Схема дыхательной системы человека. Дыхательная система: физиология и функции дыхания человека

Дыхательная система человека обеспечивает газообмен между атмосферным воздухом и легкими, в результате которого кислород из легких поступает в кровь и переносится кровью к тканям организма, а углекислый газ транспортируется от тканей в противоположном направлении. В состоянии покоя тканями организма взрослого человека потребляется примерно 0,3 л кислорода в 1 мин и в них образуется несколько меньшее количество углекислого газа. Отношение количества образующегося в его тканях С02 к потребляемому организмом количеству 02 называется дыхательным коэффициентом, величина которого в обычных условиях равна 0,9. Поддержание нормального уровня газового гомеостазиса 02 и С02 организма в соответствии со скоростью тканевого метаболизма (дыхания) является основной функцией дыхательной системы организма человека.

Эта система состоит из единого комплекса костной, хрящевой, соединительной и мышечной тканей грудной клетки, дыхательных путей (воздухоносный отдел легких), обеспечивающих движение воздуха между внешней средой и воздушным пространством альвеол, а также легочной ткани (респираторный отдел легких), которая обладает высокой эластичностью и растяжимостью. В состав дыхательной системы входит собственный нервный аппарат, управляющий дыхательными мышцами грудной клетки, чувствительные и двигательные волокна нейронов вегетативной нервной системы, имеющие терминали в тканях органов дыхания. Местом газообмена между организмом человека и внешней средой являются альвеолы легких, общая площадь которых достигает в среднем 100 м2.

Альвеолы (порядка 3 . 108) находятся на конце мелких дыхательных путей легких, имеют диаметр примерно 0,3 мм и плотно контактируют с легочными капиллярами. Циркуляция крови между клетками тканей организма человека, потребляющих 02 и продуцирующих С02, и легкими, где эти газы обмениваются с атмосферным воздухом, осуществляется системой кровообращения.

Функции дыхательной системы. В организме человека дыхательная система выполняет дыхательную и недыхательную функции. Дыхательная функция системы поддерживает газовый гомеостазис внутренней среды организма в соответствии с уровнем метаболизма его тканей. С вдыхаемым воздухом в легкие попадают микрочастицы пыли, которые задерживаются слизистой оболочкой дыхательных путей и затем удаляются из легких с помощью защитных рефлексов (кашель, чиханье) и механизмов мукоцилиарного очищения (защитная функция).

Недыхательные функции системы обусловлены такими процессами, как синтез (сурфактанта, гепарина, лейкотриенов, простагландинов), активация (ангиотензина II) и инактивация (серотонина, простагландинов, норадреналина) биологически активных веществ, при участии альвеолоцитов, тучных клеток и эндотелия капилляров легких (метаболическая функция). Эпителий слизистой оболочки дыхательных путей содержит иммунокомпетентные клетки (Т- и В-лимфоциты, макрофаги) и тучные клетки (синтез гистамина), обеспечивающие защитную функцию организма. Через легкие из организма выводятся с выдыхаемым воздухом пары воды и молекулы летучих веществ (выделительная функция), а также незначительная часть тепла из организма (терморегулирующая функция). Дыхательные мышцы грудной клетки участвуют в поддержании положения тела в пространстве (позно-тоническая функция). Наконец, нервный аппарат дыхательной системы, мышцы голосовой щели и верхних дыхательных путей, а также мышцы грудной клетки участвуют в речевой деятельности человека (функция речеобразования). Основная дыхательная функция системы дыхания реализуется в процессах внешнего дыхания, которые представляют собой обмен газов (02, С02 и N2) между альвеолами и внешней средой, диффузию газов (02 и С02) между альвеолами легких и кровью (газообмен). Наряду с внешним дыханием в организме осуществляется транспорт дыхательных газов кровью, а также газообмен 02 и С02 между кровью и тканями, который называется нередко внутренним (тканевым) дыханием.

Учеными был установлен интересный факт. Воздух, который поступает в органы дыхания человека, условно образует два потока, один из которых проходит в левую часть носа и проникает в левое легкое, второй поток проникает в правую часть носа и подает в правое легкое.

Также исследования показали, что в артерии мозга человека происходит также разделение на два потока получаемого воздуха. Процесс дыхания должен быть правильным, что немаловажно для нормальной жизнедеятельности. Поэтому необходимо знать о строении дыхательной системы человека и органов дыхания.

Дыхательный аппарат человека включает трахею, легкие, бронхи, лимфатическую, и сосудистую систему. Также к ним относят нервную систему и мышцы дыхания, плевру. К дыхательной системе человека относят верхние и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути: нос, глотка, полость рта. Нижние дыхательные пути: трахея, гортань и бронхи.

Дыхательные пути необходимы для поступления, а также выведения воздуха из легких. Самый главный орган всей дыхательной системы — легкие, между которыми расположено сердце.

Органы дыхания

Носовая полость

Слизистая оболочка предохраняет от поступления в организм слишком сухого воздуха и обеспечивает ему необходимую влажность. Кроме того, ее кровеносные сосуды поддерживают оптимальную температуру в носовой полости, а складки внутренней стенки задерживают и согревают вдыхаемый воздух.

Ротовая полость

Функция ротовой полости в процессе дыхания незначительна, так как ноздри приспособлены для этой цели намного лучше. Тем не менее она служит входом и выходом для воздуха в случаях, когда есть большая необходимость насытить легкие кислородом. Например, когда мы делаем большие физические усилия или когда закупориваются ноздри из-за травмы или простуды.

Ротовая полость принимает участие в речеобразовании, так как язык и зубы артикулируют звуки, производимые голосовыми связками в гортани.

Трахея

Глотка

Гортань

Бронхи

Бронхи, которые проникают в доли легких, называются долевыми бронхами, и их три в правом легком и два в левом. Дальше долевые бронхи продолжают ветвиться и сужаться, делясь на сегментарные бронхи, и, наконец, превращаются в трубки диаметром менее 1 мм - бронхиолы.

Бронхиолы распределяют кислород своими окончаниями, легочными альвеолами, своеобразными пузырьками, в которых осуществляться газообмен, то есть обмен углекислого газа на кислород.

