Будова та функції системи дихання. Зовнішнє дихання. Дихальний цикл. Біомеханіка вдиху та видиху.

ВСТУП

Дихання – це сукупність процесів, що забезпечують споживання організмом кисню та виділення двоокису вуглецю. Дихання складається з п’яти основних процесів і забезпечується взаємодією систем органів дихання, кровообігу, крові.

Система органів дихання виконує й інші функції, наприклад, бере участь у водному обміні, у підтримці кислотно-основного стану, депонуванні крові (легені) тощо.

Більшість біологічних процесів відбувається з використанням енергії, для ефективного утворення якої необхідне постійне постачання киснем мітохондрій. Увесь шлях надходження кисню, використання його в окісних процесах і зворотній транспорт вуглекислого газу складає єдину систему дихання. Регулювання дихання здійснюється переважно рефлекторним шляхом.

Основні етапи процесу дихання.

Людина за день з'їдає близько 1, 24 кг їжі, води – 2 літри, вдихає більше 9 кг повітря (10 000 л). Дихання – це сукупність процесів, що забезпечують споживання організмом О₂ і виділення СО₂. В умовах спокою за 1хв людина в середньому споживає 250 – 300 мл О₂ і виділяє 200 – 250 мл СО₂.Дихання здійснює перенесення кисню з атмосферного повітря до тканин, а зворотному напрямку СО₂ з організму в атмосферу.

Розрізняють наступні етапи дихання:

1. Зовнішнє дихання – обмін газів між атмосферою і альвеолами.

2. Обмін газів між альвеолами і кров'ю легеневих капілярів.

3. Транспорт газів кров'ю.

4. Обмін О₂ і СО₂ між кров'ю капілярів і клітинами тканин організму.

5. Внутрішнє або тканинне дихання – біологічне окислення в мітохондріях клітин.

Дихальної середовищем для людини є атмосферне повітря, склад якого відрізняється постійністю. В 1 літрі сухого повітря: 780 мл азоту, 210 мл кисню, 0,3 мл двоокису вуглецю, 10 мл інертні гази – аргон, неон, гелій та ін.

Атмосферне повітря містить пари води. У помірному кліматі при температурі повітря 22 градуса тепла парціальний тиск водяної пари в повітрі – 20 мл. рт. ст. Парціальний тиск водяної пари, врівноваженого в легенях з кров'ю при атмосферному тиску 760 мл. рт.ст. і при температурі тіла 37 ºС, становить 47 мл. рт. ст. Враховуючи, що тиск водяної пари в організмі вище, ніж у навколишньому середовищі, в процесі дихання організм втрачає воду.

Зовнішнє дихання.

Зовнішнє дихання здійснюється завдяки змінам обсягу грудної клітини і супутнім змін обсягу легень. У дихальних рухах беруть участь:

1. Дихальні шляхи, які за своїми властивостями є злегка розтяжними, стисливими і створюють потік повітря.

2. Еластична і розтяжна легенева тканина. Респіраторний відділ представлений альвеолами. Загальна площа альвеол дорослої людини досягає 80 – 90 м2.

3. Грудна клітина, що складається з пасивної кістково-хрящової основи, яка з'єднана з'єднувальними зв'язками і дихальними м'язами, які здійснюють підняття і опускання ребер і рух купола діафрагми. За рахунок великої кількості еластичної тканини легені, володіючи значною розтяжністю і еластичністю, пасивно слідують за всіма змінами конфігурації та обсягу грудної клітини. Чим більше різниця тиску повітря всередині і зовні легкого, тим більше вони будуть розтягуватися.

Існують два механізми, що викликають зміну обсягу грудної клітини: підняття і опускання ребер і руху купола діафрагми.

Дихальні м'язи поділяються на інспіраторні і експіраторні. Інспіраторні м'язи має діафрагма, зовнішні міжреберні і міжхрящові м'язи. При спокійному диханні об'єм грудної клітини змінюється в основному за рахунок скорочення діафрагми і переміщення її купола. Опускання діафрагми всього на 1 см відповідає збільшення ємності грудної порожнини приблизно на 200...300 мл.

Експіраторними м'язами є внутрішні міжреберні і м'язи черевної стінки, або м'язи живота. Верхні відділи грудної клітини на вдиху розширюються переважно в передньозадньому напрямку, а нижні відділи більше розширюються в бічних напрямках, так як вісь обертання нижніх ребер займає сагітальне положення.

У фазу вдиху зовнішні міжреберні м'язи, скорочуючись, піднімають ребра, а у фазу видиху ребра опускаються завдяки активності внутрішніх міжреберних м'язів. При звичайному спокійному диханні видих здійснюється пасивно, оскільки грудна клітка і легені спадаються – прагнуть зайняти після вдиху те положення, з якого вони були виведені скороченням дихальних м'язів. Однак при кашлі, блювоті, напруженні м'язи видиху активні. При спокійному вдиху збільшення обсягу грудної клітини становить приблизно 500 ... 600 мл. Рух діафрагми під час дихання обумовлює до 80% вентиляції легенів. У спортсменів високої кваліфікації під час глибокого дихання купол діафрагми може зміщуватися до 10...12 см.

Внутрішньоплевральний і внутрішньолегеневий тиск.

Внутрішньоплевральний тиск, або тиск в герметично замкнутій плевральній порожнині між вісцеральними і парієтальними листками плеври, в нормі є негативним щодо атмосферного. При відкритих верхніх дихальних шляхах тиск у всіх відділах легень дорівнює атмосферному. Перенесення атмосферного повітря в легені відбувається при появі різниці тисків між зовнішнім середовищем і альвеолами легень. При кожному вдиху об'єм легенів збільшується, тиск укладеного в них повітря, або внутрішньолегеневий тиск, стає нижчим атмосферного, і повітря засмоктується в легені. При видиху об'єм легенів зменшується, внутрішньолегеневий тиск підвищується і повітря виштовхується з легких в атмосферу. Внутрішньоплевральний тиск обумовлен еластичною тягою легенів або прагненням легенів зменшити свій обсяг. При звичайному спокійному диханні внутрішньоплевральний тиск нижче атмосферного: в інспірації – на 6…8 см вод. ст., а в експірації – на 4…5 см вод. ст.

Важливим фактором, що впливає на еластичність і розтяжність легенів, є поверхневий натяг рідини в альвеолах. Спаданню альвеол перешкоджає антіателектатиний фактор, або сурфактант, який вистилає внутрішню поверхню альвеол, що перешкоджає їх спаданню, а також виходу рідини на поверхню альвеол з плазми капілярів легень. Синтез і заміна поверхнево-активної речовини – сурфактанту відбувається досить швидко, тому порушення кровотоку в легенях, запалення і набряки, куріння, гостра киснева недостатність (гіпоксія) або надлишок кисню (гіпероксія), а також різні токсичні речовини, в тому числі деякі фармакологічні препарати (жиророзчинні анестетики), можуть знизити його запаси і збільшити поверхневий натяг рідини в альвеолах. Все це веде до їх ателектазу, або спаданню. У профілактиці та лікуванні ателектазів певне значення мають аерозольні інгаляції лікарських засобів, що містять фосфоліпідний компонент, наприклад лецитин, який сприяє відновленню сурфактанту.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Феноменологічна структура та динаміка особистості.	\|	Статичні та динамічні показники зовнішнього дихання.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.009 сек.