Строение дыхательной системы человека – Российский учебник

Строение дыхательной системы человека – Российский учебник

Строение дыхательной системы человека

С тех пор, как жизнь вышла из моря на сушу, дыхательная система, обеспечивающая газообмен с внешней средой, стала важной частью человеческого тела. Хотя все системы организма важны, считать, что одна более важна, а другая – менее, неправомерно. Ведь человеческий организм — тонко регулируемая и быстро реагирующая система, которая стремится обеспечить постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.

Советуем внимательно прочитать статью – в конце вас ждет интерактивный тест!

Органы дыхательной системы человека условно делятся на дыхательные пути, или проводники, по которым воздушная смесь поступает к легким, и легочную ткань, или альвеолы.

Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на верхние и нижние. К верхним относятся:

  • нос и его придаточные пазухи
  • ротоглотка
  • гортань

К нижним дыхательным путям относятся:

  • трахея
  • главные бронхи
  • бронхи следующих порядков
  • терминальные бронхиолы.

Носовая полость — первый рубеж при поступлении воздуха в организм. На пути пылевых частиц встают многочисленные волоски, расположенные на слизистой полости носа, и очищают проходящий воздух. Носовые раковины представлены хорошо кровоснабжаемой слизистой и, проходя сквозь извитые носовые раковины, воздух не только очищается, но и согревается.

Также нос – орган, благодаря которому мы наслаждаемся ароматом свежей выпечки, или точно можем определить местонахождение общественного туалета. А все потому, что на слизистой верхней носовой раковины расположены чувствительные обонятельные рецепторы. Их количество и чувствительность генетически запрограммированы, благодаря чему парфюмеры создают запоминающиеся ароматы духов.

Проходя сквозь ротоглотку, воздух попадает в гортань. Как же получается, что пища и воздух проходят через одни и те же части тела и не смешиваются? При глотании надгортанник прикрывает дыхательные пути, и пища попадает в пищевод. При повреждении надгортанника человек может поперхнуться. Попадание еды в дыхательные пути требует немедленной помощи и может даже привести к смерти.

Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани — щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя адамово яблоко, или кадык. Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.

Дальше на пути воздуха встают голосовые связки. Именно проходя через голосовую щель и заставляя дрожать натянутые голосовые связки, человеку доступна не только функция речи, но и пение. Некоторые уникальные певцы могут заставить дрожать связки с частотой 1000 децибел и силой своего голоса взрывать хрустальные стаканы
(в России самым широким диапазоном голоса в пять октав обладает Светлана Феодулова — участница шоу «Голос–2»).

Через гортань и голосовые связки воздух поступает в трахею. Трахея анатомически делится на шейную и грудную части. Анатомическим ориентиром является яремная вырезка грудины.

Трахея имеет строение хрящевых полуколец. Передняя хрящевая часть обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха за счет того, что трахея не спадается. Сзади к трахее прилегает пищевод, и мягкая часть трахеи не задерживает прохождение пищи по пищеводу.

Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких — альвеол. Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева, похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.

Множество альвеол формируют легкие. Легкие — парный орган. Природа позаботилась о своих нерадивых детях, и некоторые важные органы – легкие и почки – создала в двойном экземпляре. Человек может жить и с одним легким. Легкие расположены под надежной защитой каркаса из прочных ребер, грудины и позвоночника.

Методическое пособие подготовлено к изданному в соответствии с ФГОС учебнику М.Р. Сапина, Н.И. Сонина «Биология. Человек. 9 класс». Пособие содержит подробные разработки уроков, включающие цели, основное содержание урока, планируемые результаты (личностные, метапредметные, предметные), необходимое для урока оборудование, а также изложение хода урока и дополнительную информацию для учителя.

Интересно, что легкие лишены мышечной ткани и сами дышать не могут. Дыхательные движения обеспечивает работа мышц диафрагмы и межреберных мышц.

Человек совершает дыхательные движения благодаря сложному взаимодействию различных групп мышц межреберных, мышц брюшного пресса при глубоком дыхании, а самая мощная мышца, участвующая в дыхании, – диафрагма.

Наглядно представить работу дыхательных мышц поможет опыт с моделью Дондерса, описанный на странице 177 учебника «Биология 9 класс» под редакцией Пономаревой И.Н.

Читайте также:  Помогает ли мед при сухом кашле взрослому, с мокротой или без, как принимать чай с медом от сильного

Легкие и грудная клетка выстланы плеврой. Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной, или висцеральной. А та, которая покрывает ребра, – пристеночной, или париетальной. Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен.

При вдохе мышцы растягивают легочную ткань, как умелый музыкант меха у баяна, и воздушная смесь атмосферного воздуха, состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно бо´льшим содержанием углекислого газа – 4%.

Чтобы представить масштаб газообмена, только подумайте, что площадь всех альвеол человеческого организма примерно равна волейбольной площадке.

Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом — специальной смазкой, содержащей липидные комплексы.

Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.

Если вспомнить основы химии, а конкретно – тему растворимость газов в жидкостях, особо дотошные могут сказать: «Ерунда какая, ведь растворимость газов с повышением температуры уменьшается, а тут вы рассказываете, что кислород отлично растворяется в теплой, почти горячей — примерно 38-39 ° С, соленой жидкости».
И они правы, но забывают, что эритроцит содержит гемоглобин-захватчик, одна молекула которого может присоединить 8 атомов кислорода и транспортировать их к тканям!

В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.
Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.

Дыхание и газообмен – самые важные функции дыхательной системы, но далеко не единственные. Дыхательная система обеспечивает поддержание теплового баланса за счет испарения воды при дыхании. Внимательный наблюдатель замечал, что в жаркую погоду человек начинает чаще дышать. У людей, правда, этот механизм работает не так эффективно, как у некоторых животных, например у собак.

Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.

В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов. Выделяют три основных группы нейронов:

    дорсальная группа — основной источник импульсов, которые обеспечивают постоянный ритм дыхания;

вентральная группа — контролирует уровень вентиляции легких и может стимулировать вдох или выдох в зависимости от момента возбуждения.Именно эта группа нейронов управляет мышцами брюшного пресса и живота для глубокого дыхания;

  • пневмотаксический центр — благодаря его работе происходит плавная смена выдоха вдохом.
  • Для полноценного обеспечения организма кислородом нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение ритма и глубины дыхания. Благодаря отлаженной регуляции даже активные физические нагрузки практически не влияют на концентрацию кислорода и углекислого газа в артериальной крови.

    В регуляции дыхания участвуют:

      хеморецепторы каротидного синуса, чутко реагирующие на содержание газов О2 и СО2 в крови. Рецепторы расположены во внутренней сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща;

    рецепторы растяжения легких, расположенные в гладких мышцах бронхов и бронхиол;

  • инспираторные нейроны, расположенные в продолговатом мозге и варолиевом мосту (делятся на ранние и поздние).
  • Морфофункциональные особенности дыхательных путей

    1) Главной анатомической особенностью дыхательных путей является их ригидность. Дыхательные пути имеют плотные, не спадающиеся стенки, поэтому их просвет не закрывается при любом положении человека. В стенке нижних дыхательных путей выделяют слизистую оболочку, подслизистую основу, волокнисто-мышечно-хрящевую оболочку и адвентициальную оболочку. Наличие хрящевых включений в стенке дыхательных путей обеспечивает их ригидность.

    2) Кроме того, в дыхательных путях имеются образования, осуществляющие очистку, увлажнение, терморегуляцию вдыхаемого воздуха, а также воспринимающие запахи. В полости носа находится обонятельная зона, рецепторы которой обеспечивают анализ вдыхаемого воздуха. В подслизистом слое носовой полости, особенно в области нижних носовых раковин, расположены хорошо развитые венозные кавернозные сплетения, которые обеспечивают поддержание постоянной температуры слизистой и воздуха.

    3) Слизистая оболочка дыхательных путей на всем протяжении покрыта мерцательным эпителием. Движения ресничек эпителия способствует удалению из дыхательных путей пылевых частиц, микроорганизмов. В этом заключается дренажная функция дыхательных путей.

    4) Защитная функция дыхательных путей связаны с наличием в области верхних дыхательных путей структур глоточного лимфоидного кольца Пирогова-Вальдейера. Мощные рефлексогенные зоны дыхательных путей обуславливают формирование специальных защитных рефлексов, таких как кашель, чихание, обильное выделение слизи.

    Читайте также:  Выпечка без сахара для диабетиков рецепты из ржаной, гречневой и цельнозерновой муки

    5) Важной функцией дыхательных путей является голосообразовательная функция. Главный орган голосообразования – гортань. Сложноустроенный голосовой аппарат гортани, в который входят все структурные элементы гортани (слизистая оболочка, подслизистая основа, хрящи, суставы и мышцы гортани), обеспечивает формирование звуков в диапазоне от 80 до 1000 герц. Остальные органы дыхательных путей образуют систему резонаторов.

    Полость носа – начальный отдел дыхательной системы. Слизиста полости носа имеет ряд особенностей: во-первых. покрыта мерцательным эпителием, реснички которого задерживают пыль и микроорганизмы, во-вторых, содержит слизистые железы, секрет которых способствует удалению пыли и увлажняет воздух, в-третьих, слизистая богата венозными сосудами, которые согревают воздух. В верхней части полости носа имеются обонятельные рецепторы, поэтому эта область называется обонятельной.

    Гортань расположена на уровне 1V- V1 шейных позвонков. В ней различают скелет – хрящи, соединенные виде связок и суставов и мышцы, приводящие в движение хрящи. Хрящи гортани делятся на непарные (щитовидный, перстневидный и надгортанник) и парные (черпаловидные, рожковидные и клиновидные). Гортань проводит воздух и является органом голосообразования за счет голосовых связок, которые в ней располагаются.

    Трахея является продолжением гортани, начинается на уровне 1V шейного позвонка, оканчивается на уровне V грудного позвонка, где она делится на правый и левый главные бронхи (бифуркация трахеи), длина трахеи составляет 9-11 мм. Стенка трахеи состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, соединенных фиброзными связками, задняя стенка трахеи уплощена ис содержит пучки гладкой мышечной ткани, обеспечивающие движения трахеи при дыхании, кашле. Слизистая оболочка гортани и трахеи покрыта мерцательным эпителием, богата лимфоидной тканью и железами.

    Легкие – парные дыхательные паренхиматозные органы, конусообразной формы, серо-розового цвета, упругой консистенции. Легкие расположены в грудной полости по сторонам от сердца и больших сосудов. Правое легкое короче, шире и больше по объему, чем левое. Левое легкое имеет сердечную вырезку. Масса легких у мужчин 455-402 г, у женщин – 401-342 г. Каждое легкое имеет неправильную конусовидную форму, с основанием направленным вниз и закругленной верхушкой. Легкие имеют поверхности: диафрагмальную, реберную и медиальную, которая делится на переднюю часть – средостенную и заднюю часть – позвоночную.

    На медиально поверхности легкого находятся ворота легкого. В воротах располагается корень легкого. В составе корня легкого выделяются главный бронх, легочная артерия, 2 легочные вены, бронхиальные артерии и вена, лимфатические сосуды и узлы, нервные сплетения. Каждое легкое делится на доли: правое на три (верхнюю, среднюю и нижнюю), левое – на две (верхнюю и нижнюю).

    В составе каждого легкого можно выделить систему ветвящихся бронхов и функциональную дыхательную паренхиму. Легкие, как и другие паренхиматозные органы, подразделяются на структурно-функциональные части: доля, сегменты, дольки. В основе деления лежат строения сосудистого русла и особенности ветвления внутрилегочных бронхов.

    Морфофункциональные особенности дыхательной системы

    Здоровье школьников имеет особую ценность. Школьный возраст важен в физиологическом, психологическом, нравственном и социальном становлении человека и от здоровья в этом возрасте зависит здоровье человека во все последующие возрастные периоды.[5]

    Гиподинамический фактор и психоэмоциональное напряжение учебной деятельности усугубляют имеющиеся у значительного числа детей, подростков морфофункциональные отклонения со стороны позвоночника которые с годами прогрессируют. Эти патологические изменения неблагоприятно сказываются на функциональных возможностях организма: повышается утомляемость, деформируется фигура. Это ведёт к возникновению психологических и социальных проблем. Сколиоз является одним из самых распространенных ортопедических заболеваний. Быстрое прогрессирование искривления позвоночника при сколиозе отмечается во все периоды роста ребенка, особенно, во время физиологического «вытяжения». Сколиозы I-II степени по данным литературных источников составляют 75-80% всех сколиозов. Наиболее часто встречается сколиоз локализующийся в грудном отделе. Сколиоз и другие нарушения состояния позвоночника опасны своими последствиями. Из-за деформации позвоночника у школьников снижается вентиляция лёгких и как следствие нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы, что ведёт к недостаточному снабжению растущего организма, в том числе головного мозга, кислородом. Дети школьного возраста с искривлением позвоночника хуже учатся, быстрее устают, страдают от головных болей, раздражительны. [5, 9, 8]

    Дыхательная система обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека. Именно органам дыхания отводится особая роль по обеспечению организма кислородом для подержания соответствующего уровня окислительно — восстановительных процессов и кислотно — щелочного баланса. Как правило, при поражении одного отдела дыхательного аппарата нарушается и функция всей системы. К этой системе относится дыхательная мускулатура. В результате ухудшается вентиляция легких и нарушается, в той или иной степени, вся система газообмена. Эти патологические изменения неблагоприятно сказываются на функциональных возможностях всего организма.
    [2, 3, 4, 5, 6, 7]

    Читайте также:  Пневмококковая инфекция - риск развития, симптомы, осложнения

    В акте дыхания участвуют межреберные мышцы, диафрагма, мышцы живота и другие мышцы. Известно, что деформация позвоночника, которая сопровождается изменениями топографии спинномозгового канала, спинного мозга и его оболочек, ведет к натяжению корешков спинного мозга, сдавлению их отечными тканями и ущемлению их в межпозвонковых отверстиях. Это в свою очередь приводит к нарушению нормальной иннервации внутренних органов и соматической мускулатуры, обеспечивающих дыхательную функцию. Происходит уменьшение объема грудной полости, ограничивается подвижность ребер и диафрагмы, ослабление межреберных мышц, повышение внутригрудного давления. Вследствие этих изменений у школьников развивается недостаточность внешнего дыхания по рестрективному типу. [8, 10]

    Искривление позвоночника вызывает целый ряд изменений в других органах и прежде всего деформацию грудной клетки. При этом сначала деформируются ребра -на выпуклой стороне искривления они образуют реберный горб, а на вогнутой стороне задние ребра уплощаются. Это приводит к нарушению функции легких. В легких появляются ателектазы, чередующиеся с эмфизематозными участками. Прямое следствие этих изменений -нарушение механики дыхательного акта. В результате нарушается механизм, обеспечивающий эффективную вентиляцию: ограничена возможность углубить дыхание, резко уменьшается жизненная емкость легких (ЖЕЛ), и учащение дыхания возможно в небольших границах или непродолжительное время. В.В. Шувчинская отмечает у детей с I-II степенью сколиоза повышение минутного объема дыхания, обусловленное увеличением дыхательного объема. Появление синдрома гипервентиляции автор объясняет рефлекторным усилением нервной регуляции акта дыхания в ответ на скрытую дыхательную недостаточность. Главной причиной гипервентиляции при первой степени в покое Пешкова считает слабость дыхательных мышц, а при второй степени — дополнительно еще и появление затруднения дыхания в связи с развитием тугоподвижности и неравномерной экскурсии грудной клетки. Утомление дыхательных мышц и, в первую очередь, диафрагмы может быть одним из факторов, ограничивающих максимальную физическую работоспособность. Слабость дыхательных мышц не только способствует утомлению, но и усиливает ощущение одышки. При сколиозе отмечается нарушение внешнего дыхания, сопровождающееся альвеолярной гипоксией. Нарушается эластичность бронхиальных стенок, что создает увеличение сопротивления прохождению воздуха. Это служит причиной нарушения вентиляции легких. Ряд авторов указывает на асимметричное уменьшение легочных объемов, особенно связанное с ростом больных и прогрессированием деформации. ЖЕЛ с выпуклой стороны снижена более значительно, чем ЖЕЛ с вогнутой стороны. Ограничение и несимметричные движения грудной клетки создают условия для неравномерной вентиляции различных отделов легких. [1, 3]

    В Архангельске деформацией позвоночника страдают более 3,5 тысячи детей. В области число детей со сколиозом превышает пять тысяч. Наблюдается рост патологии опорно- двигательного аппарата у школьников города. Раннее обнаружение висцеральных нарушений на доклинической стадии необходимо для выявления группы риска по развитию хронической патологии и определения стратегии диспансерного наблюдения и коррекции и лечения имеющихся нарушений. Выявленные особенности функционального состояния дыхательной системы у детей школьного возраста со сколиозами начальных степеней, расширяют представления о характере отклонений, протекающих в организме таких детей, позволяют разработать методики для профилактики развития патологии легких, тем самым улучшить состояние здоровья детей со сколиозом. [10]

    1. Казаков В.М. Функциональное состояние кардио-респираторной системы у детей при различных видах лечения сколиотческой болезни. М. 1997.
    2. Малова М.Н. Внешнее, тканевое дыхание и газообмен у больных сколиозом. / М.Н.Малова, А.И.Аракчеев // Ортопедия, травматология и протезирование. 1983. — № 12. — С. 47-51.
    3. Неманова Д.И. Состояние кардиореспираторной системы у подростков с различной степенью сколиоза. Автореферат .Дис.на соиск.уч. степ.канд.мед.наук. М.2003-21с.
    4. Потыляко В.В. Взаимосвязь сколиоза с патологией внутренних органов-М.1997-4 с. деп. рукопись.
    5. Смолина Ю.Г. Функция внешнего дыхания у детей 7-10 лет, жителей Европейского Севера России: автореф..дис..к.м.н. Архангельск,2002.
    6. Сильвестров В.П. Качественный анализ кривых поток-объем спирографических исследований / В.П. Сильвестров, С.Н. Семин, В.Ю. Марциновский, И.А. Пакулин // Тер. архив. — 1989. — Т.61. — № 4. — С. 97-105.
    7. Стручков П.В. Введение в функциональную диагностику внешнего дыхания/ Виницкая Р.С., Люкевич И.А. — М.: Транссервис, 1996. — 72 с.
    8. Фищенко В.Я. Функциональные показатели внешнего дыхания у больных врожденным сколиозом. / В.Я. Фищенко, В.А. Улещенко, А.М. Соколюк // Ортопедия, травматология и протезирование. — 1982. — № 5. — с. 45-48.
    9. Ульрих Э.В. Аномалия позвоночника у детей (руководство для врачей). — СПб.: СОТИС, 1995. — 336 с.
    10. Черноземов В.Г. Висцеральные нарушения при сколиозах начальных степеней у детей школьного возраста., дис.доктора мед. наук, 2006.
    Ссылка на основную публикацию
    Строение век глаза глазное яблоко, внешняя анатомия, конъюнктива и сосуды
    Основные функции и строение глазных век Нижнее и верхнее веко в сомкнутом положении представляют собой особую перегородку, служащую для защиты...
    Стоматит у детей — лечение, причины и симптомы заболевания
    Причины появления язвочек во рту у ребенка и методы лечения Язвочки у детей во рту могут быть одновременно как признаком...
    Стоматит у детей причины, симптомы, лечение
    Стоматит у ребенка: признаки и причины возникновения Стоматит относится к наиболее частым заболеваниям детей раннего возраста. Чаще всего он возникает...
    Строение головного мозга человека отделы, оболочки, функции
    Мозг человека – строения и функции головного мозга Несмотря на удивительные способности (интеллектуальные и экстрасенсорные) некоторых людей, мозг человека работает...
    Adblock detector