Строение дыхательных путей и легких. Строение и функции дыхательной системы человека

Дыхательная система (ДС) выполняет важнейшую роль, снабжая организм кислородом воздуха, который используется всеми клетками организма для получения энергии из «топлива» (например, глюкозы) в процессе аэробного дыхания. При дыхании также выводится основной продукт жизнедеятельности – диоксид углерода. Энергия, выделяемая в процессе окисления при дыхании, используется клетками для протекания многих химических реакций, которые в совокупности называются метаболизмом. Эта энергия поддерживает жизнь клеток. ДС имеет два отдела: 1)дыхательные пути, по которым воздух поступает в легкие и выходит из них, и 2)легких, где кислород диффундирует в кровеносную систему, а диоксид углерода выводится из потока крови. Дыхательные пути делятся на верхние (полость носа, глотка, гортань) и нижние (трахея и бронхи). Органы дыхания к моменту рождения ребенка морфологически несовершенны и в течение первых лет жизни они растут и дифференцируются. К 7 годам формирование органов заканчивается и в дальнейшем продолжается только их увеличение. Особенности морфологического строения органов дыхания:

Тонкая, легкоранимая слизистая;

Недостаточно развитые железы;

Сниженная продукция Ig А и сурфактанта;

Богатый капиллярами подслизистый слой, состоящий преимущественно из рыхлой клетчатки;

Мягкий, податливый хрящевой каркас нижних отделов дыхательных путей;

Недостаточное количество в дыхательных путях и легких эластической ткани.

Носовая полость обеспечивает прохождение воздуха во время дыхания. В носовой полости вдыхаемый воздух согревается, увлажняется и фильтруется.Нос у детей первых 3 лет жизни мал, полости его недоразвиты, носовые ходы узкие, раковины толстые. Нижний носовой ход отсутствует и формируется только к 4 годам. При насморке легко возникает отек слизистой, затрудняя носовое дыхание и вызывая одышку. Придаточные пазухи носа не сформированы, поэтому у детей раннего возраста крайне редко бывают синуситы. Слезно-носовой канал широкий, что способствует легкому проникновению инфекции из носовой полости в конъюнктивальный мешок.

Глотка относительно узкая, слизистая её нежная, богата кровеносными сосудами, поэтому даже небольшое воспаление вызывает отек и сужение просвета. Небные миндалины у новорожденных отчетливо выражены, но не выступают за пределы небных дужек. Сосуды миндалин и лакуны плохо развиты, что обусловливает довольно редкое заболевание ангиной у детей раннего возраста. Евстахиева труба короткая и широкая, что часто приводит к проникновению секрета из носоглотки в среднее ухо и заболеванию отитом.

Гортань воронкообразной формы, относительно длиннее, чем у взрослых, хрящи её мягкие и податливые. Голосовая щель узкая, голосовые связки относительно короткие. Слизистая тонкая, нежная, богата кровеносными сосудами и лимфоидной тканью, что способствует частому развитию у детей раннего возраста стеноза гортани. Надгортанник у новорожденного мягкий, легко сгибается, теряя при этом способность герметично прикрывать вход в трахею. Этим и объясняется склонность новорожденных к аспирации в дыхательные пути при рвоте и срыгивании. Неправильное расположение и мягкость хряща надгортанника могут привести к функциональному сужению входа в гортань и появлению шумного (стридорозного) дыхания. По мере роста гортани и уплотнения хряща стридор может самостоятельно пройти.

Трахея у новорожденного имеет воронкообразную форму, поддерживается незамкнутыми хрящевыми кольцами и широкой мышечной мембраной. Сокращение и расслабление мышечных волокон изменяют её просвет, что наряду с подвижностью и мягкостью хрящей приводит к её спадению на выдохе, вызывая экспираторную одышку или хриплое (стридорозное) дыхание. Симптомы стридора исчезают к 2 годам.

Бронхиальное дерево к моменту рождения ребенка сформировано. Бронхи узкие, хрящи их податливые, мягкие, т.к. основу бронхов, как и трахеи составляют полукольца, соединенные фиброзной мембраной. Угол отхождения бронхов от трахеи у детей раннего возраста одинаков, поэтому инородные тела легко попадают и в правый и в левый бронх, а затем левый бронх отходит под углом 90 ̊, а правый как бы является продолжением трахеи. В раннем возрасте очистительная функция бронхов недостаточная, волнообразные движения мерцательного эпителия слизистой бронхов, перистальтика бронхиол, кашлевой рефлекс выражены слабо. В мелких бронхах быстро возникает спазм, что предрасполагает к частому возникновению бронхиальной астмы и астматического компонента при бронхитах и пневмониях в детском возрасте.

Легкие у новорожденных недостаточно сформированы. Терминальные бронхиолы заканчиваются не гроздью альвеол, как у взрослого, а мешочком, из краев которых формируются новые альвеолы, количество и диаметр которых увеличиваются с возрастом, нарастает ЖЕЛ. Межуточная (интерстициальная) ткань легких рыхлая, содержит мало соединительнотканных и эластических волокон, хорошо кровоснабжается, содержит мало сурфактанта (поверхностно-активное вещество, покрывающее тонкой пленкой внутреннюю поверхность альвеол и препятствующее их спадению на выдохе), что предрасполагает к эмфиземе и ателектазированию легочной ткани.

Корень легкого состоит из крупных бронхов, сосудов и лимфатических узлов, реагирующих на внедрение инфекции.

Плевра хорошо снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами, относительно толстая, легко растяжимая. Париетальный листок слабо зафиксирован. Скопление жидкости в плевральной полости вызывает смещение органов средостения.

Диафрагма расположена высоко, её сокращения увеличивают вертикальный размер грудной клетки. Метеоризм, увеличение размеров паренхиматозных органов затрудняют движение диафрагмы и ухудшают вентиляцию легких.

В различные периоды жизни дыхание имеет свои особенности:

1.поверхностный и частый характер дыхания(после рождения 40-60 в мин, 1-2 года30-35 в мин, в 5-6 лет около 25 в мин, в 10 лет 18-20 в мин, у взрослых 15-16 в мин);

Соотношение ЧДД: ЧСС у новорожденных 1: 2,5-3; у детей более старшего возраста 1: 3,5-4; у взрослых 1: 4.

2. аритмия (неправильное чередование пауз между вдохом и выдохом) в первые 2-3 недели жизни новорожденного, что связано с несовершенством дыхательного центра.

3. тип дыхания зависит от возраста и пола (в раннем возрасте брюшной (диафрагмальный) тип дыхания, в 3-4 года преобладает грудной тип, в 7-14 лет у мальчиков устанавливается брюшной, а у девочек грудной).

Для исследования функции дыхания определяют ЧДД в покое и при физической нагрузке, измеряют размеры грудной клетки и её подвижность (в покое, во время вдоха и выдоха), определяют газовый состав и КОСкрови; детям старше 5 лет проводят спирометрию.

Домашнее задание.

Изучить конспект лекции и ответить на следующие вопросы:

1.назовите отделы нервной системы и опишите особенности её строения.

2. опишите особенности строения и функционирования головного мозга.

3. опишите особенности строения спинного мозга и периферической нервной системы.

4.строение вегетативной нервной системы; строение и функции органов чувств.

5.назовите отделы дыхательной системы, опишите особенности её строения.

6.назовите отделы верхних дыхательных путей и опишите особенности их строения.

7. назовите отделы нижних дыхательных путей и опишите особенности их строения.

8.перечислите функциональные особенности органов дыхания у детей в различные возрастные периоды.

Дыхательная система (syistema respiratorium) снабжает организм кислородом и выводит из него углекислый газ. Она состоит из дыхательных путей и парных дыхательных органов - легких (рис. 331). Дыхательные пути подразделяют на верхний и нижний отделы. К верхним дыхательным путям относят полость носа, носовую и ротовую часть глотки. К нижним путям относят гортань, трахею, бронхи. В дыхательных путях воздух согревается, увлажняется и

очищается от инородных частиц. В легких происходит газообмен. Из альвеол легких в кровь поступает кислород, а обратно (из крови в альвеолы) выходит углекислый газ.

Нос

Область носа (regio nasalis) включает наружный нос и полость носа.

Наружный нос (nasus externus) состоит из корня носа, спинки, верхушки и крыльев носа. Корень носа (radix nasi) находится в верхней части лица, по срединной линии расположена спинка носа (dorsum nasi), заканчивающаяся спереди верхушкой. Нижняя часть боковых отделов образует крылья носа (alae nasi), ограничивающие ноздри (nares) - отверстия для прохождения воздуха. Корень и верхняя часть спинки носа имеют костную основу - носовые кости и лобные отростки верхнечелюстных костей. Средняя часть спинки и боковые отделы носа в качестве основы имеют латеральный хрящ носа (cartilago nasi lateralis), большой хрящ крыла носа (cartilago alaris major) и малые хрящи крыла носа (cartilagines alares minores), (рис. 332). К внутренней поверхности спинки носа примыкает непарный хрящ перегородки носа (cartilago septi nasi), (рис. 333), который сзади и сверху соединяется с перпендикулярной пластинкой решетчатой кости, сзади и снизу - с сошником, с передней носовой остью.

Полость носа (cavum nasi) разделяется перегородкой носа на правую и левую половины (рис. 334). Сзади через хоаны полость носа сообщается с носоглоткой. В каждой половине полости носа выделяют переднюю часть - преддверие и собственно полость носа, расположенную сзади. На каждой боковой стенке полости носа имеются три вдающиеся в полость носа возвышения - носовые раковины. Под верхней, средней и нижней носовыми раковинами (conchae nasales superior, media et inferior) располагаются продольные углубления: верхний, нижний и средний носовые ходы. Между перегородкой носа и медиальной поверхностью носовых раковин с каждой стороны расположен общий носовой ход, имеющий вид узкой вертикальной щели. В верхний носовой ход (meatus nasi superior) открываются клиновидная пазуха и задние ячейки решетчатой кости. Средний носовой ход (meatus nasi medius) соединяется с лобной пазухой (через решетчатую воронку), верхнечелюстной пазухой (через полулунную расщелину), а также с передними и средними ячейками решетчатой кости (рис. 335). Нижний носовой ход (meatus nasi inferior) через носослезный проток сообщается с глазницей.

У полости носа выделяют обонятельную и дыхательную области. Обонятельная область (regio olfactoria) занимает верхние носовые раковины, верхнюю часть средних носовых раковин, верхнюю часть перегородки носа и соответствующие отделы перегородки полости носа. В эпителиальном покрове обонятельной области расположены нейросенсорные клетки, воспри- нимающие запах. В эпителии остальной части слизистой оболочки полости носа (дыхательная область) содержатся бокаловидные клетки, выделяющие слизь.

Иннервация стенок полости носа: передний решетчатый нерв (из носоресничного нерва), носонебный нерв и задние носовые ветви (из верхнечелюстного нерва). Вегетативная иннервация - по волокнам околососудистых (симпатических) сплетений и из крылонебного узла (парасимпатическая).

Кровоснабжение: клиновидно-небная артерия (из верхнечелюстной артерии), передняя и задняя решетчатые артерии (из глазной артерии). Венозная кровь оттекает в клиновиднонебную вену (приток крыловидного сплетения).

Лимфатические сосуды впадают в поднижнечелюстные и подбородочные лимфатические узлы.

Гортань

Гортань (larynx), располагающаяся в передней области шеи, на уровне IV-VI шейных позвонков, выполняет дыхательную и голосообразовательную функции. Вверху гортань прикреплена к подъязычной кости, внизу - продолжается в трахею. Спереди гортань прикрыта поверхностной и предтрахеальной пластинками шейной фасции и подподъязычными

Рис. 331. Схема строения дыхательной системы.

1 - верхний носовой ход, 2 - средний носовой ход, 3 - преддверие носа, 4 - нижний носовой ход, 5 - верхнечелюстная кость, 6 - верхняя губа, 7 - собственно полость рта, 8 - язык, 9 - преддверие рта, 10 - нижняя губа, 11 - нижняя челюсть, 12 - надгортанник, 13 - тело подъязычной кости, 14 - желудочек гортани, 15 - щитовидный хрящ, 16 - подголосовая полость гортани, 17 - трахея, 18 - левый главный бронх, 19 - левая легочная артерия, 20 - верхняя доля, 21 - левые легочные вены, 22 - левое легкое, 23 - косая щель левого легкого, 24 - нижняя доля левого легкого, 25 - средняя доля правого легкого, 26 - нижняя доля правого легкого, 27 - косая щель правого легкого, 28 - правое легкое, 29 - поперечная щель, 30 - сегментарные бронхи, 31 - верхняя доля, 32 - правые легочные вены, 33 - легочная артерия, 34 - правый главный бронх, 35 - бифуркация трахеи, 36 - перстневидный хрящ, 37 - голосовая складка, 38 - складка преддверия, 39 - ротовая часть глотки, 40 - мягкое небо, 41 - глоточное отверстие слуховой трубы, 42 - твердое небо, 43 - нижняя носовая раковина, 44 - средняя носовая раковина, 45 - клиновидная пазуха, 46 - верхняя носовая раковина, 47 - лобная пазуха.

Рис. 332. Хрящи наружного носа.

1 - носовая кость, 2 - лобный отросток верхней челюсти, 3 - латеральный хрящ носа, 4 - большой хрящ крыла носа, 5 - малые хрящи крыла носа, 6 - скуловая кость, 7 - слезно-верхнечелюстной шов, 8 - слезная кость, 9 - лобная кость.

Рис. 333. Хрящи перегородки носа.

1 - петушиный гребень, 2 - перпендикулярная пластинка решетчатой кости, 3 - хрящ перегородки носа, 4 - клиновидная пазуха, 5 - сошник, 6 - горизонтальная пластинка небной кости, 7 - носовой гребень, 8 - небный отросток верхней челюсти, 9 - резцовый канал, 10 - передняя носовая ость,

11 - большой хрящ крыла носа, 12 - латеральный хрящ носа, 13 - носовая кость, 14 - лобная пазуха.

Рис. 334. Носовые раковины и носовые ходы на фронтальном разрезе головы.

1 - перегородка носа, 2 - верхний носовой ход, 3 - средний носовой ход, 4 - глазница, 5 - нижний носовой ход, 6 - височная мышца, 7 - скуловая кость, 8 - десна, 9 - второй верхний моляр, 10 - щечная мышца, 11 - преддверие рта, 12 - твердое небо, 13 - собственно полость рта, 14 - подъязычная железа, 15 - переднее брюшко двубрюшной мышцы, 16 - челюстно-подъязычная мышца, 17 - подбородочно-язычная мышца, 18 - подбородочно-подъязычная мышца, 19 - подкожная мышца шеи, 20 - язык, 21 - нижняя челюсть, 22 - альвеолярный отросток верхнечелюстной кости, 23 - верхне- челюстная пазуха, 24 - жевательная мышца, 25 - нижняя носовая раковина, 26 - средняя носовая раковина, 27 - верхняя носовая раковина, 28 - решетчатые ячейки.

Рис. 335. Боковая стенка полости носа (носовые раковины удалены). Видны сообщения полости носа с придаточными пазухами носа.

1 - нижняя носовая раковина, 2 - средняя носовая раковина, 3 - верхняя носовая раковина, 4 - апертура клиновидной пазухи, 5 - клиновидная пазуха, 6 - верхний носовой ход, 7 - средний носовой ход, 8 - глоточная сумка, 9 - нижний носовой ход, 10 - глоточная миндалина, 11 - трубный валик, 12 - глоточное отверстие слуховой трубы, 13 - мягкое небо, 14 - носоглоточный проход, 15 - твердое небо, 16 - устье носослезного канала, 17 - слезная складка, 18 - верхняя губа, 19 - преддверие носа, 20 - порог полости носа, 21 - валик носа, 22 - крючковидный отросток, 23 - решетчатая воронка, 24 - решетчатый пузырек, 25 - лобная пазуха.

мышцами шеи. Спереди и с боков к гортани прилежит щитовидная железа. Позади гортани находится гортанная часть глотки. Выделяют преддверие, межжелудочковый отдел и подголосовую полость гортани (рис. 336). Преддверие гортани (vestibulum laryngis) находится между входом в гортань (aditus laryngis) вверху и складками преддверия (ложными голосовыми складками) снизу. Передняя стенка преддверия образована надгортанником, сзади - черпаловидными хрящами. Межжелудочковый отдел находится между складками преддверия вверху и голосовыми складками внизу. В толще боковой стенки гортани между этими складками с каждой стороны имеется углубление - желудочек гортани (venticulus laryngis). Правая и левая голосовые складки ограничивают голосовую щель (rima glottidis). Ее длина у мужчин составляет 20-24 мм, у женщин - 16-19 мм. Подголосовая полость (cavum infraglotticum) находится между голосовыми складками вверху и входом в трахею внизу.

Скелет гортани образуют хрящи, парные и непарные (рис. 337, 338). К непарным хрящам относят щитовидный, перстневидный хрящи и надгортанник. Парными хрящами гортани являются черпаловидные, рожковые, клиновидные и непостоянные зерновидные хрящи.

Щитовидный хрящ (cartilago thyroidea) - самый крупный хрящ гортани, состоит из двух четырехугольных пластинок, соединенных под углом в передней части гортани. У мужчин этот угол сильно выступает вперед, образуя выступ гортани (prominentia laryngis). На верхнем крае хряща над выступом гортани имеется глубокая верхняя щитовидная вырезка. Нижняя щитовидная вырезка расположена на нижнем крае хряща. От заднего края пластинок с каждой стороны отходит более длинный верхний рог и короткий нижний рог. На наружной поверхности обеих пластин располагается косая линия щитовидного хряща.

Перстневидный хрящ (cartilago cricoidea) имеет обращенную вперед дугу перстневидного хряща (arcus cartilaginis cricoideae) и сзади - широкую пластинку перстневидного хряща (lamina cartilaginis cricoideae). На верхне- латеральном крае пластинки хряща с каждой стороны имеется суставная поверхность для сочленения с черпаловидным хрящом соответствующей стороны. На боковой части пластинки перстневидного хряща находится парная суставная поверхность для соединения с нижним рогом щитовидного хряща.

Черпаловидный хрящ (cartilago arytenoidea) внешне напоминает пирамиду с обращенным вниз основанием. Вперед от основания отходит короткий голосовой отросток (processus vocalis), латерально отходит мышечный отросток (processus muscularis).

Надгортанник (epiglottis) имеет листовидную форму, узкую нижнюю часть - стебелек надгортанника (petiolus epiglottidis), и широкую, закругленную верхнюю часть. Передняя поверхность надгортанника обращена к корню языка, задняя - направлена в сторону преддверия гортани.

Рожковидный хрящ (cartilago corniculata) располагается на верхушке черпаловидного хряща, образуя рожковидный бугорок (tuberculum corniculatum).

Рис. 336. Отделы гортани на ее фронтальном разрезе.

1 - преддверие гортани, 2 - надгортанник, 3 - щито-подъязычная мембрана, 4 - надгортанниковый бугорок, 5 - складка преддверия, 6 - голосовая складка, 7 - щито-черпаловидная мышца, 8 - перстневидный хрящ, 9 - подголосовая полость, 10 - трахея, 11 - щитовидная железа (левая доля), 12 - перстне-щитовидная мышца, 13 - голосовая щель, 14 - голосовая мышца, 15 - желудочек гортани, 16 - мешочек гортани, 17 - щель преддверия, 18 - щитовидный хрящ.

Рис. 337. Хрящи гортани и их соединения. Вид

спереди.

1 - щито-подъязычная мембрана, 2 - зерно- видный хрящ, 3 - верхний рог щитовидного хряща, 4 - левая пластинка щитовидного хряща, 5 - верхний щитовидный бугорок, 6 - нижний щитовидный бугорок, 7 - нижний рог щитовидного хряща, 8 - перстневидный хрящ (дуга), 9 - хрящи трахеи, 10 - кольцевые связки (трахеальные), 11 - перстне-трахеальная связка, 12 - перстне-щитовидный сустав, 13 - перстнещитовидная связка, 14 - верхняя щитовидная вырезка, 15 - срединная щито-подъязычная связка, 16 - латеральная щито-подъязычная связка, 17 - малый рог подъязычной кости, 18 - тело подъязычной кости.

Рис. 338. Хрящи гортани и их соединения. Вид сзади.

1 - щито-подъязычная мембрана, 2 - латераль- ная щито-подъязычная связка, 3 - верхний рог щитовидного хряща, 4 - правая пластинка щитовидного хряща, 5 - щито-надгортанная связка, 6 - черпаловидный хрящ, 7 - перстне-черпаловидная связка, 8 - задняя рожковоперстневидная связка, 9 - перстне-щитовидный сустав, 10 - латеральная рожково-перстневидная связка, 11 - перепончатая стенка трахеи, 12 - пластинка перстневидного хряща, 13 - нижний рог щитовидного хряща, 14 - мышечный отросток черпаловидного хряща, 15 - голосовой отросток черпаловидного хряща, 16 - рожковидный хрящ, 17 - зерновидный хрящ, 18 - большой рог подъязычной кости, 19 - надгортанник.

Клиновидный хрящ (cartilago cuneiformis) располагается в толще черпало-надгортанной складки, формируя клиновидный бугорок (tuberculum cuneiforme).

Зерновидный хрящ (cartilago triticea), или пшеничный, располагается также в толще латеральной щито-подъязычной складки.

Хрящи гортани подвижны, что обеспечивается благодаря наличию двух парных суставов. Перстне-черпаловидный сустав (articulacio cricoarytenoidea), парный, образован суставными поверхностями на основании черпаловидного хряща и на верхне-латеральном крае пластинки перстневидного хряща. При движении черпаловидных хрящей вовнутрь их голосовые отростки сближаются и голосовая щель суживается, при повороте кнаружи голосовые отростки расходятся в стороны, голосовая щель расширяется. Перстне-щитовидный сустав (articulacio cricothyroidea) парный, образуется соединением нижнего рога щитовидного хряща и суставной поверхностью на боковой поверхности пластинки перстневидного хряща. При движении щитовидного хряща кпереди он наклоняется вперед. В результате расстояние между его углом и основанием черпаловидных хрящей увеличивается, голосовые связки натягиваются. При возвращении щитовидного хряща в исходное положение это расстояние уменьшается.

Хрящи гортани соединяются связками. Щитоподъязычная мембрана (membrana thyrohyoidea) соединяет гортань с подъязычной костью. Переднюю поверхность надгортанника с подъязычной костью соединяет подъязычно-надгортанниковая связка (lig hyoepiglotticum), а со щитовидным хрящом - щито-надгортанниковая связка (lig. thyroepiglotticum). Срединная перстне-щитовидная связка (lig. cricothyroideum medianum) соединяет верхней край дуги перстневидного хряща с нижним краем щитовидного хряща. Перстне-трахеальная связка (lig. cricotracheale) соединяет нижний край дуги перстневидного хряща и 1-й хрящ трахеи.

Мышцы гортани подразделяют на расширители голосовой щели, суживатели голосовой щели и мышцы, напрягающие голосовые связки. Все мышцы гортани (кроме поперечной черпаловидной) парные (рис. 339, 340).

Расширяет голосовую щель задняя перстне-черпаловидная мышца (m. crycoarytenoideus posterior). Эта мышца начинается на задней поверхности пластинки перстневидного хряща, идет вверх и латерально и прикрепляется к мышечному отростку черпаловидного хряща.

Суживают голосовую щель латеральная перстне-черпаловидная, щито-черпаловидная, поперечная и косые черпаловидные мышцы. Латеральная перстне-черпаловидная мышца (m. crycoarytenoideus lateralis) начинается на латеральной части дуги перстневидного хряща, идет вверх и кзади и прикрепляется к мышечному отростку черпаловидного хряща. Щито-черпаловидная мышца (m. thyroarytenoideus) начинается на внутренней поверхности пластинки щитовидного хряща, идет кзади и прикрепляется к мышечному отростку черпаловидного хряща. Мышца также тянет мышечный отросток вперед. Голосовые отростки при этом сближаются, голосовая щель суживается. Поперечная черпаловидная мышца (m. arytenoideus transversus), расположенная на задней поверхности обоих черпаловидных хрящей, сближает черпаловидные хрящи, суживая заднюю часть голосовой щели. Косая черпаловидная мышца (m. arytenoideus obliquus) идет от задней поверхности мышечного отростка одного черпаловидного хряща вверх и медиально к латеральному краю другого черпаловидного хряща. Мышечные пучки правой и левой косых черпаловидных мышц при сокращении сближают черпаловидные хрящи. Пучки косых черпаловидных мышц продолжаются в толщу черпало-надгортанных складок и прикрепляются к латеральным краям надгортанника. Черпало-надгортанные мышцы наклоняют надгортанник кзади, закрывая вход в гортань (при акте глотания).

Напрягают (натягивают) голосовые связки перстне-щитовидные мышцы. Перстне-щитовидная мышца (m. cricothyroideus) начинается на передней поверхности дуги перстневидного хряща и прикрепляется к нижнему краю и к нижнему рогу щитовидного хряща гортани. Эта мышца наклоняет вперед щитовидный хрящ. При этом расстояние между щитовидным хря-

Рис. 339. Мышцы гортани. Вид сзади. 1 - надгортанно-черпаловидная часть косой черпаловидной мышцы, 2 - косые черпаловидные мышцы, 3 - правая пластинка щитовидного хряща, 4 - мышечный отросток черпаловидного хряща, 5 - перстне-щитовидная мышца,

6 - задняя перстне-черпаловидная мышца,

7 - перстне-щитовидный сустав, 8 - нижний рог щитовидного хряща, 9 - пластинка перстневидного хряща, 10 - поперечная черпаловидная мышца, 11 - верхний рог щитовидного хряща, 12 - черпало-надгортанная складка, 13 - латеральная язычно-надгортанная связка, 14 - надгортанник, 15 - корень языка, 16 - небный язычок, 17 - небно-глоточная дужка, 18 - небная миндалина.

Рис. 340. Мышцы гортани. Вид справа. Правая пластинка щитовидного хряща удалена. 1 - щито-надгортанная часть щито-черпаловидной мышцы, 2 - подъязычно-надгортанная связка, 3 - тело подъязычной кости, 4 - сре- динная щито-подъязычная связка, 5 - четырехугольная мембрана, 6 - щитовидный хрящ, 7 - перстне-щитовидная связка, 8 - суставная поверхность, 9 - дуга перстневидного хряща, 10 - перстне-трахеальная связка, 11 - кольцевые связки трахеи, 12 - хрящи трахеи, 13 - латеральная перстне-черпаловидная мышца, 14 - задняя перстне-черпаловидная мышца, 15 - щито-черпаловидная мышца, 16 - мышечный отросток черпаловидного хряща, 17 - клиновидный хрящ, 18 - рожковидный хрящ, 19 - надгортанно-черпаловидная часть косой черпаловидной мышцы, 20 - верхний рог щитовидного хряща, 21 - щитоподъязычная мембрана, 22 - зерновидный хрящ, 23 - латеральная щито-подъязычная связка.

Голосовая мышца (m. vocalis), или внутренняя щито-черпаловидная мышца, начинается на голосовом отростке черпаловидного хряща и прикрепляется к внутренней поверхности угла щитовидного хряща. Эта мышца имеет продольные волокна, которые расслабляют голосовую связку, делая ее толще, и косые волокна, вплетающиеся в голосовую связку спереди и сзади, изменяющие длину колеб- лющейся части напряженной связки.

Слизистая оболочка гортани выстлана многорядным реснитчатым эпителием. Голосовые связки покрыты многослойным эпителием. Подслизистая основа плотная, она образует фиброзно-эластическую мембра- ну гортани (membrana fibroelastica laryngis). Различают две части фиброзно-эластической мембраны: четырехугольную мембрану и эластический конус (рис. 341). Четырехугольная мембрана (membrana quadraangularis) находит- ся на уровне преддверия гортани, ее верхний край с каждой стороны достигает черпалонадгортанных складок. Нижний край этой мембраны образует с каждой стороны связку преддверия гортани (lig. vestibulare), расположенную в толще одноименных складок. Эластический конус (conus elasticus) соответствует расположению подголосовой полости, его свободный верхний край образует голосовые связки (lig. vocale). Колебания голосовых складок (связок) при прохождении через голосовую щель выдыхаемого воздуха создают звук.

Иннервация гортани: верхний и нижний гортанные нервы (из блуждающих нервов), гортанно-глоточные ветви (из симпатического ствола).

Кровоснабжение: верхняя гортанная артерия (из верхней щитовидной артерии), нижняя гортанная артерия (из нижней щитовидной артерии). Венозная кровь оттекает в верхнюю и нижнюю гортанные вены (притоки внутренней яремной вены).

Лимфатические сосуды впадают в глубокие лимфатические узлы шеи (внутренние яремные, предгортанные узлы).

Рис. 341. Фиброзно-эластическая мембрана гортани. Хрящи гортани частично удалены. Вид сбоку.

1 - щито-подъязычная мембрана, 2 - малый рог подъязычной кости, 3 - тело подъязычной кости, 4 - подъязычно-надгортанная связка,

5 - срединная щито-подъязычная связка,

6 - четырехугольная мембрана, 7 - щитовидный хрящ, 8 - связка преддверия, 9 - голосовая связка, 10 - эластический конус, 11 - дуга перстневидного хряща, 12 - перстне-трахеальная связка, 13 - кольцевая связка трахеи, 14 - хрящи трахеи, 15 - щитовидная суставная поверхность, 16 - перстне-черпаловидный сустав, 17 - мышечный отросток черпаловидного хряща, 18 - голосовой отросток черпаловидного хряща, 19 - черпаловидный хрящ, 20 - рожковидный хрящ, 21 - верхний рог щитовидного хряща, 22 - черпаловидно-надгортанная складка, 23 - надгортанник, 24 - зерновидный хрящ,

25 - латеральная щито-подъязычная связка,

26 - большой рог подъязычной кости.

Трахея

Трахея (trachea) - полый, трубчатый орган, служащий для прохождения воздуха в легкие и из легких. Трахея начинается на уровне VI шейного позвонка, где она соединяется с гортанью и заканчивается на уровне верхнего края V грудного позвонка (рис. 342). Различают шейную и грудную части трахеи. Позади трахеи на всем ее протяжении находится пищевод, по бокам от грудной части - правая и левая медиастинальная плевра. Длина трахеи у взрослого человека равна 8,5-15 см. Внизу трахея разделяется на правый и левый главные бронхи. В просвет трахеи в области разделения (бифуркации) вдается ее выступ - киль трахеи.

У стенки трахеи различают слизистую оболочку, подслизистую основу, волокнисто-хрящевую оболочку, которая образована 16-20 гиалиновыми хрящами трахеи (cartilagines tracheales), соединенными кольцевыми связками (ligg. anularia). Каждый хрящ имеет вид дуги, незамкнутой сзади. Задняя перепончатая стенка (paries membranaceus) трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью и пучками миоцитов. Снаружи трахея покрыта адвентициальной оболочкой.

Главные бронхи

Главные бронхи (bronchi principales), правый и левый, отходят от бифуркации трахеи на уровне V-го грудного позвонка и направляются к воротам правого и левого легких (рис. 342). Правый главный бронх расположен более вертикально, имеет меньшие длину и диаметр, чем левый главный бронх. У правого главного бронха имеется 6-8 хрящей, у левого - 9-12. Стенки главных бронхов имеют такое же строение, как и у трахеи.

Иннервация трахеи и главных бронхов: ветви блуждающих нервов и симпатических стволов.

Кровоснабжение: ветви нижней щитовидной, внутренней грудной артерий, грудной части аорты. Венозная кровь оттекает в плечеголовные вены.

Лимфатические сосуды впадают в глубокие шейные латеральные (внутренние яремные) лимфатические узлы, пред- и паратрахеальные, верхние и нижние трахеобронхиальные лимфатические узлы.

Легкие

Легкое (pulmo), правое и левое, располагаются каждое в своей половине грудной полости. Между легкими находятся органы, образующие средостение (mediastinum). Спереди, сзади и сбоку каждое легкое соприкасается с внутренней поверхностью грудной полости. По форме легкое напоминает конус с уплощенной медиальной стороной и закругленной верхушкой. Легкое имеет три поверхности. Диафрагмальная поверхность (facies diaphragmatica) вогнутая, обращена к диафрагме. Реберная поверхность (facies costalis) выпуклая, прилежит к внутренней поверхности грудной стенки. Медиальная поверхность (facies medialis) прилежит к средостению. Каждое легкое имеет верхушку (apex pulmonis) и основание (basis pulmonis), обращено к диафраг- ме. У легкого различают передний край (margo anterior), который отделяет реберную поверхность от медиальной, и нижний край (margo inferior) - отделяет реберную и медиальную поверхности от диафрагмальной. На переднем крае левого легкого имеется углубление - сердечное вдавление (impressio cardiaca), ограниченное снизу язычком легкого (lingula pulmonis), (рис. 342).

Каждое легкое с помощью глубоких щелей подразделяется на доли (lobi). У правого легкого выделяются верхняя, средняя и нижняя доли, у левого - верхняя и нижняя доли. Косая щель (fissura obliqua) имеется у обоих легких, она начинается на заднем крае легкого на 6-7 см ниже его верхушки, идет вперед и вниз к переднему краю органа и отделяет нижнюю долю от верхней (у левого легкого) или от средней доли (у правого легкого). Правое легкое имеет также горизонтальную щель (fissura horizontalis), которая отделяет среднюю долю от верхней. Медиальная поверхность каждого легкого имеет углубление - ворота легкого (hilum pulmonis), через которые проходят сосуды, нервы и главный бронх, образующие корень легкого (radix pulmonis). В воротах

Рис. 342. Трахея, ее бифуркация и легкие. Вид спереди.

1 - верхушка легкого, 2 - реберная поверхность легкого, 3 - верхняя доля, 4 - левое легкое, 5 - косая щель, 6 - нижняя доля, 7 - основание легкого, 8 - язычок левого легкого, 9 - сердечная вырезка, 10 - передний край легкого, 11 - диафрагмальная поверхность, 12 - нижний край легкого, 13 - нижняя доля, 14 - средняя доля, 15 - косая щель легкого, 16 - горизонтальная щель легкого, 17 - правое легкое, 18 - верхняя доля, 19 правый главный бронх, 20 - бифуркация трахеи, 21 - трахея, 22 - гортань.

Рис. 343. Медиальная поверхность правого легкого.

1 - бронхолегочные лимфатические узлы, 2 - правый главный бронх, 3 - правая легочная артерия, 4 - правые легочные вены, 5 - реберная поверхность легкого, 6 - позвоночная часть реберной поверхности, 7 - легочная связка, 8 - диафрагмальная поверхность легкого, 9 - нижний край легкого, 10 - косая щель легкого, 11 - средняя доля легкого, 12 - сердечное вдавление, 13 - передний край легкого, 14 - горизонтальная щель легкого, 15 - средостенная поверхность легкого, 16 - верхняя доля легкого, 17 - верхушка легкого.

Рис. 344. Медиальная поверхность левого легкого.

1 - левая легочная артерия, 2 - левый главный бронх, 3 - левые легочные вены, 4 - верхняя доля, 5 - сердечное вдавление, 6 - сердечная вырезка, 7 - косая щель легкого, 8 - язычок левого легкого, 9 - диафрагмальная поверхность легкого, 10 - нижний край легкого, 11 - нижняя доля легкого, 12 - легочная связка, 13 - бронхолегочные лимфатические узлы, 14 - позвоночная часть реберной поверхности легкого, 15 - косая щель легкого, 16 - верхушка легкого.

Рис. 345. Схема строения легочного ацинуса. 1 - дольковый бронх, 2 - концевая бронхиола, 3 - дыхательная бронхиола, 4 - альвеолярные ходы, 5 - альвеолы легкого.

правого легкого в направлении сверху вниз располагаются главный бронх, ниже - легочная артерия, под которой лежат две легочные вены (рис 343). В воротах левого легкого вверху находится легочная артерия, под ней - главный бронх, еще ниже - две легочные вены (рис. 344). В области ворот главный бронх делится на долевые бронхи. В правом легком три долевых бронха (верхний, средний и нижний), в левом легком два долевых бронха (верхний и нижний). Долевые бронхи и в правом, и в левом легких делятся на сег- ментарные бронхи.

Сегментарный бронх входит в сегмент, который представляет собой участок легкого, основанием обращенный к поверхности орга- на, а верхушкой - к корню. В каждом легком выделяют по 10 сегментов. Сегментарный бронх делится на ветви, которых насчитывается 9-10 порядков. Бронх диаметром около 1 мм, еще содержащий в своих стенках хрящ, входит в дольку легкого под названием долько- вого бронха (bronchus lobularis), где делится на 18-20 концевых бронхиол (bronchiloli terminales). Каждая концевая бронхиола делится на дыха- тельные бронхиолы (bronchioli respiratorii), (рис. 345). От дыхательной бронхиолы отходят альвеолярные ходы (ductuli alveolares), заканчи- вающиеся альвеолярными мешочками (sacculi alveolares). Стенки этих мешочков состоят из легочных альвеол (alveoli pulmones). Бронхи раз- личных порядков начиная от главного бронха, служащие для проведения воздуха при

дыхании, образуют бронхиальное дерево (arbor bronchialis). Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки и альвеолы легкого образуют альвеолярное дерево (легочный ацинус) (arbor alveolaris), в котором происходит газообмен между воздухом и кровью. Ацинус является структурно-функциональной единицей легкого.

Границы легких. Верхушка правого легкого спереди выступает над ключицей на 2 см, а над 1-м ребром - на 3-4 см (рис. 346). Сзади верхушка легкого проецируется на уровне остистого отростка VII шейного позвонка. От верхушки правого легкого его передняя граница идет вниз к правому грудино-ключичному суставу, затем опускается позади тела грудины, левее передней срединной линии, до хряща 6-го ребра, где переходит в нижнюю границу легкого.

Нижняя граница легкого пересекает по среднеключичной линии 6-е ребро, по передней подмышечной линии - 7-е ребро, по средней подмышечной линии - 8-е ребро, по задней подмышечной линии - 9-е ребро, по лопаточной линии - 10-е ребро, по околопозвоночной линии заканчивается на уровне шейки 11-го ребра. Здесь нижняя граница легкого резко поворачивает вверх и переходит в заднюю его границу, идущую до верхушки легкого.

Верхушка левого легкого также расположена над ключицей на 2 см и над первым ребром на 3-4 см. Передняя граница направляется к грудино-ключичному суставу, позади тела

Рис. 346. Границы плевры и легких. Вид спереди.

1 - передняя срединная линия, 2 - купол плевры, 3 - верхушка легкого, 4 - грудино-ключичный сустав, 5 - первое ребро, 6 - передняя граница левой плевры, 7 - передний край левого легкого, 8 - реберно-медиастинальный синус, 9 - сердечная вырезка, 10 - мечевидный отросток,

11 - косая щель левого легкого, 12 - нижний край левого легкого, 13 - нижняя граница плевры, 14 - диафрагмальная плевра, 15 - задний край плевры, 16 - тело XII грудного позвонка, 17 - нижняя граница правого легкого, 18 - реберно-диафрагмальный синус, 19 - нижняя доля легкого, 20 - нижний край правого легкого, 21 - косая щель правого легкого, 22 - средняя доля правого легкого, 23 - горизонтальная щель правого легкого, 24 - передний край правого легкого, 25 - передний край правой плевры, 26 - верхняя доля правого легкого, 27 - ключица.

грудины опускается до уровня хряща 4-го ребра. Далее передняя граница левого легкого отклоняется влево, идет вдоль нижнего края хряща 4-го ребра до окологрудинной линии, где резко поворачивает вниз, пересекает четвертый межреберный промежуток и хрящ 5-го ребра. На уровне хряща 6-го ребра передняя граница левого легкого круто переходит в его нижнюю границу.

Нижняя граница левого легкого располагается примерно на полребра ниже, чем нижняя граница правого легкого (примерно на полребра). По околопозвоночной линии нижняя граница левого легкого переходит в заднюю его границу, проходящую слева вдоль позвоночника.

Иннервация легких: ветви блуждающих нервов и нервы симпатического ствола, которые в области корня легкого образуют легочное сплетение.

Кровоснабжение легких имеет особенности. Артериальная кровь в легкие поступает по бронхиальным ветвям грудной части аорты. Кровь от стенок бронхов по бронхиальным венам оттекает в притоки легочных вен. По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, которая в результате газообмена обогащается кислородом, отдает углекислоту и становится артериальной. Артериальная кровь из легких по легочным венам оттекает в левое предсердие.

Лимфатические сосуды легких впадают в бронхолегочные, нижние и верхние трахеобронхиальные лимфатические узлы.

Плевра и плевральная полость

Плевра (pleura), являющаяся серозной оболочкой, покрывает оба легких, заходит в щели между долями (висцеральная плевра) и выстилает стенки грудной полости (париетальная плевра). Висцеральная (легочная) плевра (pleura visceralis) плотно срастается с тканью легкого и в области его корня переходит в париетальную плевру. Книзу от корня легкого висцеральная плевра образует вертикально расположенную легочную связку (lig. pulmonale). У парие- тальной плевры (pleura parietalis) различают реберную, медиастинальную и диафрагмальную части. Реберная плевра (pleura costalis) прилежит изнутри к стенкам грудной полости Медиастинальная плевра (pleura mediastinalis) ограничивает сбоку органы средостения, сращена с перикардом. Диафрагмальная плевра покрывает сверху диафрагму. Между париетальной и висцеральной плеврами расположена узкая плевральная полость (cavum pleurale), которая содержит незначительное количество серозной жидкости, увлажняющей плевру, устраняющей трение ее листков друг от друга при дыхании. В местах перехода реберной плевры в медиастинальную и в диафрагмальную плевру у плевральной полости имеются углубления - плевральные синусы (sinus pleurales). Реберно-диафрагмальный синус (sinus costodiaphragmaticus) находится в месте перехода реберной плевры в диафрагмальную. Диафрагмально-медиастинальный синус (sinus costomediastinalis) находится при переходе переднего отдела реберной плевры в медиастинальную плевру.

Передняя и задняя граница плевры, а также купол плевры, соответствуют границам правого и левого легких. Нижняя граница плевры расположена на 2-3 см (на одно ребро) ниже соответствующей границы легкого (рис. 346). Передние границы правой и левой реберной плевры вверху и внизу расходятся, образуя межплевральные поля. Верхнее межплевральное поле располагается позади рукоятки грудины и содержит тимус. Нижнее межплевральное поле, в котором расположена передняя часть перикарда, находится позади нижней половины тела грудины.

Средостение

Средостение (mediastinum) представляет собой комплекс внутренних органов, ограниченных грудиной спереди, позвоночником - сзади, правой и левой медиастинальной плеврой с боков, снизу - диафрагмой (рис. 347). Верхняя граница средостения соответствует верхней

апертуре грудной клетки. Средостение подразделяют на верхний и нижний отделы, границей между которыми является условная плоскость, соединяющая спереди угол грудины, а сзади - межпозвоночный диск между IV и V грудными позвонками. В верхнем отделе средостения располагаются тимус, правая и левая плечеголовные вены, начало левой общей сонной и левой подключичной артерий, трахея, верхние части грудных частей (отделов) пищевода, грудного лимфатического протока, симпатических стволов, блуждающих и диафрагмальных нервов. Нижний отдел средостения подразделяют на три части: переднее, среднее и заднее средостение. Переднее средостение расположено между телом грудины и перикардом, заполнено тонким слоем рыхлой соединительной ткани. В среднем средостении располагаются сердце и перикард, начальные отделы аорты, легочного ствола, конечная часть верхней и нижней полых вен, а также главные бронхи, легочные артерии и вены, диафрагмальные нервы, нижние трахеобронхиальные и латеральные перикардианальные лимфатические узлы. Заднее средо-стение включает органы, расположенные позади перикарда: грудную часть аорты, непарную и полунепарную вены, соответствующие отделы симпатических стволов, блуждающих нервов, пищевода, грудного лимфатического протока, задние средостенные и превертебральные лимфатические узлы.

Дыхательная система человека активно задействуется во время выполнения любых видов двигательной активности, будь то аэробная или анаэробная нагрузка. Любой уважающий себя персональный тренер должен владеть знаниями о строении дыхательной системы, ее предназначении и о том, какую роль она выполняет в процессе занятий спортом. Знания о физиологии и анатомии являются индикатором отношения тренера к своему ремеслу. Чем больше он знает, тем выше его квалификация, как специалиста.

Дыхательная система – это совокупность органов, целью которой является обеспечение организма человека кислородом. Процесс обеспечения кислородом имеет название – газообмен. Вдыхаемый человеком кислород, на выдохе превращается в углекислый газ. Газообмен происходит в легких, а именно в альвеолах. Их вентилирование реализуется чередованием циклов вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). Процесс вдоха взаимосвязан с двигательной активностью диафрагмы и внешних межреберных мышц. На вдохе диафрагма опускается, а ребра поднимаются. Процесс выдоха происходит по большей части пассивно, вовлекая только внутренние межреберные мышцы. На выдохе диафрагма поднимается, ребра опускаются.

Дыхание обычно разделяют по способу расширения грудной клетки на два типа: грудное и брюшное. Первое чаще наблюдается у женщин (расширение грудины происходит за счет поднятия ребер). Второе чаще наблюдается у мужчин (расширение грудины происходит за счет деформации диафрагмы).

Строение дыхательной системы

Дыхательные пути разделяют на верхние и нижние. Такое разделение является чисто символическим и граница между верхними и нижними путями дыхания проходит в месте пересечения дыхательной и пищеварительной систем в верхней части гортани. К верхним дыхательным путям относят полость носа, носоглотку и ротоглотку с ротовой полостью, но только частично, так как последняя в процессе дыхания не задействована. К нижним дыхательным путям относят гортань (хотя иногда ее относят и к верхним путям), трахею, бронхи и легкие. Воздушные пути внутри легких представляют своего рода дерево и разветвляются примерно 23 раза, прежде чем кислород попадет в альвеолы, в которых и происходит газообмен. Схематическое изображение системы дыхания человека вы можете увидеть на рисунке ниже.

Строение дыхательной системы человека: 1- Лобная пазуха; 2- Клиновидная пазуха; 3- Носовая полость; 4- Преддверие носа; 5- Ротовая полость; 6- Глотка; 7- Надгортанник; 8- Голосовая складка; 9- Щитовидный хрящ; 10- Перстеневидный хрящ; 11- Трахея; 12- Верхушка легкого; 13- Верхняя доля (долевые бронхи: 13.1- Правый верхний; 13.2- Правый средний; 13.3- Правый нижний); 14- Горизонтальная щель; 15- Косая щель; 16- Средняя доля; 17- Нижняя доля; 18- Диафрагма; 19- Верхняя доля; 20- Язычковый бронх; 21- Киль трахеи; 22- Промежуточный бронх; 23- Левый и правый главные бронхи (долевые бронхи: 23.1- Левый верхний; 23.2- Левый нижний); 24- Косая щель; 25- Сердечная вырезка; 26- Язычок левого легкого; 27- Нижняя доля.

Дыхательные пути выступают в роли связующего звена между окружающей средой и основным органом дыхательной системы – легкими. Они располагаются внутри грудной клетки и окружены ребрами и межреберными мышцами. Непосредственно в легких и происходит процесс газообмена между кислородом, поступившим к легочным альвеолам (см. рисунок ниже) и кровью, которая циркулирует внутри легочных капилляров. Последние осуществляют доставку кислорода в организм и выведение из него газообразных продуктов обмена. Соотношение кислорода и углекислого газа в легких поддерживается на относительно постоянном уровне. Прекращение поступления кислорода в организм приводит к потере сознания (клиническая смерть), затем к необратимым нарушениям работы мозга и в конечном счете к гибели (биологическая смерть).

Строение альвеолы: 1- Капиллярное русло; 2- Соединительная ткань; 3- Альвеолярные мешочки; 4- Альвеолярный ход; 5- Слизистая железа; 6- Слизистая выстилка; 7- Легочная артерия; 8- Легочная вена; 9- Отверстие бронхиолы; 10- Альвеола.

Процесс дыхания, как я уже говорил выше, осуществляется за счет деформации грудной клетки при помощи дыхательных мышц. Само по себе дыхание – это один из немногих процессов, протекающих в организме, который контролируется им как осознанно, так и бессознательно. Вот почему человек во время сна, находясь в бессознательном состоянии продолжает дышать.

Функции дыхательной системы

Основные две функции, которые выполняет дыхательная система человека – это непосредственно само дыхание и газообмен. Помимо прочего, она участвует в таких не менее важных функциях, как поддержание теплового баланса тела, формирование тембра голоса, восприятие запахов, а также повышение влажности вдыхаемого воздуха. Легочная ткань принимает участие в производстве гормонов, водно-солевом и липидном обмене. В обширной системе сосудов легких происходит депонирование (хранение) крови. Также дыхательная система защищает организм от механических факторов внешней среды. Впрочем, из всего этого многообразия функций нас будет интересовать именно газообмен, так как без него не протекает ни обмен веществ, ни образование энергии, ни как следствие, сама жизнь.

В процессе дыхания кислород через альвеолы проникает кровь, а углекислый газ через них же выводится из организма. Данный процесс предполагает проникновение кислорода и углекислого газа сквозь капиллярную мембрану альвеол. В состоянии покоя давление кислорода в альвеолах приблизительно на 60 мм рт. ст. выше по сравнению с давлением в кровеносных капиллярах легких. За счет этого кислород проникает в кровь, которая течет по легочным капиллярам. Таким же образом углекислый газ проникает в обратном направлении. Процесс газообмена протекает настолько быстро, что его можно назвать фактически мгновенным. Схематически этот процесс изображен на рисунке ниже.

Схема протекания процесса газообмена в альвеолах: 1- Капиллярная сеть; 2- Альвеолярные мешочки; 3- Отверстие бронхиолы. I- Поступление кислорода; II- Выведение углекислого газа.

С газообменом разобрались, теперь поговорим об основных понятиях относительно дыхания. Объем воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый человеком за одну минуту, называется минутным объемом дыхания . Он обеспечивает необходимый уровень концентрации газов в альвеолах. Показатель концентрации определяется дыхательным объемом – это количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в процессе дыхания. А также частотой дыхательных движений , иными словами – частотой дыхания. Резервный объем вдоха – это максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть после обычного вдоха. Следовательно, резервный объем выдоха – это максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть дополнительно, после обычного выдоха. Максимальный объем воздуха, который человек способен выдохнуть после максимального вдоха, называется жизненной емкостью легких . Тем не менее, даже после максимального выдоха в легких остается определенное количество воздуха, которое называется остаточным объемом легких . Сумма жизненной емкости легких и остаточного объема легких дает нам общую емкость легких , которая у взрослого человека равняется 3-4 литрам воздуха на 1 легкое.

Момент вдоха приносит кислород в альвеолы. Помимо альвеол, воздух также заполняет все остальные участки дыхательных путей – ротовую полость, носоглотку, трахею, бронхи и бронхиолы. Поскольку в процессе газообмена эти отделы дыхательной системы не участвуют, они получили название анатомически мертвого пространства . Объем воздуха, который заполняет это пространство, у здорового человека, как правило составляет порядка 150 мл. С возрастом, этот показатель имеет тенденцию увеличиваться. Поскольку в момент глубокого вдоха дыхательные пути имеют свойство расширяться, нужно иметь в виду, что увеличение дыхательного объема сопровождается одновременно и увеличением анатомического мертвого пространства. Такое относительное увеличение дыхательного объема обычно превышает данный показатель для мертвого анатомического пространства. В итоге, при увеличении дыхательного объема, доля анатомического мертвого пространства понижается. Таким образом, мы можем сделать вывод, что увеличение дыхательного объема (при глубоком дыхании) обеспечивает значительно более качественную вентиляцию легких, сравнительно с учащенным дыханием.

Регуляция дыхания

Для полноценного обеспечения организма кислородом, нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение частоты и глубины дыхания. За счет этого концентрация кислорода и углекислого газа в артериальной крови не меняется даже под воздействием таких активных физических нагрузок, как работа на кардиотренажере или тренировка с отягощениями. Регуляция дыхания контролируется дыхательным центром, который приведен на рисунке ниже.

Строение дыхательного центра ствола мозга: 1- Варолиев мост; 2- Пневмотаксический центр; 3- Апнейстический центр; 4- Предкомплекс Бетцингера; 5- Дорсальная группа дыхательных нейронов; 6- Вентральная группа дыхательных нейронов; 7- Продолговатый мозг. I- Дыхательный центр ствола мозга; II- Части дыхательного центра моста; III- Части дыхательного центра продолговатого мозга.

Дыхательный центр состоит из нескольких разрозненных групп нейронов, которые расположены с обеих сторон нижней части ствола мозга. Всего выделяют три основных группы нейронов: дорсальная группа, вентральная группа и пневмотаксический центр. Рассмотрим их более подробно.

• Дорсальная дыхательная группа играет важнейшую роль в реализации процесса дыхания. Она также является и главным генератором импульсов, которые задают постоянный ритм дыхания.
• Вентральная дыхательная группа выполняет сразу несколько важных функций. В первую очередь, дыхательные импульсы от данных нейронов принимают участие в регуляции процесса дыхания, контролируя уровень легочной вентиляции. Помимо прочего, возбуждение избранных нейронов вентральной группы может стимулировать вдох или выдох, в зависимости от момента возбуждения. Важность этих нейронов особенно велика, так как они способны управлять мышцами живота, принимающими участие в цикле выдоха при глубоком дыхании.
• Пневмотаксический центр принимает участие в управлении частотой и амплитудой дыхательных движений. Главное влияние данного центра состоит в регуляции длительности цикла наполнения легких, как фактора, который ограничивает дыхательный объем. Добавочным эффектом такой регуляции является непосредственное воздействие на частоту дыхания. При уменьшении длительности цикла вдоха, цикл выдоха также сокращается, что в итоге приводит к увеличению частоты дыхания. То же справедливо и в обратном случае. При увеличении длительности цикла вдоха, цикл выдоха также увеличивается, при этом частота дыхания снижается.

Заключение

Дыхательная система человека – это в первую очередь набор органов, необходимый для обеспечения организма жизненно необходимым кислородом. Знание анатомии и физиологии данной системы дает вам возможность понять базовые основы построения тренировочного процесса как аэробной, так и анаэробной направленности. Приведенная здесь информация имеет особое значение при определении целей тренировочного процесса и может служить основой для оценки состояния здоровья атлета при плановом построении тренировочных программ.

Общая характеристика дыхательной системы

Самым главным показателем жизнеспособности человека можно назвать дыхание . Человек может некоторое время обходиться без воды и еды, но без воздуха жизнь невозможна. Дыхание является связующим звеном между человеком и окружающей средой обитания. Если поступление воздуха затруднено, то органы дыхани я человека и сердце начинают работать в усиленном режиме, что обеспечить необходимое количество кислорода для дыхания. Система органов дыхания и дыхательной системы у человека способна адаптироваться к условиям окружающей среды.

Учеными был установлен интересный факт. Воздух, который поступает в органы дыхания человека, условно образует два потока, один из которых проходит в левую часть носа и проникает в левое легкое , второй поток проникает в правую часть носа и подает в правое легкое .

Также исследования показали, что в артерии мозга человека происходит также разделение на два потока получаемого воздуха. Процесс дыхания должен быть правильным, что немаловажно для нормальной жизнедеятельности. Поэтому необходимо знать о строении дыхательной системы человека и органов дыхания .

Дыхательный аппарат человека включает трахею, легкие, бронхи, лимфатическую, и сосудистую систему . Также к ним относят нервную систему и мышцы дыхания, плевру. К дыхательной системе человека относят верхние и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути: нос, глотка, полость рта. Нижние дыхательные пути: трахея, гортань и бронхи.

Дыхательные пути необходимы для поступления, а также выведения воздуха из легких. Самый главный орган всей дыхательной системы — легкие , между которыми расположено сердце.

Органы дыхания

Легкие — главные органы дыхания. Они имеют форму конуса. Легкие расположены в области грудной клетки, расположены по обе стороны от сердца. Основная функция легких — газообмен , который происходит при помощи альвеол. В легкие поступает кровь из вен, благодаря легочным артериям. Воздух проникает через дыхательные пути, обогащая органы дыхания необходимым кислородом. Клетки нуждаются в обеспечении кислородом, для того, чтобы проходил процесс регенерации , и поступали питательные вещества из крови, необходимые организму. Покрывает легкие — плевра, состоящая из двух лепестков, разделенных между собой полостью (плевральная полость).

К легким относится бронхиальное дерево, которое образуется путем раздвоения трахеи . Бронхи в свою очередь разделяются на более тонкие, таким образом, образуются сегментарные бронхи. Бронхиальное дерево заканчивается мешочками очень маленького размера. Эти мешочки — множество соединенных между собой альвеол. Альвеолы обеспечивают газообмен в дыхательной системе . Бронхи покрывает эпителий, который по своему строению напоминает реснички. Реснички выводят слизь к глоточной области. Продвижению способствует кашель . Бронхи имеют слизистую оболочку.

Трахея представляет собой трубку, соединяющую гортань и бронхи. Трахея имеет длину около 12-15 см. Трахея, в отличие от легких — непарный орган. Основная функция трахеи — проводить воздух в легкие, а также выводить его. Располагается трахея между шестым позвонком шеи и пятым позвонком грудного отдела. В конце трахея раздваивается на два бронха. Раздвоение трахеи получило название бифуркации. В начале трахеи к ней примыкает щитовидная железа. С задней стороны трахеи находится пищевод. Трахею покрывает слизистая оболочка, которая является основой, а также ее покрывает мышечно-хрящевая ткань, волокнистой структуры. Состоит трахея из 18-20 колец хрящевой ткани, благодаря которым трахея гибкая.

Гортань — орган дыхания, соединяющий трахею и глотку. В гортани находится голосовой аппарат. Гортань находится в районе 4-6 позвонков шеи и при помощи связок присоединена к подъязычной кости. Начало гортани в области глотки, а конец — раздвоение на две трахеи. Щитовидный, перстневидный и надгортанные хрящи составляют гортань. Это большие непарные хрящи. Также ее образуют малые парные хрящи: рожковидный, клиновидный, черпаловидный . Соединение суставов обеспечивается связками и суставами. Между хрящами находятся мембраны, выполняющие также функцию соединения.

Глотка представляет собой трубку, которая берет начало в полости носа. В глотке пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Глотку можно назвать звеном соединения носовой полости и полости рта, а также глотка соединяет гортань и пищевод. Находится глотка между основанием черепа и 5-7 позвонками шеи. Носовая полость является начальным отделом дыхательной системы. Состоит из наружного носа и носовых ходов. Функцией носовой полости является фильтрация воздуха, а также его очищение и увлажнение. Ротовая полость — это второй путь поступления воздуха в дыхательную систему человека. Полость рта имеет два отдела: задний и передний. Передний отдел также называют преддверием рта.

Всё живое на Земле существует за сёт солнечного тепла и энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Все животные и человек приспособились добывать энергию из синтезированных растениями органических веществ. Чтобы использовать энергию Солнца, заключённую в молекулах органических веществ, её необходимо высвободить, окислив эти вещества. Чаще всего в качестве окислителя используют кислород воздуха, благо он составляет почти четверть объёма окружающей атмосферы.

Одноклеточные простейшие животные, кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела . Специальные органы дыхания - перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие расположенные в углублениях покрова тела. Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями , пронизывающими стенку переднего отдела кишечника - глотку. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры , обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие . Эволюция дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади легочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада - углекислота и частично вода - выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Функции дыхательной системы

• Обеспечение клеток организма кислородом О 2 .
• Удаление из организма углекислого газа СО 2 , а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости , которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя - решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая - верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.

На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины - по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.

Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами . Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.

Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё - в гортань.

Гортань

Гортань - один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

В узкой части гортани расположены голосовые связки , посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Бронхи

В грудной полости трахея делится на два бронха - левый и правый. Каждый бронх входит в лёгкое и там делится на бронхи меньшего диаметра, которые разветвляются на мельчайшие воздухоносные трубочки - бронхиолы. Бронхиолы в результате дальнейшего ветвления переходят в расширения - альвеолярные ходы, на стенках которых находятся микроскопические выпячивания, называемые легочными пузырьками, или альвеолами .

Стенки альвеол построены из особого тонкого однослойного эпителия и густо оплетены капиллярами. Общая толщина стенки альвеолы и стенки капилляра составляет 0,004 мм. Через эту тончайшую стенку происходит газообмен: в кровь из альвеолы поступает кислород, а обратно - углекислый газ. В лёгких насчитывается несколько сотен миллионов альвеол. Общая поверхность их у взрослого человека составляет 60–150 м 2 . благодаря этому в кровь поступает достаточное количество кислорода (до 500 литров в сутки).

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой - легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли - верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две - верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком - следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.

Газообмен лёгких

В сложном процессе газообмена выделяют три основные фазы: внешнее дыхание, перенос газа кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание. Внешнее дыхание объединяет все процессы, происходящие в лёгком. Оно осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относятся грудная клетка с мышцами, приводящими её в движение, диафрагма и лёгкие с воздухоносными путями.

Воздух, поступивший в лёгкие при вдохе, изменяет свой состав. Воздух в лёгких отдаёт часть кислорода и обогащается углекислым газом. Содержание углекислого газа в венозной крови выше, чем в воздухе, находящемся в альвеолах. Поэтому углекислый газ выходит из крови в альвеолы и содержание его меньше, чем в воздухе. Сначала кислород растворяется в плазме крови, далее связывается с гемоглобином, а в плазму поступают новые порции кислорода.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую проходит благодаря диффузии от большей концентрации к меньшей. Хотя диффузия протекает медленно, поверхность контакта крови с воздухом в лёгких настолько велика, что полностью обеспечивает нужный газообмен. Подсчитано, что полный газообмен между кровью и альвеолярным воздухом может происходить за время, которое втрое короче, чем время пребывания крови в капиллярах (т.е. в организме имеются значительные резервы обеспечения тканей кислородом).

Венозная кровь, попав в лёгкие, отдаёт углекислый газ, обогащается кислородом и превращается в артериальную. В большом круге эта кровь расходится по капиллярам во все ткани и отдаёт кислород клеткам тела, которые постоянно потребляют его. Углекислого газа, выделяющегося клетками в результате их жизнедеятельности, здесь больше, чем в крови, и он диффундирует из тканей в кровь. Таким образом, артериальная кровь, пройдя через капилляры большого круга кровообращения, становится венозной и правой половиной сердца направляется в лёгкие, здесь опять насыщается кислородом и отдаёт углекислый газ.

В организме дыхание осуществляется с помощью дополнительных механизмов. Жидкие среды, входящие в состав крови (её плазмы), обладают низкой растворимостью в них газов. Поэтому, для того чтобы человек мог существовать, ему нужно было бы иметь сердце мощнее в 25 раз, лёгкие - в 20 раз и за одну минуту перекачивать более 100 литров жидкости (а не пять литров крови). Природа нашла способ преодоления этой трудности, приспособив для переноса кислорода особое вещество - гемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь способна связывать кислород в 70 раз, а углекислый газ - в 20 раз больше, чем жидкая часть крови - её плазма.

Альвеола - тонкостенный пузырёк диаметром 0,2 мм, заполненный воздухом. Стенка альвеолы образована одним слоем плоских клеток эпителия, по наружной поверхности которых разветвляется сетка капилляров. Таким образом, газообмен происходит через очень тонкую перегородку, образованную двумя слоями клеток: стенки капилляра и стенки альвеолы.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин , транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

Транспорт кислорода в организме

Значение дыхания.

Дыхание - это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание ), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание ). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен ) - осуществляется органами дыхания.

Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.

Биологическое значение дыхания заключается в:

• обеспечении организма кислородом;
• удалении углекислого газа из организма;
• окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности;
• удалении конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиака, сероводорода и т.д. ).