ДЫХАНИЕ – процесс газообмена между организмом и окружающей средой. Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам включает 4 стадии: 1) Вентиляция легких (доставка кислорода в альвеолы). 2) Переход кислорода из альвеол в кровь легочных капилляров. 3) Перенос его кровью в капилляры тканей. 4) Переход из капилляров в окружающие ткани. 1-я и 2-я стадия называются ЛЕГОЧНЫМ ДЫХАНИЕМ (ВНЕШНЕЕ), 4-я ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ.
Обмен газами между кровью и воздухом осуществляется дыхательной системой, включающей - воздухоносные пути и легкие.
МЕХАНИЗМ ДЫХАНИЯ Дуги дыхательных рефлексов проходят через дыхательный центр, который находится в продолговатом мозге. Дыхательный центр – чувствителен к содержанию СО2 в крови, на изменение в крови концентрации О2 не реагирует. Воздух поступает в легкие и выходит из них обратно благодаря работе межреберных мышц и диафрагмы. В результате их попеременного сокращения и расслабления объем грудной полости изменяется. Есть две группы межреберных мышц: наружные – направлены под углом вниз и вперед; внутренние – вниз и назад. Диафрагма состоит из кольцевых мышечных волокон.
ВДОХ – активный процесс. Наружные мышцы сокращаются, а внутренние расслабляются. Ребра уходят вперед, удаляясь от позвоночника. Одновременно сокращается, становясь более плоской, диафрагма. Оба этих действия приводят к увеличению объема грудной клетки. В результате давление в грудной клетке, а поэтому и в легких становится ниже атмосферного, так что воздух поступает внутрь и заполняет альвеолы до тех пор, пока давление в легких не сравняется с атмосферным. Во вдыхаемом воздухе: 21 % О2, 79% N2, 0,003% СО2, небольшое количество водяных паров, и инертных газов.
ВЫДОХ – пассивный процесс. Наружные межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, возвращаясь в прежнее положение и к прежним своим размерам, а внутренние межреберные мышцы сокращаются. Вследствие этого объем грудной клетки уменьшается, и давление в ней становится выше атмосферного. Воздух поэтому выталкивается из легких, и выдох, таким образом, заканчивается. В выдыхаемом воздухе: 16% О2, 4% СО2, увеличивается содержание воды.
У 8-летних школьников состав выдыхаемого воздуха 17,4% О2, 3,1% СО2, 79% N2. При физической нагрузке имеет место ФОРСИРОВАННОЕ ДЫХАНИЕ – вводятся дополнительные мышцы, и выдох становится гораздо более активным процессом, требующим расхода энергии. Внутренние межреберные мышцы сокращаются более энергично и резко отводят ребра вниз. Сильнее сокращаются и брюшные мышцы, вызывая более активное движение диафрагмы вверх.
Возрастные особенности: У новорожденных – диафрагмальное дыхание (участие межреберных мышц незначительно). Ко второй половине 1-го года жизни – грудобрюшное (межреберные мышцы развиваются, грудная клетка опускается вниз), в 3-7 лет грудное (развивается плечевой пояс). В 7-8 лет – у мальчиков – брюшное, у девочек – грудное. В дальнейшем может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельности.
Выдыхаемый воздух хоть и содержит большее количество кислорода, но дальнейшее усвоение О2 до норм взрослых не осуществляется в силу особенностей строения тканей и эритроцитов крови.
ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
ВОЗДУХОНОСНЫЕ ПУТИ * НОСОВАЯ ПОЛОСТЬ – увлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли. Находятся обонятельные рецепторы.
* НОСОГЛОТКА – проведение согретого и очищенного воздуха в гортань.
* ГОРТАНЬ – проведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи. Образование звуков путем колебаний голосовых связок, движение языка, губ, челюсти.
ЛЕГКИЕ Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и содержащегося в крови СО2.
* БРОНХИОЛЫ – самые тонкие веточки бронхов, которые разветвляются до 23 порядка, заканчиваются альвеолярными мешочками – увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и легкими (их поверхность 150 мм2, всего 30 млн). По одну сторону постоянно обновляющийся альвеолярный воздух, по другую непрерывно текущая кровь. * ПЛЕВРА – серозная оболочка из 2 листков – один сращен с легким, другой примыкает к грудной клетке, между ними находится плевральная полость (1-2 мм), которая облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движениях.
Затем кислород поступает: → капилляры легких, → легочная вена, → сердце, → артерия, → капилляры тела, → клетка, → митохондрия.