Что относится к дыханию

Что относится к дыханию

8.1. Этиология и патогенез брадипноэ, гиперпноэ, тихипноэ, апноэ

Как известно, внешнее дыхание представляет собой процесс газообмена между внешней средой и альвеолярным воздухом, а также между альвеолами и притекающей к легким кровью (альвеолярное дыхание). Различают следующие виды нарушения внешнего дыхания:

Брадипноэ – редкое дыхание, которое возникает при поражении и угнетении дыхательного центра на фоне гипоксии, отека, ишемии и воздействия наркотических веществ, а также при перерезке n. vagus, несостоятельности хеморецепторного аппарата. При сужении крупных воздухоносных путей отмечается редкое и глубокое дыхание – стенотическое. Повышение артериального давления вызывает рефлекторное снижение частоты дыхательных движений (рефлекс с барорецепторов дуги аорты).

Гиперпноэ – глубокое и частое дыхание, отмечается при мышечной работе, гиперкапнии и высокой концентрации Н+, эмоциональном напряжении, тиреотоксикозе, анемии, ацидозе, снижении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (рефлекс с центральных и периферических хеморецепторов, проприорецепторов дыхательных мышц, с БАР воздухоносных путей и т.д.).

Тахипноэ – частое поверхностное дыхание. Возникает вследствие выраженной стимуляции дыхательного центра при гиперкапнии, гипоксемии и повышении концентрации ионов Н+(рефлекс с хемо-рецепторов, БАР и МАР воздухоносных путей и паренхимы легких). Этот вид дыхания наблюдается при лихорадке, пневмониях, застое в легких, ателектазе и т.п. Тахипноэ способствует развитию альвеолярной гиповентиляции в результате преимущественной вентиляции мертвого пространства.

Апноэ – отсутствие дыхательных движений наблюдается при гипокапнии, снижении возбудимости дыхательного центра вследствие поражения головного мозга, экзо- и эндоинтоксикаций, действия наркотических веществ.

Апнейстическое дыхание характеризуется судорожным усиленным удлиненным вдохом, который редко прерывается выдохом. Такой вид дыхания можно воспроизвести в эксперименте после перерезки у животного обоих блуждающих нервов и ствола на границе между верхней и средней третью моста.

Гаспинг-дыхание характеризуется редкими, глубокими, убывающими по силе “вздохами”, возникает в терминальной фазе асфиксии. При данном виде дыхания работают только клетки каудальной части продолговатого мозга.

8.2. Периодическое дыхание (Чейна-Стокса, Биота) и терминальное дыхание (Куссмауля)

Дыхание Чейна-Стокса характеризуется чередованием групп дыхательных движений с нарастающей амплитудой и периодов апноэ (остановка дыхания). Следует отметить, что дыхание Чейна-Стокса может встречаться не только в условиях патологии, но и в норме: у здоровых людей во сне, у недоношенных детей с незрелой системой регуляции дыхания, в старческом возрасте (когда имеется повышение порога возбудимости дыхательного центра).

Дыхание Биота характеризуется чередованием периодов апноэ с группами дыхательных движений равной амплитуды (рис.12).

В основе развития периодического дыхания Чейна-Стокса и Биота лежит снижение возбудимости дыхательного центра под влиянием экзогенных и эндогенных патогенных факторов, возникающее, в частности, при острой и хронической гипоксии, действии механической травмы мозга, развитии отека мозга, при аутоинтоксикациях (при сахарном диабете, почечной недостаточности, печеночной недостаточности), а также, на фоне развития коматозных состояний, воспалительного процесса, опухолевого поражения продолговатого мозга, при нарушениях мозгового кровообращения.

При дыхании Чейна-Стокса и Биота адекватные в условиях нормы гуморальные и нервные раздражители не оказывают стимулирующего влияния на бульбарный дыхательный центр Активация нейронов бульбарного дыхательного центра возникает лишь на фоне воздействия сверхпороговой афферентации с центральных и периферических хеморецепторов при возрастании РСО2, [H+] и снижении РаО2 по сравнению с показателями нормы.

