Дыхательная система человека

2

         Дыхательная  система                        человека.

Реферат  по  биологии

ученика  9 класса

НШ  “Ланакия”

Петрова  Алексея  Анатольевича

                                                           1995 г.

План.

Функции  дыхательной  системы.                   -3

Анатомия.                                                                                               -4

Воздухоносные пути.                                                                                       -4

Легкое.                                                                                                                   -6

Плевра.                                                                                                                   -7

Кровеносные  сосуды  легких.                                                           -8

Дыхательные  мышцы.                                                                         -9

Легочная  вентиляция.                                                                         -9

Дыхательные  движения.                                                                         -9

Изменения  объема  легкого.                                                          -11

Легочное дыхание.                                                                                      -13

Транспорт  дыхательных  газов.                                            -15

Гигиена дыхания.                                                                                      -16

                            Функ­ции  ды­ха­тель­ной  сис­те­мы.

              Ки­сло­род  на­хо­дит­ся  в  ок­ру­жаю­щем  нас  воз­ду­хе.

Он  мо­жет про­ник­нуть  сквозь  ко­жу,  но  лишь  в  не­боль­ших

ко­ли­че­ст­вах,  со­вер­шен­но  не­дос­та­точ­ных  для  под­дер­жа­ния  жиз­ни.  Существует  легенда  об  итальянских  детях, которых для участия в религиозной  процессии  покрасили золотой  краской; история  дальше  повествует, что  все  они  умерли от  удушья,  потому  что “кожа не  могла  дышать”. На  основании  научных  данных  смерть  от  удушья  здесь  совершенно  исключена,  так  как   поглощение  кислорода  через  кожу  едва  измеримо,  а  выделение  двуокиси  углерода  составляет  менее  1% от  ее  выделение  через  легкие. По­сту­п­ле­ние  в  ор­га­низм  ки­сло­ро­да  и  уда­ле­ние  уг­ле­ки­сло­го  га­за  обес­пе­чи­ва­ет  ды­ха­тель­ная  сис­те­ма.  Транс­порт  га­зов  и  дру­гих  не­об­хо­ди­мых  ор­га­низ­му    ве­ществ  осу­ще­ст­в­ля­ет­ся  с  по­мо­щью  кро­ве­нос­ной  сис­те­мы.  Функ­ция  ды­ха­тель­ной сис­те­мы  сво­дит­ся  лишь  к  то­му,  что­бы  снаб­жать  кровь  дос­та­точ­ным  ко­ли­че­ст­вом  ки­сло­ро­да и  уда­лять  из  нее  уг­ле­кис­лый  газ.

                Хи­ми­че­ское вос­ста­нов­ле­ние мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да с об­ра­зо­ва­ни­ем во­ды слу­жит для мле­ко­пи­таю­щих ос­нов­ным ис­точ­ни­ком  энер­гии. Без нее жизнь не мо­жет про­дол­жать­ся доль­ше

не­сколь­ких се­кунд.

              Вос­ста­нов­ле­нию ки­сло­ро­да со­пут­ст­ву­ет об­ра­зо­ва­ние CO2. Ки­сло­род входящий в CO2 не про­ис­хо­дит не­по­сред­ст­вен­но из мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да. Ис­поль­зо­ва­ние O2  и об­ра­зо­ва­ние CO2  свя­за­ны  ме­ж­ду со­бой про­ме­жу­точ­ны­ми ме­та­бо­ли­че­ски­ми ре­ак­ция­ми; тео­ре­ти­че­ски ка­ж­дая из них длят­ся некоторое вре­мя.

   Об­мен  O2  и CO2  ме­ж­ду ор­га­низ­мом и сре­дой на­зы­ва­ет­ся ды­ха­ни­ем. У выс­ших жи­вот­ных про­цесс ды­ха­ния осу­ще­ст­в­ля­ет­ся

бла­го­да­ря ря­ду по­сле­до­ва­тель­ных про­цес­сов.  1. Об­мен га­зов

ме­ж­ду сре­дой и лег­ки­ми, что обыч­но обо­зна­ча­ют как "ле­гоч­ную

вен­ти­ля­цию". 2. Об­мен га­зов ме­ж­ду аль­ве­о­ла­ми лег­ких и кро­вью  (ле­гоч­ное ды­ха­ние). 3. Об­мен га­зов ме­ж­ду кро­вью и тка­ня­ми.  На­ко­нец, га­зы пе­ре­хо­дят внут­ри тка­ни к мес­там по­треб­ле­ния (для O2) и от мест об­ра­зо­ва­ния (для CO2) (кле­точ­ное ды­ха­ние).  Вы­па­де­ние лю­бо­го из этих че­ты­рех про­цес­сов при­во­дят к на­ру­ше­ни­ям ды­ха­ния и соз­да­ет опас­ность для жиз­ни человека.

                                                        Ана­то­мия.

              Ды­ха­тель­ная  сис­те­ма   че­ло­ве­ка  со­сто­ит  из  тка­ней  и  ор­га­нов,  обес­пе­чи­ваю­щих  ле­гоч­ную вен­ти­ля­цию  и  ле­гоч­ное  ды­ха­ние.  К воз­ду­хо­нос­ным пу­тям от­но­сят­ся: нос, по­лость но­са, но­со­глот­ка, гор­тань, тра­хея, брон­хи и брон­хио­лы. Лег­кие со­сто­ят из брон­хи­ол и аль­ве­о­ляр­ных ме­шоч­ков, а так­же из ар­те­рий, ка­пил­ля­ров и вен ле­гоч­но­го кру­га кро­во­об­ра­ще­ния. К эле­мен­там ко­ст­но-мы­шеч­ной сис­те­мы, свя­зан­ным с ды­ха­ни­ем, от­но­сят­ся реб­ра, меж­ре­бер­ные мыш­цы, диа­фраг­ма и вспо­мо­га­тель­ные ды­ха­тель­ные мыш­цы.

                                          Воз­ду­хо­нос­ные пу­ти.

              Нос и по­лость но­са слу­жат про­во­дя­щи­ми ка­на­ла­ми для воз­ду­ха, в ко­то­рых он на­гре­ва­ет­ся, ув­лаж­ня­ет­ся и фильт­ру­ет­ся.  В по­лос­ти но­са за­клю­че­ны так­же обо­ня­тель­ные  ре­цеп­то­ры.

Рис. 1.

На­руж­ная  часть  но­са  об­ра­зо­ва­на  тре­уголь­ным  ко­ст­но-хря­ще­вым ос­то­вом, ко­то­рый по­крыт ко­жей; два оваль­ных  от­вер­стия на ниж­ней по­верх­но­сти-ноз­д­ри-от­кры­ва­ют­ся ка­ж­дое в кли­но­вид­ную по­лость но­са. Эти по­лос­ти раз­де­ле­ны пе­ре­го­род­кой. Три лег­ких губ­ча­тых за­вит­ка (ра­ко­ви­ны) вы­да­ют­ся из бо­ко­вых сте­нок ноз­д­рей, час­тич­но раз­де­ляя по­лос­ти на че­ты­ре  не­замк­ну­тых про­хо­да (но­со­вые хо­ды). По­лость но­са вы­стла­на  бо­га­то вас­ку­ля­ри­зо­ван­ной сли­зи­стой обо­лоч­кой. Мно­го­чис­лен­ные же­ст­кие во­лос­ки,  а так­же снаб­жен­ные  рес­нич­ка­ми эпи­те­ли­аль­ные и бо­ка­ло­вид­ные клет­ки слу­жат для  очи­ст­ки вды­хае­мо­го воз­ду­ха от твер­дых час­тиц. В верх­ней час­ти по­лос­ти  ле­жат  обо­ня­тель­ные  клет­ки. 

              Гор­тань  ле­жит  ме­ж­ду  тра­хе­ей  и  кор­нем  язы­ка.  По­лость  гор­та­ни  раз­де­ле­на  дву­мя  склад­ка­ми  сли­зи­стой  обо­лоч­ки,  не  пол­но­стью  схо­дя­щи­ми­ся  по  сред­ней  ли­нии.  Про­стран­ст­во  ме­ж­ду  эти­ми склад­ка­ми - го­ло­со­вая  щель  за­щи­ще­но  пла­стин­кой  во­лок­ни­сто­го  хря­ща  -  над­гор­тан­ни­ком  (рис. 2 ).  По кра­ям го­ло­со­вой ще­ли в сли­зи­стой обо­лоч­ке ле­жат фиб­роз­ные эла­стич­ные связ­ки, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся ниж­ни­ми, или ис­тин­ны­ми, го­ло­со­вы­ми склад­ка­ми (связ­ка­ми). Над ни­ми на­хо­дят­ся лож­ные го­ло­со­вые склад­ки,  ко­то­рые за­щи­ща­ют ис­тин­ные  го­ло­со­вые склад­ки и со­хра­ня­ют их влаж­ны­ми; они по­мо­га­ют так­же за­дер­жи­вать ды­ха­ние, а при гло­та­нии пре­пят­ст­ву­ют по­па­да­нию пи­щи  в гор­тань. (рис. 1 ) Специа­ли­зи­ро­ван­ные мыш­цы на­тя­ги­ва­ют и рас­слаб­ля­ют ис­тин­ные и лож­ные

Рис.  2

го­ло­со­вые склад­ки. Эти мыш­цы иг­ра­ют важ­ную роль при фо­на­ции, а так­же пре­пят­ст­ву­ют по­па­да­нию ка­ких-ли­бо час­тиц в ды­ха­тель­ные пу­ти.

              Тра­хея на­чи­на­ет­ся у ниж­не­го кон­ца гор­та­ни (рис. 3)  и спус­ка­ет­ся в груд­ную по­лость, где де­лит­ся на пра­вый и ле­вый

брон­хи; стен­ка ее об­ра­зо­ва­на со­еди­ни­тель­ной тка­нью и хря­щом. У боль­шин­ст­ва мле­ко­пи­таю­щих хря­щи об­ра­зу­ют не­пол­ные коль­ца. Час­ти, при­мы­каю­щие  к пи­ще­во­ду,  за­ме­ще­ны  фиб­роз­ной связ­кой. Пра­вый бронх обыч­но ко­ро­че и ши­ре ле­во­го. Вой­дя в лег­кие, глав­ные брон­хи по­сте­пен­но де­лят­ся на все бо­лее мел­кие труб­ки (брон­хио­лы), са­мые мел­кие из ко­то­рых-ко­неч­ные брон­хио­лы  яв­ля­ют­ся  по­след­ним  эле­мен­том  воз­ду­хо­нос­ных

пу­тей. От гор­та­ни до ко­неч­ных брон­хи­ол труб­ки вы­стла­ны мер­ца­тель­ным эпи­те­ли­ем.

Рис. 3

                                                        Лег­кие.

              В це­лом лег­кие име­ют вид губ­ча­тых, по­рис­тых ко­ну­со­вид­ных об­ра­зо­ва­ний, ле­жа­щих о обе­их по­ло­ви­нах груд­ной по­лос­ти.

Наи­мень­ший струк­тур­ный эле­мент лег­ко­го - доль­ка (рис.4 .)

со­сто­ит из ко­неч­ной брон­хио­лы, ве­ду­щей в ле­гоч­ную брон­хио­лу

и аль­ве­о­ляр­ный ме­шок. Стен­ки ле­гоч­ной брон­хио­лы и аль­ве­о­ляр­но­го меш­ка об­ра­зу­ют уг­луб­ле­ния-аль­ве­о­лы.  Такая  структура  легких  увеличивает  их  дыхательную  поверхность, которая  в  50-100  раз  превышает  поверхность  тела.    Относительная  величина  поверхности,  через  которую  в  легких  происходит  газообмен,  больше  у  животных  с  высокой  активностью  и  подвижностью.Стен­ки аль­ве­ол со­сто­ят из од­но­го слоя эпи­те­ли­аль­ных кле­ток и ок­ру­же­ны ле­гоч­ны­ми  ка­пил­ля­ра­ми.  Внут­рен­няя  по­верх­ность аль­ве­о­лы по­кры­та по­верх­но­ст­но-ак­тив­ным  ве­ще­ст­вом  сур­фак­тан­том. Как

Рис.4

по­ла­га­ют, сур­фак­тант яв­ля­ет­ся про­дук­том сек­ре­ции гра­ну­ляр­ных кле­ток.  От­дель­ная аль­ве­о­ла, тес­но со­при­ка­саю­щая­ся с  со­сед­ни­ми  струк­ту­ра­ми,  име­ет фор­му не­пра­виль­но­го мно­го­гран­ни­ка и при­бли­зи­тель­ные раз­ме­ры до 250 мкм. При­ня­то счи­тать, что об­щая по­верх­ность аль­ве­ол,  че­рез ко­то­рую осу­ще­ст­в­ля­ет­ся га­зо­об­мен, экс­по­нен­ци­аль­но  за­ви­сит от ве­са те­ла. С воз­рас­том от­ме­ча­ет­ся умень­ше­ние пло­ща­ди по­верх­но­сти аль­ве­ол.

                                                                      Плев­ра.

  Ка­ж­дое лег­кое ок­ру­же­но меш­ком  -плев­рой (рис.5). На­руж­ный  (па­рие­таль­ный) лис­ток плев­ры при­мы­ка­ет

к внут­рен­ней по­верх­но­сти груд­ной стен­ки и диа­фраг­ме, внут­рен­ний (вис­це­раль­ный) по­кры­ва­ет лег­кое. Щель ме­ж­ду ли­ст­ка­ми на­зы­ва­ет­ся плев­раль­ной по­ло­стью. При дви­же­нии груд­ной клет­ки внут­рен­ний лис­ток обыч­но лег­ко сколь­зит по на­руж­но­му. Дав­ле­ние в плев­раль­ной по­лос­ти все­гда мень­ше ат­мо­сфер­но­го (от­ри­ца­тель­ное). В ус­ло­ви­ях по­коя внут­ри­плев­раль­ное дав­ле­ние у че­ло­ве­ка в сред­нем на 4,5 торр ни­же ат­мо­сфер­но­го (-4,5 торр). Меж­плев­раль­ное про­стран­ст­во ме­ж­ду лег­ки­ми на­зы­ва­ет­ся сре­до­сте­ни­ем; в нем на­хо­дят­ся тра­хея,  зоб­ная же­ле­за (ти­мус) и серд­це с боль­ши­ми со­су­да­ми, лим­фа­ти­че­ские уз­лы и пи­ще­вод.

                                          Кро­ве­нос­ные со­су­ды лег­ких.

              Ле­гоч­ная ар­те­рия не­сет кровь от пра­во­го же­лу­доч­ка серд­ца, она де­лит­ся на пра­вую и ле­вую вет­ви, ко­то­рые на­прав­ля­ют­ся к лег­ким. Эти ар­те­рии вет­вят­ся, сле­дуя за брон­ха­ми, снаб­жа­ют круп­ные струк­ту­ры лег­ко­го и об­ра­зу­ют ка­пил­ля­ры, оп­ле­таю­щие стен­ки аль­ве­ол (рис. 4).

              Воз­дух в аль­ве­о­ле от­де­лен от кро­ви в ка­пил­ля­ре 1) стен­кой  аль­ве­о­лы, 2) стен­кой ка­пил­ля­ра и в не­ко­то­рых слу­ча­ях 3) про­ме­жу­точ­ным сло­ем ме­ж­ду ни­ми. Из ка­пил­ля­ров кровь по­сту­па­ет в мел­кие ве­ны, ко­то­рые в кон­це кон­цов со­еди­ня­ют­ся и об­ра­зу­ют ле­гоч­ные ве­ны, дос­тав­ляю­щие кровь в ле­вое пред­сер­дие.

              Брон­хи­аль­ные ар­те­рии боль­шо­го кру­га то­же при­но­сят кровь к лег­ким, а имен­но снаб­жа­ют брон­хи и брон­хио­лы, лим­фа­ти­че­ские  уз­лы, стен­ки кро­ве­нос­ных со­су­дов и плев­ру. Боль­шая часть  этой кро­ви от­те­ка­ет в брон­хи­аль­ные ве­ны, а от­ту­да-в не­пар­ную (спра­ва) и в по­лу­не­пар­ную (сле­ва). Очень не­боль­шое ко­ли­че­ст­во  ар­те­ри­аль­ной брон­хи­аль­ной кро­ви по­сту­па­ет в ле­гоч­ные ве­ны.

                    Ды­ха­тель­ные мыш­цы.

              Ды­ха­тель­ные мыш­цы-это те мыш­цы, со­кра­ще­ния ко­то­рых

из­ме­ня­ют объ­ем груд­ной клет­ки. Мыш­цы, на­прав­ляю­щие­ся от

го­ло­вы, шеи, рук и не­ко­то­рых верх­них груд­ных и ниж­них шей­ных по­звон­ков, а так­же на­руж­ные меж­ре­бер­ные мыш­цы, со­еди­няю­щие реб­ро с реб­ром, при­под­ни­ма­ют реб­ра и уве­ли­чи­ва­ют  объ­ем  груд­ной  клет­ки.  Диа­фраг­ма-мы­шеч­но-су­хо­жиль­ная  пла­сти­на, при­кре­п­лен­ная к по­звон­кам, реб­рам и гру­ди­не,от­де­ля­ет груд­ную по­лость от брюш­ной. Это глав­ная мыш­ца, уча­ст­вую­щая в нор­маль­ном вдо­хе. При уси­лен­ном вдо­хе со­кра­ща­ют­ся до­пол­ни­тель­ные груп­пы мышц. При уси­лен­ном вы­до­хе дей­ст­ву­ют  мыш­цы,  при­кре­п­лен­ные  ме­ж­ду реб­ра­ми (внут­рен­ние меж­ре­бер­ные мыш­цы),  к реб­рам и ниж­ним груд­ным и верх­ним по­яс­нич­ным по­звон­кам, а так­же мыш­цы брюш­ной по­лос­ти; они опус­ка­ют реб­ра и при­жи­ма­ют брюш­ные ор­га­ны к рас­сла­бив­шей­ся диа­фраг­ме, умень­шая та­ким об­ра­зом ем­кость груд­ной клет­ки.

                  Ле­гоч­ная вен­ти­ля­ция.

              По­ка внут­ри­плев­раль­ное дав­ле­ние ос­та­ет­ся ни­же ат­мо­сфер­но­го, раз­ме­ры лег­ких точ­но сле­ду­ют за раз­ме­ра­ми груд­ной по­лос­ти. Дви­же­ния лег­ких со­вер­ша­ют­ся в ре­зуль­та­те со­кра­ще­ния  ды­ха­тель­ных мышц в со­че­та­нии с дви­же­ни­ем час­тей груд­ной  стен­ки и диа­фраг­мы.

                               Ды­ха­тель­ные дви­же­ния.

              Рас­слаб­ле­ние всех свя­зан­ных с ды­ха­ни­ем мышц при­да­ет

груд­ной клет­ке по­ло­же­ние пас­сив­но­го вы­до­ха. Со­от­вет­ст­вую­щая

мы­шеч­ная ак­тив­ность мо­жет пе­ре­вес­ти это по­ло­же­ние во вдох

или же уси­лить вы­дох.

              Вдох соз­да­ет­ся рас­ши­ре­ни­ем груд­ной по­лос­ти и все­гда яв­ля­ет­ся ак­тив­ным про­цес­сом. Бла­го­да­ря сво­ему со­чле­не­нию с

по­звон­ка­ми реб­ра дви­жут­ся вверх и на­ру­жу, уве­ли­чи­вая рас­стоя­ние от по­зво­ноч­ни­ка до гру­ди­ны, а так­же бо­ко­вые раз­ме­ры  груд­ной по­лос­ти (ре­бер­ный или груд­ной тип ды­ха­ния). (Рис.5.1) Со­кра­ще­ние диа­фраг­мы ме­ня­ет ее фор­му из ку­по­ло­об­раз­ной в бо­лее 

(Изменение  положение  передней  стенки тела   при  дыхании)

Рис. 5.1

пло­скую, что уве­ли­чи­ва­ет раз­ме­ры груд­ной по­лос­ти в про­доль­ном на­прав­ле­нии (диа­фраг­маль­ный или брюш­ной тип ды­ха­ния). Обыч­но глав­ную роль во вдо­хе иг­ра­ет диа­фраг­маль­ное ды­ха­ние. По­сколь­ку лю­ди-су­ще­ст­ва дву­но­гие, при ка­ж­дом дви­же­нии  ре­бер и гру­ди­ны ме­ня­ет­ся центр тя­же­сти те­ла и воз­ни­ка­ет не­об­хо­ди­мость при­спо­со­бить к это­му раз­ные мыш­цы.