Куда органы дыхания доставляют кислород в альвеолы легких или к клеткам и тканям организма кратко

Обновлено: 04.07.2024

С тех пор, как жизнь вышла из моря на сушу, дыхательная система, обеспечивающая газообмен с внешней средой, стала важной частью человеческого тела. Хотя все системы организма важны, считать, что одна более важна, а другая – менее, неправомерно. Ведь человеческий организм — тонко регулируемая и быстро реагирующая система, которая стремится обеспечить постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.

Советуем внимательно прочитать статью – в конце вас ждет интерактивный тест!

Дыхательная система — совокупность органов, обеспечивающих поступление кислорода из окружающего воздуха в дыхательные пути, и осуществляющих газообмен, т.е. поступление кислорода в кровоток и выведение углекислого газа из кровотока обратно в атмосферу. Однако дыхательная система — это не только обеспечение организма кислородом — это еще и человеческая речь, и улавливание различных запахов, и теплообмен.

Органы дыхательной системы человека условно делятся на дыхательные пути, или проводники, по которым воздушная смесь поступает к легким, и легочную ткань, или альвеолы.

Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на верхние и нижние. К верхним относятся:

нос и его придаточные пазухи
ротоглотка
гортань

трахея
главные бронхи
бронхи следующих порядков
терминальные бронхиолы.

Носовая полость — первый рубеж при поступлении воздуха в организм. На пути пылевых частиц встают многочисленные волоски, расположенные на слизистой полости носа, и очищают проходящий воздух. Носовые раковины представлены хорошо кровоснабжаемой слизистой и, проходя сквозь извитые носовые раковины, воздух не только очищается, но и согревается.

Также нос – орган, благодаря которому мы наслаждаемся ароматом свежей выпечки, или точно можем определить местонахождение общественного туалета. А все потому, что на слизистой верхней носовой раковины расположены чувствительные обонятельные рецепторы. Их количество и чувствительность генетически запрограммированы, благодаря чему парфюмеры создают запоминающиеся ароматы духов.

Проходя сквозь ротоглотку, воздух попадает в гортань. Как же получается, что пища и воздух проходят через одни и те же части тела и не смешиваются? При глотании надгортанник прикрывает дыхательные пути, и пища попадает в пищевод. При повреждении надгортанника человек может поперхнуться. Попадание еды в дыхательные пути требует немедленной помощи и может даже привести к смерти.

Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани — щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя адамово яблоко, или кадык. Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.

Через гортань и голосовые связки воздух поступает в трахею. Трахея анатомически делится на шейную и грудную части. Анатомическим ориентиром является яремная вырезка грудины.

Трахея имеет строение хрящевых полуколец. Передняя хрящевая часть обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха за счет того, что трахея не спадается. Сзади к трахее прилегает пищевод, и мягкая часть трахеи не задерживает прохождение пищи по пищеводу.

Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких — альвеол. Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева, похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.

Множество альвеол формируют легкие. Легкие — парный орган. Природа позаботилась о своих нерадивых детях, и некоторые важные органы – легкие и почки – создала в двойном экземпляре. Человек может жить и с одним легким. Легкие расположены под надежной защитой каркаса из прочных ребер, грудины и позвоночника.

Интересно, что легкие лишены мышечной ткани и сами дышать не могут. Дыхательные движения обеспечивает работа мышц диафрагмы и межреберных мышц.

Человек совершает дыхательные движения благодаря сложному взаимодействию различных групп мышц межреберных, мышц брюшного пресса при глубоком дыхании, а самая мощная мышца, участвующая в дыхании, – диафрагма.

Легкие и грудная клетка выстланы плеврой. Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной, или висцеральной. А та, которая покрывает ребра, – пристеночной, или париетальной. Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен.

При вдохе мышцы растягивают легочную ткань, как умелый музыкант меха у баяна, и воздушная смесь атмосферного воздуха, состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно бо´льшим содержанием углекислого газа – 4%.

Чтобы представить масштаб газообмена, только подумайте, что площадь всех альвеол человеческого организма примерно равна волейбольной площадке.

Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом — специальной смазкой, содержащей липидные комплексы.

Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.

В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.
Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.

Дыхание и газообмен – самые важные функции дыхательной системы, но далеко не единственные. Дыхательная система обеспечивает поддержание теплового баланса за счет испарения воды при дыхании. Внимательный наблюдатель замечал, что в жаркую погоду человек начинает чаще дышать. У людей, правда, этот механизм работает не так эффективно, как у некоторых животных, например у собак.

Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.

Учебный альбом из 12 листов. Типы тканей. Головной мозг. Спинной мозг. Функции нервной системы. Строение и работа сердца. Связь кровообращения и лимфообращения. Дыхание. Пищеварение. Строение почки. Строение и функции кожи. Строение и типы костей. Строение мышц. Восприятие. Органы чувств..

Регуляция

Казалось бы, что тут сложного. Содержание кислорода в крови снизилось, и вот она – команда для вдоха. Однако на самом деле механизм значительно сложнее. Ученые до сих пор не разгадали механизм, благодаря которому человек дышит. Исследователи лишь выдвигают гипотезы, и только некоторые из них доказываются сложными экспериментами. Точно установлено лишь то, что истинного водителя ритма в дыхательном центре, подобного водителю ритма в сердце, нет.

В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов. Выделяют три основных группы нейронов:

дорсальная группа

Для полноценного обеспечения организма кислородом нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение ритма и глубины дыхания. Благодаря отлаженной регуляции даже активные физические нагрузки практически не влияют на концентрацию кислорода и углекислого газа в артериальной крови.

В регуляции дыхания участвуют:

хеморецепторы каротидного синуса

₂

Каждый день легкие взрослого человека перекачивают около десяти тысяч литров воздуха. Как осуществляется этот процесс?

Каждой клетке организма требуется кислород. Он разносится по всему телу при помощи красных кровяных телец – эритроцитов. Так как кислород не может попасть в кровь непосредственно через кожу, функцию подачи этого газа в организм выполняют легкие. Они поглощают кислород из воздуха и передают его в кровоток.

Где находятся легкие?

Легкие располагаются по обе стороны от сердца и заполняют собой грудную клетку. Каждое легкое взрослого человека весит чуть больше 400 г. Правое легкое немного тяжелее левого, поскольку последнему приходится делить место в груди с сердцем. Легкие защищены грудной клеткой. Между ее ребер находятся мелкие мышцы, участвующие в процессе дыхания.

Если вы курите, обязательно проверьте свои легкие с помощью простого теста. Попробуйте задуть свечу на расстоянии метра.

Под легкими находится диафрагма – куполообразное мышечное образование, которое отделяет грудную клетку от брюшной полости и тоже участвует в дыхании.

Из чего состоят легкие?

Оба легких состоят из долей: трех в правом и двух в левом. Ткань этого органа – это масса тонких трубочек бронхиол, которые завершаются крошечными воздушными мешочками – альвеолами. В легких человека альвеол около 300 млн, а их общая площадь сравнима с размерами теннисного корта. У альвеол очень тонкие стенки, которые оплетают самые маленькие кровеносные сосуды в организме – капилляры.

Как происходит дыхание?

Что происходит во время вдоха?

Как кислород попадает в кровь?

Через тонкие стенки альвеол кислород попадает в кровеносные сосуды. Здесь его подхватывает “транспорт” – гемоглобин, который содержится в эритроцитах. В это же время в обратную сторону – в альвеолы – из крови поступает углекислый газ, который удаляется из организма при выдохе. Насыщенная кислородом кровь отправляется из легких в левую часть сердца, откуда по артериям распределяется по телу. Как только кислород из крови израсходуется, кровь по венам поступает в правую часть сердца и оттуда – обратно в лёгкие.

Что еще делают легкие?

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) по праву считается самым наглядным последствием курения. К тому же, неизлечимым. Узнайте, как предотвратить заболевание.

С каждым вдохом в них поступает не только кислород, но и пыль, микробы и другие инородные объекты. Поэтому легкие также осуществляют функцию физической и химической обороны от нежелательных объектов из воздуха. 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.

Что мешает легким работать?

Нормальной работе легких нередко мешает сам их обладатель. Если он курит, мало двигается, обладает лишним весом и редко бывает на природе – функции легких нарушаются. Узнайте, как сохранить свои легкие здоровым на долгие годы.

Самое важное

Легкие прекрасно приспособлены для выполнения сложной дыхательной функции и защиты организма от вредных веществ и микроорганизмов. Тем не менее, этот отлаженный механизм легко повреждается, если человек курит или не лечит инфекцию дыхательных путей. Иллюстрация: Spectacles

Эволюционно сложилось так, что для жизнедеятельности человека необходим кислород. Как доставить его к органам и тканям? Сегодня говорим о дыхательной системе и особенностях её функционирования.

Как всё устроено?

Дыхательная система представлена целым рядом анатомических образований. Классификационно их подразделяют на дыхательные пути (верхние и нижние) и дыхательные органы. Верхние дыхательные пути - это полость носа, носовая и ротовая часть глотки. Нижние - гортань, трахея и бронхи. К дыхательным органам относят легкие. В обиходе и по факту, говоря об органах дыхания человека, могут подразумеваться отдельные анатомические образования и дыхательных путей. Например, гортань, трахея - это не только часть нижних дыхательных путей, но и самостоятельные органы.

Но как кислороду дойти до конечных целей - органов? Снаружи альвеола покрыта сетью мелких кровеносных сосудов, по которым непрерывно течет кровь. Одна из разновидностей клеток крови - эритроциты, заполненные веществом гемоглобином. Именно он и осуществляет перенос газов в организме.

Определенную роль в процессе дыхания играет отрицательное внутриплевральное давление.

Процесс дыхания человека сложен и регулируется различными способами. Рассмотрим некоторые из них.

За дыхание отвечает дыхательный центр - скопление нервных клеток в продолговатом мозге.

Поток нервных импульсов идет к мышцам, отвечающим за вдох, задавая им определенный размах движений. У дыхательного центра имеется автоматия: приблизительно раз в четыре секунды здесь возникает возбуждение, стимулирующее мышцы, обеспечивающие вдох. Затем оно сменяется торможением, мышцы вдоха расслабляются - происходит выдох. Ритмичная смена этих состояний - врожденное свойство.

Частота и глубина дыхания зависит от интенсивности процессов окисления, происходящих в организме. Физическая нагрузка приводит к увеличению поглощения кислорода и повышению концентрации в тканях и крови углекислого газа. Последний через кровь активирует работу дыхательного центра, и, как следствие, усиливается сокращение дыхательных мышц. Это позволяет быстрее удалить избыток углекислого газа и восполнить недостаток кислорода.

Не на пользу телу: что вредит нашей дыхательной системе?

Человек сформировался в условиях с определенным содержанием кислорода. Однако для оптимального процесса дыхания необходимо не только само его наличие, но и определенные характеристики вдыхаемого воздуха. Их обеспечивают наши дыхательные пути, поэтому к легким - в норме - поступает очищенный, увлажненный и согретый воздух.

На любой из этих параметров могут воздействовать изменения окружающей среды.

Чистота. Пыль различного происхождения, выхлопные газы автомобилей, выбросы вредных веществ в атмосферу, табачный дым, шерсть животных, пыльца растений. Список можно было бы продолжить.

Увлажненность. Наверняка многим знакомо чувство сухости и першения в горле в помещениях в зимнее время года, особенно поутру. Причина до банальности проста: отопление в квартирах и домах пересушивает воздух, который затем сушит слизистые оболочки дыхательных путей. В результате повышается восприимчивость их к инфекции.

