Физиология человека
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Лечебное питание (диетология) - это применение с лечебной или профи- лактической целью специально составленных рационов и режимов питания для больных людей (с острыми заболеваниями или обострениями хронических забо- леваний). 4. ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих поступление ки- слорода, использование его в окислении органических веществ и удаление угле- кислого газа - конечного продукта окисления. Когда пот процесс протекает в клетке, его называют внутренним, тканевым или клеточным дыханием. Внешнее дыхание (легочная вентиляция) - обмен газов между внешней сре- дой и альвеолами легких- Дыхательная система человека объединяет органы, выполняющие воздухо- проводящую функцию (полость носа, носоглотку гортань, трахея, бронхи) и ды- хательную, или газообменную ; функцию (легкие). Функции органов дыхания: - основная функция - обеспечение газообмена между воздухом и кровью за счет диффузии газов кислорода и углекислого газа через стенки легочных альвеол и окружающих их кровеносных капилляров; - участие в голосообразовании; - участие в обонянии; - участие в выработке некоторых гормонов; - участие в вводно-солевом и липидном обмене веществ и иммунной защите. 29 В воздухоносных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также восприятие обонятельных, температурных и меха- нических раздражений. Полость носа вместе с носоглоткой и гортанью называют верхними дыхательными путями, а трахею и бронхи - нижними дыхательными путями (располагаются уже в грудной полости) (рис. 13). Р и с. 13. Строение дыхательной системы человека: 1 - ротовая полость; 2 - носовая полость; 3 – язычок; 4 – язык; 5 – глотка; 6 – надгортанник; 7 - черпаловидный хрящ; 8 – гортань; 9 – пищевод; 10 – трахея; 11 – верхушка легкого; 12,17 - левое и правое легкое; 13,16-бронхи; 14,15 – альвеолы; 18 - полость трахеи; 19 - перстневидный хрящ; 20 - щитовидный хрящ; 21 - подъязычная кость; 22 - нижняя челюсть; 23 - преддверье; 24 - ротовое отверстие; 25 - твердое нёбо Все органы дыхания, относящиеся к дыхательным путям, имеют твердый скелет, представленный в стенках полости носа костями и хрящами, а в стенках гортани, трахеи и бронхов - хрящами. Благодаря такому скелету дыхательные пу- ти не спадаются, и по ним во время дыхания свободно циркулирует воздух. Из- нутри дыхательные пути выстланы слизистой оболочкой, снабженной мерцатель- ным эпителием. Воздухоносные пути начинаются в полости носа. Слизистая оболочка носо- вой полости имеет большое количество кровеносных сосудов. Проходящая по ним кровь согревает воздух. Железы слизистой выделяют слизь, увлажняющую стенки носовой полости и снижающую жизнедеятельность бактерий. На поверх- ности слизистой находятся лейкоциты, уничтожающие большое количество бак- терий. Мерцательный эпителий слизистой задерживает и выводит наружу пыль. Таким образом, в носовой полости воздух согревается, обеззараживается, увлаж- няется и очищается от пыли. 30 Воздух проходит через хоаны в верхние отделы глотки (носовая и ротовая часть глотки), а затем в гортань. Гортань имеет сложное строение, состоит из хрящей, голосовых связок и голосовой щели. Из гортани воздух поступает в тра- хею. Трахея располагается очень близко к пищеводу. При глотании, чтобы пища не попала в трахею, вход в гортаньзакрывается хрящевым надгортанником. По- этому мы не можем одновременно глотать и говорить. К хрящевым крепятся голосовые связки, а в центре располагается голосовая щель. Через голосовую щель проходит весь вдыхаемый выдыхаемый воздух. В спокойном состоянии (когда мы молчим) голосовая щель имеет форму треуголь- ника и достаточно велика. Во время разговора или пения связки натягиваются, сближаются между собой, щель становится очень узкой. Выдыхаемый воздух, с силой выходящий через голосовую щель, вызывает вибрацию голосовых связок. Таким образом, появляется звук, т.е. звуки мы можем производить только при выдохе. В зависимости от натяжения голосовых связок образуется разный звук. Окончательное оформление звуков речи происходит благодаря изменению поло- жения нижней челюсти, языка, мягкого нёба и губ. Скелет трахеи состоит из 16-20 замкнутых хрящевых колец не позволяющих ей спадаться. Задняя стенка трахеи мягкая и состоит из соединительнотканной пе- репонки, содержащей гладкие мышцы, благодаря этому пища свободно проходит по пищеводу, который лежит позади трахеи. Трахея делится на два главных брон- ха (правый и левый), которые вступают в легкие. В легких главные бронхи многократно делятся на бронхи 1-го 2-го и т.