Конспект урока: Строение органов дыхания. Газообмен в лёгких и тканях. Заболевания органов дыхания и их гигиена

Газообмен в лёгких и тканях

Дыхание является сложным физиологическим процессом, который обеспечивает доставку кислорода тканям и удаление образовавшегося углекислого газа.

Весь процесс дыхания можно разделить на три этапа:

• внешнее дыхание — газообмен между организмом и окружающим его воздухом. Происходит в лёгких;
• транспорт газов кровью. Основным переносчиком кислорода и углекислого газа является белок эритроцитов гемоглобин;
• тканевое дыхание — обмен газов между кровью и тканями.

Рис. 1. Обмен газов в лёгких и тканях

Газообмен в лёгких происходит путём диффузии (рис. 1). Кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из лёгочных пузырьков в кровь, а углекислый газ — из крови в лёгочные пузырьки. Диффузия газов происходит в результате разности их концентраций в крови и в воздухе альвеол. В альвеолярном воздухе содержание кислорода всегда выше, чем в венозной крови, поэтому кислород перемещается из альвеол в кровь.

Далее кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином, кровь становится артериальной и направляется в ткани. В тканях кислород за счёт диффузии переходит из крови в межклеточную жидкость, а углекислый газ переходит из тканей в кровь. По кровеносным сосудам углекислый газ переносится к лёгким, где переходит в альвеолы и выводится с выдыхаемым воздухом наружу.

Дыхательные движения

Лёгкие не имеют мышечной ткани, поэтому сами выполнять какие-либо движения не могут. Во время вдоха и выдоха лёгкие пассивно движутся вслед за стенками грудной полости.

Каждое лёгкое покрыто лёгочной плеврой — оболочкой, состоящей из двух слоёв. Один слой плотно срастается с поверхностью лёгкого, а второй выстилает грудную полость. Между двумя лепестками плевры находится плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости. Давление в плевральной полости ниже, чем в лёгком. Высокое атмосферное давление в лёгких прижимает его к стенкам грудной полости, и лёгкое находится в расправленном виде.

В дыхательных движениях участвуют межрёберные мышцы и диафрагма. 

Рис. 2. Механизм вдоха и выдоха

Вдох происходит за счёт сокращения наружных межрёберных мышц и диафрагмы (рис. 2). Сокращаясь, межрёберные мышцы растягивают лёгкие, а диафрагма становится плоской, начинает давить на органы брюшной полости. Объём грудной клетки увеличивается, давление в лёгких становится ниже атмосферного. Воздух поступает в лёгкие.

Выдох осуществляется, когда межрёберные мышцы расслабляются, а органы брюшной полости начинают давить на диафрагму снизу, она приподнимается. При этом объём грудной клетки уменьшается, давление в лёгких становится больше атмосферного и воздух пассивно выходит из 

них (рис. 2).
 

Жизненная ёмкость лёгких

Для оценки работы лёгких существует ряд показателей: частота дыхания, объём вдыхаемого воздуха и др. Частота дыхания составляет у взрослого человека 15–17 дыхательных движений в минуту. При физической нагрузке она может увеличиваться в несколько раз. Глубина дыхания тоже изменяется в зависимости от потребностей организма.

Для оценки функциональной активности дыхательной системы нередко используют измерение жизненной ёмкости лёгких.

Рис. 3. Измерение ЖЕЛ спирометром — спирометрия

Среднее значение жизненной ёмкости лёгких примерно 3 500 см³. У тренированных людей она может быть намного больше и достигать 6 000 см³. Жизненную ёмкость лёгких измеряют специальным прибором — спирометром (рис. 3). Даже после самого глубокого выдоха в лёгких остается воздух, это необходимо для того, чтобы лёгочные пузырьки не слипались.

Регуляция дыхания

Регуляция процесса дыхания осуществляется нервной и гуморальной системами организма.

Нервная регуляция процесса дыхания осуществляется дыхательным центром, который расположен в продолговатом мозге. Дыхательный центр имеет отделы вдоха и выдоха. Причём вдох и выдох рефлекторно стимулируют друг друга.

От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох.

Центры, которые расположены в коре больших полушарий головного мозга, позволяют произвольно изменять частоту и глубину дыхательных движений. Например, человек может сознательно дышать медленнее или чаще, задержать дыхание, дышать поверхностно или глубоко.

На активность дыхательного центра влияет целый ряд веществ, действующих гуморально. В стенках сосудов расположены рецепторы, которые возбуждаются при повышении содержания углекислого газа в крови. От них импульсы передаются в дыхательный центр, вызывая учащение дыхания. Так же на деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители.

Чем больше физическая и умственная нагрузка на организм, тем больше ему нужно энергии, а значит и кислорода для её получения. Поэтому при активной деятельности одновременно увеличивается частота и глубина дыхания, а также учащается ритм сердечных сокращений и объём крови, выбрасываемый из сердца в круги кровообращения.

Выводы

Благодаря процессу дыхания кровь в лёгких насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа. Дыхательные движения обеспечиваются работой межрёберных мышц и диафрагмы. Регуляция дыхания осуществляется нервной и эндокринной системами.