Легкие —

К легким относится бронхиальное дерево, которое образуется путем раздвоения трахеи. Бронхи в свою очередь разделяются на более тонкие, таким образом, образуются сегментарные бронхи. Бронхиальное дерево заканчивается мешочками очень маленького размера. Эти мешочки — множество соединенных между собой альвеол. Альвеолы обеспечивают газообмен в дыхательной системе. Бронхи покрывает эпителий, который по своему строению напоминает реснички. Реснички выводят слизь к глоточной области. Продвижению способствует кашель. Бронхи имеют слизистую оболочку.

Для того чтобы жить людям ежесекундно требуется кислород. Он содержится в воздухе и поступает в организм через дыхательную систему человека – нос или рот, трахею и лёгкие.

Из лёгких кислород при вдохе поступает в кровь, а образующийся в процессе дыхания углекислый газ из крови переходит обратно в лёгкие и удаляется при выдохе.

Как работает дыхательная система человека

Когда мы вдыхаем, то воздух поступает в лёгкие через трахею, которая непосредственно перед лёгкими разделяется на две трубки – бронхи. В самих лёгких бронхи делятся на ещё более мелкие трубочки, называемые бронхиолами. На кончиках бронхиол располагаются наполненные воздухом пузырьки, их ещё называют лёгочными. Именно через тонкие стенки этих пузырьков кислород из лёгких поступает в текущую по кровеносным сосудам кровь.

Всего в лёгких взрослого человека находится около 300 миллионов лёгочных пузырьков и если все их раскрыть, то суммарная площадь их поверхности равнялась бы половине площади теннисного корта.

Как человек дышит

Человек дышит благодаря движению рёбер и плоской мышцы, которая под ними расположена, называемой диафрагмой. При вдохе мозг даёт команду межрёберным мышцам и мышцам диафрагмы на напряжение. При этом рёбра приподнимаются, диафрагма располагается плоско (опускается), размер грудной клетки увеличивается и у лёгких появляется больше места для увеличения объёма и втягивания содержащего кислород воздуха.

При выдохе межрёберные мышцы расслабляются, рёбра опадают, а диафрагма поднимается и вытесняет содержащий углекислый газ воздух из лёгких.

Дыхательная система и голос человека

Один из элементов дыхательной системы человека – трахея – в своей верхней части переходит в гортань (можно сказать наоборот, что гортань в своей нижней части переходит в трахею). Внутри гортани находятся две складки, которые называются голосовыми связками.

Обычно голосовые связки разомкнуты, но если их сжать, то проходящий через гортань при выдохе воздух заставит их колебаться, и именно в результате колебания голосовых связок создаются звуки голоса человека. Человек может изменять голос, изменяя давление выдыхаемого воздуха на голосовые связки или изменяя их форму.

Анатомическое строение дыхательной системы человека имеет ряд особенностей, и если в функционировании какого-либо из отделов ДС возникают сбои, наступает дыхательная недостаточность. Главными органами ДС являются легкие, покрытые двумя видами плевр с расположенной между ними плевральной полостью. Ниже представлены подробные сведения об анатомии дыхательной системы, расположении и границах её органов.

Строение и расположение бронхов у человека

Главные бронхи (bronchi principals ) в дыхательной системе – правый и левый – отходят от бифуркации трахеи на уровне верхнего края V грудного позвонка, направляются к воротам правого и левого легких, где они делятся на долевые бронхи. Над левым главным бронхом располагается дуга аорты, над правым - непарная вена. Расположение правого бронха более вертикально, он имеет меньшую длину и больший диаметр, чем левый главный бронх. У правого бронха имеется 6-8 хрящей, у левого- 9-12 хрящей. Стенки главных бронхов имеют такое же строение, как и стенки трахеи.

Иннервация трахеи и главных бронхов: ветви возвратных гортанных нервов (из блуждающих нервов и из симпатического ствола).

Кровоснабжение: ветви нижней щитовидной, внутренней грудной артерии, грудной части аорты. Венозная кровь оттекает в плечеголовные вены.

Лимфатические сосуды бронхов в строении дыхательной системы впадают в глубокие шейные латеральные (внутренние яремные) лимфатические узлы, пред- и паратрахеальные, верхние нижние трахеобронхиальные лимфатические узлы.

Особенности строения легких, определение верхних и нижних границ

Легкие (pulmones ) в дыхательной системе человека – правое и левое – располагаются каждое в своей половине грудной полости. Между легкими находятся сердце, дуга аорты, верхняя полая вена, трахея и главные бронхи, образующие средостение (mediastinum).

Строения этих органов дыхательной системы наиболее сложное. Спереди, сзади и сбоку каждое легкое соприкасается с внутренней поверхностью грудной полости. По форме легкое напоминает конус с уплощенной одной стороной и закругленной верхушкой.

В строение легких человека входят три поверхности. Диафрагмальная поверхность (facies diaphragmatica ) вогнутая, обращена к диафрагме. Реберная поверхность (facies costalis) выпуклая, прилежит к внутренней стороне грудной стенки. Средостенная поверхность (facies mediastinalis) прилежит к средостению.

Каждое легкоев дыхательной системе имеет верхушку (apex pulmonis ) и основание (basis pulmonis ) , обращенное к диафрагме. У легкого различают передний край (marqo anterior), который отделяет реберную поверхность от медиальной поверхности. Одна из особенностей строения легких заключается в том, что нижний край (margo inferior) отделяет реберную и медиальную поверхности от диафрагмальной. На переднем крае левого легкого располагается сердечное вдавление (impressio cardiaса), ограниченное снизу язычком легкого (linqula pulmonis).

Каждое легкое в строении дыхательной системы человека с помощью глубоких щелей подразделяется на доли (lobi). У правого легкого три доли (верхняя, средняя и нижняя), разделенные горизонтальной и косой щелями. У левого легкого две доли (верхняя и нижняя), которые разделы косой щелью. Косая щель (fissura obliqua) начинается на заднем крае легкого, на 6-7 см ниже его верхушки, идет вперед и вниз к нижней части переднего края органа, откуда переходит на медиальную сторону легкого и направляется к его воротам. Косая щель у обоих легких в анатомии дыхательной системы отделяет нижнюю долю. Правое легкое имеет также горизонтальную щель (fissura horizontal), которая начинается на его реберной стороне (поверхности) примерно на середине косой щели, идет поперечно к переднему краю,затем поворачивает к воротам правого легкого (на медиальной его поверхности). Горизонтальная щель отделяет V правого легкого среднюю долю от верхней Доли.