Читайте материал по теме: Чем отличаются ОРВИ и ОРЗ?

Низкая температура. Дышать через нос, а не через рот, советуют не просто так: помимо очищения и увлажнения, слизистая носовой полости согревает проходящий транзитом воздух.

Среди других факторов, способных нанести вред нашим органам дыхания - многочисленные инфекции. ОРВИ, бактерии, грибки - все эти представители микромира способны вызывать различные заболевания.

Когда дышать тяжело. Что говорит статистика?

Пневмония, острый ларингит, трахеит и бронхит. По данным министерства здравоохранения РФ наиболее распространенные заболевания среди взрослых связаны с дыхательной системой.

Сохраняют актуальность бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), рак и туберкулез легких.

А над нами - километры воды, а над нами бьют хвостами киты…

Сколько воздуха в день вдыхает человек?

Давайте посчитаем. В норме в покое объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого взрослым человеком при одном дыхательном цикле, составляет 500 мл, а частота дыхания у него - от 16 до 20 (во время сна - до 12). Таким образом, в покое в минуту человек вдыхает от 8 литров воздуха, а в течение суток - около 11 500 литров (с поправками на частоту дыхания во время сна - соответственно меньше).

Сколько человек может не дышать?

Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Находится ли человек в покое или двигается? Какова температура окружающей среды? И т.д.

Итак, сколько может не дышать человек? Диапазон колебаний составляет от менее чем 1 минуты до нескольких минут. Один из мировых рекордов принадлежит датскому ныряльщику Стигу Северинсену - 22 минуты. Правда, перед своей попыткой он почти 20 минут активно дышал чистым кислородом. Ткани организма обогатились этим газом и одновременно снизилось содержание углекислоты.

Критичен не только дефицит кислорода, но и избыток углекислого газа. При невозможности организма избавиться от углекислоты через легкие, начинает увеличиваться ее содержание в крови. Возможно нарушение ориентации, спазмы в мышцах, учащенное сердцебиение, потеря сознания и смерть.

Что будет, если часто задерживать дыхание?

Исходя из описанного выше, в зависимости от частоты и длительности задержек в организме может постепенно накапливаться углекислый газ. При выходе его за границы нормы и сравнительно длительном сохранении этого состояния возможны пагубные влияния на здоровье.

Обычно после ощутимой задержки дыхания и закономерном повышении уровня углекислоты отмечается углубление дыхания: организм удаляет ее избыток и стремится получить кислород.

Лечебное дыхание

На пользу стройности

Существуют методики для похудения, основанные на различных способах дыхания - например бодифлекс, оксисайз.

Мнения ученых по поводу снижения веса с помощью только дыхательных упражнения противоречивы. Кроме того, необходимо помнить, что слишком глубокие вдохи и выдохи могут нарушить равновесие между кислородом и углекислым газом. Это может вызвать головокружение, а у кого-то и обморок.

Поэтому перед началом такой практики необходимо посоветоваться с врачом, в том числе и особенно если имеются какие-то проблемы со здоровьем.

Вдох, выдох, покой

Схема работает примерно так. Когда организм эмоционально возбуждается, обнаруженные клетки передают сигналы на нейроны, учащающие дыхание. Однако, как оказалось, работает система и в обратном направлении. Иными словами, если начать дышать чаще, то мозг может возбуждаться. Отсюда напрашивается вывод, почему глубокое замедленное дыхание может успокаивать.

Как дышать, чтобы быстро уснуть?

- поместите кончик языка на слизистую оболочку сразу за верхними передними зубами (с внутренней стороны) и держите его там на протяжении всего упражнения;

- полностью выдохните через рот со свистящим звуком;

- закройте рот и спокойно вдохните через нос, досчитав про себя до четырех;

- задержите дыхание, посчитав мысленно до семи;

- полностью выдохните через рот, издавая свистящий звук, посчитав до восьми.

Это одно дыхание. Теперь повторите цикл еще три раза.

Если вам сложно задерживать дыхание, вы можете ускорить упражнение, но придерживайтесь соотношения 4:7:8 для трех фаз. Выполняйте упражнение дважды в день.

Метод относится к альтернативным методам лечения и, возможно, не проверялся с точки зрения принципов доказательной медицины.

Сохраняем здоровье

Как же сохранить здоровье дыхательной системы? С учетом неблагоприятных факторов, которые могут влиять на ее состояние, целесообразны достаточная физическая активность - в идеале на свежем воздухе; регулярное проветривание помещений; увлажнение воздуха; избавление от вредных привычек (курение); использование во время работы, связанной с профессиональными вредностями, индивидуальных средств защиты (маски, респираторы).

Важна профилактика респираторных инфекций, а также своевременное лечение любых заболеваний органов дыхания.

Необходимо обязательно проходить плановые диспансеризации и профосмотры с выполнением флюорографии с частотой, предусмотренной ими.

Основной функцией дыхательной системы Общие сведения о дыхательной системе Для поддержания жизни организм должен вырабатывать достаточное количество энергии. Энергия вырабатывается посредством сжигания содержащихся в пище молекул, которое происходит путем окисления. Прочитайте дополнительные сведения является поглощение кислорода и выведение углекислого газа. Вдыхаемый кислород попадает в легкие и достигает альвеол. Слои клеток, выстилающие альвеолы и окружающие капилляры, имеют толщину всего в один клеточный слой и находятся в очень тесном контакте друг с другом. Толщина этого барьера между воздухом и кровью в среднем составляет около 1 микрона ( 1 /_{10 000} сантиметра или 0,000039 дюйма). Кислород быстро преодолевает этот барьер между воздухом и кровью и проникает в кровь в капиллярах. Аналогичным образом, углекислый газ попадает из крови в альвеолы и затем выдыхается.

Насыщенная кислородом кровь течет из легких по легочным венам в левую часть сердца, которое качает кровь в остальные части тела (см. Функция сердца Функция сердца Сердце и кровеносные сосуды образуют сердечно-сосудистую систему (систему кровообращения). Сердце качает кровь к легким, где она захватывает кислород, а затем перекачивает обогащенную кислородом. Прочитайте дополнительные сведения ). Бедная кислородом и богатая углекислым газом кровь возвращается в правую часть сердца по двум крупным венам, верхней полой вене и нижней полой вене. Затем кровь закачивается по легочной артерии в легкие, где она получает запасы кислорода и выделяет углекислый газ.

Для поддержания поглощения кислорода и высвобождения углекислого газа в легкие поступает и оттуда выводится около 5–8 литров (примерно 1,3–2,1 галлона) воздуха в минуту, и около трех десятых литра (примерно три десятых кварты) кислорода перемещается из альвеол в кровь каждую минуту, даже когда человек находится в состоянии покоя. Одновременно такой же объем углекислого газа перемещается из крови в альвеолы и выдыхается. При физической нагрузке человек может вдыхать и выдыхать более 100 литров (около 26 галлонов) воздуха в минуту и выделять из этого воздуха по 3 литра (чуть менее 1 галлона) кислорода в минуту. Скорость, с которой кислород используется организмом, является одним из показателей того, как быстро организм расходует энергию. Вдохи и выдохи совершаются с помощью дыхательных мышц Контроль дыхания Дыхание обычно происходит автоматически и контролируется подсознательно дыхательным центром, расположенным в основании головного мозга. Дыхание продолжается во время сна и обычно даже тогда. Прочитайте дополнительные сведения .

Газообмен между альвеолярным пространством и капиллярами

Функция дыхательной системы заключается в движении двух газов: кислорода и углекислого газа. Газообмен происходит в миллионах альвеол в легких и оплетающих их капиллярах. Как показано ниже, вдыхаемый кислород перемещается из альвеол в кровь в капиллярах, а углекислый газ — из крови в капиллярах в воздух в альвеолах.

Читайте также: