Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха

ЛЕКЦИЯ 9

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

План

1. Дыхание, его значение. Органы дыхания. Основные этапы дыхания.

2. Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха.

3. Диффузия газов в легких и тканях.

4. Транспорт газов кровью. Кислородная емкость крови.

5. Дыхательный центр и его автоматия.

6. Регуляция дыхания. Нервные и гуморальные механизмы. Роль рецепторного аппарата. Основные дыхательные рефлексы.

7. Функциональная система поддержания газового состава крови в организме.

Дыхание, его значение. Органы дыхания. Основные этапы дыхания.

Организм может существовать нормально только при постоянном поступлении энергии, необходимой для всех процессов жизнедеятельности

Единственным источником энергии является энергия, заключенная между атомами и молекулами питательных веществ

Эта энергия освобождается в организме в результате окислительных процессов

Поэтому организм нуждается в постоянном поступлении кислорода из окружающей среды

В результате окисления органических веществ в клетках образуется углекислый газ, который удаляется в окружающую среду

Таким образом, дыхание - это совокупность процессов, которая обеспечивает поступление кислорода в организм, окисление субстратов в клетках и удаление, образовавшегося при этом углекислого газа из организма

Дыхание осуществляется при помощи органов дыхания, которые представляют воздухоносные пути ( носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи) и дыхательную часть (легкие)

Особенностью строения дыхательных путей является наличие хрящевого остова (в результате стенки дыхательной трубки не спадаются) и мерцательного эпителия, выстилающего слизистую оболочку (его реснички колеблются по направлению движения выдыхаемого воздуха и изгоняют вместе со слизью инородные частицы, загрязняющие дыхательные пути)

Полость носа образована лицевыми костями и хрящами и поделена носовой перегородкой на 2 симметричные половины, которые сообщаются с наружной атмосферой через нос, а сзади - с глоткой при помощи хоан

Слизистая оболочка содержит слизистые железы, секрет которых обволакивает частички пыли, увлажняет воздух и согревает его (т.к. богата поверхностно расположенными кровеносными сосудами) Носовая полость также выполняет функцию обоняния (т.к. слизистая оболочка выстлана обонятельным эпителием

Из полости носа вдыхаемый воздух попадает в носоглотку, далее в ротовую часть глотки и затем в гортань

Гортань находится на уровне IV-VI шейных позвонков, образована хрящами, соединенными между собой суставами, связками и поперчнополосатыми мышцами внутреннюю поверхность выстилает слизистая оболочка

Сзади гортани находится глотка, с которой гортань сообщается при помощи отверстия, называемого входом в гортань. В средней части гортани находятся голосовые связки

Вдыхаемый воздух вызывает их колебание, в результате чего появляются звуки различного тона и силы

Внизу гортань переходит в дыхательное горло или трахею. Трахея представляет собой хрящевую трубку (состоит из 15-20 гиалиновых Хрящевых полуколец, соединенных кольцевыми связками) длиной 11-13 см, расположенной на уровне нижнего края VI шейного и IV-V грудного позвонков Здесь она делится на два главных бронха (правый и левый)

Каждый из главных бронхов входит в ворота правого или левого легкого и разделяется (по числу основных долей легкого) на долевые бронхи (3 ветви - в правом и 2 ветви - в левом легком)

Эти крупные бронхиальные ветви разветвляются на более мелкие или сегментарные бронхи, которые, продолжая делиться, образуют бронхиальное дерево

По мере деления бронхов происходит уменьшение их калибра, уменьшение хрящевых пластин и увеличение мышечной пластинки слизистой. В мелких бронхах исчезают хрящевые пластинки и железы

Легкие располагаются в грудной полости, по обеим сторонам сердца. Имеют вид половины усеченного конуса, разрезанного пополам от вершины до основания. Основание обращено вниз и прилегает к диафрагме. Закругленная верхушка легкого обращена вверх. На вогнутой поверхности, обращенной к средостению, находятся ворота легкого, куда входят бронхи, артерии и нервы и откуда выходят вены и лимфатические сосуды. Наружная выпуклая поверхность легкого прилегает к ребрам

Правое легкое состоит из 3-х долей, отделенных междолевыми бороздами

Левое - из 2-х долей, разделенных междолевой бороздой

Доли легкого состоят из сегментов, которые образованы дольками. Морфологической и функциональной единицей легкого является ацинус (12-18 ацинусов образуют одну легочную дольку)

Он начинается респираторными бронхиолами, которые переходят в разветвления конечных бронхиол

Каждая респираторная бронхиола подразделяется на альвеолярные ходы, которые заканчиваются альвеолярными мешочками

На стенках альвеолярных ходов и мешочков располагается несколько десятков альвеол

Альвеолы имеют вид открытого пузырька и тесно примыкают друг к другу

Ветви легочных артерий, сопровождая бронхиальное дерево, доходят до альвеол, где образуют капиллярную сеть альвеолярные капилляры собираются в посткапиллярные венулы, а затем в венулы, которые, сливаясь, образуют легочные вены. Такие морфологические особенности обеспечивают оптимальные условия для обмена газов между воздухом альвеол и кровью, протекающей в капиллярах

Дыхание включает следующие этапы:

1. Внешнее дыхание - обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких

2. Диффузия газов в легких - газообмен между альвеолярным воздухом и кровью в легочных капиллярах

3. Транспорт газов кровью - перенос газов кровью к тканям

4. Диффузия газов в тканях - газообмен между кровью и тканями в тканевых капиллярах

5. Клеточное дыхание - окисление органических веществ в клетках

Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха

Внешнее дыхание предусматривает обмен воздуха между окружающей средой и легкими

атмосферный воздух, насыщенный кислородом, поступает в легкие через воздухоносные пути во время вдоха

При выдохе альвеолярный воздух, насыщенный углекислым газом, удаляется по тем же путям в окружающую среду

Вдох обеспечивается сокращением дыхательной мускулатуры (межреберные мышцы и диафрагма)

В результате сокращения межреберных мышц ребра поднимаются вверх, разворачиваясь вокруг оси, отходят в стороны, грудина отходит вперед

Объем грудной клетки увеличивается (фронтальное и сагиттальное направления)

Диафрагма, сокращаясь, уплощается (опускается вниз) и объем грудной клетки увеличивается в вертикальном направлении

Листки плевры следуют за грудной клеткой и диафрагмой (париетальный листок плотно спаян со стенкой грудной клетки и диафрагмой, висцеральный - с тканью легкого, между ними действуют молекулярные силы сцепления, прижимающие их друг к другу)

В результате легкие пассивно следуют за увеличивающейся в размерах грудной клеткой и объем легких увеличивается, внутрилегочное давление падает

Атмосферное давление становится больше внутрилегочного и по градиенту давлений происходит заполнение легких воздухом

Причем, чем больше градиент давлений (определяется степенью сокращения дыхательной мускулатуры, а, следовательно, и степенью увеличения объема грудной клетки) тем больший объем воздуха поступает в легкие

Выдох наступает в результате расслабления дыхательной мускулатуры ребра (в силу тяжести) опускаются вниз, грудина возвращается назад, диафрагма вновь принимает куполообразную форму (под давлением брюшных органов)

Объем грудной клетки уменьшается (во фронтальном, сагиттальном и вертикальном направлениях)

Листки плевры следуют за грудной клеткой и диафрагмой

Объем легких уменьшается, внутрилегочное давление увеличивается, становится больше атмосферного и по градиенту давлений воздух покидает легкие

Движение воздуха в легких во время дыхания называют легочной вентиляцией