Основные понятия об органах дыхания пищеварения выделения и нервной системы человека кратко

Обновлено: 04.07.2024

Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ.

Легкие располагаются в герметически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой – плеврой, такая же оболочка выстилает изнутри полость грудной клетки.

Процесс дыхания – это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения.

Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) характер. В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыхательных ритмических движений грудной клетки.

Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной мускулатуры.

Систематические занятия физическими упражнениями и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.

Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови – в атмосферный воздух, называют внешним дыханием. Перенос газов кровью – следующий этап. И, наконец, тканевое дыхание (или внутреннее) дыхание – потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохимических реакций, связанных с образованием энергии, чтобы обеспечить процессы жизнедеятельности организма.

Система пищеварения и выделения

Пищеварительная система состоит из ротовой полости, слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника, печени и поджелудочной железы.

В этих органах пища механически и химически обрабатывается, перевариваются поступающие в организм пищевые вещества и всасываются продукты пищеварения.

Выделительную систему образуют почки, мочеточники и мочевой пузырь, которые обеспечивают выделение из организма с мочой вредных продуктов обмена веществ (до 75%).

Кроме того, некоторые продукты обмена выделяются через кожу (с секретом потовых и сальных желез), легкие (с выдыхаемым воздухом) и через желудочно-кишечный тракт.

С помощью почек в организме поддерживается кислотно-щелочное равновесие (рН), необходимый объем воды и солей, стабильное осмотическое давление (т.е. гомеостаз).

Нервная система

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического отделов (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов).

Центральная нервная система координирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

Спинной мозг лежит в спинно-мозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок – граница спинного мозга сверху, а граница внизу – второй поясничный позвонок.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса.

Головной мозг представляет скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела.

Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом случае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умственная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражительность. Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспособности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).

Вегетативная нервная система – специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов – дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции.

Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, половых и других, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной систем

Она состоит из полости носа, глотки, гортани, трахеи и бронхов.

В районе глотки происходит соединение ротовой и носовой полостей. Функции глотки: продвижение пищи из полости рта в пищевод и проведение воздуха из полости носа (или рта) в гортань. В глотке пересекаются дыхательные и пищеварительные пути.

Гортань соединяет глотку с трахеей и содержит голосовой аппарат.

Трахея – хрящевая трубка длиной около 10-15 см. Для того чтобы пища не попадала в трахею при ее входе располагается так называемая небная завеса. Ее назначение перекрывать путь в трахею каждый раз при проглатывании пищи.

Легкие состоят из бронхов, бронхиол и альвеол, окруженных плевральным мешком.

Каким образом происходит газообмен?

Во время вдоха воздух втягивается в нос, в полости носа воздух очищается и увлажняется, далее идет вниз через гортань в трахею. Трахея разделяется на две трубочки – бронхи. По ним воздух попадает в правое и левое легкие. Бронхи разветвляются на множество мельчайших бронхиол, которые заканчиваются альвеолами. Через тонкие стенки альвеол кислород попадает в кровеносные сосуды. Здесь начинается малый круг кровообращения. Кислород подхватывает гемоглобин, который содержится в эритроцитах и насыщенная кислородом кровь отправляется из легких в левую часть сердца. Сердце выталкивает кровь в кровеносные сосуды, начинается большой круг кровообращения, откуда по артериям кислород распределяется по телу. Как только кислород из крови израсходуется, кровь по венам поступает в правую часть сердца, заканчивается большой круг кровообращения, и оттуда – обратно в легкие, заканчивается малый круг кровообращения. При выдохе углекислый газ удаляется из организма.

С каждым вдохом в легкие попадает не только кислород, но и пыль, микробы и другие инородные объекты. На стенках бронхов располагаются крохотные ворсинки, которые задерживают пыль и микробы. В стенках дыхательных путей специальные клетки производят слизь, которая помогает очищать и смазывать эти ворсинки. Загрязненная слизь выводится через бронхи наружу и откашливается.

Пищеварительная система.

Основные отделы пищеварительного канала: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка и толстая кишка, печень и поджелудочная железа.

Пищеварительная система выполняет функции механической и химической обработки пищи, всасывания переваренных белков, жиров и углеводов в кровь и лимфу и выделения непереваренных веществ из организма.

Можно описать этот процесс по-другому: пищеварение - это потребление энергии содержащейся в продуктах с целью увеличения или скорее поддержание своей собственной постоянно уменьшающейся энергии на определенном уровне. Освобождение энергии из продуктов происходит в процессе расщепления пищи. Вспоминаем лекции Марвы Вагаршаковны Оганян, понятие фитокалорий, в каких продуктах содержится энергия, в каких отсутствует.

Вернемся к биологическому процессу. В ротовой полости пища размельчается, смачивается слюной, и затем поступает в глотку. Через глотку и пищевод, который проходит через грудную клетку и диафрагму измельченная пища попадает в желудок.

В желудке пища смешивается с желудочным соком, активными компонентами которого является соляная кислота и пищеварительные ферменты. Пептин расщепляет белки до аминокислот, которые сразу через стенки желудка всасываются в кровь. В желудке пища находится 1,5-2 часа, где под действием кислой среды размягчается и растворяется.

Следующий этап: частично переваренная пища попадает в отдел тонкого кишечника – двенадцатиперстную кишку. Здесь, напротив среда щелочная, пригодная для переваривания и расщепления углеводов. В двенадцатиперстную кишку проходит проток от поджелудочной железы, которая выбрасывает панкреатический сок, и проток от печени, которая выбрасывает желчь. Именно в этом отделе пищеварительной системы под воздействием панкреатического сока и желчи происходит переваривание пищи, а не в желудке как многие думают. В тонкой кишке происходит основной объём всасывания питательных веществ через кишечную стенку в кровь и в лимфу.

Печень. Барьерная функция печени очищать кровь из тонкого кишечника, так вместе с полезными для организма веществами всасываются и не полезные, такие как: алкоголь, лекарственные препараты, токсины, аллергены и т.д., или более опасные: вирусы, бактерии, микробы.

Нервная система

К нервной системе относятся головной и спинной мозг, а также нервы, нервные узлы, сплетения. Все выше перечисленное преимущественно состоит из нервной ткани, которая:

Головной мозг - часть центральной системы, находящаяся внутри черепа. Состоит из ряда органов: большого мозга, мозжечка, ствола и продолговатого мозга. У каждого отдела мозга свои функции.

Спинной мозг – образует распределительную сеть центральной нервной системы. Лежит внутри позвоночного столба, и от него отходят все нервы, образующие периферическую нервную систему.

Периферические нервы - представляют собой пучки, или группы волокон, передающих нервные импульсы. Они могут быть восходящими, т.е. передают ощущения от всего тела в центральную нервную систему, и нисходящими, или двигательными, т.е. доводят команды нервных центров до всех участков организма.

Некоторые компоненты периферической системы имеют отдаленные связи с центральной нервной системой; они функционируют при весьма ограниченном контроле со стороны ЦНС. Эти компоненты работают самостоятельно и составляют автономную, или вегетативную нервную систему. Она управляет работой сердца, легких, кровеносных сосудов и других внутренних органов. Пищеварительный тракт имеет свою собственную внутреннюю вегетативную систему.

Анатомической и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка - нейрон. Нейроны имеют отростки, с помощью которых соединяются между собой и с иннервируемыми образованиями (мышечными волокнами, кровеносными сосудами, железами). Отростки нервной клетки имеют разное функциональное значение: некоторые из них проводят раздражение к телу нейрона – это дендриты, и только один отросток – аксон - от тела нервной клетки к другим нейронам или органам. Отростки нейронов окружены оболочками и объединены в пучки, которые и образуют нервы. Оболочки изолируют отростки разных нейронов друг от друга и способствуют проведению возбуждения.

Раздражение воспринимается нервной системой через органы чувств: глаза, уши, органы обоняния и вкуса, и специальные чувствительные нервные окончания - рецепторы, расположенные в коже, внутренних органах, сосудах, скелетных мышцах и суставах. Они передают сигналы через нервную систему в головной мозг. Головной мозг анализирует передаваемые сигналы и формирует ответную реакцию.

Все органы и системы состоят из тканей. Ткани - это системы клеток и межклеточного вещества, которые выполняют одинаковые функции, имеют сходное строение. Дыхание, пищеварение и выделение являются основными физиологическими процессами, обеспечивающими нормальную жизнедеятельность человека.

Анатомия и физиология человека. Ткани

Анатомия – это наука, которая изучает строение человеческого организма. Ее сложно изучать, как самостоятельный предмет, так как она плотно пересекается с физиологией. Это наука, изучающая физиологические процессы человека, работу органов и систем органов.

Человек – это многоклеточный организм. Клетки образуют сложные комплексы тканей, они составляют органы, а органы целые системы. Каждая система отвечает за свои процессы жизнедеятельности.

Целостность организма обеспечивается благодаря:

структуризации соединения всех органов, тканей и систем;
взаимосвязь всех органов биологическими жидкостями (кровь, лимфа, плазма);
управление организмом нервной системой (нервная связь).

Важная информация! Человек способен мыслить, принимать решения, составлять логические цепи и многое другое. За психологические и соматические процессы отвечает головной мозг.

Ткани

Ткань – это эволюционное сложившееся система клеток, которые сходны по своему строению, выполняют одинаковую функцию. Между клеток находится соединяющее их межклеточное вещество. Ткани разделяют по группам, в зависимости от их строения и выполняемым функциям.

Эпителиальная ткань

Расположение в организме

Покрывает все тело снаружи, выстилает верхний слой слизистых оболочек, покрывает все железы

Деление клеток происходит быстро, минимальное количество межклеточного вещества, потому они плотно прилегают друг к другу.

