Если мой сайт помог вам в подготовке к экзаменам вы можете отправить ссылку своим друзьям биологам.  Это сделает ресурс лучше!

Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Дыхание является наиболее древним процессом, с помощью которого осуществляется регенерация газового состава внутренней среды организма. В результате органы и ткани снабжаются кислородом, а отдают углекислый газ. Дыхание используется в окислительных процессах, в ходе которых образуется энергия, расходующаяся на рост, развитие и жизнедеятельность. Процесс дыхания состоит из трех основных звеньев:

  • внешнего дыхания,
  • транспорта газов кровью,
  • внутреннего дыхания.

Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов — легочного дыхания и дыхания через кожу.

Легочное дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03—0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа. Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении.. В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом. Транспорт газов кровью осуществляется в основном в виде комплексов: кислород образует соединение с гемоглобином, 1 г гемоглобина связывает 1,345 мл газа; в виде физического растворения транспортируется 15—20 мл кислорода; углекислый газ переносится в форме бикарбонатов Na и K, причем бикарбонат K находится внутри эритроцитов, а бикарбонат Na — в плазме крови; углекислый газ транспортируется вместе с молекулой гемоглобина.

Внутреннее дыхание состоит из обмена газов между капиллярами большого круга кровообращения и тканью и внутритканевого дыхания. В результате происходит утилизация кислорода для окислительных процессов. Аппарат внешнего дыхания.

У человека внешнее дыхание осуществляется с помощью специального аппарата, основная функция которого заключается в обмене газов между организмом и внешней средой. Аппарат внешнего дыхания включает три компонента — дыхательные пути, легкие, грудную клетку вместе с мышцами.

Строение дыхательной системы

Дыхательные пути соединяют легкие с окружающей средой. Они начинаются носовыми ходами, затем продолжаются в гортань, трахею, бронхи. Дыхательные пути имеют хорошо разветвленную систему кровоснабжения, благодаря которой воздух согревается и увлажняется. Эпителий воздухоносных путей выстлан ресничками, которые задерживают пылевые частицы и микроорганизмы. В слизистой оболочке находится большое количество желез, продуцирующих секрет. За сутки вырабатывается примерно 20—80 мл секрета (слизи).

Легкие состоят из альвеол, к которым прилегают капилляры. Общая площадь их взаимодействия составляет примерно 80—90 м2. Легкие выполняют множество функций:

  • удаляют углекислый газ и воду в виде паров (эксекреторная функция);
  • нормализуют обмен воды в организме;
  • являются депо крови второго порядка;
  • принимают участие в липидном обмене в процессе образования сурфактанта;
  • участвуют в образовании различных факторов свертывания крови;
  • обеспечивают инактивацию различных веществ; принимают участие в синтезе гормонов и биологически ак­тивных веществ (серотонина, вазоактивного интестинального полипептида и т. д.).

Грудная клетка вместе с мышцами образует мешок для легких. Существует группа инспираторных и экспираторных мышц. Инспираторные мышцы увеличивают размеры диафрагмы, при­поднимают передний отдел ребер, расширяя переднезаднее и бо­ковое отверстие, приводят к активному глубокому вдоху. Экспи­раторные мышцы уменьшают объем грудной клетки и опускают передний отдел ребер, вызывая выдох. Таким образом, дыхание — это активный процесс, который осуществляется только при участии всех задействованных в процессе элементов.

Механизм вдоха и выдоха

У взрослого человека частота дыхания составляет примерно 16—18 дыхательных движений в минуту. Она зависит от интенсивности обменных процессов и газового состава крови. Дыхательный цикл складывается из трех фаз:

  • фазы вдоха (продолжается примерно 0,9—4,7 с);
  • фазы выдоха (продолжается 1,2—6,0 с);
  • дыхательной паузы (непостоянный компонент).

Тип дыхания зависит от мышц, поэтому выделяют:

  • грудной - осуществляется при участии межреберных мышц и мышц 1—3-го дыхательного промежутка, при вдохе обеспечивается хорошая вентиляция верхнего отдела легких, характерен для женщин и детей до 10 лет;
  • брюшной - вдох происходит за счет сокращений диафраг­мы, приводящих к увеличению в вертикальном размере и соот­ветственно лучшей вентиляции нижнего отдела, присущ муж­чинам;
  • смешанный - при спокойном состоянии дыхание является активным про­цессом и состоит из активного вдоха и пассивного выдоха.

Активный вдох начинается под влиянием импульсов, поступающих из дыхательного центра к инспираторным мышцам, вызывая их сокращение. Это приводит к увеличению размеров грудной клетки и соответственно легких. Внутриплевральное давление становится отрицательнее атмосферного и уменьшается на 1,5—3 мм рт. ст. В результате разности давлений воздух поступает в легкие. В конце фазы давления выравниваются.

Пассивный выдох происходит после прекращения импульсов к мышцам, они расслабляются, и размеры грудной клетки уменьшаются.

О функционировании аппарата внешнего дыхания можно судить по объему воздуха, поступающего в легкие в ходе одного дыхательного цикла. Объем воздуха, проникающего в легкие при максимальном вдохе, образует общую емкость легких. Она состав­ляет примерно 4,5—6 л и состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема.

Жизненная емкость легких — то количество воздуха, которое способен выдохнуть человек после глубокого вдоха. Она является одним из показателей физического развития организма и считается патологической, если составляет 70—80 % от должного объема. В течение жизни данная величина может меняться. Это зависит от ряда причин: возраста, роста, положения тела в пространстве, приема пищи, физической активности, наличия или отсутствия беременности. Жизненная емкость легких состоит из дыхательного и резерв­ного объемов. Дыхательный объем — это то количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в спокойном состоянии. Его величина составляет 0,3—0,7 л. Он поддерживает на определенном уровне парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Резервный объем вдоха — количество воздуха, которое может дополнительно вдохнуть человек после спокойного вдоха. Как правило, это 1,5—2,0 л. Он характеризует способность легочной ткани к дополнительному растяжению. Резервный объем выдоха — то количество воздуха, которое можно выдохнуть вслед за нормальным выдохом.

Газообмен в легких и тканях. Кровь, которая течет к легким от сердца (венозная), содержит мало кислорода и много углекислого газа; воздух в альвеолах, наоборот, содержит много кислорода и меньше углекислого газа. Вследствие этого через стенки альвеол и капилляров происходит двусторонняя диффузия. Кислород переходит в кровь, а углекислый газ поступает из крови в альвеолы. В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь, насыщенная кислородом, становится артериальной и по легочным венам поступает в левое предсердие.

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах. Через их тонкие стенки кислород поступает из крови в тканевую жидкость и затем в клетки, а углекислота из тканей переходит в кровь. Концентрация кислорода в крови больше, чем в клетках, поэтому он легко диффундирует в них. Концентрация углекислого газа в тканях, где он собирается, выше, чем в крови. Поэтому он переходит в кровь, где связывается химическими соединениями плазмы и отчасти с гемоглобином, транспортируется кровью в легкие и выделяется в атмосферу. Перенос кислорода осуществляется с помощью иона железа содержащегося в гемоглобине. Одна такая молекула присоединяет четыре молекулы кислорода, при этом гемоглобин превращается в оксигемоглобин, а кровь из вишневой-венозной – становится ярко-алой-артериальной. Эта реакция обратима.

Перенос углекислого газа так же связан с гемоглобином. Примерно 10% газа соединяется с гемоглобином и образует непрочное химическое соединение – карбогемоглобин. Остальная часть соединяется с водой и превращается в угольную кислоту. Эта реакция ускоряется в 20 000 раз особым ферментом – карбоангидразой, находящимся в эритроцитах. Далее кислота реагирует с ионами натрия и калия и образует бикарбонаты. Углекислый газ, транспортируется к легким в физически растворенном виде и в непрочном химическом соединении, в виде карбогемоглобина, угольной кислоты и бикарбонатов натрия и калия.

Углекислый газ играет ведущую роль а гуморальном механизме регуляции дыхания. Главным физиологическим стимулом дыхательных центров является двуокись углерода. Регуляция дыхания обусловливает поддержание нормального содержания СО2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови. Возрастание содержания СО2 в альвеолярном воздухе на 0,17% вызывает удвоение МОД, а вот снижение О2 на 39-40% не вызывает существенных изменений МОД.

Кислородная емкость крови  количество кислорода, которое может быть связано кровью при её полном насыщении; выражается в объёмных процентах (об%); зависит от концентрации в крови гемоглобина.  Кислородная емкость крови человека около 18-20%.

По современным представлениям дыхательный центр — это совокупность нейронов, обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и адаптацию системы к потребностям организма.

Дыхательным центром называют совокупность нервных клеток, расположенных в разных отделах центральной нервной системы, обеспечивающих координированную ритмическую деятельность дыхательных мышц и приспособление дыхания к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды организма.

Некоторые группы нервных клеток являются обязательно необходимыми для ритмической деятельности дыхательных мышц. Они расположены в ретикулярной формации продолговатого мозга, составляя дыхательный центр в узком смысле слова. Нарушение функции этих клеток приводит к прекращению дыхания вследствие паралича дыхательных мышц. Иннервация дыхательных мышц. Дыхательный центр продолговатого мозга посылает импульсы к мотонейронам, расположенным в передних рогах серого вещества спинного мозга, иннервирующим дыхательную мускулатуру. Мотонейроны, отростки которых образуют диафрагмальные нервы, иннервирующие диафрагму, находятся в передних рогах 3—4-го шейных сегментов.

Давайте вместе сделаем данный сайт лучше! Поделитесь ссылкой на этот сайт со своими одногрупниками. Это поможет развитию нашего сайта.

2015-2020 © Биология для студентов | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх