ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА

Вдох вызывается сокращением дыхательных мышц — наружных межреберных и диафрагмы, при этом грудная клетка поднимается, диафрагма уплощается.

При выдохе наружные межреберные мышцы расслабляются, и грудная клетка опускается. Органы брюшной полости давят на диафрагму, она приподнимается, объем грудной полости уменьшается.

При глубоком выдохе сокращаются внутренние межреберные мышцы и мышцы живота.
Различают два типа дыхания – у юношей преобладает брюшной тип дыхания – за счет диафрагмы, у девушек – грудной тип дыхания, за счет мышц грудной клетки.

Объем воздуха, который человек может выдохнуть после спокойного выдоха, называется резервным.

В дыхательных путях всегда остается остаточный объем, объем воздуха, который человек не может выдохнуть (около 1000 см3).

Дыхательное мертвое пространство — объем дыхательных путей, в котором не происходит газообмена (около 150 см3).

Измеряется жизненная емкость легких с помощью спирометра.

Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 4?

Во время вдоха поступающий в легкие воздух смешивается с воздухом, уже находившимся в дыхательных путях после выдоха, т.к. даже альвеолы полностью не спадаются при выдохе.


Содержание газов во вдыхаемом, и выдыхаемом воздухе (в %).

Почему в составе альвеолярного воздуха кислорода меньше, чем в выдыхаемом?
При выдохе альвеолярный воздух смешивается с воздухом мертвого пространства, и процентное соотношение кислорода становится больше.

Почему в составе альвеолярного воздуха углекислого газа больше, чем в выдыхаемом воздухе?
При выдохе альвеолярный воздух смешивается с воздухом мертвого пространства, и процентное соотношение углекислого газа становится меньше.

Газообмен в легких и тканях подчиняется законам движения газов в соответствии с их парциальным давлением.
Парциальное давление — давление газа, которое приходится на его долю от общего давления смеси газов.
Так, если атмосферное давление 760 мм рт. ст. и в атмосферном воздухе содержится 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа и 79,03% азота, то легко рассчитать парциальное давление каждого газа в отдельности.
100% смеси газов — 760 мм рт. ст.
20,94% кислорода — х

В альвеолах парциальное давление кислорода 102 мм рт. ст., в венозной крови — 40 мм рт. ст., кислород переходит из альвеолярного воздуха в кровь.
Парциальное давление углекислого газа выше в венозной крови (47 мм рт. ст.), чем в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст.) и он диффундирует в альвеолы.

Кислород в крови находится в растворенном состоянии (менее 1%), и в соединении с Hb (99%) в форме оксигемоглобина Hb(О2)4.
Около 10% углекислого газа транспортируется в форме карбгемоглобина НbСО2; 5% транспортируется плазмой крови в растворенном состоянии; большая часть растворяется в воде и образует Н2СО3, которая реагирует с солями К+ и Na+, превращаясь в гидрокарбонаты.

В составе КНСО3 эритроцитов (меньшая часть) и NaНСО3 плазмы (большая часть) углекислый газ транспортируется к легким.

Жизненная ёмкость легких

Максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после самого глубокого вдоха зависит от степени развития грудной клетки, пола, возраста.
Нормы:
у мужчин: 3500 – 4800 мл
у женщин: 3000 – 3500 мл
у тренированных людей: 6000 – 7000 мл

ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ, ДВА ЭТАПА:

А) ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЁГКИХ;

Б) ГАЗООБМЕН В ЛЁГКИХ;

2. ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ;

3. ГАЗООБМЕН МЕЖДУ КРОВЬЮ И ТКАНЯМИ;

4. ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ.

ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЁГКИХ происходит в результате периодических изменений объема грудной клетки. Основные дыхательные (инспираторные) мышцы ‑ диафрагма, наружные косые межрёберные и межхрящевые (поперечнополосатые).

Спокойный вдох начинается смещением вниз верхней части диафрагмы; при этом объём грудной полости увеличивается в вертикальном направлении. Сокращение наружных межрёберных и межхрящевых мышц увеличивает объем грудной полости в сагиттальном и фронтальном направлениях.
При глубоком вдохе участвуют вспомогательные мышцы шеи, груди, спины.

Спокойный выдох происходит пассивно. Обеспечивают спокойный выдох:
масса грудной клетки, которая возвращается к исходному состоянию под действием силы тяжести;
эластическая тяга легких и скрученных во время вдоха реберных хрящей;
давление органов брюшной полости.
В результате воздух в альвеолах сжимается, его давление становится выше атмосферного, и он выходит наружу.
В активном выдохе участвуют внутренние межреберные мышцы и мышцы живота.

При попадании в плевральную полость воздуха легкие сжимаются и газообмен прекращается – наступает пневмоторакс.

1) Продолговатый мозг: включает отдел вдоха (инспираторный) и отдел выдоха (экспираторный).
2) Варолиев мост: включает центр пневмотаксиса, который переключает фазы вдоха и выдоха, и апнейстический центр, который увеличивает глубину дыхательных движений.
3) Спинной мозг получает импульсы от продолговатого, которые идут к диафрагме и межрёберным мышцам.
4) Гипоталамус регулирует дыхание при физической работе; осуществляет связь дыхания с обменом веществ и терморегуляцией в организме.
5) Лимбическая система связывает дыхание с вегетативной регуляцией органов и с эмоциями.
6) Кора больших полушарий регулирует дыхание во время разговора, дублирует автоматию дыхательного центра.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР

В дыхательной системе 4 типа рецепторов:
а) Рецепторы верхних дыхательных путей расположены в носу, гортани, носоглотке и трахее. Реагируют на механические и химические стимулы, вызывая кашель, чихание и бронхоспазм.
б) Ирритантные рецепторы в слизистой гортани, трахеи и бронхов реагируют на пыль, дым, холодный воздух, пары химических веществ. В результате сужаются бронхи, голосовая щель, сосуды кожи и мышц и возникает частое поверхностное дыхание.
в) Рецепторы растяжения – механорецепторы - расположены в гладких мышцах трахеи и бронхов. Они реагируют на растяжение легких. С них возникает тормозящий рефлекс Геринга-Брейера: прекращается вдох и начинается выдох.
г) Юкстакапиллярные рецепторы находятся в капиллярах и интерстиции альвеол и дыхательных бронхов. Они реагируют на застой крови в капиллярах и увеличение жидкости в межклеточном пространстве лёгких, вызывая одышку.

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ. РЕФЛЕКТОРНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Нервная регуляция

Газообмен зависит от трех параметров арт. крови: РО2, рН и РСО2 . Стимулируют лёгочную вентиляцию гипоксемия (снижение РО2), ацидоз (снижение рН) и гиперкапния (повышение РСО2).
Влияние этих параметров опосредуется хеморецепторами:
1) Периферические хеморецепторы: аортальные тельца (в дуге аорты) и каротидные тельца (в каротидном синусе).
Эти рецепторы особенно чувствительны при гипоксии.
При гипоксии, которой предшествует гипоксемия, ацидозе и гиперкапнии импульсы от каротидных телец поступают по н. Геринга (IX, языкоглоточный), а от аортальных телец по н. Циона-Людвига (X, блуждающий) в дыхательный отдел продолговатого мозга. Это приводит к увеличению вентиляции легких.
2) Центральные хеморецепторы располагаются в продолговатом мозге и мосте и очень чувствительны к изменению рН. При снижении рН резко усиливается дыхание. Они реагируют и на изменение РСО2, но позже, чем периферические хеморецепторы.

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ. ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Гуморальная регуляция

МЕХАНИЗМ ЧЕРЕДОВАНИЯ ВДОХА И ВЫДОХА

Механизм вдоха

межрёберные мышцы и диафрагма сокращаются

рёбра поднимаются, диафрагма опускается

объём грудной полости увеличивается

объём лёгких увеличивается

воздух засасывается в лёгкие

происходит вдох

Гигиена дыхания

физические упражнения
правильная осанка
проветривание помещений
закаливание организма
прогулки на открытом воздухе
очищение воздуха от пыли и болезнетворных организмов