Соединительная ткань

Расположение в организме

Кровь, лимфа, хрящи, кости, жировая ткань, сухожилия, связки

Хорошо развито межклеточное вещество, которое может быть представлено твердым составляющим (кости), плотным (хрящи), жидким (кровь)

Мышечная ткань

Расположение в организме

Стенки внутренних органов (гладкие мышцы), скелетные мышцы (поперечно-полосатые), сердце

Состоит из миозиновых и актиновых нитей, которые преобразуются в волокна. Они способны к сокращению. Разделяют гладкую мышечную ткань и поперечно-полосатую

Движение и перемещение организма
Сокращение стенок внутренних органов

Нервная ткань

Расположение в организме

Головной и спинной мозг, нейроны

Нейрон имеет тело с центральным ядром, от него отходят отростки: короткие и длинные. Длинные передают сигналы, короткие принимают.

Регуляторная
Координация движений
Управление физиологическими процессами
Взаимодействие с окружающим миром
Психоэмоциональная
Интеграция всех частей организма

Все ткани имеют свои подразделения на более подробные структуры:

Эпителиальная ткань:

Рис. 1. Эпителиальная ткань

Плоский эпителий. Клетки плотно лежат друг около друга, практически нет межклеточного вещества. Выстилает верхние слои кожи.
Железистый эпителий. Клетки разделены межклеточным веществом, которое выделяет секрет. Покрывает железы.
Мерцательный эпителий. Плотно прилегают клетки, имеют небольшие реснички. Выстилают дыхательные пути и матку у женщин.

Соединительная ткань:

Рис. 2. Соединительная ткань

Плотная волокнистая. Коллагеновые волокна собраны в пучки, плотно прилегают друг к другу, имеют небольшое количество межклеточного вещества. Находится на связках и сухожилиях, встречается в полых органах.
Рыхлая волокнистая. Клетки расположены свободно, имеют звездчатую форму. Находится в жировых тканях, прослойками между органами.
Хрящевая. Клетки находятся в плотных капсулах, заключенных в плотное межклеточное вещество. Выстилает хрящи.
Костная. Расположена в виде окружностей на костях, связана плазматическими отростками и твердым межклеточным веществом. Образует все кости человека.
Кровь и лимфа. Жидкая ткань, состоит из форменных элементов крови, лимфы и плазмы, тканевой жидкости.

Мышечная ткань:

Поперчно-полосатая. Пучки волокон, которые чередуют светлые и темные диски. Покрывает все кости.
Гладкая. Веретеновидные клетки с центральным ядром. Выстилает полые внутренние органы.
Сердечная. Похожа на поперечнополосатую ткань, объединяет все волокна и синхронно сокращается. Выстилает сердце.

Нервная ткань не имеет подразделений.

Строение и функции пищеварительной системы

Пищеварительная система – это система органов, которая отвечает за переработку пищи, всасывание питательных веществ, выведение из него продуктов жизнедеятельности. Разделяют систему на пищеварительный тракт и железы. Пищеварительный тракт включает в себя:

К пищеварительным железам относятся слюнные железы, печень и часть поджелудочной железы. Они секретируют пищеварительные ферменты, которые осуществляют процессы расщепления белков, жиров и углеводов.

Ротовая полость состоит из зубов, верхнего и нижнего неба, языка. Зубы помогают измельчать пищу и способствуют образованию пищевого комка. Язык отвечает за вкусовые рецепторы, отвечает за речь и проталкивание пищи в глотку. Под языком, в нижнем небе, расположены слюнные железы. Они выделяют секрет, который называется слюной. Она способствует склеиванию пищевого комка, содержит фермент амилазу и помогает расщеплять крахмал до глюкозы.

Интересно знать! В слюне содержится лизоцим, он уничтожает бактерии и инфекции, попадающие на слизистую оболочку.

Рис. 4. Ротовая полость: 1. Верхняя губа; 2. Десна; 3. Твёрдое нёбо; 4. Мягкое нёбо; 5. Язычок; 6. Нёбная миндалина; 7. Перешеек зева; 8. Большие коренные зубы; 9. Малые коренные зубы; 10. Клык(и); 11. Резцы; 12. Язык.

Глотку разделяют на три части: ротоглотку, носоглотку и гортань. Они работают рефлекторно. Пищевой комок попадает глотку, ротоглотка перекрывает гортань и проталкивает его в пищевод. Ротоглотка сообщается с ротовой полостью, а носоглотка с носом.

Рис. 5. Глотка

Пищевод выстлан мышечной поперечно-полосатой тканью, проталкивает пищу в желудок, благодаря перистальтике стенок и сокращению мышечных волокон. Далее пища попадает в желудок и начинается процесс переваривания.

Желудок – это расширенная часть пищеводной трубки. Он имеет широкое дно, выстилается разными видами клеток. Орган предназначен для накапливания и переваривания пищи. В желудке вырабатываются

Рис. 6. Желудок

пищеварительные ферменты, происходит расщепление белков и жиров.