д. по- рядков, образуя бронхиальное дерево. Бронхи 8-го порядка называются дольковы- ми. Они разветвляются внутри дольки на концевые бронхиолы, которые заканчи- ваются альвеолярными мешочками. Альвеола имеет форму полушария диамет- ром 0,2 - 0,3 мм и покрыта сетью капилляров. Группу альвеолярных ходов с аль- веолярными мешочками, расходящихся от одной дыхательной бронхиолы, назы- вают ацинусом (структурная единица легкого). Из совокупности ацинусов слага- ются дольки, из долек - сегменты, из сегментов - доли, из долей - целое легкое. Правое легкое состоит из трех долей, левое - из двух. В каждое легкое прохо- дят главный бронх и легочная артерия, а выходят две лёгочные вены. Легкие сна- ружи покрыты внутренним плевральным листком. Наружным листком плевры выстлана изнутри грудная полость. Между листками плевры находится щелевид- ная плевральная полость с небольшим количеством серозной жидкости, которая позволяет листкамсвободно скользить друг относительно друга при дыхании. Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром расположенным в продолговатом мозге. В нем выделяют отделы вдоха и выдоха. При раздражении рецепторов слизистой оболочки носа происходит чихание, а при возбуждении рецепторов гортани, трахеи и бронхов – кашель.Эти защит- ные реакции сопровождаются активным выдохом, при котором струей воздуха выбрасываются слизь, пыль, инородные тела из легких и дыхательных путей. На дыхательные движения оказывает влияние кора больших полушарий, что выражается в возможности произвольно задерживать дыхание, изменять его ритм и глубину. 31 4.1. Газообмен в легких и тканях В процессе дыхания происходит обмен газов (кислорода и углекислого газа) в легких и тканях. Перенос кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа аль- веолярный воздух происходит путем диффузии. Парциальное выделение кисло- рода в альвеолярном воздухе выше, чем в венозной крови, а парциальное давле- ние углекислого газа, наоборот, выше в крови, чем в альвеолярном воздухе. По- этому кислород и углекислый газ диффундируют в противоположных направле- ниях. Газообмен в тканях происходит по тому же принципу, что и в легких. Арте- риальная кровь направляется к тканям, где в результате непрерывно идущих окислительных процессов потребляется кислород и выделяется углекислый газ. В клетках напряжение кислорода близко к нулю, в тканевой жидкости 20-40 мм рт.ст., а в артериальной крови 100 - 110 мм рт. ст. Напряжение углекислого газа в тканевой жидкости около 60 мм рт. ст., а в венозной крови 40 мм рт. ст. Вследст- вие этого кислород будет диффундировать из крови в тканевую жидкость, а угле- кислый газ - из тканевой жидкости в плазму крови. Переносчиком кислорода и углекислого газа в крови является гемоглобин, который образует комплекс с молекулой газа. Оксигемоглобин - это гемоглобин, присоединивший кислород. Карбогемоглобин - гемоглобин, присоединивший углекислый газ. Карбоксигемоглобин - гемоглобин, присоединивший угарный газ. Это наиболее прочное соединение с гемоглобином, которое разрушается только в присутствии большого количества кислорода. Поэтому при пожаре, по- страдавших следует срочно выносить на свежий воздух, а еще лучше надеть ки- слороднуюмаску, т.к. велика вероятность отравления угарным газом. 4.2. Механизм дыхательных движений Дыхательные движения могут носить как непроизвольный, так и произволь- ный характер. Но механизм дыхательных движений в любом случае будет вклю- чать этапы с участием определенных структур. При вдохе происходит расшире- ние грудной полости в результате сокращения наружных межреберных мышц (при сокращении они поднимают ребра) и диафрагмы (при сокращении ее купол уплощается, органы брюшной полости оттесняются вниз, объем грудной полости увеличивается). Так как давление в плевральной полости отрицательное, при расширении грудной полости растягиваются и легкие. Давление внутри легких становится ниже атмосферного, и наружный воздух проходит в легкие. При уси- ленном дыхании в акте вдоха участвуют всемышцы, способные поднимать ребра и грудину: большие и малые грудные, лестничные, ключично-сосцевидные, мыш- цы плечевого пояса. Выдох наступает в результате уменьшения объема грудной полости при рас- слаблении наружных межреберных мышц и диафрагмы (вновь принимает купо- 32 лообразное положение). При спокойном выдохе ребра опускаются под собствен- ной тяжестью, объем грудной полости уменьшается. Это пассивный процесс. При активном выдохе сокращаются также межреберные мышцы и мышцы брюшной стенки (косые, поперечные и прямые), что усиливает поднятие диафрагмы. Существуют различные типы дыхания: - грудное (чаще встречается у женщин). Это связано со способностью женщин вынашивать плод, чтобы меньше давления оказывав на развивающийся зародыш. - брюшное или диафрагмальное (больше характерно для мужчин. Брюшное дыхание более эффективно, т.к. здесь лучше происходят вентиляция легких. И все же у большинства людей смешанный тип дыхания. Это зависит от рода деятельности, тренированности организма, отсутствия или присутствия вредных привычек и т.д. Жизненная ёмкость легких (ЖЕЛ). Как происходит спокойный вдох и вы- дох понятно. Но все мы знаем, что, после спокойного вдоха человек может вдох- нуть еще, т.е. сделать максимальный вдох. В этом случае во вдохе участвуют те же мышцы. Также после спокойного выдоха можно выдохнуть еще некоторое количество воздуха - максимальный выдох. Усиленный выдох обеспечивается сокращением мышц брюшной стенки и туловища ЖЕЛ - это максимальное количество выдыхаемого воздуха после макси- мального вдоха. ЖЕЛ - это показатель возможностей эластической ткани легких и грудной мышцы. Существует формула определения объема легких (т.е. возмож- ности легких): ЖЕЛ = 2,5 * рост в м. В среднем ЖЕЛ составляет 3 - 5 л. Но даже после глубокого выдоха в легких остается остаточный объем легких. Он остаемся даже после смерти человека, т.е. в легких воздух присутствует всегда. 5. СЕРДЕЧНО - СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА В кровеносной системе можно выделить два основных элемента: централь- ный сократительный орган - сердце и систему кровеносных сосудов. Эти элемен- ты представляют собой единую, неделимую систему. В сердечно-сосудистой сис- теме выделяют три функционально различные части: - мышечный орган - сердце, нагнетающий кровь; - артериальная часть, обеспечивает ток крови к органам и тканям; - венозная система обеспечивает возврат крови к сердцу, т.е. отток крови от органов и тканей. Отдельно выделяют капиллярное русло - обменная часть. Сердечно-сосудистая система выполняет одну из главных функций - транс- портную , обеспечивая течение обменных процессов в организме. По сосудам к тканям и клеткам доставляются вещества, необходимые для их жизнедеятельно- сти (белки, углеводы, витамины, соли, кислород), и отводятся продукты обмена 33 веществ и углекислый газ. Кроме того, сосуды разносят вырабатываемые эндок- ринными железами гормоны, которые являются специфическими регуляторами обменныхпроцессов, и антитела, необходимые для защитных реакций организма против различных болезнетворных агентов. Таким образом, сосудистая система выполняет также регуляторную и защитную функции. Вместе с нервной систе- мой сосудистая система объединяет и координирует работу органов и систем, играя важную роль в обеспечении целостности организма. 5.1. Внутренняя среда организма Выделяют кровеносную и лимфатическую системы. Обе системы тесносвя- заны анатомически и функционально дополняют одна другую, хотя между ними имеются различия. Кровь в организме движется по кровеносной системе, лимфа - по лимфатической. Кровь и лимфа вместе с тканевой жидкостью составляют внутреннюю среду организма. Из плазмы крови, проникающей через стенки ка- пилляров, формируется тканевая жидкость, которая омывает клетки. Между тка- невой жидкостью и клетками постоянно происходит обмен веществ. Кровеносная и лимфатическая системы обеспечивают гуморальную связь между органами, объединяя обменные процессы в общую систему. Относительное постоянство фи- зико-химических свойств внутренней среды способствует существованию клеток организма в довольно неизменных условиях и уменьшает влияние на них внешней среды. Постоянство внутренней среды - гомеостаз - организма поддерживается работой многих систем органов, которые обеспечивают саморегуляцию жизненно важны важных процессов, взаимосвязь с окружающей средой, поступление необ- ходимых организму веществ и выводят из него продукты распада. 