Органы дыхания, значение их для жизнедеятельности организма, физиология акта дыхания

Дыхательная система - система органов газообмена между организмом и внешней средой.

Дыхание осуществляется при помощи дыхательного аппарата. У человека он состоит из верхних дыхательных путей, включающих ротовую, носовую полости и гортань; нижних дыхательных путей, включающих трахею, бронхи и бронхиолы; легких, состоящих из множества альвеол.

Легкие располагаются в грудной клетке, которая механически защищает их от вредных внешних воздействий. Вдыхаемый воздух в носовых ходах согревается и очищается, а далее через носоглотку поступает в гортань, снабженную 2 голосовыми связками, имеющих вид пленки, при вибрации связок возникает тон, который является основой голоса. Гортань переходит в трахею, которая находится в грудной клетке за грудной костью. Трахея состоит из 18-20 хрящевидных колец. Трахея древовидно разветвляется на правое и левое бронхи, которые в свою очередь, делятся на бронхиолы мышечного размера, последние заканчиваются легочными альвеолами, напоминающими по виду виноградную кисть. Легочные альвеолы, бронхи и бронхиолы покрыты легочной тканью, образующей легочные доли (правое легкое состоит из трех, левое – из двух легочных долей).

Газообмен происходит в легочных альвеолах. У человека дыхательный аппарат выполняет еще и защитные функции и участвует в голосообразовании. В верхних дыхательных путях воздух очищается от инородных частиц, прогревается, увлажняется. При раздражении слизистой оболочки верхних дыхательных путей крупными частицами пыли возникают защитные дыхательные рефлексы - чиханье и кашель. Прогревание и очищение вдыхаемого воздуха наиболее эффективно происходит при дыхании через нос.

Физиология дыхания. У человека газообмен представляет собой очень сложный процесс. Он состоит из трех фаз: внешнего дыхания, транспорта газов кровью и внутреннего дыхания. Ритмичные движения грудной клетки осуществляют вентиляцию воздуха в легких и поддерживают постоянство его состава. Притекающая к легким венозная кровь освобождается здесь от углекислого газа и насыщается кислородом. Все процессы, происходящие в легких, называются внешним дыханием. Кровь обладает способностью не только растворять, но и химически связывать газы. Насыщаясь в легких кислородом, кровь транспортирует его к месту потребления - клеткам, а от клеток уносит углекислый газ. Таким образом, кровь, находясь в состоянии непрерывной циркуляции, осуществляет транс порт газов. В тканях происходит процесс газообмена между ними и кровью. Процесс газообмена между клетками и кровью капилляров называют внутренним, или тканевым дыханием. В дыхательном центре, расположенном в продолговатом мозге, ритмически возникает возбуждение, и нервные импульсы от дыхательного центра проводятся к дыхательным центрам спинного мозга, а затем по диафрагмальным и межреберным нервам к дыхательным мышцам, вызывая их сокращение. При расширении грудной клетки пассивно увеличивается объем легких, что создает в них давление ниже атмосферного, поэтому воздух начинает поступать в дыхательные пути - происходит вдох.Выдох осуществляется в результате расслабления дыхательных мышц и является пассивным процессом. Деятельность дыхательного центра регулируется нервным и гуморальным путем (блуждающие нервы, кора головного мозга, рефлекторное изменение дыхания при раздражении любых рецепторов). Взрослый человек совершает 16 - 20 дыхательных движений в 1 минуту. Частота дыхания увеличивается при физической нагрузке и уменьшается во время сна. При торможении дыхательного центра происходит выдох, а при возбуждении - вдох. Недостаток кислорода вызывает вдох, а избыток углекислого газа - выдох.

Таким образом, дыхательная система имеет свои анатомо-физиологические особенности, которые необходимо учитывать при оказании первой помощи.