Железистый эпителий стенок вырабатывает желудочный сок в объеме 2-2,5 л в сутки. Он способствует набуханию пищи и расщепляет белки. Жидкость представляет собой соляную кислоту, смешанную с пищеварительными ферментами. Поверхность желудка покрыта плотным слоем слизи, слизь защищает стенки желудка от повреждения кислотой. Далее пища переходит в двенадцатиперстную кишку и обрабатывается ферментами пищеварительных желез.

Печень расположена в правой части брюшной полости, разделена на три доли. Поверхность покрыта печеночным эпителием. Имеет желчный пузырь, который вырабатывает желчь. Она по протокам печени проходит в двенадцатиперстную кишку, где создает благоприятную для органа слабощелочную среду. Сама железа ферменты не вырабатывает, но активирует работу других ферментов.

Рис. 7. Печень

Поджелудочная железа находится за желудком на задней брюшной стенке. Частично выполняет функцию пищеварения, в остальном вырабатывает гормоны. Она выделяет панкреатический сок, который содержит трипсин и амилазу для переваривания белков и углеводов, жиров. Секрет направляется в двенадцатиперстную кишку. Он имеет слабощелочную реакцию, выделяется в объеме 2-2,5 л в сутки.

Рис. 8. Поджелудочная железа 1 головка; 2 крючковидный отросток; 3 панкреатическая вырезка; 4 тело; 5 передняя поверхность; 6 нижняя поверхность; 7 верхний край; 8 передний край; 9 нижний край; 10 сальниковый бугор; 11 хвост.

Тонкий кишечник подразделяют на двенадцатиперстную кишку, тонкую и подвздошную. Общая длина составляет 5-6 м. Внутри выстилается ворсинками. На этом участке происходит полное переваривание пищи, расщепляются белки, жиры и углеводы. Процесс происходит не только при помощи ферментов, но и клетками. После завершения процесса происходит всасывание полезных питательных веществ через стенки кишечника. Они попадают в ток крови и разносятся по организму, обеспечивая насыщение.

Толстый кишечник состоит из слепой, ободочной и прямой кишки. Общая длина составляет 1,5 – 2 м. В нем происходит формирование кала. В данной среде находится большое количество полезных бактерий, которые обеспечивают процессы брожения клетчатки, синтез витамина К и В₁₂, гниение белков. Пищевые остатки скапливаются в прямой кишке и выводятся через анальное отверстие.

Регуляция пищеварения

Центр переваривания еды расположен в продолговатом мозге. За процесс дефекации отвечает отдел спинного мозга, который находится в пояснично-крестцовом отделе. Симпатический отдел вегетативной нервной системы снижает перистальтику кишечника, а парасимпатический наоборот усиливает. Гуморальная регуляция осуществляется как собственными гормонами желудочно-кишечного тракта, так и гормонами эндокринной системы (адреналин). Нужно питаться здоровой и свежей пищей. Рацион человека должен соответствовать балансу энергозатрат и потребления энергии. Средняя суточная потребность в белках примерно составляет 100—150 г, в углеводах – 400—500 г и в жирах – около 80 г.

Строение и функции дыхательной системы

Дыхательная система обеспечивает функцию дыхания. Дыхание – это процесс поступления кислорода в организм, использование его в окислительных процессах и удаление углекислого газа из тканей и органов. Эту функцию можно назвать одним словом – газообмен.

В дыхательной системе выделяют следующие органы:

носовая полость;
гортань;
трахея;
бронхи;
легкие.

Рис. 9. Дыхательная система

Орган

Строение

Функции

Носовые ходы, извилистые ходы, слизистая поверхность, реснитчатый эпителий, кровеносные сосуды

Согревание и увлажнение воздуха
Очищение от пыли
Обеззараживание микробов

Состоит из хрящей, имеет голосовые связки и голосовую щель

Трубка длиной 12 см, состоит из хрящевых полуколец, разветвляется на два бронха

Сложная система разветвляющихся трубок все меньшего диаметра, состоящее из хрящей и мышц

Имеют губчатое строение, покрыты легочной плеврой, содержится жидкость в плевральной щели. Состоят из альвеол – пузырьков, оплетенных густой сетью капилляров

Газообмен между воздухом и кровью

В организме выделяют отдельно воздухоносные пути:

нос;
носоглотка;
гортань;
трахея;
бронхи;
бронхиолы;
легкие.

Носовая полость выстлана слизистой оболочкой. Когда воздух попадает в нее, то он увлажняется, очищается от вредных веществ и чужеродных частиц, согревается в верхних дыхательных путях. Затем проникает в альвеолы и происходит газообмен.

Особенности гортани

Имеет две важные функции: дыхательную и образование голоса. Сама она состоит из хрящевых колец. Внутри находятся голосовые связки, состоят из эластичных волокон соединительной ткани. Гортань проводит воздух в трахеи. Она воссоздает только сами звуки, речь формируют язык, зубы и губы. С возрастом орган увеличивается в размерах и меняет издаваемый звук. Это хорошо заметно у мальчиков в период созревания.

Особенности трахеи

Состоит и з последовательно составленных полузамкнутых хрящевых колец. Насчитывают в среднем 16-20 штук. Трахея имеет форму трубки. Кольца соединены связками, состоящими из плотной волокнистой соединительной ткани. От трахеи отходит два центральных главных бронха, а от них мелкие бронхиолы. От них пути отходят в легкие. Поверхность бронхов и бронхиол выстлана реснитчатым эпителием.

Особенности легких

Парные органы, состоят из альвеол. Это пузырьки, покрытые эпителиальной тканью и сетью капилляров. Органы разделены на доли. Правое на две, а левое на три. Легкие покрыты плевральной оболочкой. Часть прилегает к легким, вторая к диафрагме. В плевре есть отверстие, которое заполнено плевральной жидкостью. Ее небольшое количество, предотвращает трение легких друг о друга во время движений. В альвеолах происходит газообмен.

Дыхательные движения

При вдохе диафрагма расправляется, полость расширяется, легкие растягиваются. При выдохе происходят полностью обратные процессы. Дыхательные движения контролируются продолговатым мозгом. За них отвечает дыхательный центр. При вдохе импульсы от мозга поступают к мышцам. При выдохе подается сигнал о торможении движения мышц.

Строение и функции выделительной системы

Выделительная система отвечает за выведение из организма продуктов жизнедеятельности. Она избавляет организм от жидких продуктов распада веществ. За эту функцию отвечают:

почки;
мочеточники;
мочевой пузырь.

Частично выделение производят: кожа (пот), легкие (углекислый газ), желудочно-кишечный тракт (кал).

Строение почки

Рис. 10. Строение почки

Парный орган, бобовидной формы, расположены в поясничном отделе брюшной полости. Средний вес каждой 150 г. На верхушке органа есть надпочечники – железы, которые вырабатывают кортизол. В строении почки выделяют два слоя:

корковый (наружный);
мозговой (внутренний).

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. Он состоит из почечной капсулы, внутри расположен капиллярный клубочек извитого канальца. Они находятся в наружном слое почки. В мозговом веществе расположены извитые канальцы. Их расположение напоминает пирамиды, между ними сохраняется мозговое вещество.

Канальцы сливаются в собирательные трубочки, которые впадают в почечную лоханку. От капсул отходят извитые канальцы первого порядка, в мозговом слое они образуют петлю Генле. Затем они перемещаются в корковый слой, где преобразуются в извитые канальцы второго порядка. Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона, а она образует выводные протоки, которые открываются на верхушке пирамид мозгового вещества.

Почки питает почечная артерия. Она является основным источником крови для органа. Артерия распадается на артериолы и капилляры, образует мальпигиевы сосуды. Капилляры охватывают всю площадь органа.

Остальные органы:

Парные трубки, длиной 30-35 см, образованы гладкими мышцами, покрыты эпителием.

Процесс дыхания, поступление кислорода в организм при вдохе и удаление из него углекислого газа и паров воды при выдохе. Строение респираторной системы. Ритмичность и различные типы дыхательного процесса. Регуляция дыхания. Разные способы дыхания.

Для нормального протекания обменных процессов в организме человека и животных в равной мере необходим как постоянный приток кислорода, так и непрерывное удаление углекислого газа, накапливающегося в ходе обмена веществ. Такой процесс называется внешним дыханием.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа.

Таким образом, дыхание – одна из важнейших функций регулирования жизнедеятельности человеческого организма. В организме человека функцию дыхания обеспечивает дыхательная (респираторная система).

В дыхательную систему входят легкие и респираторный тракт (дыхательные пути), который, в свою очередь, включает носовые ходы, гортань, трахею, бронхи, мелкие бронхи и альвеолы (смотри рисунок 1.5.3). Бронхи разветвляются, распространяясь по всему объему легких, и напоминают крону дерева. Поэтому часто трахею и бронхи со всеми ответвлениями называют бронхиальным деревом.

Кислород в составе воздуха через носовые ходы, гортань, трахею и бронхи попадает в легкие. Концы самых мелких бронхов заканчиваются множеством тонкостенных легочных пузырьков – альвеол (смотри рисунок 1.5.3).

Альвеолы – это 500 миллионов пузырьков диаметром 0,2 мм, где происходит переход кислородом в кровь, удаление углекислого газа из крови.

Здесь и происходит газообмен. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь, а углекислый газ из крови – в легочные пузырьки (рисунок 1.5.4).

Рисунок 1.5.4. Легочный пузырек. Газообмен в легких

Важнейший механизм газообмена – это диффузия, при которой молекулы перемещаются из области их высокого скопления в область низкого содержания без затраты энергии (пассивный транспорт). Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам производится путем транспорта кислорода в альвеолы, далее в кровь. Таким образом, венозная кровь обогащается кислородом и превращается в артериальную. Поэтому состав выдыхаемого воздуха отличается от состава наружного воздуха: в нем содержится меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в наружном, и много водяных паров (смотри рисунок 1.5.4). Кислород связывается с гемоглобином, который содержится в эритроцитах, насыщенная кислородом кровь поступает в сердце и выталкивается в большой круг кровообращения. По нему кровь разносит кислород по всем тканям организма. Поступление кислорода в ткани обеспечивает их оптимальное функционирование, при недостаточном же поступлении наблюдается процесс кислородного голодания (гипоксии).

Недостаточное поступление кислорода может быть обусловлено несколькими причинами как внешними (уменьшение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе), так и внутренними (состояние организма в данный момент времени). Пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, так же как и увеличение содержания углекислого газа и других вредных токсических веществ наблюдается в связи с ухудшением экологической обстановки и загрязнением атмосферного воздуха. По данным экологов только 15% горожан проживают на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха, в большинстве же районов содержание углекислого газа увеличено в несколько раз.

При очень многих физиологических состояниях организма (подъем в гору, интенсивная мышечная нагрузка), так же как и при различных патологических процессах (заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем) в организме также может наблюдаться гипоксия.

Природа выработала множество способов, с помощью которых организм приспосабливается к различным условиям существования, в том числе к гипоксии. Так компенсаторной реакцией организма, направленной на дополнительное поступление кислорода и скорейшее выведение избыточного количества углекислого газа из организма является углубление и учащение дыхания. Чем глубже дыхание, тем лучше вентилируются легкие и тем больше кислорода поступает к клеткам тканей.

К примеру, во время мышечной работы усиление вентиляции легких обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Если в покое глубина дыхания (объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за один вдох или выдох) составляет 0,5 л, то во время напряженной мышечной работы она увеличивается до 2-4 л в 1 минуту. Расширяются кровеносные сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц), увеличивается скорость тока крови по сосудам внутренних органов. Активируется работа дыхательных нейронов. Кроме того, в мышечной ткани есть особый белок (миоглобин), способный обратимо связывать кислород. 1 г миоглобина может связать примерно до 1,34 мл кислорода. Запасы кислорода в сердце составляют около 0,005 мл кислорода на 1 г ткани и этого количества в условиях полного прекращения доставки кислорода к миокарду может хватить для того, чтобы поддерживать окислительные процессы лишь в течение примерно 3-4 с.

Миоглобин играет роль кратковременного депо кислорода. В миокарде кислород, связанный с миоглобином, обеспечивает окислительные процессы в тех участках, кровоснабжение которых на короткий срок нарушается.

В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки увеличенные потребности скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяются за счет кислорода, высвобождающегося миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток, и поступление кислорода к мышцам вновь становится адекватным.

Все эти факторы, включая усиление вентиляции легких, компенсируют кислородный “долг”, который наблюдается при физической работе. Естественно, увеличению доставки кислорода к работающим мышцам и удалению углекислого газа способствует согласованное увеличение кровообращения в других системах организма.

Саморегуляция дыхания. Организм осуществляет тонкое регулирование содержания кислорода и углекислого газа в крови, которое остается относительно постоянным, несмотря на колебания количества поступающего кислорода и потребности в нем. Во всех случаях регуляция интенсивности дыхания направлена на конечный приспособительный результат – оптимизацию газового состава внутренней среды организма.

Частота и глубина дыхания регулируются нервной системой – ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В дыхательном центре, расположенном в головном мозге, имеются центр вдоха и центр выдоха.

Дыхательный центр представляет совокупность нейронов, расположенных в продолговатом мозге центральной нервной системы.

При нормальном дыхании центр вдоха посылает ритмические сигналы к мышцам груди и диафрагме, стимулируя их сокращение. Ритмические сигналы образуются в результате спонтанного образования электрических импульсов нейронами дыхательного центра.

Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух входит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются рецепторы растяжения, расположенные в стенках легких; они посылают сигналы в мозг – в центр выдоха. Этот центр подавляет активность центра вдоха, и поток импульсных сигналов к дыхательным мышцам прекращается. Мышцы расслабляются, объем грудной полости уменьшается, и воздух из легких вытесняется наружу (смотри рисунок 1.5.5).

Рисунок 1.5.5. Регуляция дыхания

Процесс дыхания, как уже отмечалось, состоит из легочного (внешнего) дыхания, а также транспорта газа кровью и тканевого (внутреннего) дыхания. Если клетки организма начинают интенсивно использовать кислород и выделять много углекислого газа, то в крови повышается концентрация угольной кислоты. Кроме того, увеличивается содержание молочной кислоты в крови за счет усиленного образования ее в мышцах. Данные кислоты стимулируют дыхательный центр, и частота и глубина дыхания увеличиваются. Это еще один уровень регуляции. В стенках крупных сосудов, отходящих от сердца, имеются специальные рецепторы, реагирующие на понижение уровня кислорода в крови. Эти рецепторы также стимулируют дыхательный центр, повышая интенсивность дыхания. Данный принцип автоматической регуляции дыхания лежит в основе бессознательного управления дыханием, что позволяет сохранить правильную работу всех органов и систем независимо от условий, в которых находится организм человека.