Ещё одна особенность строения дыхательной системы – наличие на медиальной поверхности каждого легкого углубления. Это так называемые ворота легкого (hilum pulmonis ) , через которые проходят главный бронх, сосуды и нервы, образующие корень легкого (radix Pulmonis ) .

В воротах правого легкого в определенном порядке, в направлении сверху вниз, располагаются главный бронх, затем легочная артерия, под которой лежат две легочные вены. В воротах левого легкого вверху находится легочная артерия, под ней - главный бронх, еще ниже - две легочные вены.

Говоря об общем строении дыхательной системы, стоит отметить, что в области ворот правый главный бронх делится на три долевых бронха. От долевых бронхов отходят более мелкие сегментарные (третичные) бронхи, которые многократно делятся, вплоть до дыхательных бронхиол.

Особенностью строения органов дыхательной системы является и то, что сегментарный бронх входит в сегмент, который представляет собой участок легкого, основанием обращенный к поверхности органа, а верхушкой - к воротам легкого. В соответствии с ветвлением долевых бронхов на сегментарные бронхи в каждом легком выделяют по 10 сегментов. Рядом с сегментарными бронхами располагаются сегментарные артерии и вены. Сегментарный бронх делится на более мелкие ветви, которых насчитывается в одном сегменте 9-10 порядков. Состоит легочный сегмент из легочных долек.

Бронх диаметром около 1 мм, еще содержащий в своих стенках хрящ, входит в дольку легкого под названием долькового бронха (bronchus lobularis). Внутри легочной дольки этот бронх делится на IB-20 концевых бронхиол (bronchioli terminales), которых в обоих легких около 20 000. Стенки концевых бронхиол хрящей не содержат. Каждая концевая бронхиола делится дихотомически на дыхательные бронхиолы (bronchioli respiratorii), которые на своих стенках имеют легочные альвеолы.

От каждой дыхательной бронхиолы отходят альвеолярные ходы (ductuli alveolares ), имеющие на своих стенках альвеолы и заканчивающиеся альвеолярными мешочками (sacculi alveolares). Стенки этих мешочков состоят из легочных альвеол (alveoli pulmonis). Бронхи различных порядков, начиная от главного бронха, служащие в легком для проведения воздуха в сторону концевых бронхиол, образуют в легком бронхиальное дерево (arbor bronchialis). Дыхательные бронхиолы, отходящие от концевой бронхиолы, а также альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы легкого образуют альвеолярное дерево (arbor alveolaris), или легочный ацинус. Газообмен между воздухом и кровью происходит в альвеолах легочного ацинуса.

Определение границ легких осуществляется по следующей схеме. Верхушка легкого спереди выступает над ключицей на 2 см, а над I ребром - на 3-4 см. Сзади верхушка легкого проецируется на уровне остистого отростка VII шейного позвонка. От верхней границы правого легкого его передняя граница идет вниз к правому грудино-ключичному суставу, затем проходит через середину рукоятки грудины. Далее граница правого легкого опускается позади тела грудины, левее срединной линии, до хряща VI ребра, где переходит в нижнюю границу легкого.

Нижняя граница правого легкого пересекает по среднеключичной линии VI ребро, по передней подмышечной линии - VII ребро, по средней подмышечной линии - VIII ребро, по задней подмышечной линии - IX ребро, по лопаточной линии - X ребро, по околопозвоночной линии заканчивается на уровне XI ребра. Здесь нижняя граница легкого резко поворачивает кверху и переходит в заднюю его границу, идущую по головке II ребра.

Верхушка левого легкого также расположена над ключицей на 2 см и над I ребром на 3-4 см. Передняя граница направляется к левому грудино-ключичному суставу, затем через середину рукоятки грудины и позади ее тела опускается до уровня хряща IV ребра. Далее передняя граница левого легкого отклоняется влево, идет вдоль нижнего края хряща IV ребра до окологрудинной линии, где резко поворачивает вниз, пересекает четвертый межреберный промежуток и хрящ V ребра. На уровне хряща VI ребра передняя граница левого легкого круто переходит в его нижнюю границу.

Нижняя граница левого легкого располагается примерно на полребра ниже, чем нижняя граница правого легкого. По околопозвоночной линии нижняя граница левого легкого переходит в заднюю его границу, проходящую слева вдоль позвоночника.

Иннервация легких: легочные ветви блуждающих нервов и симпатического ствола.

Кровоснабжение: по левой и правой легочным артериями в легкие поступает венозная кровь, которая в результате газообмена обогащается кислородом, отдает углекислоту и становится артериальной Артериальная кровь из легких по легочным венам оттекает в левое предсердие. Артериальная кровь в легкие поступает по бронхиальным ветвям из грудной части аорты. Кровь от стенок бронхов по бронхиальным венам оттекает в притоки легочных вен.

Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, нижние и верхние трахеобронхиальные лимфатические узлы.

Строение и границы плевры и плевральной полости

Плевра (pleura ) , являющаяся серозной оболочкой, покрывает оба легких, заходит в щели между их долями, а также выстилает стенки грудной полости. В связи с этим выделяют висцеральную (легочную) и париетальную (пристеночную) плевру.

Париетальная плевра (pleura parietalis ) выстилает прилежащие и легкому стенки грудной полости. Висцеральная плевра (pleura visceralis ) срастается с тканью легкого, покрывает его со всех сторон, заходит в щели между долями, а в области корня легкого переходит в париетальную плевру. Книзу от корня легкого висцеральная плевра образует вертикально расположенную легочную связку (lig. pulmonale). В строении париетальной плевры различают реберную, медиастинальную и диафрагмальную части. Реберная плевра (pleura costalis) покрывает изнутри внутреннюю поверхность грудной полости и переходит в медиастинальную плевру возле грудины и у позвоночника. Медиастинальная плевра (pleura mediastinalis) прилежит сбоку к органам средостения, сращена с перикардом. В области корня легкого медиастинальная плевра переходит в висцеральную плевру. На уровне I ребра реберная и медиастинальная плевры переходят друг в друга и образуют купол плевры (cupula pleuralis). Внизу реберная и медиастинальная плевры переходят в диафрагмальную плевру (pleura diaphragmatica), покрывающую сверху диафрагму.

Между париетальной и висцеральной плеврой имеется плевральная полость (cavitas pleuralis ) , которая содержит незначительное количество серозной жидкости. Плевральная жидкость (liquor pleuralis) увлажняет листки плевры, устраняет трение их друг о друга при дыхании. В местах перехода реберной плевры в медиастинальную и в диафрагмальную плевру в строении плевральной полости имеются углубления - плевральные синусы (sinus pleuralis ) . Реберно-диафрагмальный синус (sinus costodiaphragmaticus) находится в месте перехода реберной плевры в диафрагмальную. Диафрагмально-медиастинальный синус (sinus phrenicomediastinalis ) расположен в месте перехода медиастинальной плевры в диафрагмальную. Реберно-медиастинальный синус (sinus costo-mediastinalis) находится при переходе переднего отдела реберной плевры в медиастинальную плевру.

Говоря о строении плевры, важно представлять её границы. Границы плевры, передняя и задняя, а также купол плевры соответствуют границам правого и левого легких. Нижняя граница плевры расположена на 2-3 см (на одно ребро) ниже соответствующей границы легкого. Нижняя граница плевры пересекает VII ребро по среднеключичной линии, VIII ребро - по передней подмышечной, IX ребро - по средней подмышечной, X ребро - по задней подмышечной, XI ребро - по лопаточной линии. На уровне шейки XII ребра париетальная плевра резко поворачивает вверх и уходит вдоль задней ее границы. Передние границы правой и левой реберной плевры вверху и внизу расходятся, образуя межплевральные поля. Верхнее межплевральное поле располагается позади рукоятки грудины и содержит тимус. Нижнее межплевральное поле, в котором расположена передняя часть перикарда, находится позади нижней половины тела грудины.

Дыхание человека - сложный физиологический механизм, обеспечивающий обмен кислородом и углекислым газом между клетками и внешней средой.

Кислород постоянно поглощается клетками и одновременно идет процесс удаления из организма углекислого газа, который образуется в результате биохимических реакций, протекающих в организме.

Кислород участвует в реакциях окисления сложных органических соединений с их конечным распадом до углекислого газа и воды, в ходе чего образуется необходимая для жизни энергия.

Кроме жизненно необходимого газообмена, внешнее дыхание обеспечивает другие важные функции в организме , например способность к звукообразованию .

В этом процессе участвуют мышцы гортани, дыхательные мышцы, голосовые связки и полость рта, а сам он возможен только при выдохе. Вторая важная «недыхательная» функция - обоняние .

Кислород в нашем организме содержится в небольшом количестве - 2,5 — 2,8 л, причем около 15 % этого объема находится в связанном состоянии.

В покое человек в минуту потребляет приблизительно 250 мл кислорода и удаляет около 200 мл углекислого газа.

Таким образом, при остановке дыхания запаса кислорода в нашем организме хватает всего на несколько минут, затем наступает повреждение и гибель клеток, в первую очередь страдают клетки ЦНС.

Для сравнения: без воды человек способен прожить 10-12 суток (в организме человека запас воды в зависимости от возраста составляет до 75 %), без еды - до 1,5 мес.

При интенсивной физической нагрузке расход кислорода резко возрастает и может доходить до 6 л в минуту.

Дыхательная система

Функцию дыхания в организме человека осуществляет дыхательная система , в которую входят органы внешнего дыхания (верхние дыхательные пути, легкие и грудная клетка, включая ее костно-хрящевой каркас и нервно-мышечную систему), органы транспорта газов кровью (сосудистая система легких, сердце) и регуляторные центры, обеспечивающие автоматизм дыхательного процесса.

Грудная клетка

Грудная клетка образует стенки грудной полости, в которой расположены сердце, легкие, трахея и пищевод.

Она состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар ребер, грудины и соединений между ними. Передняя стенка грудной клетки короткая, она сформирована грудиной и реберными хрящами.

Задняя стенка образована позвонками и ребрами, тела позвонков расположены в грудной полости. Ребра соединены между собой и с позвоночником подвижными суставами и принимают активное участие в дыхании.

Промежутки между ребрами заполнены межреберными мышцами и связками. Изнутри грудная полость выстлана пристеночной, или париетальной, плеврой.

Дыхательные мышцы

Дыхательные мышцы подразделяют на осуществляющие вдох (инспираторные) и осуществляющие выдох (экспираторные). К основным инспираторным мышцам относят диафрагму, наружные межреберные и внутренние межхрящевые мышцы.

К вспомогательным инспираторным мышцам принадлежат лестничные, грудиноключично -сосцевидные, трапециевидные, большие и малые грудные.

К экспираторным мышцам относят внутренние межреберные, прямые, подреберные, поперечные, а также наружную и внутреннюю косые мышцы живота.

Разум - хозяин чувств, а дыхание - хозяин разума.

Диафрагма

Поскольку грудобрюшная перегородка, диафрагма, имеет крайне важное значение в процессе дыхания, рассмотрим ее строение и функции более подробно.

Эта обширная изогнутая (выпуклостью кверху) пластина полностью разграничивает брюшную и грудную полости.

Диафрагма - главная дыхательная мышца и важнейший орган брюшного пресса.

В ней выделяют сухожильный центр и три мышечные части с названиями по тем органам, от которых они начинаются, соответственно выделяют реберную, грудинную и поясничную области.

При сокращении купол диафрагмы удаляется от стенок грудной клетки и уплощается, за счет чего увеличивается объем грудной полости и уменьшается объем брюшной полости.

При одновременном сокращении диафрагмы с мышцами брюшного пресса повышается внутрибрюшное давление.

Следует учесть, что к сухожильному центру диафрагмы крепятся париетальная плевра, перикард и брюшина, то есть перемещение диафрагмы смещает органы грудной и брюшной полости.

Дыхательные пути

К дыхательным путям относят путь, который воздух проходит от носа до альвеол.

Их делят на воздухоносные пути, расположенные вне грудной полости (это носовые ходы, глотка, гортань и трахея) и внутригрудные дыхательные пути (трахея, главные и долевые бронхи).

Процесс дыхания условно можно разделить на три этапа:

Внешнее, или легочное, дыхание человека;

Транспорт газов кровью (транспортировка кислорода кровью к тканям и клеткам, одновременно удаление из тканей углекислого газа);

Тканевое (клеточное) дыхание, которое осуществляется непосредственно в клетках в специальных органеллах.

Внешнее дыхание человека

Мы рассмотрим основную функцию аппарата дыхания - внешнее дыхание, при котором происходит газообмен в легких, то есть поступление кислорода к дыхательной поверхности легких и удаление углекислого газа.

В процессе внешнего дыхания принимают участие собственно аппарат дыхания, включающий воздухоносные пути (нос, глотка, гортань, трахея), легкие и инспираторные (дыхательные) мышцы, расширяющие грудную клетку во всех направлениях.

Подсчитано, что в среднем суточная вентиляция легких составляет около 19 000-20 000 л воздуха, а за год через легкие человека проходит более 7 млн л воздуха.

Легочная вентиляция обеспечивает газообмен в легких и снабжается благодаря чередованию вдоха (инспирации) и выдоха (экспирации).

Вдох - это активный процесс за счет инспираторных (дыхательных) мышц, основные из которых - диафрагма, наружные косые межреберные мышцы и внутренние межхрящевые мышцы.

Диафрагма - это мышечно-сухожильное образование, разграничивающее брюшную и грудную полости, при ее сокращении увеличивается объем грудной клетки.

При спокойном дыхании диафрагма смещается вниз на 2-3 см, а при глубоком форсированном экскурсия диафрагмы может достигать 10 см.

При вдохе за счет расширения грудной клетки пассивно увеличивается объем легких, давление в них становится ниже атмосферного, что дает возможность проникать в них воздуху. Во время вдоха воздух первоначально проходит через нос, глотку и затем поступает в гортань. Носовое дыхание у человека очень важно, так как при прохождении воздуха через нос происходит увлажнение и согревание воздуха. Кроме того, эпителий, выстилающий полость носа, способен задерживать мелкие инородные тела, поступающие с воздухом. Таким образом, воздухоносные пути также выполняют очистительную функцию.

Гортань находится в передней области шеи, сверху она соединена с подъязычной костью, снизу переходит в трахею. Спереди и с боков располагаются правая и левая доли щитовидной железы. Гортань участвует в акте дыхания, защите нижних дыхательных путей и голосообразовании, состоит из 3 парных и 3 непарных хрящей. Из этих образований в процессе дыхания важную роль выполняет надгортанник, который предохраняет дыхательные пути от попадания инородных тел и пищи. В гортани условно выделяют три отдела. В среднем отделе расположены голосовые связки, которые образуют самое узкое место гортани - голосовую щель. Голосовые связки играют основную роль в процессе звукообразования, а голосовая щель - при дыхательной практике.

Из гортани воздух поступает в трахею. Трахея начинается на уровне 6-го шейного позвонка; на уровне 5-го грудного позвонка она делится на 2 главных бронха. Сама трахея и главные бронхи состоят из незамкнутых хрящевых полуколец, что обеспечивает их постоянную форму и не дает им спадаться. Правый бронх шире и короче левого, расположен вертикально и служит продолжением трахеи. Он делится на 3 долевых бронха, так как правое легкое разделяется на 3 доли; левый бронх - на 2 долевых бронха (левое легкое состоит из 2 долей)

Затем долевые бронхи делятся дихотомически (надвое) на бронхи и бронхиолы более мелких размеров, заканчиваясь дыхательными бронхиолами, на конце которых расположены альвеолярные мешочки, состоящие из альвеол - образований, в которых, собственно, и происходит газообмен.

В стенках альвеол находится большое количество мельчайших кровеносных сосудов - капилляров, которые служат для проведения газообмена и дальнейшей транспортировки газов.

Бронхи с разветвлением их на более мелкие бронхи и бронхиолы (до 12-го порядка стенка бронхов включает в себя хрящевую ткань и мышцы, это препятствует спадению бронхов во время выдоха) внешне напоминают дерево.

К альвеолам подходят терминальные бронхиолы, которые являются разветвлением 22-го порядка.

Количество альвеол в организме человека достигает 700 млн, а их суммарная площадь составляет 160 м2.

К слову, наши легкие имеют огромный резерв; в покое человек использует не более 5 % дыхательной поверхности.

Газообмен на уровне альвеол идет непрерывно, он осуществляется методом простой диффузии за счет разницы парциального давления газов (процентного со-отношения давления различных газов в их смеси).

Процентное давление кислорода в воздухе составляет около 21 % (в выдыхаемом воздухе его содержание - приблизительно 15 %), углекислого газа - 0,03 %.

Видео «Газообмен в легких»:

Спокойный выдох - пассивный процесс за счет нескольких факторов.

После прекращения сокращения инспираторных мышц ребра и грудина опускаются (за счет силы тяжести) и грудная клетка уменьшается в объеме, соответственно, увеличивается внутригрудное давление (становится выше атмосферного) и воздух устремляется наружу.

Легкие сами по себе обладают эластической упругостью, которая направлена на уменьшение объема легких.

Этот механизм обусловлен наличием пленки, выстилающей внутреннюю поверхность альвеол, которая содержит сурфактант - вещество, обеспечивающее поверхностное натяжение внутри альвеол.

Так, при перерастяжении альвеол сурфактант ограничивает этот процесс, стремясь сократить объем альвеол, в то же время не позволяя им спадаться полностью.

Механизм эластической упругости легких также обеспечивается за счет мышечного тонуса бронхиол.

Активный процесс с участием вспомогательных мышц.

В качестве экспираторных мышц при глубоком выдохе выступают мышцы живота (косые, прямая и поперечные), при сокращении которых возрастает давление в брюшной полости и поднимается диафрагма.

К вспомогательным мышцам, обеспечивающим выдох, также можно отнести межреберные внутренние косые мышцы и мышцы, сгибающие позвоночник.

Внешнее дыхание можно оценить с помощью нескольких параметров.

Дыхательный объем. Количество воздуха, которое в спокойном состоянии поступает в легкие. В покое норма составляет приблизительно 500-600 мл.

Объем вдоха немного больше, так как углекислого газа выдыхается меньше, чем поступает кислорода.

Альвеолярный объем . Часть дыхательного объема, которая участвует в газообмене.

Анатомическое мертвое пространство. Образуется в основном за счет верхних дыхательных путей, которые заполнены воздухом, но сами не участвуют в газообмене. Оно составляет около 30 % от дыхательного объема легких.

Резервный объем вдоха. Количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после обычного вдоха (может достигать 3 л).

Резервный объем выдоха. Остаточный воздух, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (у отдельных людей достигает 1,5 л).

Частота дыхания. В среднем составляет 14-18 дыхательных циклов в минуту. Она обычно возрастает при физической на-грузке, стрессе, беспокойстве, когда организму требуется больше кислорода.

Минутный объем легких . Определяется с учетом дыхательного объема легких и частоты дыхания в минуту.

В нормальных условиях продолжительность фазы выдоха длиннее, чем вдоха, приблизительно в 1,5 раза.

Из характеристик внешнего дыхания важен еще тип дыхания.

Он зависит от того, осуществляется ли дыхание только с помощью экскурсии грудной клетки (грудной, или реберный, тип дыхания) либо в процессе дыхания основное участие принимает диафрагма (брюшной, или диафрагмальный, тип дыхания).

Дыхание находится выше сознания.

Для женщин более характерен грудной тип дыхания, хотя физиологически более оправдано дыхание с участием диафрагмы.

При этом виде дыхания лучше вентилируются нижние отделы легких, увеличивается дыхательный и минутный объем легких, организм затрачивает меньше энергии на процесс дыхания (диафрагма движется легче, чем костно-хрящевой каркас грудной клетки).

Параметры дыхания на протяжении всей жизни человека регулируются автоматически, в зависимости от потребностей в определенное время.

Центр регуляции дыхания состоит из нескольких звеньев.

В качестве первого звена регуляции выступает необходимость поддержания на постоянном уровне напряжения кислорода и углекислого газа в крови.

Эти параметры постоянны, при выраженных нарушениях организм может существовать всего несколько минут.

Второе звено регуляции - периферические хеморецепторы, расположенные в стенках сосудов и тканях, которые реагируют на снижение уровня кислорода крови либо на повышение уровня углекислого газа. Раздражение хеморецепторов вызывает изменение частоты, ритма и глубины дыхания.

Третье звено регуляции - собственно дыхательный центр, который состоит из нейронов (нервных клеток), расположенных на различных уровнях нервной системы.

Различают несколько уровней дыхательного центра.

Спинальный дыхательный центр , расположенный на уровне спинного мозга, иннервирует диафрагму и межреберные мышцы; его значение - в изменении силы сокращения этих мышц.

Центральный дыхательный механизм (генератор ритма), находящийся в продолговатом мозге и варолиевом мосту, обладает свойством автоматизма и регулирует дыхание в покое.

Центр, расположенный в коре больших полушарий и гипоталамусе , обеспечивает регуляцию дыхания при физической нагрузке и в состоянии стресса; кора головного мозга позволяет произвольно регулировать дыхание, производить самовольную задержку дыхания, осознанно менять его глубину и ритм и так далее.

Следует отметить еще один важный момент: отклонение от нормального ритма дыхания обычно сопровождается изменениями со стороны других органов и систем организма.

Одновременно с изменением частоты дыхания часто нарушается частота сердечных сокращений и становится нестабильным артериальное давление.

Предлагаем к просмотру видео увлекательный и познавательный фильм «Чудо системы дыхания»:

Дышите правильно и будьте здоровы!

Мы вдыхаем воздух из атмосферы; в организме происходит процесс обмена кислорода и углекислого газа, после чего воздух выдыхается. За сутки этот процесс повторяется многие тысячи раз; он жизненно важен для каждой отдельной клетки, ткани, органа и системы органов.

Дыхательную систему можно разделить на два основных отдела: верхние и нижние дыхательные пути.

• Верхние дыхательные пути:

1. Синусы
2. Глотка
3. Гортань

• Нижние дыхательные пути:

1. Трахея
2. Бронхи
3. Легкие

• Грудная клетка защищает нижние дыхательные пути:

1. 12 пар ребер, образующих структуру, напоминающую клетку
2. 12 грудных позвонков, к которым прикрепляются ребра
3. Грудина, к которой ребра прикрепляются спереди

Строение верхних дыхательных путей

Нос

Нос - главный канал, по которому воздух попадает в организм и выходит обратно.

Нос состоит из:

• Носовой кости, образующей спинку носа.
• Носовой раковины, из которой образованы боковые крылья носа.
• Кончик носа образован гибким перегородочным хрящом.

Ноздри - два отдельных отверстия, ведущие в носовую полость, разделенные тонкой хрящевой стенкой - перегородкой. Носовая полость выстлана реснитчатой слизистой оболочкой, состоящей из клеток, имеющих реснички которые работают подобно фильтру. Кубовидные клетки производят слизь, которая улавливает все инородные частички, попадающие в нос.

Синусы

Синусы - это полости, заполненные воздухом, в лобной, решетчатых, клиновидных костях и нижней челюсти, открывающиеся в носовую полость. Синусы выстланы слизистой оболочкой как и носовая полость. Задержка слизи в синусах может быть причиной головных болей.

Глотка

Носовая полость переходит i глотку (задняя часть горла), тоже покрытую слизистой оболочкой. Глотка образована мышечной и фиброзной тканью, и ее можно разделить на три секции:

1. Носоглотка, или носовой отдел глотки, обеспечивает ток воздуха, когда мы, дышим носом. Она связана с обоими ушами каналами - евстахиевыми (слуховыми) трубами, - содержащими слизь. Через слуховые трубы инфекции горла могут легко распространиться на уши. В этом отделе гортани находятся аденоиды. Они состоят из лимфатической ткани и выполняют иммунную функцию, отфильтровывая вредные частицы воздуха.
2. Ротоглотка, или ротовая часть глотки, - путь для прохождения воздуха, вдыхаемого ртом, и пищи. В ней находятся миндалины, которые, подобно аденоидам, несут защитную функцию.
3. Гортаноглотка служит проходом для пищи прежде, чем она попадает в пищевод, который является первой частью пищеварительного тракта и ведет в желудок.

Гортань

Глотка переходит в гортань (верхнее горло), по которой воздух поступает дальше. Здесь он продолжает очищаться. В гортани есть хрящи, образующие голосовые складки. Хрящи образуют и похожий на крышку надгортанник, который нависает над входом в гортань. Надгортанник не допускает попадания еды в дыхательные пути при глотании.

Строение нижних дыхательных путей

Трахея

Трахея начинается после гортани и протягивается вниз до грудной клетки. Здесь продолжается фильтрация воздуха слизистой оболочкой. Трахея спереди образована С-образными гиалиновыми хрящами, соединенными сзади в круги висцеральными мышцами и соединительной тканью. Эти полутвердые образования не позволяют трахее сжиматься, и поток воздуха не блокируется. Трахея опускается в грудную клетку примерно на 12 см и там расходится на две секции - правый и левый бронхи.

Бронхи

Бронхи - пути, по своему строению сходные с трахеей. Через них воздух попадает в правое и левое легкие. Левый бронх уже и короче правого и разделяется на две части на входе в две доли левого легкого. Правый бронх делится на три части, так как у правого легкого три доли. Слизистая оболочка бронхов продолжает очищать проходящий через них воздух.

Легкие

Легкие - мягкие губчатые овальные образования, расположенные в грудной клетке по обеим сторонам от сердца. К легким подведены бронхи, которые расходятся перед входом в доли легких.

В долях легких бронхи разветвляются дальше, образуя мелкие трубочки - бронхиолы. Бронхиолы потеряли свою хрящевую структуру и состоят только из гладкой ткани, из-за чего они мягкие. Бронхиолы заканчиваются альвеолами - маленькими воздушными сумками, которые снабжены кровью через сеть мелких капилляров. В крови альвеол происходит жизненно важный процесс обмена кислорода и углекислого газа.

Снаружи легкие покрыты защитной оболочкой плеврой, которая имеет два слоя:

• Гладкий внутренний слой, прикрепленный к легким.
• Пристеночный наружный слой, соединенный с ребрами и диафрагмой.

Гладкий и пристеночный слои плевры разделяются плевральной полостью, в которой содержится жидкая смазка, обеспечивающая движение между двумя слоями и дыхание.

Функции дыхательной системы

Дыхание - процесс обмена кислорода и углекислого газа. Кислород вдыхается, транспортируется кровяными клетками, чтобы питательные вещества из пищеварительной системы могли быть окислены, т.е. расщеплены, в мышцах был произведен аденозинотрифосфат и было освобождено определенное количество энергии. Все клетки организма нуждаются в постоянном притоке кислорода, который поддерживает их жизнь. Углекислый газ образуется в процессе усвоения кислорода. Это вещество должно быть удалено из клеток с кровью, которая транспортирует его в легкие, и оно выдыхается. Мы можем жить без еды несколько недель, без воды - несколько дней, а без кислорода -всего несколько минут!

В процесс дыхания входят пять действий: вдох и выдох, внешнее дыхание, транспортировка, внутреннее дыхание и клеточное дыхание.

Дыхание

Воздух попадает в тело через нос или рот.

Дыхание через нос более эффективно, так как:

• Воздух фильтруется ресничками, очищаясь от инородных частиц. Они выбрасываются обратно, когда мы чихаем или сморкаемся, либо попадают в гортаноглотку и проглатываются.
• Проходя через нос, воздух подогревается.
• Воздух увлажняется водой из слизи.
• Чувствительные нервы ощущают запах и сообщают о нем мозгу.

Дыхание можно определись как движение воздуха в легкие и из легких в результате вдоха и выдоха.

Вдох:

• Диафрагма сокращается, смещая вниз брюшную полость.
• Межреберные мышцы сокращаются.
• Ребра поднимаются и расширяются.
• Грудная полость увеличивается.
• Уменьшается давление в легких.
• Увеличивается давление воздухе.
• Воздух наполняет легкие.
• Легкие расширяются по мере наполнения воздухом.

Выдох:

• Диафрагма расслабляется и возвращается к куполообразной форме.
• Межреберные мышцы расслабляются.
• Ребра возвращаются в исходное положение.
• Грудная полость возвращается к нормальной форме.
• Давление в легких увеличивается.
• Давление воздуха уменьшается.
• Воздух может выйти из легких.
• Эластическая тяга легкого помогает вытеснить воздух.
• Сокращение мышц живота усиливает выдох, поднимая органы брюшной полости.

После выдоха возникает небольшая пауза перед новым вдохом, когда давление в легких одинаково с давлением воздуха снаружи организма. Это состояние называется равновесием.

Дыхание контролируется нервной системой и происходит без сознательных усилий. Частота дыхания изменяется в зависимости от состояния организма. Например, если нам надо побежать, чтобы успеть на автобус, она увеличивается, обеспечивая мышцам достаточно кислорода для выполнения этой задачи. После того как мы сели в автобус, частота дыхания снижается, поскольку падает потребность мышц в кислороде.

Внешнее дыхание

Обмен кислорода из воздуха и углекислого газа происходит в крови в альвеолах легких. Этот обмен газами возможен благодаря разнице в давлении и концентрации в альвеолах и капиллярах.

• Воздух, попадающий в альвеолы, имеет большее давление, чем кровь в окружающих капиллярах. Из-за этого кислород может легко пройти в кровь, повышая давление в ней. Когда давление уравнивается, этот процесс, называемый диффузией, останавливается.
• Углекислый газ в крови, принесенный от клеток, имеет большее давление, чем воздух в альвеолах, в котором его концентрация ниже. В результате углекислый газ, содержащийся в крови, может с легкостью проникнуть из капилляров в альвеолы, поднимая давление в них.

Транспортировка

Транспортировка кислорода и углекислого газа осуществляется по малому кругу кровообращения:

• После газообмена в альвеолах кровь переносит кислород к сердцу по венам малого круга кровообращения, откуда он разносится по всему телу и потребляется клетками, выбрасывающими углекислый газ.
• После этого кровь переносит углекислый газ к сердцу, откуда по артериям малого круга кровообращения он попадает в легкие и удаляется из организма с выдыхаемым воздухом.

Внутреннее дыхание

Транспортировка обеспечивает поступление обогащенной кислородом крови к клеткам, в которых происходит газообмен путем диффузии:

• Давление кислорода в принесенной крови выше, чем в клетках, поэтому кислород с легкостью проникает в них.
• Давление в крови, идущей от клеток, меньше, что позволяет углекислому газу проникать в нее.

Кислород заменяется углекислым газом, и весь цикл начинается заново.

Клеточное дыхание

Клеточное дыхание - это усвоение клетками кислорода и производство углекислого газа. Клетки используют кислород для производства энергии. В ходе этого процесса выделяется углекислый газ.

Важно понимать, что процесс дыхания - определяющий для каждой индивидуальной клетки, и частота и глубина дыхания должны соответствовать потребностям тела. Хотя процесс дыхания и контролируется автономной нервной системой, некоторые факторы, такие как стресс, плохая осанка, могут влиять на респираторную систему, снижая эффективность дыхания. Это в свою очередь отражается на работе клеток, тканей, органов и систем организма.

Во время процедур терапевт должен следить как за собственным дыханием, так и за дыханием пациента. Дыхание терапевта учащается с увеличением физической нагрузки, а дыхание клиента успокаивается по мере расслабления.

Возможные нарушения

Возможные нарушения дыхательной системы от А до Я:

• АДЕНОИДЫ увеличенные - могут заблокировать вход в слуховую трубу и/или проход воздуха из носа в горло.
• АСТМА - затрудненное дыхание из-за узких путей для прохождения воздуха. Может быть вызвана внешними факторами - приобретенная бронхиальная астма, или внутренними - наследственная бронхиальная астма.
• БРОНХИТ - воспаление оболочки бронхов.
• ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ - учащенное, глубокое дыхание, обычно связанное со стрессом.
• ИНФЕКЦИОННЫЙ МОНОНУКЛЕОЗ - вирусная инфекция, которой наиболее подвержена возрастная группа от 15 до 22 лет. Симптомы - постоянная боль в горле и/или тонзиллиты.
• КРУП - детская вирусная инфекция. Симптомы - жар и сильный сухой кашель.
• ЛАРИНГИТ - воспаление гортани, вызывающее хрипоту и/или потерю голоса. Бывает двух видов: острый, который быстро развивается и быстро проходит, и хронический - периодически повторяющийся.
• НАЗАЛЬНЫЙ ПОЛИП - безвредное разрастание слизистой оболочки в носовой полости, содержащее жидкость и затрудняющее проход воздуха.
• ОРЗ - заразная вирусная инфекция, симптомами которой являются боль в горле и насморк. Обычно длится 2-7 дней, на полное выздоровление может уйти до 3 недель.
• ПЛЕВРИТ - воспаление плевры, окружающей легкие, обычно возникающее как осложнение других заболеваний.
• ПНЕВМОНИЯ - воспаление легких в результате бактериальной или вирусной инфекции, проявляющееся как боли в груди, сухой кашель, жар и т.п. Бактериальная пневмония лечится дольше.
• ПНЕВМОТОРАКС - спавшееся легкое (возможно в результате разрыва легкого).
• ПОЛЛИНОЗ - заболевание, вызывающееся аллергической реакцией на цветочную пыльцу. Поражает нос, глаза, синусы: пыльца раздражает эти зоны, вызывая насморк, воспаление глаз и избыточное выделение слизи. Могут быть затронуты и дыхательные пути, тогда дыхание становится затрудненным, со свистами.
• РАК ЛЕГКИХ - опасная ля жизни злокачественная опухоль легких.
• РАСЩЕЛИНА НЁБА - деформация нёба. Часто возникает одновременно с заячьей губой.
• РИНИТ - воспаление слизистой оболочки носовой полости, из-за чего появляется насморк. Нос может быть заложен.
• СИНУСИТ - воспаление слизистой оболочки синусов, вызывающее блокировку. Может быть очень болезненным, вызывать воспаление.
• СТРЕСС - состояние, заставляющее автономную систему увеличивать выброс адреналина. Это вызывает учащенное дыхание.
• ТОНЗИЛЛИТ - воспаление миндалин, вызывающее боль в горле. Чаще возникает у детей.
• ТУБЕРКУЛЕЗ - инфекционное заболевание, вызывающее образование узелковых утолщений в тканях, чаще всего в легких. Возможна вакцинация. ФАРИНГИТ - воспаление глотки, проявляющееся как боль в горле. Может быть острым или хроническим. Острый фарингит очень распространен, проходит примерно за неделю. Хронический фарингит длится дольше, характерен для курильщиков. ЭМФИЗЕМА - воспаление альвеол легких, вызывающее замедление тока кров через легкие. Обычно сопутствует бронхиту и/или возникает в старости.Дыхательная система играет в организме жизненно важную роль.

Знание

Следует следить за правильностью дыхания, в противном случае это может стать причиной ряда проблем.

К ним относятся: мышечные судороги, головные боли, депрессии, тревога, боли в груди, усталость и др. Для избежания этих проблем необходимо знать, как дышать правильно.

Существуют следующие типы дыхания:

• Латеральное реберное - нормальное дыхание, при котором легкие получают достаточно кислорода для ежедневных потребностей. Этот тип дыхания ассоциируется с аэробной энергетической системой, при нем воздухом заполняются две верхние доли легких.
• Апикальное - неглубокое и учащенное дыхание, которое используется, чтобы получить максимальное количество кислорода для мышц. К таким случаям относятся занятия спортом, роды, стресс, страх и т.д. Этот тип дыхания ассоциируется с анаэробной энергетической системой и приводит к кислородной задолженности и мышечной усталости, если потребности в энергии превышают потребление кислорода. Воздух поступает только в верхние доли легких.
• Диафрагмальное - глубокое дыхание, связанное с релаксацией, которое восполняет любую кислородную задолженность полученную в результате апикального дыхания, При нем легкие могут полностью заполняться воздухом.

Правильному дыханию можно научиться. Такие практики, как йога и тай-чи, уделяют очень много внимания технике дыхания.

По мере возможности техника дыхания должна сопровождать процедуры и терапию, так как они полезны и для терапевта, и для пациента и позволяют очистить ум и зарядить тело энергией.

• Начинайте процедуру с упражнения на глубокое дыхание, чтобы снять стресс и напряжение пациента и подготовить его к терапии.
• Окончание процедуры дыхательным упражнением позволит пациенту увидеть связь между дыханием и уровнем стресса.

Дыхание недооценивают, его принимают как должное. Тем не менее необходимо особенно заботиться о том, чтобы дыхательная система могла свободно и эффективно выполнять свои функции и не испытывала стресс и дискомфорт, которого моя но избежать.