы и задания, которые вы выполнили!

— Мы их рассмотрим и разместим на нашем сайте.
— Доходы от рекламы используются для поддержки детей в развивающихся странах.
— Мы помогаем оплачивать операции по восстановлению расщелины неба через операцию «Улыбка и поезд улыбки».

Автор: Уильям Андерсон (редакционная группа Schoolworkhelper)

https://schoolworkhelper.net/

Репетитор и писатель-фрилансер. Учитель естественных наук и любитель сочинений.Последняя редакция статьи: 2020 | Институт Св. Розмарина © 2010-2021 | Creative Commons 4.0

Структура и функция дыхательных путей у собак

Ниже представлена ​​информация о структуре и функциях дыхательной системы собак. Мы расскажем вам об общем строении дыхательной системы, о том, как работают легкие у собак, о распространенных заболеваниях, влияющих на дыхательную систему, и об общих диагностических тестах, проводимых для оценки легких и дыхательных путей собак.

Что такое дыхательная система?

Дыхательная система человека, собак и других домашних животных — это совокупность трактов и органов, отвечающих за дыхание, без которых жизнь была бы невозможна.Дыхание — это термин, используемый для описания дыхания. Он включает вдыхание воздуха и потребление кислорода, а также выдыхание отработанных газов, таких как углекислый газ, из легких.

Помимо дыхания, дыхательные пути выполняют другие важные функции, такие как увлажнение и нагревание воздуха перед его поступлением в организм, улавливание и вытеснение посторонних веществ, облегчение обоняния и воспроизведение голосовых звуков (например, лая). , рычание). Дыхательная система состоит из носовых ходов, задней части рта (носоглотки), голосового аппарата (гортани), дыхательного горла (трахеи), нижних дыхательных путей и легких.

Где находятся дыхательные пути у собак?

Дыхательные пути — большая непрерывная система, состоящая из нескольких структур. Дыхательная система начинается у ноздрей, включает несколько структур головы, продолжается вниз по шее и заканчивается у легких, лежащих в грудной полости.

Какова общая структура дыхательных путей собак?

Дыхательные пути — очень разнообразная по строению система.

Каковы функции дыхательных путей?

Какие самые распространенные заболевания дыхательных путей у собак?

Есть много первичных заболеваний, поражающих дыхательные пути.Вообще говоря, кашель, чихание и / или затрудненное дыхание являются наиболее распространенными признаками респираторных заболеваний.

Какие типы диагностических тестов используются для оценки дыхательных путей?

В зависимости от истории болезни и клинических признаков могут быть показаны следующие тесты, которые помогут поставить диагноз и разработать надлежащий протокол лечения.

Биология, Строение и функции животных, Дыхательная система, Системы газообмена

У млекопитающих вентиляция легких осуществляется путем вдыхания (дыхания). Во время вдоха воздух поступает в тело через носовую полость , расположенную внутри носа (рисунок).По мере прохождения воздуха через носовую полость он нагревается до температуры тела и увлажняется. Дыхательные пути покрыты слизью, защищающей ткани от прямого контакта с воздухом. Слизь с высоким содержанием воды. Когда воздух проходит через эти поверхности слизистых оболочек, он впитывает воду. Эти процессы помогают уравновесить воздух в соответствии с условиями тела, уменьшая любой ущерб, который может причинить холодный сухой воздух. Твердые частицы, которые плавают в воздухе, удаляются через носовые ходы через слизь и реснички.Процессы нагревания, увлажнения и удаления частиц являются важными защитными механизмами, предотвращающими повреждение трахеи и легких. Таким образом, вдыхание служит нескольким целям в дополнение к доставке кислорода в дыхательную систему.

Art Connection

Воздух попадает в дыхательную систему через носовую полость и глотку, а затем проходит через трахею в бронхи, которые переносят воздух в легкие. (кредит: модификация работы NCI)

Какое из следующих утверждений о дыхательной системе млекопитающих является ложным?

1. Когда мы вдыхаем, воздух проходит от глотки к трахее.
2. Бронхиолы разветвляются на бронхи.
3. Альвеолярные протоки соединяются с альвеолярными мешочками.
4. Газообмен между легкими и кровью происходит в альвеолах.

Из носовой полости воздух проходит через глотку (горло) и гортань (голосовой ящик), попадая в трахею (рисунок). Основная функция трахеи — направлять вдыхаемый воздух в легкие, а выдыхаемый — обратно из тела.Трахея человека представляет собой цилиндр длиной от 10 до 12 см и диаметром 2 см, который находится перед пищеводом и простирается от гортани в грудную полость, где он разделяется на два основных бронха в средней части грудной клетки. Он состоит из неполных колец гиалинового хряща и гладкой мускулатуры (рисунок). Трахея выстлана слизистыми бокаловидными клетками и мерцательным эпителием. Реснички продвигают инородные частицы, попавшие в слизь, к глотке. Хрящ обеспечивает силу и поддержку трахеи, чтобы проход оставался открытым.Гладкая мышца может сокращаться, уменьшая диаметр трахеи, в результате чего выдыхаемый воздух с огромной силой устремляется вверх из легких. Форсированный выдох помогает избавиться от слизи при кашле. Гладкие мышцы могут сокращаться или расслабляться в зависимости от стимулов внешней среды или нервной системы организма.

Трахея и бронхи состоят из неполных хрящевых колец. (кредит: модификация работы Gray’s Anatomy)

Легкие: бронхи и альвеолы ​​

Конец трахеи раздваивается (разделяется) на правое и левое легкие.Легкие не идентичны. Правое легкое больше и содержит три доли, тогда как левое легкое меньшего размера содержит две доли (рисунок). Мышечная диафрагма , облегчающая дыхание, находится ниже (ниже) легких и отмечает конец грудной полости.

В легких трахея разветвляется на правый и левый бронхи. Правое легкое состоит из трех долей и больше. Для размещения сердца левое легкое меньше и имеет только две доли.

В легких воздух попадает в все меньшие и меньшие проходы, или бронхи .Воздух поступает в легкие через два основных (главных) бронха (единственное число: бронх). Каждый бронх делится на вторичные бронхи, а затем на третичные бронхи, которые, в свою очередь, делятся, образуя все меньшие и меньшие диаметры бронхиолы по мере того, как они разделяются и распространяются по легкому. Как и трахея, бронхи состоят из хряща и гладких мышц. В бронхиолах хрящ заменяется эластичными волокнами. Бронхи иннервируются нервами как парасимпатической, так и симпатической нервной системы, которые контролируют сокращение мышц (парасимпатическая) или расслабление (симпатическая) в бронхах и бронхиолах, в зависимости от сигналов нервной системы.У человека бронхиолы диаметром менее 0,5 мм — это респираторные бронхиолы . У них нет хрящей, и поэтому они полагаются на вдыхаемый воздух, чтобы поддерживать их форму. По мере уменьшения диаметра проходов относительное количество гладких мышц увеличивается.

Концевые бронхиолы подразделяются на микроскопические ветви, называемые респираторными бронхиолами. Дыхательные бронхиолы подразделяются на несколько альвеолярных протоков. Многочисленные альвеолы ​​и альвеолярные мешки окружают альвеолярные протоки.Альвеолярные мешочки напоминают грозди винограда, привязанные к концам бронхиол (рисунок). В ацинарной области к концу каждой бронхиолы прикреплены альвеолярных протока, . В конце каждого протока находится примерно 100 альвеолярных мешочков , каждый из которых содержит от 20 до 30 альвеол , имеющих диаметр от 200 до 300 микрон. Газообмен происходит только в альвеолах. Альвеолы ​​состоят из тонкостенных паренхимных клеток, обычно толщиной в одну клетку, которые выглядят как крошечные пузырьки внутри мешочков.Альвеолы ​​находятся в непосредственном контакте с капиллярами (толщиной в одну клетку) кровеносной системы. Такой тесный контакт обеспечивает диффузию кислорода из альвеол в кровь и распределение по клеткам тела. Кроме того, углекислый газ, который вырабатывается клетками в качестве отходов жизнедеятельности, будет диффундировать из крови в альвеолы ​​для выдоха. Анатомическое расположение капилляров и альвеол подчеркивает структурную и функциональную взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем.Поскольку в каждом альвеолярном мешочке так много альвеол (~ 300 миллионов на легкое) и так много мешочков в конце каждого альвеолярного протока, легкие имеют губчатую консистенцию. Эта организация производит очень большую площадь поверхности, доступную для газообмена. Площадь поверхности альвеол в легких составляет примерно 75 м 2 ² . Эта большая площадь поверхности в сочетании с тонкостенными альвеолярными паренхиматозными клетками позволяет газам легко диффундировать по клеткам.

Терминальные бронхиолы связаны респираторными бронхиолами с альвеолярными протоками и альвеолярными мешочками.