Дыхательная система человека icon

Дыхательная система человека



НазваниеДыхательная система человека
Дата конвертации19.07.2012
Размер130,29 Kb.
ТипРеферат
Дыхательная система человека


Дыхательная система человека. Реферат по биологии План.Функции дыхательной системы. -3Анатомия. -4Воздухоносные пути. -4Легкое. -6Плевра. -7Кровеносные сосуды легких. -8Дыхательные мышцы. -9Легочная вентиляция. -9Дыхательные движения. -9Изменения объема легкого. -11Легочное дыхание. -13Транспорт дыхательных газов. -15Гигиена дыхания. -16 Функции дыхательной системы. Кислород находится в окружающем нас воздухе.Он может проникнуть сквозь кожу, но лишь в небольшихколичествах, совершенно недостаточных для поддержания жизни.Существует легенда об итальянских детях, которых для участия врелигиозной процессии покрасили золотой краской; история дальшеповествует, что все они умерли от удушья, потому что “кожа не могладышать”. На основании научных данных смерть от удушья здесьсовершенно исключена, так как поглощение кислорода через кожу едва измеримо, а выделение двуокиси углерода составляет менее 1% от еевыделение через легкие. Поступление в организм кислорода и удалениеуглекислого газа обеспечивает дыхательная система. Транспорт газов и других необходимых организму веществ осуществляется с помощьюкровеносной системы. Функция дыхательной системы сводится лишь ктому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода иудалять из нее углекислый газ. Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованиемводы служит для млекопитающих основным источником энергии. Без нее жизньне может продолжаться дольшенескольких секунд. Восстановлению кислорода сопутствует образование CO2. Кислородвходящий в CO2 не происходит непосредственно из молекулярного кислорода.Использование O2 и образование CO2 связаны между собой промежуточнымиметаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некотороевремя. Обмен O2 и CO2 между организмом и средой называется дыханием. Увысших животных процесс дыхания осуществляетсяблагодаря ряду последовательных процессов. 1. Обмен газовмежду средой и легкими, что обычно обозначают как "легочнуювентиляцию". 2. Обмен газов между альвеолами легких и кровью (легочноедыхание). 3. Обмен газов между кровью и тканями. Наконец, газы переходятвнутри ткани к местам потребления (для O2) и от мест образования (для CO2)(клеточное дыхание). Выпадение любого из этих четырех процессов приводят кнарушениям дыхания и создает опасность для жизни человека. Анатомия. Дыхательная система человека состоит из тканей и органов,обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоноснымпутям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи ибронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также изартерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементамкостно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберныемышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы. Воздухоносные пути. Нос и полость носа служат проводящими каналами для воздуха, в которыхон нагревается, увлажняется и фильтруется. В полости носа заключены такжеобонятельные рецепторы.|[pic] |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 разделеныперегородкой. Три легких губчатых завитка (раковины) выдаются из боковыхстенок ноздрей, частично разделяя полости на четыре незамкнутых прохода(носовые ходы). Полость носа выстлана богато васкуляризованной слизистойоболочкой. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничкамиэпителиальные и бокаловидные клетки служат для очистки вдыхаемого воздухаот твердых частиц. В верхней части полости лежат обонятельные клетки. Гортань лежит между трахеей и корнем языка. Полость гортаниразделена двумя складками слизистой оболочки, не полностьюсходящимися по средней линии. Пространство между этими складками -голосовая щель защищено пластинкой волокнистого хряща -надгортанником (рис. 2 ). По краям голосовой щели в слизистой оболочкележат фиброзные эластичные связки, которые называются нижними, илиистинными, голосовыми складками (связками). Над ними находятся ложныеголосовые складки, которые защищают истинные голосовые складки исохраняют их влажными; они помогают также задерживать дыхание, а приглотании препятствуют попаданию пищи в гортань. (рис. 1 )Специализированные мышцы натягивают и расслабляют истинные и ложные|[pic] |Рис. 2 голосовые складки. Эти мышцы играют важную роль при фонации, а такжепрепятствуют попаданию каких-либо частиц в дыхательные пути. Трахея начинается у нижнего конца гортани (рис. 3) и спускается вгрудную полость, где делится на правый и левыйбронхи; стенка ее образована соединительной тканью и хрящом. У большинствамлекопитающих хрящи образуют неполные кольца. Части, примыкающие кпищеводу, замещены фиброзной связкой. Правый бронх обычно короче и ширелевого. Войдя в легкие, главные бронхи постепенно делятся на все болеемелкие трубки (бронхиолы), самые мелкие из которых-конечные бронхиолыявляются последним элементом воздухоносныхпутей. От гортани до конечных бронхиол трубки выстланы мерцательнымэпителием.