6-й учебный вопрос:

Основные понятия об органах пищеварения, выделения и нервной системе человека

Пищеварительная система

Пищеварение является начальным этапом обмена веществ. Человек получает с пищей энергию и все необходимые вещества для обновления и роста тканей. Пища или пищевые продукты содержат три рода питательных веществ: белки, жиры, углеводы, а также необходимые для организма витамины, минеральные соли, воду и т.д. Однако, содержащиеся в пище белки, жиры и углеводы являются для организма чужеродными вещества- ми и не могут быть усвоены его клетками. Для того, чтобы клетки могли их усвоить, они должны из сложных, крупномолекулярных и нерастворимых в воде соединений превратиться в более мелкие молекулы, растворимые в воде и лишенные специфичности. Этот процесс происходит в пищеварительном тракте и называется пищеварением. В процессе переваривания белки расщепляются до аминокислот, углеводы - до моносахаридов, жиры - до глицерина и жирных кислот. Вначале в пищеварительном тракте происходит механическая обработка пищи - ее размельчение, а затем и химическое расщепление. По ходу пищеварительного тракта располагаются пищеварительные железы - слюнные, желудочные, поджелудочные, печень, кишечные, которые вырабатывают пищеварительные соки, осуществляющие процесс химического ферментативного расщепления пищи и доставку воды, необходимой для протекания химического процесса. Ферменты - биологические катализаторы, которые расщепляют сложные молекулы белка, жира, углеводов. Для действия ферментов необходимы определенные условия среды, а именно - оптимальная температура (36 - 37 ºС) и определенная реакция среды.

У человека пищеварительный тракт имеет длину около 8 - 10 метров и разделяется на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкую и толстую кишки. В глотке пищеварительный канал перекрещивается с дыхательным. После прохождения пищевода через диафрагму пищеварительная трубка расширяется, образуя желудок. Желудок переходит в тонкую кишку, которая подразделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную. Последняя впадает в толстый кишечник, начальным отделом которого является слепая кишка с червеобразным отростком - аппендиксом. За ней следует восходящая, поперечная и нисходящая ободочные кишки, сигмовидная, а затем прямая кишка, заканчивающаяся заднепроходным отверстием.

Полость рта является начальным отделом пищеварительного тракта. В ней определяется температура, консистенция и вкусовые качества пищи и начинается процесс ее переваривания. Пища измельчается, перемешивается, смачивается слюной, ферменты которой расщепляют крахмал. Муции слюны делает пищевой комок скользящим. Полость рта ограничивается спереди и с боков зубами и щеками, а сверху твердым небом. На дне полости рта расположен язык. Кзади полость рта переходит в глотку. Границей между полостью рта и глоткой является отверстие, называемое зевом; с боков оно образовано двумя парами небных дужек, снизу - корнем языка и сверху - мягким небом и язычком. Между небными дужками расположены миндалины. Полость рта выстлана слизистой оболочкой. Зубы располагаются в ячейках отростков верхней и нижней челюсти. У своего основания зубы прикрыты мягкой тканью, образующей десны. У человека 32 зуба, по 16 зубов на верхней и нижней челюсти: резцы, располагающиеся спереди посередине обоих рядов зубов, резцов всего 8; клыки, по 2 на каждой челюсти; малые коренные зубы, по 4 на верхней и нижней челюсти; большие коренные зубы, по 6 на каждой челюсти. Резцами человек откусывает, малыми и большими коренными зуба- ми разжевывает и перетирает пищу. Выступающая из десны часть зуба называется коронкой, а часть, прочно сидящая в ячейках челюсти, шейкой и корнем. Коронка зуба покрыта очень прочной эмалью. Зубам принадлежит большая роль в акте речи человека. При потере значительной части зубов речь изменяется. Язык представляет собой мышечный орган. Он помогает при жевании пищи; перемещая пищу в полости рта, способствует глотанию и участвует в акте речи. Благодаря находящимся в слизистой оболочке языка вкусовым сосочкам с окончаниями нервов человек различает вкус пищи. В полость рта открываются протоки трех пар больших слюнных желез: околоушной, подчелюстной и подъязычной. Околоушные железы расположены под кожей спереди и несколько ниже ушной раковины, подчелюстные - под нижней челюстью, подъязычные - под слизистой оболочкой дна полости рта. Далее пища через глотку поступает в пищевод. Пищевод представляет собой трубку длиной 25 - 30 см, которая доставляет пищу к желудку. Желудок находится в брюшной полости под диафрагмой. Он представляет собой большой мышечный мешок, изогнутый вправо, имеет две кривизны: малую - по верхнему краю желудка и большую - по нижнему краю. Самая верхняя часть желудка называется его дном, средняя часть желудка называется телом, место перед переходом желудка в двенадцатиперстную кишку - привратником. В желудке имеются два отверстия: одно из них расположено в дне и является входом в желудок, а другое располагается в привратнике и представляет собой выход из желудка в кишечник.

Стенка желудка состоит из четырех слоев: слизистой оболочки, подслизистой основы, мышечной и серозной оболочек. Слизистая оболочка желудка имеет большое количество складок, возвышений - желудочных полей. В ямки открываются железы желудка, выделяющие желудочный сок. Желудочный сок содержит соляную кислоту и пепсин-фермент, переваривающий белки пищи, створаживающий молоко, эмульгирующий жиры и подготавливающий их для дальнейшего расщепления в кишечнике. Соляная кислота придает соку кислую реакцию, активизирует ферменты и убивает микробы. Подслизистая основа хорошо выражена, представляет собой рыхлую соединительную ткань, в которойрасполагается большое количество кровеносных и лимфатических сосудов и нервов. Мышечная оболочка состоит из гладких мышечных клеток, расположенных в три слоя: продольный, кольцевой, косой. Сокращением мышц стенки желудка пища перетирается и перемешивается с желудочным соком, что способствует ее перевариванию. Пища задерживается в желудке от 3 до 10 часов. Длительность пребывания пищи в желудке зависит от ее состава. Дольше всего задерживается в желудке жирная пища, меньше - пища, содержащая преимущественно белки, и быстрее всего покидает желудок пища, состоящая главным образом из углеводов. В привратниковой части кольцевой слой мышц утолщается, образуя сжиматель - сфинктер. Слизистая оболочка в этом месте образует круговую складку - привратниковую заслонку. При сокращении сфинктера она совершенно отделяет полость желудка от полости двенадцатиперстной кишки. Наружный слой стенки желудка образует серозная оболочка - брюшина. Размеры и форма желудка зависят от количества принятой пищи и степени сокращения стенок.

Содержимое желудка переходит в двенадцатиперстную кишку,где перемешивается с кишечным, поджелудочным соками и желчью. Она является началом тонкого кишечника. Слизистая оболочка тонкого кишечника (тощей и подвздошной) имеет множество ворсинок, которые содержат кровеносные и лимфатические сосуды. Через них происходит всасывание питательных веществ в кровь и лимфу. В двенадцатиперстную кишку впадают протоки двух крупных пищеварительных желез - печени и поджелудочной железы.Печень выполняет секреторную функцию и способна также к обезвреживанию токсических веществ, которые образуются в желудочно-кишечном тракте. Печень синтезирует факторы, участвующие в свертывании крови. Она способствует синтезу белков, депонирует углеводы в виде гликогена, продуцирует желчь и желчные кислоты. В поджелудочной железе вырабатывается фермент - трипсин и синтезируется инсулин - наиболее важный гормон, регулирующий усвоение клетками глюкозы. Продвигаясь по тонкому кишечнику(общая длина тонкой кишки у человека составляет примерно 6,5 - 7 м) пища постепенно переваривается, расщепляясь до веществ, способных всасываться и усваиваться организмом. В толстую кишку(разделяется на слепую с червеобразным отростком, ободочную кишку, имеющую восходящий, поперечный и нисходящий отделы, сигмовидную и прямую кишку) переходят не переварившиеся остатки пищи, которые действием бактерий подвергаются дальнейшему расщеплению. Здесь всасывается вода и формируется кал. Общая длина толстой кишки 1,5 - 2 м. Внутренняя поверхность брюшной полости (ее стенки и органы) покрыты тонкой прозрачной оболочкой - брюшиной.Она имеет гладкую блестящую поверхность, увлажненную серозной жидкостью. При закрытых травмах живота, в случаях с разрывом кровеносных сосудов, в брюшной полости может скапливаться кровь, а при проникающих ранениях или разрывах кишечника возникает опасное осложнение - острое гнойное воспаление брюшины (перитонит). Координацию и регуляцию деятельности системы пищеварения, как и других систем, выполняет нервная система совместно с медиаторами - биологически активными веществами.

