Дыхательная система. Теория

Дыхательная система
Дыхание – сложный непрерывный процесс, в результате которого постоянно обновляется газовый
состав крови и происходит биологическое окисление в тканях.
Виды дыхания:
1. Внешнее дыхание – это газообмен между организмом и окружающей средой:
1.1. Обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом.
1.2. Газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.
Аппарат внешнего дыхания – дыхательные пути, легкие, плевра, скелет грудной клетки,
мышцы грудной клетки, диафрагма. Основная функция – обеспечение организма кислородом
и освобождение его от избытка углекислого газа.
Транспорт газов осуществляется кровью и обеспечивается разностью парциального давления
газов по пути их следования.
2. Внутреннее (тканевое) дыхание:
2.1. Обмен газов между кровью и тканями.
2.2. Клеточное дыхание (потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа)
Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
Газы
Кислород
Углекислый газ
Азот
Вдыхаемый воздух
21%
0.03%
78%
Выдыхаемый воздух
16%
4%
79.7%
Альвеолярный воздух
14%
5.5%
80%
Строение легких. Поверхность всех воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием и
содержит большое количество слизистых желез.
1. Носоглотка выполняет следующие функции: А) согревает воздух; Б) очищает от пылевых
частиц; В) обеззараживает (т.к. содержит лизоцим); Г) увлажняет воздух.
2. Гортань содержит хрящи и голосовые связки. Самый большой хрящ – щитовидный; чуть
меньше – надгортанник – закрывает вход в гортань во время приема пищи и воды. У мужчин
голосовые связки длинные и толстые, у женщин – короткие и тонкие.
3. Трахея – трубка, состоящая из хрящевых полуколец, что обеспечивает свободное
прохождение пищи через глотку.
4. Бронхиальное древо имеет центральный ствол, от которого отходят две ветви – правый и
левый бронхи. Они в свою очередь ветвятся на мелкие бронхиолы.
5. Альвеолы – легочные пузырьки, находящиеся на концах бронхиол. Стенка альвеол состоит из
одного слоя клеток (однослойного эпителия). Наличие эластических элементов и
гладкомышечных волокон обеспечивает быстрое и легкое растяжение альвеол. Каждая
альвеола оплетена сетью капилляров. Оба легких содержат 300-400млн альвеол, диаметр
которых 0.2 мм. Дыхательная поверхность альвеол – 80-100 м2.
6. Легкие – парные мешки. Ткань легких насыщена воздухом, поэтому легкие не тонут в воде.
Каждое легкое покрыто снаружи серозной оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков –
пристеночного и висцерального (легочного). Между листами – плевральная щель, заполненная
плевральной жидкостью, что уменьшает трение легких при вдохе.
Давление в плевральной щели всегда отрицательное: во время вдоха на 9 мм рт.ст. ниже
атмосферного, при выдохе – на 6 мм рт.ст. ниже атмосферного. Это имеет большое значение, т.к.
альвеолы находятся всегда в растянутом состоянии, что увеличивает дыхательную поверхность
легких..
Присасывающее действие грудной клетки обеспечивает
 венозный возврат крови к сердцу
 улучшает кровообращение в легочном круге,
 способствует лимфообращению, способствует продвижению пищевого комка по пищеводу, в
нижнем отделе которого давление на 3.5 мм рт.ст ниже атмосферного.
В дыхательных путях воздух близко не соприкасается с кровью, поэтому газообмен здесь не
происходит и состав воздуха не изменяется. Пространство, заключенное в этих дыхательных путях,
называется мертвым, или вредным и равно 150 мл.
Дыхательный цикл
Дыхательный цикл состоит из:
1. Вдох – 0.9-4.7 с
2. Дыхательная пауза различна по продолжительности, может отсутствовать
3. Выдох – 1.2-6 с
Частота дыхательных движений – 12-18 в минуту. В любом возрасте частота дыхательных
движений меньше числа сердечных сокращений в 4-5 раз.
Изменение размеров грудной полости происходит за счет сокращения дыхательных мышц –
наружных межреберных, межхрящевых и диафрагмы.
Вдох (инспирация) за счет сокращения наружных межреберных и межхрящевых мышц. Диафрагма
уплощается и опускается. Тип дыхания может быть: грудной (реберный), брюшной
(диафрагмальный). У мужчин преобладает брюшной тип дыхания, у женщин – грудной.
При вдохе дыхательная поверхность легких увеличивается , давление в них падает и становится на 2
мм рт.ст. ниже атмосферного. Это способствует поступлению воздуха через воздухоносные пути в
легкие. На высоте вдоха воздух заполняет расширенные альвеолы.
Выдох (эксптрация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и
поднятия купола диафрагмы. При этом поверхность легких уменьшается. В начале выдоха давление
в легких становится на 3-4 мм рт.ст. выше атмосферного, что обеспечивает выдох.
Модель Дондерса демонстрирует механизм изменения объема легких при дыхании.
Легочные объемы
 Дыхательный объем – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при
спокойном дыхании – 500 мл.
 Резервный объем вдоха (дополнительный воздух) – количество воздуха, которое может быть
введено в легкие после спокойного вдоха – 1500 мл.
 Резервный объем выдоха – объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного
выдоха – 1500 мл.
 Остаточный объем – объем воздуха, который остается в легких после максимально
глубокого выдоха – 1000 мл
 Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – самое глубокое дыхание, на которое способен человек.
ЖЕЛ = дыхательный объем (500) + резервный объем вдоха (1500) + резервный объем выдоха
(1500) = 3500 мл. ЖЕЛ зависит от пола, роста, возраста, массы, положения тела и др.
 Общая емкость легких = ЖЕЛ + остаточный объем
 Коллапсный воздух – минимальное количество воздуха, которое остается в легких после
двустороннего открытого пневмоторакса.
 Легочная вентиляция – количество воздуха, обмениваемое в 1 мин. легочную вентиляцию
определяют путем умножения дыхательного объема на количество дыханий в 1 мин. у
взрослого – 6-8 л в 1 мин.. легочные объемы определяют с помощью спецприборов –
спирометра и спирографа.
Транспорт газов кровью
Посредником между клетками и внешней средой является кровь. Переход газов из окружающей
среды в жидкость и из жидкости в окружающую среду происходит за счет разности парциальных
давлений.
Парциальное давление – давление, приходящееся на данный газ в смеси газов.
Самое высокое парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе (158 мм рт.ст), в
альвеолярном воздухе (110 мм рт.ст.), в венозной крови в легких (40 мм рт. ст.), в артериальной
крови капилляров (103 мм рт.ст.), в межтканевой жидкости (40 мм рт. ст.), в тканях (20 мм рт.ст.)
Движение углекислого газа происходит в противоположном направлении. Самое большое его
напряжение в тканях (60 мм рт.ст.), в венозной крови (46 мм рт. ст.), в альвеолярном воздухе (40 мм
рт. ст.), в атмосферном воздухе (0.3 мм рт. ст.).
Кислородная емкость крови – максимальное количество кислорода, которое может быть связано
10-1 л (100 мл) крови – 19 мл кислорода.
Дыхательный центр находится в продолговатом мозге.