5.1.1. Состав и функции крови. Переливание крови Кровь - это одна из разновидностей соединительной ткани. Кровь выполняет следующие функции: транспортную, распределения теплоты, регуляторную, за- щитную, участвует в выделении, поддерживает постоянство внутренней среды организма. В организме взрослого человека содержится около 5 л крови, в среднем 6-8 % от массы тела. Часть крови (около 40%) не циркулирует по кровеносным сосудам, а находится в так называемом депо крови (в капиллярах и венах печени, селезен- ки, легких, кожи). Кровь представляет собой непрозрачную красную жидкость, состоящую из плазмы (межклеточного вещества) - 55% и взвешенных в ней клеток (форменных элементов) - эритроцитов, лейкоцитов итромбоцитов. Плазма крови содержит 90 - 92% воды и 8 - 10% неорганических и органиче- ских веществ. Неорганические вещества составляют 0,9-1,0 %(ионы Na, К, Mg, Ca, CI, P и др.). Водный раствор, который по концентрации солей соответствует 34 плазме крови, называют физиологическим раствором. Его можно вводить в орга- низм при недостатке жидкости. Среди органических веществ плазмы 6,5 - 8% со- ставляют белки альбумины, глобулины, фибриноген), около 2% приходится на низкомолекулярные органические вещества (глюкоза-0,1%, аминокислоты, моче- вина, мочевая кислота, липиды, креатинин). Белки наряду с минеральными соля- ми поддерживают кислотно-щелочное равновесие и создают определенное осмо- тическое давление крови. Форменные элементы крови (клетки) бывают трех типов: 1. Эритроциты. Это безъядерные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков. Такая форма клетки увеличивает поверхность для диффузии дыхательных газов, а также делает эритроциты способными к обратимой деформации при про- хождении через узкие изогнутые капилляры. У взрослых людей эритроциты обра- зуются в красном костном мозге губчатого вещества костей и при выходе в кро- вяное русло теряют ядро. Время циркуляции в крови составляет около 120 суток после чего они разрушаются в селезенке и печени. В эритроцитах содержится белок - гемоглобин, состоящий из белковой части - глобина, связанного с гемом - небелковой частью. При этом на одну молекулу глобина приходится четыре молекулы гема. Эритроциты с помощью гемоглобина непосредственно участвуют в транс- порте газов. Гемоглобин, который образует непрочное соединение с кислородом, называется оксигемоглобин. Гемоглобин, который образует соединение с углекис- лым газом, называется карбогемоглобин. 2. Лейкоциты. Это ядерные клетки размером 8-10 мкм, способные к само- стоятельным движениям. Различают несколько типов лейкоцитов: базофилы, эо- зинофилы, нейтрофилы, монолиты и лимфоциты. Основная функция лейкоцитов - это защита организма на клеточном уровне путем фагоцитоза, а также иммунная защита (Т- и В-лимфоциты). 3. Тромбоциты - мелкие безъядерные клетки, участвующие в процессе свер- тывания крови. По своей сути это кровяные пластинки. Переливание крови широко используется в медицине и помогло спасти жизни многим людям. При переливании небольших доз крови от донора (челове- ка, дающего кровь) реципиенту (принимающему кровь) необходимо учитывать группу крови. В настоящее время известно более 15 систем групп крови, которые широко применяются при сложных операциях. Наиболее известна система АВО, включающая четыре группы крови. В крови имеются особые белковые вещества: в эритроцитах агглютиногены (А и В), в плазме - агглютинины (α и β). Если агг- лютинин α встречается с агглютиногеном А или агглютинин β агглютинином В, то происходит реакция агглютинации (склеивание эритроцитов). Наличие тех или иных агглютининов и агглютиногенов в разных группах крови можно предста- вить в виде таблицы. При переливании крови учитывают агглютиногеиы донора и агглютинины реципиента. Агглютинины донора значительно разводятся и теряют способность агглютинировать эритроциты реципиента. Людей с I группой крови до последнего времени назвали универсальными донорами, т.к. считалось, что эту группу можно 35 переливать всемчетырем группам. Также и людей с IV группой крови считали универсальными реципиентами. Сейчас ученые пришли к выводу, что универ- сальных групп крови нет. При операциях переливают кровь только от людей с та- кой же, как у больного, группой крови. Группы крови Название группы Агглютиногены в эритроцитах Агглютинины в плазме I (0) нет (0) α, β II (А) А β III (В) В α IV (АВ) А и В нет (0) |