Таким образом, пищеварительная система имеет свои анатомо-физиологические особенности, которые необходимо учитывать при оказании первой помощи.

Выделительная система

Выделительная система состоит из следующих отделов: почки, кожа, потовые и сальные железы, лёгкие.

Почки являются парным органом, располагаются в брюшной полости по обе стороны от позвоночного столба на уровне последних грудных и первых поясничных позвонков. Они являются основным органом выделительной системы. Они удаляют из организма продукты распада, которые образуются в результате обмена веществ – воду, соли, аммиак, мочевину. Почками же удаляются некоторые яды, принятые в виде лекарств. В среднем за сутки человек выделяет около 1,5 л мочи, с которой выводятся 60 г солей.

Из почек моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, объем которого 0,25 – 0,5 л.

Из мочевого пузыря моча по мочеиспускательному каналу выделяется наружу.

Потовые железы. Находятся в подкожной соединительно-тканой клетчатке. Больше всего их на ладонях, подошвах, в подмышечных впадинах, меньше на голенях, бёдрах, спине. Функциональное значение потовых желёз заключается в том, что они участвуют в удалении из организма конечных продуктов обмена веществ, способствуют терморегуляции.

Сальные железы находятся на всей поверхности тела, но преимущественно расположены около волос. Они выделяют около 20 г жира в день.

Нервная система

Нервная система человека подразделяется на соматическую, вегетативную и центральную нервную систему. Соматическая нервная система осуществляет связь организма с внешней средой, обеспечивает чувствительность организма и движения. Вегетативная нервная система оказывает влияние на процессы регуляции функций внутренних органов: обмена веществ, дыхания, выделения и другие. Вегетативная нервная система состоит из симпатической и парасимпатической. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. На разрезе мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество - скопление нервных клеток. Ограниченное скопление серого вещества носит название ядра. Белое вещество состоит из нервных волокон. Нервные волокна образуют проводящие пути или тракты. Периферические нервы подразделяются на чувствительные, двигательные и смешанные. Структурной единицей нервной системы является нейрон.Функциональной единицей нервной системы является рефлекс.Путь от рецептора (аффектора) до рабочего органа (эффектора) есть рефлекторная дуга. Рефлексы бывают безусловными и условными. Безусловные рефлексы врожденны, сохраняются у здоровых людей в течение всей жизни и передаются по наследству. Условные рефлексы приобретаются в процессе жизни путем научения и опыта как приспособление к условиям внешней среды. Они образуются путем установления новых связей между нервными клетками коры головного мозга. По мере роста и развития человека число приобретенных им условных рефлексов постепенно увеличивается. Одновременно некоторые из них в силу прекращения воздействия условного раздражителя затухают. Для высшей нервной деятельности человека характерно высокоразвитое сознание и отвлеченное мышление.

Центральная нервная система. Головной мозгчеловека расположен в мозговой коробке черепа, защищающей его от различных механических повреждений. Масса его у взрослых людей колеблется обычно от 1400 до 1600 г (см. рисунок 1). Головной мозг человека состоит из двух (левого и правого) полушарий переднего мозга, ствола мозга и мозжечка. Поверхность полушарий мозга изрезана многочисленными глубокими бороздами, разделяющими ее на сложную систему извилин. Эти извилины значительно увеличивают поверхность коры полушарий. Наиболее развиты центральная борозда, отделяющая лобную долю полушарий от теменной, и боковая, лежащая между теменной и височной долями. Снаружи полушария мозга образованы тонкой корой, в которой находится около 14 млрд. нервных клеток - нейронов различной величины и формы. Кора головного мозга - центр высшей нервной деятельности человека. Одни участки управляют функциями различных органов и частей тела, другие воспринимают нервные импульсы, идущие от органов чувств. Так, в затылочной части полушарий расположен центр зрительных восприятий, в височной доле - слуховой центр, через который осуществляются рефлексы, связанные с различениями звуков, воспринятых слуховым аппаратом. По обе стороны от центральной борозды лежат кожно-мышечные зоны, воспринимающие импульсы, приносимые от рецепторов кожи и от мышц, и управляющие их деятельностью и т.д. Нейроны коры полушарий связаны друг с другом своими отростками - дендритами, по которым нервные импульсы передаются от клетки клетке. От многих нейронов коры мозга вглубь мозга отходит длинный отросток - нейрит. Эти отростки связывают кору полушарий с другими частями головного мозга, со спинным мозгом и входят в нервы, отходящие от головного мозга. Нейриты через особую перемычку соединяют также оба полушария. Отходя от нервных клеток коры полушарий мозга, нейриты образуют под ней слой белого вещества. В нем расположены островки серого вещества из скоплений нервных клеток, служащих для передачи возбуждений в кору полушарий и из нее.

Рисунок 1. Головной мозг человека (вид сбоку - слева, разрез мозга - справа). 1 - ствол мозга; II - мозжечок; III - полушария мозга: 1 - продолговатый мозг; 2 - мост мозга; 3 - средний мозг; 4 - перемычка полушарий

Полушария соединены со стволом мозга толстыми нервными пучками, называемыми ножками полушарий. Ствол мозга образует его непарную основную часть, видимую только при рассматривании мозга снизу: сверху и с боков он прикрыт полушариями. Он разделяется на несколько отделов. Впереди лежит промежуточный мозг, за ним средний мозг, далее так называемый мост и, наконец, продолговатый мозг, продолжающийся в спинной мозг. Ствол мозга состоит из белого вещества, образованного нейритами мозговых клеток, и включенных в него островков серого вещества - скоплений нервных клеток. Через ствол проходят пучки нейритов, тянущихся в полушария мозга и в мозжечок, и из них - в спинной мозг и в головные нервы. Нервные клетки промежуточного мозга играют важную роль в координации и регуляции функций различных внутренних органов. Средний мозг посылает по нервам особые импульсы, поддерживающие тонус (напряжение) мышц тела. В продолговатом мозге заложены центры, регулирующие процессы дыхания и сердцебиения. Мозжечок расположен в задней части мозга, над продолговатым мозгом. Поверхность его имеет многочисленные параллельные борозды. Поверхностный слой мозжечка образован серым веществом из многочисленных нервных клеток. Глубже находится масса белого вещества, образованного в основном длинными отростками - нейритами этих клеток. Соединяясь в пучки, они тянутся к другим отделам головного мозга и к спинному мозгу, осуществляя связь с ними. Мозжечок регулирует и координирует сокращение мышц тела. Внутри полушарий мозга и в его стволе находятся полости - желудочки мозга, наполненные мозговой жидкостью. Снаружи головной мозг покрыт мозговыми оболочками с многочисленными кровеносными сосудами. Головной мозг через свой отдел - продолговатый мозг связан со спинным мозгом, лежащим в канале позвоночника. Спинной мозг имеет вид белого тяжа, тянущегося от затылочного отверстия черепа до поясницы. Диаметр его равен примерно 1 см. По его передней и задней поверхности тянутся глубокие продольные борозды, разделяющие его на правую и левую половины. По оси спинного мозга проходит узкий спинномозговой канал, наполненный мозговой жидкостью. В глубине спинного мозга, окружая канал, находится его серое вещество, содержащее огромное количество нервных клеток - нейронов. На поперечном разрезе спинного мозга видно, что в сечении серое вещество имеет как бы контур бабочки. Наружные части спинного мозга состоят из белого мозгового вещества, слагающегося из пучков отростков нервных клеток. Одни из них тянутся вдоль тяжа мозга, связывая его различные части и проходя частично в головной мозг. Другие нейриты отходят от клеток серого вещества мозга и идут к его наружным частям, а затем выходят за его пределы, образуя корешки спинномозговых нервов. Снаружи спинной мозг одет прочными оболочками. Через проводящие пути спинного мозга и отходящие от него нервы импульсы головного мозга распространяются по телу. И, наоборот, различные возбуждения рецепторов передаются по ним головному мозгу. Но ряд возбуждений рецепторов вызывает лишь спинномозговые безусловные рефлексы, не затрагивающие головного мозга.

Периферическая нервная система. Периферическая нервная система образована нервами, отходящими от головного (черепномозговые) или спинного (спинномозговые) мозга. Нервы имеют вид белых упругих тяжей, тянущихся между мышцами и внутренними органами человека. Они одеты оболочкой. Внутри них расположены пучки отростков клеток мозга.Как уже отмечалось выше, различают нервы центростремительные (чувствительные), проводящие нервные импульсы от рецепторов (концевых образований чувствительных нервных волокон) к мозгу, центробежные (двигательные), по которым импульс движется от мозга к тем или иным органам, смешанные,в которых часть слагающих их нервных волокон является центростремительными, а часть - центробежными. От головного мозга человека отходят 12 пар черепномозговых нервов. Часть из них (например, слуховые, зрительные) центростремительные, другие (например, глазодвигательные) - центробежные, третьи (блуждающие) - смешанные.

От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов смешанного типа. Каждая из них начинается двумя корешками. Передний содержит волокна, проводящие центробежные импульсы, а задний - центростремительные. Вскоре корешки сливаются вместе, образуя один смешанный нерв, иннервирующий определенную часть тела или какой-либо орган. На задних корешках спинномозговых нервов имеются вздутия, содержащие скопления чувствительных нервных клеток.

Вегетативная нервная система. Вегетативная нервная система регулирует работу внутренних органов: сердцебиение, перистальтические движения кишечника, секрецию различных желез и т.д. Деятельность вегетативной нервной системы хотя и имеет некоторую степень автономности, все же контролируется центральной нервной системой. Вегетативная нервная система слагается из следующих элементов:

1. Нервные клетки серого вещества головного и спинного мозга, образующие особые центры.

2. Нервные волокна, сложенные из нейритов этих клеток, идущих от них к нервным узлам (ганглиям).

3. Ганглии - нервные узелки, состоящие из скопления нервных клеток, связанных с нейритами, идущих от клеток центральной нервной системы.

4. Нервные волокна, идущие от ганглия к иннервируемому органу и образованные нейритами клеток ганглия.

Таким образом, нервная система имеет свои анатомо-физиологические особенности, которые необходимо учитывать при оказании первой помощи.

Эндокринная система

Железы внутренней секреции, или эндокринная система, - комплекс желез, образующих и выделяющих специальные химические вещества -гормоны. Гормоны (дословно возбудители) - это биологически активные вещества, участвующие в регуляции всех жизненно важных процессов: роста, развития, размножения, обмена веществ. К железам внутренней секреции относятся: гипофиз, щитовидная, паращитовидные, вилочковая, поджелудочная железы, надпочечники, яички и яичники.

7-й учебный вопрос: