Дыхание

                         Строение органов дыхания \ Легкие \ Газообмен в легких

Дыханием называется процесс газообмена между организмом и окружающей средой.

Строение органов дыхания

Обмен газов между кровью и воздухом осуществляется дыхательной системой, включающей воздухоносные пути и легкие.

Воздухоносные пути

Воздухоносные пути начинаются носовой полостью, далее следуют гортань, трахея, бронхи.

Носовая полость. Воздух через наружные отверстия (ноздри) поступает в полость носа, которая разделена костно-хрящевой перегородкой на две половины. Через внутренние отверстия по­лость носа сообщается с носоглоткой. Внутренняя поверхность полости носа покрыта слизистой оболочкой, верхний слой которой образован ресничным эпителием. Слизь вместе с осевшими на ней пылевыми частицами удаляется движением ресничек. В верхней части носовой полости находятся окончания обонятельного нерва, воспринимающие различные запахи.

  Гортань. Из носоглотки и глотки воздух поступает в гортань, которая состоит из нескольких хрящей, укрепленных связками (щитовидный, перстневидный, два черпаловидных и надгортанник), и подъязычной кости. От отростков черпаловидных хрящей и внутренней поверхности щитовидного хряща протягиваются голосовые связки, между которыми находится голосовая щель. Колебания голосовых связок, вызванные движениями голосовых мышц во время выдоха, создают звук. В воспроизведении членораздельной речи кроме голосовых связок принимают участие также язык, губы, щеки, мягкое нёбо, надгортанник.

Трахея. На уровне 6—7-го шейного позвонков гортань переходит в дыхательное горло — трахею. Она состоит из хрящевых полуколец, которые препятствуют спадению ее стенок.

    Бронхи. Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, образуя в легких бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки называются бронхиолами. Бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых находятся многочисленные тонкостенные выпячивания — альвеолы, оплетенные густой сетью капилляров. Между стенками альвеол и капилляров происходит газообмен.

                                                 Легкие

Легкие занимают почти весь объем грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части легкого располагаются ворота, куда входят бронхи, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое легкое делится бороздами на три доли, левое — на две. Снаружи легкие покрыты плеврой, которая состоит из двух листков: внутреннего, покрывающего легкое, и наружного, выстилающего внутреннюю полость грудной клетки. Между этими листками находится замкнутая плевральная полость с небольшим количеством жидкости. Жидкость уменьшает трение листков при дыхательных движениях легких.

Вентиляция легких

Количество воздуха, поступающего в легкие при каждом спокойном вдохе и выходящего при спокойном выдохе, называется дыхательным объемом. У взрослого человека он равен 500 см3. Легочная вентиляция — это количество воздуха, проходящего за одну минуту через легкие, или произведение дыхательного объема на число ды­хательных движений (14—15 в 1 мин). В покое у взрослого человека она составляет около 7 л воздуха в минуту. При глубоком вдохе человек может вдохнуть еще 1500 см3 воздуха (допол­нительный воздух), а после обычного выдоха он способен выдохнуть 1500 см3 резервного воздуха. .

 

 

Воздухоносные пути

Сумма объемов дыхательного, резервного и дополнительного воздуха составляет жизненную емкость. В среднем у взрослого человека она равна 3000—4500 см3. Легкие не спадают даже при максимальном выдохе, так как в них остается еще около 1500 см3 воздуха, который назы­вается остаточным.

Обмен газов в легких

Газообмен в легких и тканях

Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам, где он вступает в химические реакции, включает ряд стадий: 1) вентиляцию легких (доставка кислорода в альвеолы); 2) диффузию кислорода из альвеол в кровь легочных капилля­ров; 3) перенос его кровью к капиллярам тканей; 4) диффузию из капилляров в окружающие тка­ни. Первая и вторая стадии называются легочным (внешним) дыханием, а четвертая — ткане­вым дыханием.

Вдыхаемый атмосферный воздух содержит около 79% азота, 21% кислорода и 0,03% диоксида углерода. В основе газообмена в легких лежит разность концентрации газов: концентра­ция кислорода в поступившем в альвеолы воздухе выше, чем в легочных капиллярах (его парциальное давление в альвеолах составляет 100 мм рт. ст., а в капиллярах — 40 мм рт. ст.). Поэтому кислород из альвеол диффундирует через стенки кровеносных капилляров в кровь, насыщает ее и проникает в эритроциты, где вступает в непрочное соединение с гемоглобином, образуя оксигемоглобин. При взаимодействии гемоглобина с кислородом концентрация свободного кислорода в плазме понижается, что способствует диффузии новых пор­ций кислорода из альвеол и полному насыщению гемоглобина кислородом.

Насыщенная кислородом кровь по капиллярам поступает в органы и ткани. Газообмен в тканях происходит по тому же принципу, что и в легких: кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках свободного кислорода практически нет. По тем же законам диоксид углерода из клеток через тканевую жидкость поступает в капилляры. Выделяющийся СО2 способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. В оттекающей от органов венозной крови СО2 находится как в связанном, так и в растворенном состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах легких легко распадается на Н2 и СО2. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты. В легких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а СО2 из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеолы).