Легкие человека, основы работы дыхательной системы.

Главным органом дыхательной системы человека яв­ляются легкие. Однако воздух, прежде чем попадает в них, проходит достаточно длинный путь: нос, носоглот­ка, глотка, гортань, трахея, бронхи. И это, как мы узнаем ниже, весьма важный момент в обеспечении нормально­го дыхания.

Нос выполняет наряду с дыхательной, обонятельной, резонаторной функциями и такую весьма важную для жизнедеятельности человека, как защитную. Пылевые частицы и бактерии механически задерживаются у входа в нос растущими здесь волосками.

Носовые ходы представляют собой узкие и извилис­тые каналы, что благоприятствует согреванию проходящего воздуха. Для его увлажнения слизистая оболочка в норме за сутки выделяет около 0,5 литра влаги. Эта слизь выполняет двойную задачу: в значительной сте­пени обезвреживает бактерии, осевшие на стенках носа с частичками пыли, а саму ее смывает в носоглотку, откуда  она удаляется отхаркиванием и выплевыванием.

Исследования показывают, что более 50% вдыхаемой пыли задерживается в носу. Если же человек дышит ртом, то загрязненный воздух проходит в более глубокие дыхательные пути, что может вызвать ряд заболеваний. Отсюда становится очевидным, как важно постоянно со­хранять носовое дыхание.

В носовой полости широко развита сеть обонятельного рва, благодаря чему мы способны различать запахи. При воспалении слизистой оболочки носа, ее отеке обаятельная функция резко снижается либо теряется пол­ностью.

Глотка и гортань также обладают защитной функцией, читая вдыхаемый воздух от пыли и микробов, согревая и увлажняя его. При раздражении какими-либо веществами стенок носа, носоглотки и гортани возникает защитный рефлекс – чиханье и кашель.

Гортань играет важную роль в формировании звука. Поэтому при воспалении слизистой оболочки ее стенок, также голосовых связок наступает охриплость, а порой и полная потеря голоса.

Согретый и очищенный от пыли и частично от микроорганизмов воздух попадает в трахею и бронхи. Гортань, трахея и бронхи содержат в своих стенках хрящи, которые придают им упругость и предохраняют от спадания. Два главных бронха, отходящие от трахеи, подобно ветвям дерева многократно делятся на все более и более мелкие, доходя до тонких и тончайших веточек – бронхиолей, диаметр которых не превышает долей миллиметра. Они заканчиваются гроздьями мельчайших пузырьков, так называемых легочных альвеол, напоминающих миниатюрную виноградную кисть. Их стенки очень тон­кие и оплетены густой сетью кровеносных сосудиков капилляров. Изнутри альвеолы выстланы поверхностно активным веществом, ослабляющим действие силы поверхностного натяжения и тем самым предупреждающим спадение легких на выдохе. Суммарная толщина  альвеолы и капилляра, отделяющих кровь от воз­духа, обычно не превышает тысячной доли миллиметра, благодаря чему кислород легко проникает из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ – из крови в воз­дух.

Процесс газообмена в легких со­вершается очень быстро вследст­вие огромного числа альвеол, рав­ного нескольким сотням миллио­нов, а общая площадь разверну­тых их стенок почти в 50 раз пре­вышает поверхность кожи тела человека. Кровь протекает по ка­пиллярам в альвеолах примерно за 2 секунды, но этого достаточно, чтобы установилось кислородное и углекислотное равновесие.

Легкие (правое и левое) запол­няют обе половины грудной клет­ки. Правое состоит их трех долей, левое – из двух. Каждое из них имеет половины отвесно разрезанного конуса с закругленной верхушкой и несколько вдавленном основанием, помещающимся на диафрагме – широкой  плоской мышце с плотной сухожильной куполообразно припод­нятой серединой, отделяющей грудную полость от брюш­ной.

Легкие покрыты тонкой оболочкой – плеврой, которая выстилает также и стенки грудной полости. Между ле­гочными и пристеночными листками плевры образуется щелевидное герметически замкнутое пространство (плевральная полость). В ней содержится небольшое ко­личество жидкости, выделяемой плеврой, но отсутству­ет воздух. Давление в плевральной полости меньше ат­мосферного и называется отрицательным.

Ежеминутно через легкие в покое проходит 6-9 л воз­духа, а за сутки это составит не менее 10 000 л.

Из защитных механизмов дыхательной системы сле­дует прежде всего отметить реснитчатый эпителий, вы­стилающий слизистые оболочки на всем пути движения воздуха, и бокаловидные клетки. На одну такую клетку приходится около пяти реснитчатых. Они более узкие, чем бокаловидные, покрыты волосками-ресничками, ко­торых на одной клетке насчитывается до двухсот и кото­рые находятся в постоянном движении, причем избирательно в сторону крупных бронхов. Благодаря этому рес­нички выполняют чрезвычайно важную роль в очищении воздухоносных путей от инородных частиц и веществ.

Бокаловидные клетки выделяют на поверхность рес­нитчатого эпителия слизь, на которую осаждается почти вся пыль из вдыхаемого воздуха, и с помощью ресничек она продвигается в сторону крупных бронхов, трахеи, гортани, глотки, а затем выводится при кашле наружу.

Кашель возникает в результате раздражения опреде­ленных зон, расположенных в местах наиболее тесного «прикосновения потока воздуха со слизистой оболоч­кой бронхов, и происходит быстро, в сотые доли секунды. Но в это время дыхательная система человека находится в весьма напряженном состоянии. Сначала человек делает короткий вдох. Вслед за этим следует смыкание голосовой щели и мощное кратковременное сокращение межреберных мышц и диафрагмы. В момент сокращения них мышц резко повышается внутригрудное давление, и результате чего голосовая щель открывается и загряз­ненный воздух из бронхов и трахеи выталкивается наружу.

Измерение скорости воздушного потока при кашле по­казывает, что она достигает в глотке 50-120 м/с, то есть 100 км/ч. В трахее и главных бронхах скорость движения воздуха несколько снижается, но и здесь она составляет 15-32 м/с, а в мелких и мельчайших бронхах падает до 1,2-6 м/с. Естественно, что при таком «урагане» многое из постороннего, что попало в дыхательные пути с возду­хом или находилось в нем (мокрота, скопление слизи и микроорганизмов, пыль и другие инородные частицы), стремительно выбрасывается наружу.

Таким образом, наша система дыхания снабжена уни­версальным и безотказным воздушным фильтром и кон­диционером, благодаря чему в легкие человека всегда поступает совершенно чистый согретый воздух.

И все же главной функцией легких является обеспе­чение окислительных процессов, в результате чего образуется энергия, поддерживающая жизнедеятельность организма. А для окисления белков, жиров и углеводов постоянно нужен в достаточном количестве кислород. Если без пищи можно прожить более месяца, без воды – около 10 дней, то без кислорода жизнь угасает через не­сколько минут. Именно на легкие и дыхательные мышцы выпадает ответственная роль обеспечить его достав­ку тканям организма.

Как же осуществляются дыхательная функция и про­цессы газообмена?

Дыхательный акт состоит из вдоха, выдоха и паузы. В нем участвуют диафрагма и наружные межреберные мышцы. Регулирует дыхание так называемый дыхатель­ный центр, расположенный в продолговатом мозгу. От­сюда раздражающие импульсы передаются по диафрагмальному нерву к диафрагме и по межреберным нервам к межреберным мышцам.

При вдохе сокращаются межреберные мышцы и диа­фрагма. Купол ее становится плоским и опускается, а ребра поднимаются. Таким образом увеличивается объем грудной клетки. Поскольку давление в плевральной  полости отрицательное, легкое хорошо расправляется в  грудной полости и под действием силы атмосферного давления наполняется воздухом. Степень растяжения легочной ткани и сокращения дыхательных мышц контролируются механорецепторами, расположенными в легких и этих мышцах. Импульсы отсюда поступают в дыхательный центр и сигнализируют о степени наполнения легких воздухом. Таким образом осуществляется четкая обратная связь между продолговатым мозгом и органами, обеспечивающими дыхание.

Когда вдох окончен и дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка возвращается в исходное положе­ние: ребра опускаются, купол диафрагмы выпячивается вверх. Объем грудной клетки уменьшается, что влечет за собой уменьшение объема легких. В результате этого воздух, вошедший при вдохе, выталкивается наружу.

После выдоха наступает пауза, затем дыхательный акт повторяется.

Дыхательный центр автоматически регулирует ритм и глубину дыхания. Но человек может вмешаться в этот автоматизированный процесс, сознательно изменяя его и даже на некоторое время прекращая (задержка дыха­ния). В то же время повышенная концентрация углекис­лого газа сильнее, чем обычно, раздражает дыхательный центр, что приводит к учащению дыхания.

Частота его у взрослого человека составляет 16-20 раз в минуту, то есть около 600 000 000 дыханий в течение жизни. В покое, во сне, в положении лежа частота дыха­ния уменьшается до 14-16 в минуту. При физической на­грузке, быстрой ходьбе, беге она, наоборот, увеличивает­ся. Общий объем воздуха, который можно максимально выдохнуть после самого глубокого вдоха (жизненная ем­кость легких), является одним из показателей физиче­ского развития человека. В норме для мужчин он состав­ляет 3,5-4 литра, а для женщин – 2,5-3 литра. Занятия физической культурой, дыхательные упражнения повы­шают жизненную емкость легких, а значит, улучшают снабжение организма кислородом. При этом жизненная емкость легких достигает 4,5-5 литров.

Каждый человек должен выработать правильный ритм дыхания. Этому помогают дыхательные упражне­ния. Например, делается сначала глубокий вдох. Живот максимально выпячивается вперед, расширяются боко­вые стороны грудной клетки, плечи слегка разворачива­ются, затем через 5 секунд выдох – брюшная стенка втя­гивается внутрь. Постепенно разрыв между вдохом и вы­дохом увеличивается до 10 секунд и более. Такие упраж­нения рекомендуется проводить 2-3 раза в день. Делать дыхательную гимнастику можно сидя, лежа или во вре­мя ходьбы (вдох – задержка – выдох – задержка; каждый элемент на четыре шага).

Сейчас рассмотрим процесс газообмена, происходя­щий в легких во время дыхательного акта. Атмосферный воздух, насыщенный кислородом, поступает по дыхатель­ным путям в мельчайшие разветвления бронхов. Проник­шие из альвеол в кровь молекулы кислорода сразу же связываются с гемоглобином, находящимся в красных кровяных тельцах – эритроцитах, в результате чего образуется новое соединение – оксигемоглобин. В таком виде кислород доставляется к тканям, где он легко осво­бождается для участия в тканевом дыхании. Как только оксигемоглобин освободится от кислорода, он тут же вступает в связь с углекислым газом. Образуется новое соединение, получившее название карбогемоглобин. Поскольку это соединение непрочное, то в капиллярах легких оно быстро расщепляется, а освободившийся углекислый газ поступает в альвеолярный воздух и за­тем удаляется в атмосферу. За минуту тканям доставля­ется до 600 мл кислорода, который вступает в биохими­ческие реакции обмена веществ.

Имя

E-mail (не будет опубликован)

Ваш комментарий будет опубликован после модерации.