Ритмичность дыхательного процесса, различные типы дыхания. В норме дыхание представлено равномерными дыхательными циклами “вдох – выдох” до 12-16 дыхательных движений в минуту. В среднем такой акт дыхания совершается за 4-6 с. Акт вдоха проходит несколько быстрее, чем акт выдоха (соотношение длительности вдоха и выдоха в норме составляет 1:1,1 или 1:1,4). Такой тип дыхания называется эйпноэ (дословно – хорошее дыхание). При разговоре, приеме пищи ритм дыхания временно меняется: периодически могут наступать задержки дыхания на вдохе или на выходе (апноэ). Во время сна также возможно изменение ритма дыхания: в период медленного сна дыхание становится поверхностным и редким, а в период быстрого – углубляется и учащается. При физической нагрузке за счет повышенной потребности в кислороде возрастает частота и глубина дыхания, и, в зависимости от интенсивности работы, частота дыхательных движений может достигать 40 в минуту.

При смехе, вздохе, кашле, разговоре, пении происходят определенные изменения ритма дыхания по сравнению с так называемым нормальным автоматическим дыханием. Из этого следует, что способ и ритм дыхания можно целенаправленно регулировать с помощью сознательного изменения ритма дыхания.

Человек рождается уже с умением использовать лучший способ дыхания. Если проследить как дышит ребенок, становится заметным, что его передняя брюшная стенка постоянно поднимается и опускается, а грудная клетка остается практически неподвижной. Он “дышит” животом – это так называемый диафрагмальный тип дыхания.

Диафрагма – это мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.Сокращения данной мышцы способствуют осуществлению дыхательных движений: вдоха и выдоха.

В повседневной жизни человек не задумывается о дыхании и вспоминает о нем, когда по каким-то причинам становится трудно дышать. Например, в течение жизни напряжение мышц спины, верхнего плечевого пояса, неправильная осанка приводят к тому, что человек начинает “дышать” преимущественно только верхними отделами грудной клетки, при этом объем легких задействуется всего лишь на 20%. Попробуйте положить руку на живот и сделать вдох. Заметили, что рука на животе практически не изменила своего положения, а грудная клетка поднялась. При таком типе дыхания человек задействует преимущественно мышцы грудной клетки (грудной тип дыхания) или области ключиц (ключичное дыхание). Однако как при грудном, так и при ключичном дыхании организм снабжается кислородом в недостаточной степени.

Недостаток поступления кислорода может возникнуть также при изменении ритмичности дыхательных движений, то есть изменении процессов смены вдоха и выдоха.

В состоянии покоя кислород относительно интенсивно поглощается миокардом, серым веществом головного мозга (в частности, корой головного мозга), клетками печени и корковым веществом почек; клетки скелетной мускулатуры, селезенка и белое вещество головного мозга потребляют в состоянии покоя меньший объем кислорода, то при физической нагрузке потребление кислорода миокардом увеличивается в 3-4 раза, а работающими скелетными мышцами – более чем в 20-50 раз по сравнению с покоем.

Интенсивное дыхание, состоящее в увеличении скорости дыхания или его глубины (процесс называется гипервентиляцией), приводит к увеличению поступления кислорода через воздухоносные пути. Однако частая гипервентиляция способна обеднить ткани организма кислородом. Частое и глубокое дыхание приводит к уменьшению количества углекислоты в крови (гипокапнии) и защелачиванию крови – респираторному алкалозу.

Подобный эффект прослеживается, если нетренированный человек осуществляет частые и глубокие дыхательные движения в течение короткого времени. Наблюдаются изменения со стороны как центральной нервной системы (возможно появление головокружения, зевоты, мелькания “мушек” перед глазами и даже потери сознания), так и сердечно-сосудистой системы (появляется одышка, боль в сердце и другие признаки). В основе данных клинических проявлений гипервентиляционного синдрома лежат гипокапнические нарушения, приводящие к уменьшению кровоснабжения головного мозга. В норме у спортсменов в покое после гипервентиляции наступает состояние сна.

Следует отметить, что эффекты, возникающие при гипервентиляции, остаются в то же время физиологичными для организма – ведь на любое физическое и психоэмоциональное напряжение организм человека в первую очередь реагирует изменением характера дыхания.

При глубоком, медленном дыхании (брадипноэ) наблюдается гиповентиляционный эффект. Гиповентиляция – поверхностное и замедленное дыхание, в результате которого в крови отмечается понижение содержание кислорода и резкое увеличение содержания углекислого газа (гиперкапния).

Количество кислорода, которое клетки используют для окислительных процессов, зависит от насыщенности крови кислородом и степени проникновения кислорода из капилляров в ткани.Снижение поступления кислорода приводит к кислородному голоданию и к замедлению окислительных процессов в тканях.

В 1931 году доктор Отто Варбург получил Нобелевскую премию в области медицины, открыв одну из возможных причин возникновения рака. Он установил, что возможной причиной этого заболевания является недостаточный доступ кислорода к клетке.

Используя простые рекомендации, а также различные физические упражнения, можно повысить доступ кислорода к тканям.

Правильное дыхание, при котором воздух, проходящий через воздухоносные пути, в достаточной степени согревается, увлажняется и очищается – это спокойное, ровное, ритмичное, достаточной глубины.
Во время ходьбы или выполнения физических упражнений следует не только сохранять ритмичность дыхания, но и правильно сочетать ее с ритмом движения (вдох на 2-3 шага, выдох на 3-4 шага).
Важно помнить, что потеря ритмичности дыхания приводит к нарушению газообмена в легких, утомлению и развитию других клинических признаков недостатка кислорода.
При нарушении акта дыхания уменьшается приток крови к тканям и понижается насыщение ее кислородом.

Необходимо помнить, что физические упражнения способствуют укреплению дыхательной мускулатуры и усиливают вентиляцию легких. Таким образом, от правильного дыхания в значительной мере зависит здоровье человека.

Благодаря нервной системе в организме осуществляются многие жизненно важные процессы. Как осуществляется эта работа?

Нервная система человека работает непрерывно. Благодаря ей осуществляются такие жизненно важные процессы, как дыхание, биение сердца и пищеварение. Как сохранить нервную систему здоровой?

Зачем нужна нервная система?

Нервная система человека выполняет сразу несколько важнейших функций: - получает информацию о внешнем мире и состоянии организма, - передает информацию о состоянии всего тела в головной мозг, - координирует произвольные (сознательные) движения тела, - координирует и регулирует непроизвольные функции: дыхание, сердечный ритм, кровяное давление и температуру тела.

Как она устроена?

Что может навредить нервной системе?

Токсичные вещества нарушают протекание электрохимических процессов в клетках нервной системы и приводят к гибели нейронов. Особенно опасны для нервной системы тяжелые металлы (например, ртуть и свинец), различные яды (в их число входят табак и алкоголь), а также некоторые лекарственные препараты. Травмы происходят, когда повреждаются конечности или позвоночник. В случае переломов костей близко расположенные к ним нервы оказываются раздавлены, пережаты или даже разорваны. Это приводит к боли, онемению, потере чувствительности или нарушению двигательной функции. Подобный процесс может происходить и при нарушении осанки. Из-за постоянного неправильного положения позвонков защемляются или постоянно раздражаются нервные корешки спинного мозга, которые выходят в отверстия позвонков. Подобные защемления нерва могут происходить также в районах суставов или мышц и вызывать онемение или боль. Другой пример защемления нерва – так называемый туннельный синдром. При этом недуге постоянные мелкие движения кисти приводят к защемлению нерва в туннеле, образованном костями запястья, через который проходят срединный и локтевой нерв. На функции нервов влияют и некоторые заболевания, например, рассеянный склероз. В течение этой болезни разрушается оболочка нервных волокон, из-за чего в них нарушается проводимость.

Как сохранить нервную систему здоровой?

1. Придерживайтесь здорового питания. Все нервные клетки покрыты жировой оболочкой – миелином. Чтобы этот изолятор не разрушался, в пище должно быть достаточное количество здоровых жиров, а также витамина D и В12. Кроме того, для нормальной работы нервной системы полезны продукты, богатые калием, магнием, фолиевой кислотой и другими витаминами группы В. 2. Откажитесь от вредных привычек: курения и употребления алкоголя. 3. Не забывайте о прививках. Такое заболевание, как полиомиелит поражает нервную систему и приводит к нарушению двигательных функций. От полиомиелита можно защититься с помощью вакцинации. 4. Больше двигайтесь. Работа мышц не только стимулирует деятельность головного мозга, но и улучшает проводимость в самих нервных волокнах. Кроме того, улучшение кровоснабжения всего тела позволяет лучше питаться и нервной системе.

Если малыш недосыпает, работа его нервной системы нарушается. Здоровый сон очень важен для ребенка – выучите его основные правила.

5. Тренируйте нервную систему ежедневно. Читайте, разгадывайте кроссворды или гуляйте на природе. Даже составление обычного письма требует использования всех основных компонентов нервной системы: не только периферических нервов, но и зрительного анализатора, различных отделов головного и спинного мозга. Специалисты рекомендуют посвящать написанию рукописных текстов не менее 15 минут в день, стараясь выводить при этом буквы как можно аккуратнее.

Самое важное

Чтобы организм функционировал правильно, нервная система должна хорошо работать. Если ее работа нарушается – качество жизни человека серьезно страдает. Тренируйте нервную систему ежедневно, откажитесь от вредных привычек и питайтесь правильно.

Читайте также: