Система дихання людини

Система дихання людини

Система дихання людини

Диханням називається сукупність процесів, що забезпечують обмін кисню і двоокису вуглецю між організмом і зовнішнім середовищем. Ці процеси йдуть в наступній послідовності:

1. газообмін між легкими і зовнішнім середовищем — легенева вентиляція, або зовнішнє дихання;

2. газообмін між альвеолами і кров’ю — легенева подих;

3. газообмін між кров’ю і тканинами — тканинне або клітинне дихання;

4. транспорт газів кров’ю.

Дихальна система являє собою сукупність органів, що виконують возхдухопроводящую і газообменную функції. У неї входять

· Верхні дихальні шляхи — порожнина носа, носова і ротова частина глотки;

· Нижні дихальні шляхи — гортань, трахея і бронхи;

· Легкі — парний орган.

Повітроносні шляхи з внутрішньої сторони покриті миготливим епітелієм, війки якого нахилені в бік вдихуваного повітря. Крім цього епітелій має густу кровоносну мережу. В результаті повітря в дихальних шляхах зволожується, очищається і зігрівається.

Механізм вдиху і видиху

При акті вдиху відбувається скорочення дихальних міжреберних м’язів, підводять ребра, одночасно скорочуються м’язи діафрагми, купол її, спрямований у бік грудної порожнини, опускається, органи черевної порожнини відсуваються вниз — відбувається збільшення обсягу грудної клітини. Збільшення обсягу грудної клітини призводить до збільшення обсягу легень, які атмосферним тиском притискаються до стінки грудної клітки. Збільшення обсягу легень призводить до зменшення тиску в їх порожнини і тому зовнішній атмосферне повітря в силу різниці тиску надходить в них.

При акті видиху настає розслаблення міжреберних м’язів (ребра опускаються) і м’язів діафрагми (купол діафрагми підводиться і тисне на органи грудної порожнини, зокрема здавлює легені). В результаті цього об’єм грудної клітки зменшується, відповідно зменшується і об’єм легенів, тиск в порожнині легенів стає вище атмосферного і тому повітря виштовхується з легких назовні через дихальні шляхи.

При спокійному диханні акт видиху є пасивним процесом.

Легеневі обсяги і ємності

При спокійному диханні людина вдихає і видихає 500 мл повітря. Ця кількість повітря називається дихальним обсягом (ДО). При глибокому вдиху в легені надходить ще 1500 — 2500 мл повітря. Це резервний об’єм вдиху (РВВС). При рівномірному диханні після спокійного вдиху людина може видихнути ще 1000-1500 мл повітря.

Це резервний обсяг видиху (РОвид).

Кількість повітря, що складається з дихального об’єму, резервного обсягу вдиху і резервного обсягу видиху називається життєвою ємністю легень (ДО + РВВС + РОвид = ЖЕЛ). ЖЕЛ дорослого людини не спортсмена становить 3,5-5 літрів. У тренованих людей ЖЕЛ може досягати 7000-7500 мл.

У жінок ЖЕЛ менше, ніж у чоловіків.

Після того як людина видихне, а потім зробить ще глибокий видих, в його легенях залишиться 1000-1500 мл повітря. Це залишковий об’єм (ОО).

Протягом 1 хвилини людина вдихає і видихає 5-9 л. Це хвилинний об’єм дихання (МОД). МОД можна розрахувати за формулою МОД = ДОхЧД, де ЧД — це частота дихання, рівна 16-18 дихальних рухів на хвилину. МОД при інтенсивному фізичному навантаженні може досягати 80-120 л на хвилину.

У повітроносних шляхах завжди залишається повітря, яке визначають як обсяг анатомічного мертвого простору. Він дорівнює 140 мл.

Газообмін у легенях

У легенях відбувається газообмін між альвеолярним повітрям і кров’ю. Цьому газообміну сприяє мала товщина так званого аерогематіческого бар’єру. Цей бар’єр між повітрям і кров’ю утворений стінкою альвеоли і стінкою легеневого капіляра.

Товщина його становить 2 шари клітин, що дорівнює приблизно 2,5 мкм. Стінка альвеоли зсередини покрита тонкою плівкою фосфолипида — сурфактантом. Сурфактант перешкоджає злипанню стінок альвеоли, бере участь в імунному захисті за допомогою імуноглобулінів класу А і М. (Ig A, Ig M).

В альвеолярному повітрі концентрація кисню (парціальний тиск) набагато вище (100 мм рт.ст.), ніж в венозної крові (40 мм рт.ст.), що протікає по легеневих капілярах. Тому кисень легко виходить з альвеоли в кров, де він швидко вступає в з’єднання з гемоглобіном еритроцитів. Одночасно вуглекислий газ, концентрація якого в венозної крові висока (47 мм рт. Ст.), Дифундує в альвеоли, де тиск вуглекислого газу нижче (40 мм рт.

Ст.).

В результаті парціальний тиск кисню (і парціальний тиск вуглекислого газу) в альвеолярному повітрі і крові вирівнюється.

Транспорт газів кров’ю

Після дифузії кисню в кров він сполучається з гемоглобіном еритроцитів, перетворюючись на нетривке з’єднання оксигемоглобін. Одна молекула гемоглобіну може приєднати до себе 4 молекули кисню. Потім кров переносить еритроцити до тканин, де гемоглобін віддає кисень і приєднує до себе двоокис вуглецю, перетворюючись на нетривке з’єднання карбгемоглобін.

Повертаючись в легені, кров знову віддає двоокис вуглецю і приймає кисень.

Недостатнє надходження кисню в кров називається гіпоксією. Вона може виникнути при підйомі людини на висоту 4000-5000 м над рівнем моря. Такий стан називається гірською хворобою.

При зупинці дихання розвивається асфіксія — Задуха. Такий стан може настати при утопленні, ударі електричним струмом або отруєнні газами.

Рефлекторна регуляція дихання

Регуляція дихання здійснюється ЦНС. Автоматичне дихання регулюється дихальним центром, які у довгастому мозку. Довільний подих регулюється корою великих півкуль.

Регуляція здійснюється за допомогою рецепторів (хеморецепторів і механорецепторов), які розташовані в великих кровоносних судинах (хеморецептори), в легенях і дихальних м’язах (механорецептори). Вони реагують на зниження напруги в крові кисню і збільшення концентрації вуглекислого газу (хеморецептори) і на зміну частоти і глибини дихальних рухів (механорецептори). Ця інформація йде в дихальний центр, там обробляється і відповідь передається на дихальні м’язи. На рецептори можуть впливати і хімічні сполуки крові.

Наприклад, молочна кислота при своєму накопиченні в крові викликає роздратування хеморецепторів. Така регуляція дихання називається гуморальної.

Вікові особливості органів дихання та їх фізіологічних характеристик

Порожнину носа у новонароджених дітей низька. До 6 місяців життя вона збільшується, формується середній носовий хід. До 2 років формується нижній носовий хід, а після 2 років — верхній.

Навколоносових пазух формуються поступово. У новонародженого є тільки верхнечелюстная пазуха. Лобова пазуха з’являється на 2-му році життя, клиноподібна — до 3 років, осередки гратчастої кістки — до 3-6 років.

Гортань у новонародженого коротка, широка, воронкообразная, розташовується вище, ніж у дорослого. Зважаючи такого розташування гортані надгортанник у новонародженого і немовляти знаходиться вище кореня язика, тому при ковтанні харчова грудка обходить надгортанник по сторонах його. В результаті дитина може одночасно ковтати і дихати. Вхід в гортань у новонародженого відносно ширше, ніж у дорослого.

Переддень коротке, тому коротка голосова щілина знаходиться високо. У перші три роки життя дитини голосова щілина помітно збільшується. Наступний етап активного зростання гортані падає на період статевого дозрівання.

Активне зростання гортані йде з 0 до 4-х років. Після 6-7 років у хлопчиків гортань крупніше, ніж у дівчаток. У 10-12 років у хлопчиків стає помітним виступ гортані.

Наступний стрибок зростання гортані припадає на пубертатний період і триває до 25 років у чоловіків і до 22-23 років у жінок.

Трахея у дитини 10-12 років удвічі довший, ніж у новонародженого, а до 20-25 років довжина її потроюється.

У дітей раннього віку переважає диафрагмальное дихання. Причиною тому є той факт, що ребра у новонароджених дітей мають малий вигин і займають майже горизонтальне положення. Верхні ребра і весь плечовий пояс розташовані високо, міжреберні м’язи слабкі. Діафрагмальний тип дихання зберігається до другої половини першого року життя. У міру зростання дитини і розвитку міжреберних м’язів ребра приймають косе положення, дихання спочатку стає грудобрюшная. потім у віці від 3 до 7 років починає переважати грудної тип дихання.

У 7-8 років з’являються статеві відмінності в типі дихання: у хлопчиків стає переважаючим брюшнойгрудной.

Частота дихання у новонародженого — 48-63 дихальних рухів на хвилину. У дітей першого року життя ЧД — 50-60 дихальних рухів у хвилину, у дітей 1-2 роки ЧД одно 35-40 дихальних циклів у хвилину, у 2-4-річних — 25-35, у 4-6-річних — 23 -26, у дітей шкільного віку ЧД урежается до норми дорослої людини — 16-18 дихальних циклів у хвилину.

До моменту народження функціональне формування дихального центру ще не закінчилося. Тому у новонародженої дитини короткочасно може бути присутнім неритмічне дихання. Формування функціональної діяльності дихального центру відбувається з віком і до 11 років вже добре виражена можливість пристосування дихання до різних умов життєдіяльності.

В пубертатному періоді відбуваються тимчасові порушення регуляції дихання, і організм підлітка відрізняється меншою стійкістю до нестачі кисню.

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!