Давление в плевральной ПОЛОСТИ

ДЫХАНИЕ – совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода (О2) и выделение углекислого газа (СО2)

ЭТАПЫ ДЫХАНИЯ:

1. Внешнее дыхание или вентиляция легких – обмен газами между атмосферным и альвеолярным воздухом

2. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения

3. Транспорт газов кровью (О₂ и СО₂)

4. Обмен газов в тканях между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками тканей

5. Тканевое, или внутреннее, дыхание – процесс поглощения тканями О₂ и выделения СО₂ (окислительно-восстановительные реакции в митохондриях с образованием АТФ)

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Совокупность органов, обеспечивающих снабжение организма кислородом, выведение углекислого газа и освобождение энергии, необходимой для всех форм жизнедеятельности

ФУНКЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ:

Ø Обеспечение организма кислородом и использование его в окислительно-восстановительных процессах

Ø Образование и выделение из организма избытка углекислого газа

Ø Окисление (распад) органических соединений с выделением энергии

Ø Выделение летучих продуктов метаболизма (пары воды (500 мл в сутки), алкоголя, аммиака и др.)

Процессы, лежащие в основе выполнения функций:

а) вентиляция (проветривание)

б) газообмен

СТРОЕНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Рис. 12.1. Строение дыхательной системы

1 – Носовой ход

2 – Носовая раковина

3 – Лобная пазуха

4 – Клиновидная пазуха

5 – Глотка

6 – Гортань

7 – Трахея

8 – Левый бронх

9 – Правый бронх

10 – Левое бронхиальное дерево

11 – Правое бронхиальное дерево

12 – Левое легкое

13 – Правое легкое

14 – Диафрагма

15 – Язык

16 – Пищевод

17 – Ребра

18 – Грудина

19 – Ключица

Нос

орган обоняния, а также наружное отверстие дыхательных путей : служит для согревания и очистки вдыхаемого воздуха

ПОЛОСТЬ НОСА

Начальный отдел дыхательных путей и одновременно орган обоняния. Тянется от ноздрей до глотки, разделена перегородкой на две половины, которые спереди через ноздри сообщаются с атмосферой, а сзади при помощи хоан – с носоглоткой

Рис. 12.2.Строение полости носа

Гортань

отрезок дыхательной трубки, который соединяет глотку с трахеей. Находится на уровне IV-VI шейных позвонков. Представляет собой входное отверстие, защищающее легкие. В гортани расположены голосовые связки. Сзади от гортани располагается глотка, с которой она сообщается своим верхним отверстием. Внизу гортань переходит в трахею

Рис. 12.3.Строение гортани

Голосовые связки располагаются в толще голосовых складок гортани, образованы эластическими волокнами, натянуты между щитовидным и черпаловидным хрящами и служат для воспроизведения звуков

Голосовая щель – промежуток между правой и левой голосовыми складками. При изменении положения хрящей, под действием мышц гортани может меняться ширина голосовой щели и натяжение голосовых связок. Выдыхаемый воздух колеблет голосовые связки ® возникают звуки

Трахея

трубка, которая наверху сообщается с гортанью, а снизу заканчивается делением (бифуркация) на два главных бронха

Рис. 12.4. Главные дыхательные пути

Вдыхаемый воздух проходит через гортань в трахею. Отсюда он разделяется на два потока, каждый из которых идет в свое легкое по разветвленной системе бронхов

БРОНХИ

трубчатые образования, представляющие разветвления трахеи. Отходят от трахеи почти под прямым углом и направляются к воротам легких

Правый бронх шире, но короче левогои является как бы продолжением трахеи

Бронхи по строению похожи на трахею; они очень гибкие благодаря хрящевым кольцам в стенках и выстланы дыхательным эпителием. Соединительнотканная основа богата эластическими волокнами, которые могут менять диаметр бронха

Главные бронхи(первого порядка) делятся на долевые (второго порядка): на три в правом легком и на два в левом – каждый направляется в свою долю. Затем они делятся на более мелкие, идущие в свои сегменты – сегментарные (третьего порядка), продолжающие делиться, образуя «бронхиальное дерево» легкого

БРОНХИАЛЬНОЕ ДЕРЕВО – система бронхов, по которой воздух из трахеи попадает в легкие; включает главные, долевые, сегментарные, субсегментарные (9-10 генераций) бронхи, а также бронхиолы (дольковые, терминальные и респираторные)

Внутри бронхолегочных сегментов бронхи последовательно делятся до 23 раз, пока не заканчиваются тупиком из альвеолярных мешочков

Бронхиолы (диаметр дыхательного пути менее 1 мм) делятся до образования концевых (терминальных) бронхиол, которые делятся на самые тонкие короткие дыхательные пути – респираторные бронхиолы, переходящие в альвеолярные ходы, на стенках которых находятся пузырьки - альвеолы (воздушные мешочки). Основная часть альвеол сосредоточена в гроздьях на концах альвеолярных ходов, образующихся при делении респираторных бронхиол

Рис. 12.5.Нижние дыхательные пути

Рис. 12.6.Воздухоносный путь, газообменная область и их объемы после спокойного выдоха

Функции воздухоносных путей:

1. Газообменная -доставка атмосферного воздуха в газообменную область и проведение газовой смеси из легких в атмосферу

2. Негазообменные:

§ Очистка воздуха от пыли, микроорганизмов. Защитные дыхательные рефлексы (кашель, чихание).

§ Увлажнение вдыхаемого воздуха

§ Согревание вдыхаемого воздуха (на уровне 10-й генерации до 37⁰С

§ Рецепция (восприятие) обонятельных, температурных, механических раздражителей

§ Участие в процессах терморегуляции организма (теплопродукция, теплоиспарение, конвекция)

§ Являются периферическим аппаратом генерации звуков

Ацинус

структурная единица легкого (до 300 тыс.), в которой происходит газообмен между кровью, находящейся в капиллярах легкого, и воздухом, заполняющим легочные альвеолы. Представляет собой комплекс от начала респираторной бронхиолы, по своему виду напоминающий виноградную гроздь

В ацинус входит 15-20 альвеол, в легочную дольку – 12-18 ацинусов. Из долек состоят доли легкого

Рис. 12.7.Легочный ацинус

Альвеолы (в легких взрослого человека 300 млн., площадь их общей поверхности 140 м²) – открытые пузырьки с очень тонкими стенками, внутренняя поверхность которых выстлана однослойным плоским эпителием, лежащим на основной мембране, к которой прилежат оплетающие альвеолы кровеносные капилляры, образующие вместе с эпителиоцитами барьер между кровью и воздухом (аэрогематический барьер) толщиной 0,5 мкм, не препятствующий обмену газов и выделению водяных паров

В альвеолах обнаружены:

§ макрофаги (защитные клетки), которые поглощают посторонние частицы, попавшие в дыхательный тракт

§ пневмоциты – клетки, которые выделяют сурфактант

Рис. 12.8.Ультраструктура альвеолы

СУРФАКТАНТ– поверхностно-активное вещество легких, содержащее фосфолипиды (в частности, лецитин), триглицериды, холестерин, протеины и углеводы и образующее слой толщиной 50 нм внутри альвеол, альвеолярных ходов, мешочков, бронхиол

Значение сурфактанта:

§ Уменьшает поверхностное натяжение жидкости, покрывающей альвеолы (почти в 10 раз) ® облегчает вдох и предотвращает ателектаз (слипание) альвеол при выдохе.

§ Облегчает диффузию кислорода из альвеол в кровь вследствие хорошей растворимости кислорода в нем.

§ Выполняет защитную роль: 1) обладает бактериостатической активностью; 2) защищает стенки альвеол от повреждающего действия окислителей и перекисей; 3) обеспечивает обратный транспорт пыли и микробов по воздухоносному пути; 4) уменьшает проницаемость легочной мембраны, что является профилактикой развития отека легких в связи с уменьшением выпотевания жидкости из крови в альвеолы

ЛЕГКИЕ

Правое и левое легкое – два отдельных объекта, расположенные в грудной полости по сторонам от сердца; покрыты серозной оболочкой – плеврой, которая образует вокруг них два замкнутых плевральных мешка.Имеют неправильную конусовидную форму с основанием, обращенным к диафрагме, и верхушкой, выступающей на 2-3 см над ключицей в области шеи

Рис. 12.9.Трахея, бронхи и легкие: правое и левое

Легкоесостоит из системы воздухоносных путей – бронхов (бронхиальное дерево) и системы легочных пузырьков, или альвеол, выполняющих роль респираторных отделов дыхательной системы

Рис. 12.10.Сегментарное строение легких.

1 – верхушечный сегмент; 2 – задний сегмент; 3 – передний сегмент; 4 – латеральный сегмент (правое легкое) и верхний язычковый сегмент (левое легкое); 5 – медиальный сегмент (правое легкое) и нижний язычковый сегмент (левое легкое); 6 – верхушечный сегмент нижней доли; 7 – базальный медиальный сегмент; 8 – базальный передний сегмент; 9 – базальный латеральный сегмент; 10 – базальный задний сегмент

ЭЛАСТИЧНОСТЬ ЛЕГКИХ

способность отвечать на нагрузку повышением напряжения, которая включает в себя:

§ упругость– способность восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил, вызывающих деформацию

§ жесткость – способность сопротивляться дальнейшей деформации при превышении предала упругости

Причины эластических свойств легких:

§ напряжение эластических волокон паренхимы легких

§ поверхностное натяжение жидкости, выстилающей альвеолы – создается сурфактантом

§ кровенаполнение легких (чем выше кровенаполнение, тем меньше эластичность

Растяжимость– свойство обратное упругости, связано с наличием эластических и коллагеновых волокон, которые образуют спиральную сеть вокруг альвеол

Пластичность – свойство противоположное жесткости

ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ

Газообменная– обогащение крови кислородом, используемым тканями организма, и удаление из нее углекислого газа: достигается благодаря легочному кровообращению. Кровь от органов тела возвращается к правой стороне сердца и по легочным артериям направляется в легкие

Негазообменные:

Ø Защитная– образование антител, фагоцитоз альвеолярными фагоцитами, выработка лизоцима, интерферона, лактоферрина, иммуноглобулинов; в капиллярах задерживаются и разрушаются микробы, агрегаты жировых клеток, тромбоэмболы

Ø Участие в процессах терморегуляции

Ø Участие в процессах выделения – удаление СО₂, воды (около 0,5 л/сут.) и некоторых летучих веществ: этанола, эфира, закиси азота ацетона, этилмеркаптана

Ø Инактивация БАВ – более 80 % брадикинина, введенного в легочный кровоток, разрушается при однократном прохождении крови через легкое, происходит превращение ангиотензина I в ангиотензин II под влиянием ангиотензиназы; инактивируется 90-95 % простагландинов групп Е и Р

Ø Участие в выработке БАВ –гепарина, тромбоксана В₂, простагландинов, тромбопластина, факторов свертывания крови VII и VIII, гистамина, серотонина

Ø Являются резервуаром воздуха для голосообразования

ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

Процесс вентиляции легких, обеспечивающий газообмен между организмом и окружающей средой. Осуществляется благодаря наличию дыхательного центра, его афферентных и эфферентных систем, дыхательных мышц. Оценивается по соотношению альвеолярной вентиляции к минутному объему. Для характеристики внешнего дыхания используют статические и динамические показатели внешнего дыхания

Дыхательный цикл– ритмически повторяющаяся смена состояния дыхательного центра и исполнительных органов дыхания

Воздух попадает в легкие и выходит из них благодаря работе дыхательных мышц. В результате их сокращения и расслабления объем грудной полости изменяется

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ МЫШЦЫ

произвольная поперечнополосатая мускулатура, осуществляющая периодические изменения объема грудной клетки

Рис. 12.11.Дыхательные мышцы

Диафрагма – плоская мышца, отделяющая грудную полость от брюшной. Она образует два купола, левый и правый, направленные выпуклостями вверх, между которыми находится небольшая впадина для сердца. В ней есть несколько отверстий, сквозь которые из грудной области в брюшную проходят очень важные структуры организма. Сокращаясь, она увеличивает объем грудной полости и обеспечивает приток воздуха в легкие

Рис. 12.12.Положение диафрагмы во время вдоха и выдоха

давление в плевральной ПОЛОСТИ

физическая величина, характеризующая состояние содержимого полости плевры. Это величина, на которую давление в плевральной полости ниже атмосферного (отрицательное давление); при спокойном дыхании оно равно 4 мм рт. ст. в конце выдоха и 8 мм рт. ст. в конце вдоха. Создается силами поверхностного натяжения и эластической тягой легкого

Рис. 12.13.Изменения давления во время вдоха и выдоха

ВДОХ(инспирация) – физиологический акт наполнения легких атмосферным воздухом. Осуществляется благодаря активной деятельности дыхательного центра и дыхательной мускулатуры, увеличивающей объем грудной клетки, в результате чего снижается давление в плевральной полости и в альвеолах, что приводит к поступлению воздуха окружающей среды в трахею, бронхи и респираторные зоны легкого. Происходит без активного участия легких, так как сократительные элементы в них отсутствуют

ВЫДОХ (экспирация) – физиологический акт выведения из легкого части воздуха, принимающего участие в газообмене. Вначале выводится воздух анатомического и физиологического мертвого пространства, мало отличающийся от атмосферного воздуха, затем альвеолярный воздух, обогащенный СО₂ и бедный О₂ в результате газообмена. В условиях покоя процесс пассивный. Осуществляется без затраты мышечной энергии, за счет эластической тяги легкого, грудной клетки, гравитационных сил и расслабления дыхательных мышц

При форсированном дыхании глубина выдоха усиливается с помощью мышц брюшного пресса и внутренних межреберных. Мышцы брюшного пресса сдавливают брюшную полость спереди и усиливают подъем диафрагмы. Внутренние межреберные мышцы смещают ребра вниз и тем самым уменьшают поперечное сечение грудной полости, а следовательно и ее объем