В случаях развития дыхания Чейна-Стокса, несмотря на снижение возбудимости бульбарного дыхательного центра, возникает повышение активности бульбарных инспираторных нейронов на фоне дополнительной афферентации, возникающей в момент первых дыхательных движений с рецепторов воздухоносных путей, проприорецепторов дыхательных мышц и сухожильных рецепторов. Последнее приводит к углублению дыхания. Увеличение глубины дыхательных движений сопровождается нормализацией газового состава крови, когда дыхательный центр вновь оказывается нечувствительным к нормальным по силе гуморальным воздействиям. При этом вновь возникает апноэ, сопровождающееся развитием гипоксии, повышением концентрации РСО2 и [H+] сверх нормальных пороговых величин, вновь обеспечивающих гуморальную стимуляцию бульбарных инспираторных нейронов.

В случае развития дыхания Биота также имеет место снижение чувствительности нейронов бульбарного дыхательного центра к адекватным стимулирующим влияниям с хеморецепторов, их активация возникает лишь при воздействии сверхпороговых гуморальных раздражителей. Однако в случае развития дыхания Биота, в отличие от дыхания Чейна-Стокса, инспираторные нейроны дыхательного центра не реагируют повышением активности на дополнительную стимулирующую афферентацию, возникающую при первых дыхательных движениях с рецепторов воздухоносных путей, паренхимы легких, проприорецепторов дыхательных мышц и сухожильных рецепторов. В связи с этим амплитуда дыхательных движений не изменяется.

8.3. Одышка: виды и механизмы развития

1. Усиление стимулирующей афферентации в бульбарный дыхательный центр (с механорецепторов воздухоносных путей, с МАР растяжения альвеол, с рецепторов спадения, юкстакапиллярных рецепторов, проприорецепторов, а также с висцеральных рецепторов и рецепторов болевой, термической чувствительности).

2. Усиление рефлекторных влияний с барорецепторов аорты и каротидных синусов. Эти рецепторы включаются в патогенез одышки при кровопотере, шоке, коллапсе. При артериальном давлении ниже 70 мм рт. ст. (9,1 кПа и меньше) уменьшается поток импульсов, оказывающих тормозное влияние на центр вдоха.

3. При снижении в крови напряжения О2, увеличении СО2 или возрастании концентрации ионов [H+] возникают усиление афферентации с центральных и периферических хеморецепторов в бульбарный дыхательный центр, активация инспирации (сердечная недостаточность, дыхательная недостаточность, почечная недостаточность, анемии, нарушения КОС различного генеза).

4. Ощущение недостаточности дыхания может возникнуть при чрезмерном растяжении межреберных мышц (например, при тяжелой физической работе, уменьшении эластичности легких, сужении верхних дыхательных путей), когда возбуждаются проприорецепторы мышц, импульсация с которых поступает в высшие отделы головного мозга.

5. Стимуляция дыхательного центра и ощущение недостаточности воздуха имеет место при локальных нарушениях мозгового кровообращения (спазм, тромбоз сосудов мозга, эмболия, развитие деструктивных изменений инфекционного, аллергического и другого происхождения).

В случаях развития рестриктивных нарушений вентиляции легких (например, при бронхиальной астме, отеке легких, пневмофиброзе легочной ткани и т.д.), когда снижается эластичность легочной ткани и значительно затрудняется растяжение альвеол под влиянием физиологического объема вдыхаемого воздуха, с МАР растяжения альвеол длительное время поступает низкочастотная афферентация в бульбарный дыхательный центр. Последняя приводит к длительной стимуляции бульбарных инспираторных нейронов и удлинению акта вдоха, т.е. развитию инспираторной одышки.

При развитии обструктивной формы дыхательной недостаточности, в основе которой лежит нарушение проходимости воздухоносных путей, особенно в случаях развития бронхоспазма при атопической и инфекционной бронхиальной астме, возникает резкое затруднение удаления воздуха из альвеол в окружающую среду. При этом альвеолы длительное время находятся в перерастянутом состоянии. С МАР растяжения альвеол длительное время поступает высокочастотная импульсация в бульбарный дыхательный центр, пессимальная для инспираторных нейронов, что препятствует развитию акта вдоха и, соответственно, обеспечивает пролонгирование фазы экспирации, т.е. развитие экспираторной одышки.

Следует отметить, что выделение инспираторной и экспираторной одышки в определенной степени относительно, поскольку нередко одышка, начинаясь как инспираторная или экспираторная, достаточно быстро приобретает смешанный инспираторно-экспираторный характер.

Источник

Научная электронная библиотека

3.2.2. Дыхательная гимнастика

В широком смысле слова все физические упражнения прямо связаны с функцией дыхания, поэтому любые виды физической культуры можно считать дыхательной гимнастикой, в том числе бег, лыжи, плавание и т.д. В связи с этим под дыхательной гимнастикой в узком смысле слова следует понимать специальные упражнения для развития дыхательной мускулатуры. Эти упражнения в разной степени связаны с общеразвивающими упражнениями.

Чтобы научиться правильно дышать, необходимо знать типы и правила дыхания. Существуют три типа дыхания: верхне-грудное (ключичное), грудное (рёберное), брюшное (диафрагмальное). Выделяют также смешанный тип дыхания, и его называют полным.

При ключичном (верхне-грудном) дыхании расширяется, главным образом, верхняя часть грудной клетки. Связано это с преимущественной работой мышц, поднимающих плечи, ключицы, лопатки и рёбра. Грудная клетка при этом вытягивается вверх, а расширяется она, в основном, только в верхней части. Для подъёма кверху плеч, ключиц и лопаток требуются большие затраты сил. Мышцы, участвующие в дыхании, слишком напрягаются и поэтому быстро утомляются. В результате при верхне-грудном дыхании количество воздуха, поступающее в лёгкие при вдохе, минимально, а напряжение дыхательного акта максимально, что приводит к относительному учащению дыхания. При этом вентилируются лишь верхние отделы лёгких, что малорезультативно и требует больших энергозатрат.

При грудном (рёберном) дыхании вдох происходит за счёт увеличения грудной клетки (в основном, в стороны), и выдох выполняется за счёт опускания рёбер и уменьшения объёма грудной клетки. При таком дыхании наполняются воздухом преимущественно срединно расположенные сегменты лёгких, а нижние доли, наиболее богатые альвеолами, вентилируются недостаточно. Кроме того, при грудном дыхании втягивается низ живота, а это вредит работе органов пищеварения (И.В. Милюкова, Т.А. Евдокимова, 2003). При этом грудное дыхание более эффективно и менее утомительно, чем ключичное.

При брюшном (диафрагмальном) дыхании вдох осуществляется за счёт сокращения и опускания диафрагмы, а следовательно, увеличения объёма грудной клетки сверху вниз. Выдох осуществляется за счёт уменьшения грудной клетки и поднимания диафрагмы.

В норме дыхание на 80 % должно осуществляться за счёт движения диафрагмы. Её центр поднимается на 2 см и на 2 см опускается, т.е. амплитуда движений диафрагмы составляет 4 см. Если диафрагма участвует в дыхании, то в одну минуту происходит до 18 её колебаний (И.В. Милюкова, Т.А. Евдокимова, 2003). Причём при её движении осуществляется своеобразный массаж внутренних органов: печени, селезёнки, кишечника. Тем не менее, при брюшном дыхании грудная клетка расширяется, в основном, за счёт нижней части, и в акте дыхания практически не участвуют верхние и средние отделы лёгких.

Смешанным типом дыхания, то есть полным и наиболее правильным, естественным дыханием необходимо овладевать сознательно большинству людей. Если преобладает один тип дыхания, нужно учиться двум другим.

Освоение типов дыхания. Ключичное дыхание можно осваивать в положении сидя, откинувшись на спинку стула, вытянув ноги и положив одну руку на грудь, другую на живот. Руки контролируют подъём грудной клетки на вдохе и опускание её на выдохе. И вдох, и выдох лучше делать через нос. Тренировку грудного дыхания рекомендуется проводить, сидя на краешке стула либо стоя, при этом кисти плотно охватывают нижнебоковые отделы грудной клетки. Руки контролируют расширение нижнебоковых отделов грудной клетки на вдохе, а на выдохе сдавливают её. Вдох происходит через нос, а выдох через рот. Диафрагмальному дыханию лучше всего обучаться в положении лёжа на спине, слегка согнув ноги. Одну руку положить на грудь, другую на живот. Во время вдоха рука, лежащая на животе, поднимается вместе с брюшной стенкой, другая остаётся неподвижной. На выдохе живот втягивается, рука соответственно надавливает на живот. Нужно выполнить вдох через нос, выдох через рот (губы сложить трубочкой). Поскольку это самый неэкономичный тип дыхания, то людям, у которых он преобладает, полезно научиться расслаблять мышцы шеи и плечевого пояса, прежде чем осваивать полное дыхание.

Следует знать, что вдох, в основном, на 80 % осуществляется за счёт диафрагмы. При этом мышцы плечевого пояса должны быть расслаблены. выдох по продолжительности в 2 раза дольше, чем вдох (на 1–2 счёта – вдох, на 3–5 счётов – выдох; вариант: на 4 счёта вдох, на 6 счётов выдох). Вдох делается, когда грудная клетка расправлена, а выдох – когда она сдавлена, например, при наклоне.

При смешанном (полном) дыхании вдох и выдох происходят при увеличении и уменьшении объёма грудной клетки вперёд-назад, в стороны и сверху вниз. Это наиболее целесообразный тип дыхания. Позволяющий более глубоко и полноценно дышать.

Для освоения полного дыхания сначала надо сделать выдох и выдержать паузу до того момента, когда захочется вдохнуть. И тогда следует медленно вдыхать через нос. В начале вдоха живот начинает выпячиваться («впустить воздух в живот»), далее начинает расширяться грудная клетка («впустить воздух в грудь») и наконец, в конце вдоха должны приподняться плечи, а живот уже слегка втягивается. Во время выдоха всё происходит в той же последовательности. Живот несколько втягивается, затем расслабляются межрёберные мышцы, грудная клетка опадает, плечи опускаются. Перед вдохом делают паузу, т.к. непривычное полное дыхание может привести к головокружению, в глазах темнеет, и в некоторых случаях происходит потеря сознания.

По вышеуказанной причине увеличивать продолжительность и интенсивность дыхательных занятий следует постепенно: начинать с 2–3 полных вдохов и выдохов и только через 3–4 недели доводить это количество до 10–15. Тренировать полное дыхание надо натощак либо через 2–3 часа после еды.

Примерные упражнения для освоения разных типов дыхания

И.П. – сидя на стуле. Поднять плечи вверх и максимально напрячь мышцы. Затем расслабиться и отдохнуть 2–3 с. Повторить 8–10 раз.

И.П. – сидя на стуле. Наклонить голову вперёд и медленно перекатывать её от плеча к плечу.

Можно выполнить самомассаж мышц шеи и плеч.

Все виды дыхательных упражнений можно разделить по принципу выполнения на четыре группы (Е.Г. Попова, 2000).

Первая группа упражнений характеризуется углублённым вдохом и выдохом. Достигается это путём рационального сочетания грудного и брюшного дыхания. Например, выполнение общеразвивающих упражнений в среднем темпе. Вторая группа упражнений характеризуется определённым ритмом – стабильным (например, «ритмичное дыхание»), замедленным («дыхание с паузами») или ускоренным (например, в беге). Третья группа упражнений отличается повышенной интенсивностью вдоха, а выдох совершается толчком. Это достигается за счёт вовлечения в дыхательный акт некоторых дополнительных групп мышц, например, при проговаривании слов «Ух!», «Ах!», «Ох!» и т.п. Четвёртая группа упражнений основана на изменении просвета воздухоносных путей – например, дыхание через одну ноздрю.

При выполнении общеразвивающих упражнений нужно научить пациента следить за ритмом дыхания (вдох-выдох) и определять, в каких случаях пользоваться тем или иным типом дыхания:

Ø При умеренной работе, в которой участвуют мышцы всего тела, рекомендуется пользоваться смешанным типом дыхания.

Ø При больших напряжениях брюшного пресса целесообразно грудное дыхание, а при напряжении мышц плечевого пояса – брюшное дыхание.

Грудной и брюшной типы дыхания существуют специально для тренировки дыхательных мышц, для развития подвижности грудной клетки.

Упражнения для формирования различных типов дыхания

Упражнения с постепенным увеличением продолжительности выдоха и вдоха. Выполняется в различных И.П. – стоя, сидя, лёжа.

вдох – 2 счёта, выдох – 2 счёта

вдох – 2 счёта, выдох – 3 счёта

вдох – 3 счёта, выдох – 4 счёта и т.д.

Упражнения на обучение диафрагмальному дыханию.

И.П. – лёжа на спине, ладони на животе (пальцами контролировать напряжение живота)

1–3 – вдох, выпячивая живот (брюшное дыхание)

4–8 – выдох, напрягая мышцы живота и втягивая живот.

И.П. – стоя ноги врозь с полунаклоном, руки за голову

1 – продолжать вдох, выпрямляясь

2–3 – заканчивать вдох, выпячивая живот

4 – начать выдох, полунаклоняясь

5–7 – продолжать выдох, втягивая живот

8 – закончить выдох и начать вдох, полувыпрямляясь в И.П.

Упражнения на обучение смешанному дыханию.

И.П. – сидя, подложив подушку сзади

1 – продолжать вдох, ложась на спину (на подушку)

2–3 – заканчивать вдох, выпячивая живот и расширяя грудную клетку

4 – начать выдох, садясь

5–7 – продолжить выдох, наклоняясь вперёд

8 – закончить выдох и начать вдох, выпрямляясь

Динамические дыхательные упражнения. Ходьба в медленном темпе 2–3 минуты, сочетая смешанное дыхание с шагами: 3 шага – вдох, 5 шагов – выдох.

Упражнения с пружинящими движениями на выдохе.

И.П. – стоя ноги врозь с полунаклоном, руки к плечам

1 – продолжать вдох, выпрямляясь

2–3 – заканчивать вдох, выпячивая живот

4–7 – пружинящие наклоны с выдохом толчком на каждый счёт

8 – начиная вдох, полувыпрямиться в И.П.

Дыхание через одну ноздрю.

И.П. – сед по-турецки. Правым большим пальцем закрыть правую ноздрю и медленно вдыхать и выдыхать через левую ноздрю (10–15 раз). Повторить то же с другой руки в обратную сторону.

Кузнечный мех (позволяет быстро насытить организм кислородом).

И.П. – сед по-турецки. Спокойно сделать выдох, втягивая живот. После этого сделать 7 циклов вдох-выдох через нос с активной работой живота (на вдохе – вперёд, на выдохе – втянуть). После 7 циклов сделать полный вдох на 5–7 с и вернуться к обычному дыханию.

И.П. – стоя, сидя или лёжа. Вдох через нос, делая глотательное движение и сокращая мышцы гортани, выдох – свободно через рот. Повторить 4–5 раз. Дыхание полное (объединённое) или брюшное (нижнее).

И.П. – стоя, сидя или лёжа. Вдох носом, выдох – через рот, проговаривая: «ха-ха-ха», «хо-хо-хо» или «хи-хи-хи». Повторить 5 раз. Тренируется полный выдох. Дыхание полное или нижнее.

Дыхание с задержкой.

И.П. – стоя, сидя или лёжа. Выполнить вдох животом, мысленно произнося фразы, постепенно увеличивая количество слов в фразе (от 3 примерно до 9), например:

ü Я ровно дышу (3 слова)

ü Мне надо дышать спокойно, ровно (5 слов)

ü Спокойное, ровное, ритмичное дыхание помогает мне успокоиться (7 слов)

Упражнение активизирует выдох, очищает организм.

Все упражнения дыхательной гимнастики можно условно разделить на статические, динамические и специальные.

Статическими дыхательными упражнениями считаются такие, при выполнении которых дыхание осуществляется без сопутствующих движений руками, ногами, головой и туловищем. Они применяются для обучения правильному дыханию, а также для урегулирования сердечно-сосудистой системы на занятиях повышенной двигательной деятельности.

Динамические дыхательные упражнения характеризуются тем, что дыхание при их выполнении осуществляется одновременно с движениями конечностями, головой, туловищем. Они могут выполняться в положении стоя, сидя, лёжа, на месте и в движении. При их проведении необходима полная согласованность амплитуды и темпа выполняемых движений с ритмом и глубиной дыхания. В противном случае дыхание или движения будут затруднёнными. При динамических дыхательных упражнениях вдох производится одновременно с движениями, связанными с подниманием и расширением грудной клетки, выпрямлением туловища. Выдох делается при движениях, связанных с опаданием грудной клетки в момент её опускания, при сгибании тела, при подтягивании ног к животу.

Нельзя допускать задержки дыхания при выполнении физических упражнений. Дыхание должно быть свободным и спокойным. Динамические дыхательные упражнения способствуют наилучшему расширению грудной клетки и более полному вдоху. Ряд таких упражнений помогает осуществлению более полного выдоха.

Специальные дыхательные упражнения имеют особую направленность на получение нужного терапевтического эффекта при том или ином нарушении дыхательного аппарата (плеврит, затруднённое носовое дыхание и т.п.). Подбираются специальные упражнения, например, с нажимом на грудную клетку при выдохе, наклоны в стороны.

Источник

Дыхание

Эволюция дыхательной системы

Всё живое на Земле существует за сёт солнечного тепла и энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Все животные и человек приспособились добывать энергию из синтезированных растениями органических веществ. Чтобы использовать энергию Солнца, заключённую в молекулах органических веществ, её необходимо высвободить, окислив эти вещества. Чаще всего в качестве окислителя используют кислород воздуха, благо он составляет почти четверть объёма окружающей атмосферы.

Одноклеточные простейшие животные, кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела. Специальные органы дыхания — перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие расположенные в углублениях покрова тела. Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника — глотку. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры, обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие. Эволюция дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади легочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада — углекислота и частично вода — выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Функции дыхательной системы

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости, которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя — решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая — верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.

На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины — по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.

Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами. Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.

Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё — в гортань.

Гортань

Гортань — один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

В узкой части гортани расположены голосовые связки, посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Бронхи

В грудной полости трахея делится на два бронха — левый и правый. Каждый бронх входит в лёгкое и там делится на бронхи меньшего диаметра, которые разветвляются на мельчайшие воздухоносные трубочки — бронхиолы. Бронхиолы в результате дальнейшего ветвления переходят в расширения — альвеолярные ходы, на стенках которых находятся микроскопические выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами.

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой — легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли — верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две — верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком — следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.

Газообмен лёгких

В сложном процессе газообмена выделяют три основные фазы: внешнее дыхание, перенос газа кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание. Внешнее дыхание объединяет все процессы, происходящие в лёгком. Оно осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относятся грудная клетка с мышцами, приводящими её в движение, диафрагма и лёгкие с воздухоносными путями.

Воздух, поступивший в лёгкие при вдохе, изменяет свой состав. Воздух в лёгких отдаёт часть кислорода и обогащается углекислым газом. Содержание углекислого газа в венозной крови выше, чем в воздухе, находящемся в альвеолах. Поэтому углекислый газ выходит из крови в альвеолы и содержание его меньше, чем в воздухе. Сначала кислород растворяется в плазме крови, далее связывается с гемоглобином, а в плазму поступают новые порции кислорода.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую проходит благодаря диффузии от большей концентрации к меньшей. Хотя диффузия протекает медленно, поверхность контакта крови с воздухом в лёгких настолько велика, что полностью обеспечивает нужный газообмен. Подсчитано, что полный газообмен между кровью и альвеолярным воздухом может происходить за время, которое втрое короче, чем время пребывания крови в капиллярах (т.е. в организме имеются значительные резервы обеспечения тканей кислородом).

Венозная кровь, попав в лёгкие, отдаёт углекислый газ, обогащается кислородом и превращается в артериальную. В большом круге эта кровь расходится по капиллярам во все ткани и отдаёт кислород клеткам тела, которые постоянно потребляют его. Углекислого газа, выделяющегося клетками в результате их жизнедеятельности, здесь больше, чем в крови, и он диффундирует из тканей в кровь. Таким образом, артериальная кровь, пройдя через капилляры большого круга кровообращения, становится венозной и правой половиной сердца направляется в лёгкие, здесь опять насыщается кислородом и отдаёт углекислый газ.

В организме дыхание осуществляется с помощью дополнительных механизмов. Жидкие среды, входящие в состав крови (её плазмы), обладают низкой растворимостью в них газов. Поэтому, для того чтобы человек мог существовать, ему нужно было бы иметь сердце мощнее в 25 раз, лёгкие — в 20 раз и за одну минуту перекачивать более 100 литров жидкости (а не пять литров крови). Природа нашла способ преодоления этой трудности, приспособив для переноса кислорода особое вещество — гемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь способна связывать кислород в 70 раз, а углекислый газ — в 20 раз больше, чем жидкая часть крови — её плазма.

Альвеола — тонкостенный пузырёк диаметром 0,2 мм, заполненный воздухом. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских клеток эпителия, по наружной поверхности которых разветвляется сетка капилляров. Таким образом, газообмен происходит через очень тонкую перегородку, образованную двумя слоями клеток: стенки капилляра и стенки альвеолы.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. 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 практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

Транспорт кислорода в организме

Дыхание — это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен) — осуществляется органами дыхания.

Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.

Биологическое значение дыхания заключается в:

Источник