|[pic] |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 бронхиолуи альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешкаобразуют углубления-альвеолы. Такая структура легких увеличивает ихдыхательную поверхность, которая в 50-100 раз превышает поверхностьтела. Относительная величина поверхности, через которую в легкихпроисходит газообмен, больше у животных с высокой активностью иподвижностью.Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток иокружены легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеолы покрытаповерхностно-активным веществом сурфактантом. Как|[pic] |Рис.4полагают, сурфактант является продуктом секреции гранулярных клеток.Отдельная альвеола, тесно соприкасающаяся с соседними структурами, имеетформу неправильного многогранника и приблизительные размеры до 250 мкм.Принято считать, что общая поверхность альвеол, через которуюосуществляется газообмен, экспоненциально зависит от веса тела. Свозрастом отмечается уменьшение площади поверхности альвеол. Плевра. Каждое легкое окружено мешком -плеврой (рис.5). Наружный (париетальный)листок плевры примыкает|[pic]Рис.5 |к внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний(висцеральный) покрывает легкое. Щель между листками называется плевральнойполостью. При движении грудной клетки внутренний листок обычно легкоскользит по наружному. Давление в плевральной полости всегда меньшеатмосферного (отрицательное). В условиях покоя внутриплевральное давление учеловека в среднем на 4,5 торр ниже атмосферного (-4,5 торр).Межплевральное пространство между легкими называется средостением; в немнаходятся 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 делитсяна правую и левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерииветвятся, следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуюткапилляры, 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 междуними. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые в конце концовсоединяются и образуют легочные вены, доставляющие кровь в левоепредсердие. Бронхиальные артерии большого круга тоже приносят кровь к легким, аименно снабжают бронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносныхсосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены, аоттуда-в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшоеколичество артериальной бронхиальной крови поступает в легочные вены. Дыхательные мышцы. Дыхательные мышцы-это те мышцы, сокращения которыхизменяют объем грудной клетки. Мышцы, направляющиеся отголовы, шеи, рук и некоторых верхних грудных и нижних шейных позвонков, атакже наружные межреберные мышцы, соединяющие ребро с ребром, приподнимаютребра и увеличивают объем грудной клетки. Диафрагма-мышечно-сухожильная пластина, прикрепленная к позвонкам, ребрам и грудине,отделяет груднуюполость от брюшной. Это главная мышца, участвующая в нормальном вдохе. Приусиленном вдохе сокращаются дополнительные группы мышц. При усиленномвыдохе действуют мышцы, прикрепленные между ребрами (внутренниемежреберные мышцы), к ребрам и нижним грудным и верхним поясничнымпозвонкам, а также мышцы брюшной полости; они опускают ребра и прижимаютбрюшные органы к расслабившейся диафрагме, уменьшая таким образом емкостьгрудной клетки. Легочная вентиляция. Пока внутриплевральное давление остается ниже атмосферного, размерылегких точно следуют за размерами грудной полости. Движения легкихсовершаются в результате сокращения дыхательных мышц в сочетании сдвижением частей грудной стенки и диафрагмы. Дыхательные движения. Расслабление всех связанных с дыханием мышц придаетгрудной клетке положение пассивного выдоха. Соответствующаямышечная активность может перевести это положение во вдохили же усилить выдох. Вдох создается расширением грудной полости и всегда является активнымпроцессом. Благодаря своему сочленению спозвонками ребра движутся вверх и наружу, увеличивая расстояние отпозвоночника до грудины, а также боковые размеры грудной полости (реберныйили грудной тип дыхания). (Рис.5.1) Сокращение диафрагмы меняет ее форму изкуполообразной в более|[pic] |[pic] || |(Схематическое изображение грудной|| |клетки, какие движения совершаются|| |при дыхании.) |(Изменение положение передней стенки тела при дыхании)Рис. 5.1плоскую, что увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении(диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохеиграет диафрагмальное дыхание. Поскольку люди-существа двуногие, при каждомдвижении ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникаетнеобходимость приспособить к этому разные мышцы. При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластическихсвойств и веса переместившихся тканей, чтобывернуть их в положение, предшествующее вдоху. Таким образом, выдох в покоепроисходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц,создающих условие для вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствиесокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечнымгруппам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры груднойполости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох можеттакже произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимаетвнутренности к расслабленной диафрагме и уменьшает продольный размергрудной полости. Расширение легкого снижает (на время) общее внутрилегочное(альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется,а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятсяпри вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутриплевральное давление тожеменяется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда нижеатмосферного (т. е. всегда отрицательное). Изменения объема легких. У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса. Объем легкого меняется при вдохе не всюду одинаково. Дляэтого имеются три главные причины, во-первых, грудная полостьувеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе частилегкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существованиегравитационного эффекта, который способствует смещению легкого книзу. Объем воздуха, вдыхаемый при обычном (неусиленном) вдохе и выдыхаемойпри обычном (неусиленном) выдохе, называется дыхательным воздухом. Объеммаксимального выдоха после предшествовавшего максимального вдоханазывается жизненной емкостью. Она не равна всему объему воздуха в легком(общему объему легкого), поскольку легкие полностью не спадаются. Объемвоздуха, который остается в наспавшихся легких, называется остаточнымвоздухом. Имеется дополнительный объем, который можно вдохнуть примаксимальном усилии после нормального вдоха. А тот воздух, которыйвыдыхается макси-|[pic] |Рис. 6 Распределение объема и емкости легких у взрослых.мальным усилием после нормального выдоха, это резервный объем выдоха.Функциональная остаточная емкость состоит из резервного объема выдоха иостаточного объема. Это тот находящийся в легких воздух, в которомразбавляется нормальный дыхательный воздух (рис.6). Вследствие этого составгаза в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется. Минутный объем V-это воздух, вдыхаемый за одну минуту. Его можновычислить, умножив средний дыхательныйобъем (Vt) на число дыханий в минуту (f), или V=fVt. ЧастьVt, например, воздух в трахее и бронхах до конечных бронхиоли в некоторых альвеолах, не участвует в газообмене, таккак не приходит в соприкосновение с активным легочнымкроватоком - это так называемое “мертвое” пространство (Vd). ЧастьVt, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называетсяальвеолярным объемом (VA).С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция (VA) -наиболее существенная часть наружного дыхания VA=f(Vt-Vd), так какона является тем объемом вдыхаемого за минуту воздуха, которыйобменивается газами с кровью легочных капилляров. Легочное дыхание. Газ является таким состоянием вещества, при котором оноравномерно распределяется по ограниченному объему. В газовой фазевзаимодействие молекул между собой незначительно.Когда они сталкиваются со стенками замкнутого пространства,их движение создает определенную силу; эта сила, приложеннаяк единице площади, называется давлением газа и выражается вмиллиметрах ртутного столба, или торрах; давление газа пропорциональночислу молекул и их средней скорости. При комнатной температуре давлениекакого-либо вида молекул; например, O2 или N2, не зависит от присутствиямолекул другого газа. Общее измеряемое давление газа равно сумме давленийотдельных видов молекул (так называемых парциальных давлений) илиРB=РN2+Ро2+Рн2o+РB, где РB - барометрическое давление. Долю (F) данногогаза (x) в сухой газовой смеси мощно вычислить по следующему уравнению: Fx=Px/PB-PH2OИ наоборот, парциальное давление давнего газа (x) можно вы-числить из его доли: Рx-Fx(РB-Рн2o). Сухой атмосферныйвоздух содержит 2О,94% O2*Рo2=20,94/100*760 торр (на уровне моря) =159,1торр. Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходитпутем диффузии. Диффузия возникает в силу постоянного движения молекул газак обеспечивает перенос молекул из области более высокой их концентрации вобласть, где их концентрация ниже. Газовые законы. На величину диффузии газов между альвеолами и кровьювлияют некоторые чисто физические факторы. 1. Плотность га-зов. Здесь действует закон Грэма. Он гласит, что в газовой фазе при прочихравных условиях относительная скорость диффузии двух газов обратнопропорциональна квадратному корню из их плотности. 2. Растворимость газов вжидкой среде. Здесь действует закон Генри: согласно этому закону, массагаза, растворенного в данном объеме жидкости при постоянной температуре,пропорциональна растворимости газа в этой жидкости и парциальному давлениюгаза, находящегося в равновесии с жидкостью. 3. Температура. С повышениемтемпературы растет средняя скорость движения молекул (повышается давление)и падает растворимость газа в жидкости при данной температуре. 4. Градиентдавления. К газам в дыхательной системе приложим закон Фика. Коэффициенты диффузии. Исходя из растворимости и величины молекул, коэффициент диффузии дляСО2 приблизительно в 2,7 раза больше; чем для О2. Поскольку эта величинапостоянная и температура в легких обычно тоще остается постоянной, тотолько парциальные давления этих газов определяют направление газообменамежду легкими и альвеолами. При рассмотрении физиологических аспектовгазообмена в легких следует учитывать 1) легочное кровообращение вальвеолах, 2) доступную для диффузии поверхность, 3) характеристикиальвеолярной и капиллярной тканей и 4) расстояние, на которое происходитдиффузия. Определить диффузионную способность легких, обозначаемую как коэффициентпереноса (ТLx, или DLx некоторых исследователей), можно, измеривколичество газа (x), переносимое каждую минуту на каждый торр разницыпарциального давления в альвеолах (РAx) и капиллярах (Pсар), или:Тx=Vx/PAx-Pсар; ТLx варьирует в зависимости от изучаемого газа и его местав легком. ТLx кислорода во всем легком человека в состоянии покояколеблется от 19 до 31 мл/мин на 1 торр. При легкой физической работе оновозрастает до 43 мл/мин. Соотношение между вентиляцией и перфузией. Эффективность легочного дыхания варьирует в разных частях легкого. Этавариабельность в значительной мере объясняется представлением о соотношениимежду вентиляцией и перфузией (VA/Q). Указанное соотношение определяетсячислом вентилируемых альвеол, которые соприкасаются с хорошоперфузируемыми капиллярами. При спокойном дыхании у человека верхние отделылегкого расправляются полнее, чем нижние отделы, но при вертикальномположении нижние отделы перфузируются кровью лучше, чем верхние. Помере увеличения дыхательного объема нижние части легкого используются всебольше и все лучше перфузируются. Соотношение V/Q в нижней части легкогостремится к единице. Транспорт дыхательных газов. Около О,3% О2, содержащегося в артериальной крови большого круга принормальном Ро2, растворено в плазме. Все остальное количество находится внепрочном химическом соединении с гемоглобином (НЬ) эритроцитов. Гемоглобинпредставляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой.Fе + каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одноймолекулой О2. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин содержит 1,39 мл.О2 на 1 г Нb (в некоторых источниках указывается 1,34 мл), если Fе +окислен до Fе +, то такое соединение утрачивает способность переносить О2. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин (НbО2) обладает болеесильными кислотными свойствами, чем восстановленный гемоглобин (Нb). Врезультате в растворе, имеющем рН 7,25, освобождение 1мМ О2 из НbО2 делаетвозможным усвоение О,7 мМ Н+ без изменения рН; таким образом, выделение О2оказывает буферное действие. Соотношение между числом свободных молекул О2 и числом молекул,связанных с гемоглобином (НbО2), описывается кривой диссоциации О2 (рис.7).НbО2 может быть представлен в одной из двух форм: или как доля соединенногос кислородом гемоглобина (% НbО2), или как объем О2 на 100 мл крови вовзятой пробе (объемные проценты). В обоих случаях форма кривой диссоциациикислорода остается одной и той же. Насыщение тканей кислородом. Транспорт O2 из крови в те участки ткани, где ониспользуется, происходит путем простой диффузии. Поскольку кислородиспользуется главным образом в митохондриях, расстояния, на которыепроисходит диффузия в тканях, представляются большими по сравнению собменом в легких. В мышечной ткани присутствие миоглобина, какполагают, облегчает диффузию O2. Для вычисления тканевого Po2созданы теоретически модели, которые предусматривают факторы,влияющие на поступление и потребление O2, а именно расстояние междукапиллярами, кроваток в капиллярах и тканевой метаболизм. Самоенизкое|[pic] |Po2 установлено в венозном конце и на полпути между капиллярами,если принять, что кроваток в капиллярах одинаковый и что онипараллельны. Гигиена дыхания. Физиологии наиболее важные газы - O2, CO2, N2. Они присутствуютв атмосферном воздухе в пропорциях указанных в табл. 1. Крометого, атмосфера содержит водяные пары в сильно варьирующихколичествах.Табл. 1|Компонент |Содержание, % ||Кислород |20,95 ||Двуокись углерода |0,03 ||Азот |78,09 ||Аргон |0,93 | С точки зрения медицины при недостаточном снабжении тканейкислородом возникает гипоксия. Краткое изложение разных причин гипоксииможет служить и сокращенным обзором всех дыхательных процессов. Ниже вкаждом пункте указаны нарушения одного или более процессов. Систематизацияих позволяет рассматривать все эти явления одновременно. I. недостаточный транспорт О2 кровью (аноксемическая гипоксия)(содержание О2 в артериальной крови большого круга понижено). А. Сниженное РO2: 1) недостаток О2 во вдыхаемом воздухе; 2) снижение легочной вентиляции; 3) снижение газообмена между альвеолами и кровью; 4) смешивание крови большого и малого круга, Б. Нормальное РO2: 1) снижение содержания гемоглобина (анемия); 2) нарушение способности гемоглобина присоединять O2 II. Недостаточный транспорт крови (гипокинетическая гипок- сия). А. Недостаточное кровоснабжение: 1) во всей сердечно-сосудистой системе (сердечнаянедостаточность) 2) местное (закупорка отдельных артерий) Б. Нарушение оттока крови; 1) закупорка определенных вен; В. Недостаточное снабжение кровью при возросшейпотребности. III. Неспособность ткани использовать поступающий О2(гистотоксическая гипоксия).Библиография.Н.П. Наумов, Н.Н. Карташов “Зоология позвоночных”К. Шмидт-Ниельсен “Физиология животных” (перевод с английского М.Д. Гроздовой)“Основы Физиологии” под редакцией П. Стерки перевод с английскогоН. Ю. Алексеенко.




Нажми чтобы узнать.

Похожие:

Дыхательная система человека iconДыхательная система человека Актуальность

Дыхательная система человека iconПочему нужна дыхательная гимнастика?
«Дыхательная система ребенка устроена природой чрезвычайно сложно и мудро. Главная задача родителей – сохранить ее здоровой»
Дыхательная система человека iconЛитература Гистология (дыхательная система)

Дыхательная система человека iconОстрая дыхательная недостаточность
Острая дыхательная недостаточность это такое патологическое состояние организма, при котором функция аппарата внешнего дыхания недостаточна...
Дыхательная система человека iconОстрая дыхательная недостаточность
Острая дыхательная недостаточность это такое патологическое состояние организма, при котором функция аппарата внешнего дыхания недостаточна...
Дыхательная система человека iconДыхательная система. Цели и задачи урока
...
Дыхательная система человека iconГистология: Дыхательная система
Объединяет группу органов выполняющих функцию внешнего дыхания насыщение крови кислородом и удаление из нее углекислого газа и ряд...
Дыхательная система человека iconГистология: Дыхательная система
Объединяет группу органов выполняющих функцию внешнего дыхания насыщение крови кислородом и удаление из нее углекислого газа и ряд...
Дыхательная система человека iconБолдырева ольга фёдоровна музыкальный руководитель мбдоу №63 «Лесная полянка» г. Белово, Кемеровской обл
В. В. Емельянова укрепляют голосовые связки, Стрельниковская дыхательная гимнастика увеличивает объём лёгких. Исходя из этого, постепенно...
Дыхательная система человека iconПрограмма Краткосрочных курсов «Европейская система защиты прав человека. Деятельность Европейского Суда по правам человека и исполнение его решений» (Москва, мгимо (У), 20-24 апреля 2009 г.)
Ведущие: М. Л. Энтин, д ю н., Директор Европейского учебного института и Т. Н. Мартынова, референт руководителя Аппарата Уполномоченного...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы