Тема № 5 Кардио-респираторная система. Тема 5 Кардиореспираторная система
 Скачать 199.36 Kb.
|
|
Тема № 5 Кардио-респираторная система Циркуляция крови обеспечивает обмен веществ между организмом и внешней средой (снабжение клеток тела кислородом и питательными веществами, водой, выделение продуктов обмена), выполняет функцию терморегуляции, переносит гормоны, антитела. Кровообращение обеспечивает сосудистая система (включает кровеносную и лимфатическую системы), центральным органом является сердце. От него отходят артерии, кровь к сердцу движется по венам. Венозная кровь поступает в правое предсердие, из него в правый желудочек и в легкие. Из правого желудочка выходит в легочный ствол, в капиллярах альвеол кровь превращается в артериальную, по 4 легочным венам возвращается в левое предсердие (малый круг кровообращения). Большой круг начинается в левом желудочке, от которого отходит аорта (далее разветвляется на артериолы, капилляры, которые переходят в венозные, далее венулы, вены), вены сливаются в 2 крупных ствола – верхнюю и нижнюю полые вены – и впадают в правое предсердие. Дополнением к большому иногда выделяют третий круг: кровоснабжение самого сердца. Строение сердца Сердце – центральный орган кровеносной системы, сокращения которого обеспечивают циркуляцию крови. Расположено в средней части грудной полости (т.н. средостении) асимметрично: 1/3 справа, 2/3 слева от срединной плоскости тела в околосердечной сумке – перикарде. Масса у взрослого человека в среднем 250 г у женщин и 330 г у мужчин, длина 10–15 см, ширина 8–11 см. Перикард – околосердечная сумка – щелевидная полость, содержащая серозную жидкость, которая уменьшает тр100ение при работе сердца. Полый мышечный орган, сплошной перегородкой разделен на правую (венозную) и левую (артериальную) половины. Каждая половина сердца делится на предсердие и желудочек. В месте впадения вен расположены сфинктеры, в местах отхождения артерий – 3 полулунных клапана. У каждого предсердия есть полый отросток – соответственно правое и левое ушко, которые выходят на переднюю поверхность сердца. В правое предсердие впадают полые вены (место впадения называется венозный синус), венечный синус и многочисленные мелкие вены сердца. В предсердно-желудочковом отверстии – трехстворчатый клапан (каждая створка – складка внутренней оболочки сердца – эндокарда). К свободным краям клапанов крепятся сухожильные нити, их противоположные концы присоединены к верхушкам сосочковых мышц. Основания клапанов переходят в стенку предсердия. От правого желудочка отходит легочный ствол. В левой половине сердца – двустворчатый (митральный) клапан. В левое предсердие впадают 4 легочные вены, от левого желудочка отходит аорта. Стенка сердца образована тремя слоями – эпикардом, миокардом и эндокардом. Эпикард – серозная оболочка сердца, как и на всех органах, гладкая, влажная, уменьшает трение, образована рыхлой соединительной тканью, у основания сердца переходит в перикард. Миокард – средний слой сердца, образует основную массу стенки тела. Построен из поперечнополосатых мышечных клеток кардиомиоцитов (типичные сократительные мышечные клетки). Эндокард – внутренняя оболочка сердца, образована соединительной тканью с большим количеством эластических и гладких мышечных волокон. Внутренняя поверхность покрыта эндотелием (как и в кровеносных сосудах). Створчатые и лунные клапаны – складки эндотелия, внутри которых находятся соединительная ткань, кровеносные сосуды и нервы. Миокард образован 3 слоями мускулатуры: наружным продольным, средним поперечным и внутренним продольным. Пучки внутреннего слоя образуют сосочковые мышцы клапанов. Продольные слои – общие для обоих желудочков, средний у каждого в отдельности. Мускулатура предсердий отделена от мускулатуры желудочков: миокард предсердий тоньше. Стенка левого желудочка толще стенки правого. Работа сердца Сосуды, обеспечивающие кровоснабжение сердца, называют венечными. Правая и левая венечные артерии начинаются от аорты в области луковицы. Во время систолы полулунные клапаны закрывают вход в эти артерии, кровь поступает во время диастолы. Основная масса венозной крови собирается в венечный синус- открывается непосредственно в правое предсердие, более мелкие вены сердца впадают в правое предсердие самостоятельно. Сеть несосудистых каналов соединяет артериальную капиллярную и венозную части сосудов миокарда с полостями сердца, через них происходит быстрый сброс отработанной крови. Капиллярная сеть сердца очень густая: 2500 на 1 мм2 (в скелетной мускулатуре – 400). Период сокращения (систола) и расслабления (диастола) сердца составляют сердечный цикл, он состоит из трех фаз: систола предсердий, затем систола желудочков (предсердия расслабляются) и общая диастола (желудочков и предсердий). Систола предсердий длится 0,1 с, систола желудочков 0,3 с, диастола предсердий 0,7 с и желудочков 0,5 с. Диастола предсердий частично совпадает с диастолой желудочков, в это время створчатые клапаны открыты и кровь свободно перетекает в желудочки. Во время систолы предсердий сжимаются кольцеобразные мышцы (сфинктеры) вокруг отверстий вен, что препятствует обратному току крови. Систола желудочков (Рис.Систола желудочков) проходит в две фазы: в фазу напряжения давление в желудочках увеличивается, но полулунные клапаны аорты и легочного ствола еще закрыты, так как давление в этих сосудах выше. При повышении давления смыкаются створчатые клапаны, сосочковые мышцы сокращаются и натягивают сухожильные нити, которые не дают вывернуться створкам в сторону предсердий. Когда давление в желудочках становится выше, чем в аорте и легочном стволе, наступает фаза изгнания: полулунные клапаны открываются, и кровь под большим давлением выбрасывается в аорту и легочный ствол. Частота сокращений сердца от 60–80 до 150–200 раз/мин. Количество крови, выталкиваемое сердцем за 1 минуту, называют минутным объемом (он одинаков для правого и левого желудочков и в среднем равен 4,5–5 л). Если минутный объем поделить на число сокращений, получим систолический объем (количество крови, которое выбрасывается за одно сокращение – 65–75 мл). У нетренированных людей увеличение минутного объема происходит за счет увеличения частоты, у спортсменов – за счет увеличения систолического объема. Регуляция деятельности сердца Деятельность сердца контролирует вегетативная нервная система: парасимпатический отдел (блуждающий нерв продолговатого мозга) вызывает замедление сердечных сокращений; симпатический отдел (боковые рога 1–5 грудных сегментов спинного мозга) – учащение и усиление сердечных сокращений. В регуляции также принимает участие гипоталамус промежуточного мозга и кора (холод и боль усиливают, тепло замедляет сокращения сердца; при сильных эмоциях – страхе, гневе, тревоге, радости – как правило, сердцебиение учащается, может даже наступить аритмия). Возможно образование условных рефлексов (например, предстартовое состояние спортсменов). Существенное влияние на работу сердца оказывает раздражение рецепторов сосудов, особенно в рефлексогенных зонах (баро- и хеморецепторы дуги аорты, легочных артерий и вен), что позволяет регулировать такой важный показатель как артериальное давление. Существенное значение в регуляции функций сердца играют вещества, поступающие в кровь из желез внутренней секреции, и некоторые ионы. Замедляют работу сердца ацетилхолин, повышенная концентрация ионов калия, адреналин (он одновременно с усилением работы сердца повышает тонус центра блуждающего нерва). Увеличивают амплитуду и частоту сокращений норадреналин, адреналин, тироксин, избыток ионов кальция. 3.6.3. Сосудистая система Стенки сосудов состоят из трех оболочек: 1) внутренняя (включает эндотелий, коллагеновые и эластичные волокна и внутреннюю эластическую мембрану; 2) средняя (состоит из гладких мышечных волокон); 3) наружная (наружная эластическая мембрана и рыхлая волокнистая соединительная ткань). Стенки крупных артерий должны противодействовать растяжению и переводить прерывистый поток крови в непрерывный, для них главное – эластичность, и потому относительно сильнее развиты эластические мембраны, их называют артерии эластического типа. Мелкие артерии должны способствовать продвижению крови, в них относительно сильнее развит мышечный слой (артерии мышечного типа). Артериолы регулируют местный кровоток, для них также главная функция – сокращение. В артериолах исчезают внутренняя и наружная эластические мембраны. Самые тонкие стенки у капилляров, они образованы эндотелием, покрытым снаружи рыхлой соединительной тканью. Для капилляров характерен очень медленный кровоток, огромная площадь соприкосновения с тканями, хорошо проницаемая стенка – все это обеспечивает процессы обмена веществ. Венозные капилляры часто шире артериальных, венулы по строению сходны с артериолами. Стенка вен тоньше стенки артерий, слабо развиты мышечный слой и внутренняя эластическая мембрана, наружная эластическая мембрана отсутствует – стенки спадаются. У большинства вен есть клапаны. Распределение основных сосудов По функциям, особенностям строения и иннервации выделяют три группы сосудов: присердечные (начинают и заканчивают круги кровообращения), магистральные (экстраорганные) и внутриорганные и капилляры. Каждая часть тела имеет одну крупную артерию: туловище – аорту, каждая половина головы и шеи – сонную артерию, верхняя конечность – подключичную, нижняя – наружную подвздошную. Далее деление соответствует органам – парным и непарным. От восходящей части аорты отходят венечные артерии сердца. От дуги аорты отходит плечеголовной ствол (делится на правые общую сонную и подключичную, левые общую сонную и подключичную). Общие сонные делятся на наружные и внутренние (в полость черепа – мозг и глаза). Подключичная переходит в плечевую, а далее в локтевую и лучевую. Нисходящая часть аорты идет через полости, где ее называют грудной и брюшной аортами, по пути отдает артерии (бронхиальные, почечные, печеночную, желудочную и пр.). Брюшная аорта делится на подвздошные внутренние (к органам таза) и наружные, которые далее делятся на бедренные и берцовые. Распределение вен в целом повторяет распределение одноименных артерий. Все вены большого круга сливаются в две самые крупные вены: верхнюю и нижнюю полые. Верхняя собирает кровь от головы (яремные) и верхних конечностей (плечеголовные). От желудка, селезенки, поджелудочной железы, тонкого и толстого кишечника вены собираются в воротную вену печени, и лишь из нее печеночные вены впадают в нижнюю полую. Движение крови Движение крови по сосудам Движение крови по сосудам зависит от силы сокращения сердца и объема выбрасываемой крови, от сопротивления стенок сосудов. Из сердца кровь поступает прерывисто, по сосудам движется непрерывной струей за счет упругости стенок аорты и крупных артерий, легочного ствола. Давление в аорте 130–140 мм рт.ст. В крупных сосудах давление падает на 10 %, в капиллярах – на 85 %. Максимальное (систолическое), минимальное (диастолическое) обычно измеряют в плечевой артерии (110 на 60–80). Давление падает в венозной сети до 10–20 мм. В полых венах давление близко к атмосферному или ниже него (при вдохе, при расширении грудной клетки). Движение крови по сосудам обеспечивается разницей давлений в артериальной и венозной сетях, падением давления в венах при вдохе, клапанами вен (предотвращают обратный ток) и сдавливанием их стенок скелетной мускулатурой. Регуляция движения крови по сосудам Рефлекторную регуляцию осуществляет т.н. сосудодвигательный центр, который включает центры в спинном, продолговатом, промежуточном и коре головного мозга. Продолговатый мозг обеспечивает тонус сосудов (сосудорасширяющий, сосудосуживающий центры). Гипоталамус и кора обеспечивают изменение тонуса сосудов во время эмоций, выработку условных рефлексов. В целом система регуляции сходна с системой регуляции работы сердца (боль и холод вызывают сужение, тепло – расширение сосудов). Симпатические нервы вызывают сужение сосудов кожи, органов брюшной полости и т.д., кроме сосудов скелетной мускулатуры, мозга и сердца. Сосудистые рефлексогенные зоны в аорте и артериях регистрируют падение давления, в месте впадения полых вен – повышение давления. Их рефлексы замыкаются в спинном мозге и обеспечивают регуляцию давления крови. Кровообращение усиливается в активно работающих органах. Гуморальная регуляция. Сужение сосудов в коже, органах брюшной полости, легких вызывают адреналин и норадреналин, вазопрессин гипофиза, серотонин (выделяемый тромбоцитами), ренин (вырабатывается почками). Расширение сосудов вызывает в малых дозах адреналин (сосудов сердца, мозга, работающих скелетных мышц), ацетилхолин (медиатор парасимпатического отдела вегетативной нервной системы), гистамин, молочная и пировиноградная кислоты (образуются при интенсивной работе мышц). Объем циркулирующей крови регулируют кровяные депо: селезенка, подкожное сосудистое сплетение, легкие, печень, при этом часть крови может быть полностью выключена, часть накапливается за счет замедленного (в 10–20 раз) кровотока. В покое депонируется до 40–80 % объема крови. Выбрасывается кровь из депо при стрессе, кровопотерях, пониженном атмосферном давлении. Лимфатическая система Как говорилось выше, в капиллярах плазма просачивается сквозь стенки и образует тканевую жидкость, которая омывает все клетки и затем поступает в лимфатическую систему. Лимфатическая система образована слепо замкнутыми капиллярами, которые сливаются в лимфатические сосуды. Ход лимфатических сосудов совпадает с ходом вен. Лимфатические стволы впадают в 2 главных грудных протока: левый (грудной) идет вдоль позвоночника, собирает лимфу от нижних конечностей, брюшной полости, левой половины грудной полости, левой руки, левой половины головы и шеи (он больше правого), который собирает лимфу от остальных частей). Оба протока впадают в вены шеи. Лимфоток очень медленный, стенки сходны по строению с венами (имеют клапаны), такой же механизм передвижения. По ходу лимфатических сосудов расположены лимфатические узлы, образованные ретикулярной тканью. В узлах лимфа очищается, обогащается лимфоцитами: происходит поглощение и обезвреживание всех чужеродных веществ, т.е. они работают как фильтры. Узлы расположены в несколько линий, что приводит к значительному очищению лимфы перед возвращением ее в кровяное русло. Самые крупные скопления – подколенные, паховые, локтевые, плечевые, поясничные, шейные, миндалины. В кишечнике в лимфатические капилляры всасываются жиры. Заболевания сердечно-сосудистой системы Пороки сердца нарушают внутренний кровоток (между полостями, или полостями и сосудами). Пороки могут быть врожденными и приобретенными (развиваются как результат ревматического поражения, атеросклероза, инфекционных заболеваний). Воспалительные процессы поражают эндокард и нарушают структуру клапанов (разрыхление, набухание клапанов, их отек, склероз, поражение сухожильных нитей). Врожденные пороки – анатомические нарушения строения сердца и сосудов (правостороннее расположение сердца, смещение камер, аномальное отхождение сосудов, неполное формирование перегородок сердца и т.д.). Одними из наиболее частых пороков являются сохранение после рождения овального окна между предсердиями и артериального протока между аортой и легочным стволом. Во время внутриутробного развития малый (легочный) круг не функционирует и большая часть крови из правой половины сердца и легочного ствола перебрасывается сразу в большой. В норме эти структуры после рождения исчезают, но при их сохранении происходит смешение артериальной и венозной крови, резко увеличивается кровоток в легких. Ревматизм является инфекционно-аллергическим заболеванием, причиной которого часто становится стафилококковая инфекция. Аллергическое воспаление (см. «Иммунитет»). Атеросклероз – нарушение липидного и белкового обмена, отложение в стенке артерий холестерина. Вокруг отложений разрастается ткань, что приводит к сужению (закупорке) сосудов и, как следствие, поражению органов (дистрофия, разрастание соединительной ткани – склероз). Гипертоническая болезнь (повышенное артериальное давление: систолическое выше 160, диастолическое выше 100 мм) может возникать при сотрясении мозга, заболеваниях почек и в этом случае является симптомом этих состояний. Как самостоятельное заболевание – нарушение системы регуляции артериального давления (повышение тонуса стенок сосудов, сужение их просвета при повышении активности симпатической нервной системы, выделении гормонов надпочечников). Большое значение в развитии гипертонии имеют нервно-психические перенапряжения, эмоциональные потрясения, переутомление. Стойкая гипертония может вторично вызывать атеросклеротические изменения сосудов и, как следствие, нарушать работу сердца, нервной системы. Ишемическая болезнь сердца – поражение миокарда при нарушении коронарного кровотока (в результате спазма, сужения или закупорки венечных сосудов), проявляется в форме стенокардии («грудная жаба» – острый спазм коронарных сосудов, боль, страх смерти) или инфаркта миокарда (закупорка, длительный спазм, атеросклероз коронарных сосудов ведут к омертвению участка миокарда), главные симптомы – острые нестерпимые длительные боли, которые не снимаются нитроглицерином. Все болезни могут завершиться сердечной недостаточностью (состояние, при котором нагрузка, падающая на сердце, превышает его способность совершать работу). Характерные признаки – одышка, учащенное сердцебиение, отеки. Дыхательная система Организм может существовать лишь при постоянном поступлении энергии. Единственным источником энергии для человека и животных являются химические связи органических веществ, их энергия освобождается при окислении, поэтому организм нуждается в постоянном поступлении кислорода. В результате окисления образуется углекислый газ, который необходимо удалять, и вода, которая используется организмом. Поступление кислорода, окисление органических веществ в клетках, удаление углекислого газа в совокупности составляют дыхание. Без пищи человек погибает через 60–70 дней, без воды – через 3 дня, без дыхания – через 3 минуты. Система органов дыхания Система органов дыхания включает носовую полость, глотку, гортань, трахею, бронхи (образуют воздухоносные пути) и легкие (собственно дыхательная часть). Особенность строения – хрящевой остов в стенках (они не спадаются) и мерцательный эпителий слизистой оболочки. Полость носа образована лицевыми костями и хрящами, перегородкой делится на 2 половины – правую и левую. Воздух по носовым ходам выходит в носоглотку через хоаны (внутренние ноздри). В каждой половине носа имеется по три носовых раковины – верхняя, средняя и нижняя, которые образуют три носовых хода. В полость носа открывается носослезный канал, через который удаляется избыток слезной жидкости. Полость носа имеет придаточные полости, расположенные в крупных костях, образующих нос и соединенных с носовой полостью специальными отверстиями. Эти полости (пазухи) находятся в теле верхней челюсти (верхнечелюстная, или гайморова), в клиновидной кости, в решетчатой (решетчатый лабиринт), в лобной кости. Слизистая оболочка покрыта многорядным мерцательным эпителием, слизистые железы выделяют секрет, который обволакивает посторонние частицы, и реснички гонят их по направлению выдоха. Поверхностные кровеносные сосуды обильны в средней и нижней носовых раковинах (в них происходит очищение, увлажнение и согревание воздуха). Верхняя носовая раковина выстлана обонятельным эпителием (чувствительные окончания обонятельного нерва). Голосовой аппарат образован 2 парами складок на боковых стенках средней части гортани. Верхние (ложные) и нижние голосовые связки образованы эластичными волокнами и мышцами, покрытыми эпителием. Они натянуты между щитовидными и черпаловидными хрящами и служат для воспроизведения звуков. Между правыми и левыми складками – голосовая щель, изменение положения хрящей меняет ширину щели и натяжение связок. Выдыхаемый воздух вызывает колебания голосовых связок, в результате чего появляются звуки различного тона и силы. В произношении звуков и членораздельной речи участвуют язык, губы, полость рта и носа, система органов дыхания. Хрящи носа образуют боковые стенки – крылья носа, ноздри и непарный хрящ носовой перегородки. Гортань располагается на уровне 4–6 шейных позвонков на передней стороне шеи, образует ясно видимое выпячивание. Сзади гортани лежит глотка, с которой гортань сообщается «входом в гортань». Хрящи гортани соединены суставами, связками и поперечно-полосатыми мышцами. Скелет гортани образован тремя непарными хрящами (перстневидный, щитовидный, надгортанный) и тремя маленькими парными (черпаловидный, клиновидный, рожковидный). Пластины щитовидного хряща у мужчин образуют выступ – адамово яблоко. Надгортанник построен из эластического хряща – листовидная пластинка, отделяет гортань от глотки и прикрывает отверстие гортани при глотании. Полость гортани покрыта слизистой оболочкой – многорядный мерцательный эпителий, за исключением поверхности голосовых связок и надгортанника. Трахея – трубка длиной 11–13 см, образована 15–20 гиалиновыми хрящевыми полукольцами, соединенными кольцевидными связками. Свободные концы полуколец соединены пучками гладких мышечных волокон (внутренняя мягкая стенка трахеи вдавливается при прохождении пищевого комка по пищеводу). Внизу трахея делится на правый и левый бронхи. Главные бронхи входят в ворота легкого, разделяются на 3 в правом и 2 в левом (соответственно долям легких). Дальнейшее ветвление образует бронхиальное дерево. Стенка бронхов такая же, как у трахеи, только кольца замкнуты. По мере уменьшения диаметра все меньше в ней становится хряща, все больше гладких мышц. Диаметр терминальных (конечных) бронхиол – 0,5 мм. Строение легких Легкие расположены в обособленных полостях по сторонам от средостения. Основание легкого обращено вниз и прилегает к диафрагме. На вогнутой поверхности находятся ворота легкого (входят бронхи, артерии, нервы, вены и лимфатические сосуды), наружная выпуклая поверхность прилегает к ребрам. Оболочка легкого – плевра, состоит из двух листков: один листок повторяет контур легкого, заходя в борозды и отделяя доли легкого, второй прирастает к стенке тела. В полости плевры содержится немного серозной жидкости. Морфологической и функциональной единицей легких является ацинус, он начинается респираторными бронхиолами, которые разделяются на альвеолярные ходы и заканчиваются альвеолярными мешочками. В них исчезают реснички, сплошной слой мышц распадается на отдельные пучки. Ацинусы разделены тонкими соединительно-тканными прослойками, 12–18 ацинусов образуют легочную дольку. Внутренняя поверхность альвеол выстлана однослойным плоским дыхательным эпителием, покрытым слоем жидкости (сурфактанта). Снаружи к базальной мембране эпителия прилегают кровеносные капилляры, альвеолы оплетены эластическими волокнами. Альвеолы тесно соприкасаются, и кровеносные сосуды контактируют сразу с двумя, что повышает эффективность газообмена. Поверхность альвеол при вдохе 100–120 м2. Сурфактант – жидкость на внутренней поверхности альвеол, образует слой, в котором происходит растворение кислорода. Содержит фосфолипиды, которые способствуют лучшему растворению кислорода. Кровоснабжение легких осуществляется двумя системами сосудов. Через большой круг легкие снабжаются артериальной кровью по бронхиальным артериям, которые отходят непосредственно от аорты, венозная кровь от паренхимы легких также собирается в большой круг. А из легочных артерий в них поступает венозная кровь малого круга. Легочные артерии сопровождают бронхиальное дерево, доходят до альвеол и образуют капиллярные сети, затем собираются в венулы и легочные вены. Малый круг кровообращения характеризуется небольшой длиной сосудов, очень малым сопротивлением току крови и почти непосредственным соприкосновением стенок капилляров с воздухом. Давление в малом круге кровообращения в 5–6 раз ниже, чем в большом. В легочном стволе систолическое от 16 до 30 (среднее 21), диастолическое от 5 до 14 (среднее 9,2 мм рт. ст.). Время прохождения крови по малому кругу 10–12 секунд (скорость движения крови вдвое больше чем в большом), и за один промежуток времени через него проходит столько же крови, что и через большой. Дыхание Дыхание включает следующие процессы: легочное дыхание; транспорт газов кровью; обмен газов между кровью и тканями; окисление органических веществ в клетках (тканевое дыхание, изучается в курсе биохимии). Легочное дыхание включает газообмен между окружающей средой и легкими (внешнее дыхание) и газообмен между воздухом в полости легких и кровью. В легких происходит диффузия кислорода в кровь, а углекислого газа – в альвеолярный воздух. Жизненная емкость легких – объем воздуха, который человек может максимально выдохнуть после максимального вдоха. 500 мл спокойного вдоха называют дыхательным объемом. При максимальном вдохе дополнительно может войти 1500–1800 мл – это дополнительный объем. При максимальном выдохе можно выдохнуть еще 1500–1800 мл – это называется резервным воздухом. Таким образом, общий объем воздуха, выдыхаемого при максимальном выдохе после максимального вдоха, слагается из дыхательного, дополнительного и резервного объемов, что в целом составляет жизненную емкость легких (в норме от 3,5 до 4 литров). В легких даже при максимальном выдохе (и после смерти) остается 1000–1500 мл – остаточный объем воздуха. Механизм вдоха. Сокращение наружных межреберных мышц поднимают ребра, сокращение диафрагмы опускает ее на 3–4 см, что увеличивает объем грудной полости почти на 1000 мл. Давление в плевральной полости ниже атмосферного (на 5–7 мм рт.ст.), и вслед за движением грудной клетки расширяются легкие. Эластическая тяга легких (сопротивление растяжению) способствует еще большему падению давления в плевральной полости, поэтому внешнее (атмосферное) давление растягивает стенки легких. Таким образом, поступление воздуха в легкие – пассивный процесс, который обеспечивает разность давлений в плевральной полости и во внешней среде. Механизм выдоха. При расслаблении наружных дыхательных мышц и диафрагмы объем грудной полости уменьшается (спокойный выдох). Сокращения внутренних межреберных мышц и мышц брюшного пресса обеспечивают максимальный выдох. Легочная вентиляция характеризуется минутным объемом дыхания. В состоянии покоя взрослый человек вдыхает и выдыхает 500 мл воздуха при частоте 16–20 раз в минуту (минутный 8–10 л), новорожденный дышит чаще – 60 раз, ребенок 5 лет – 25 раз в минуту. Объем дыхательных путей (где газообмен не происходит) – 140 мл, так называемый воздух вредного пространства; таким образом, в альвеолы поступает 360 мл. Редкое и глубокое дыхание уменьшает объем вредного пространства, и оно значительно эффективнее. Жизненная емкость легких определяется как объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимального вдоха. Транспорт газов Диффузия газов в легких определяется разницей их парциального давления (а оно пропорционально содержанию каждого газа в смеси) в альвеолярном воздухе и в крови. Содержание газов при вентиляции легких Воздух К ислород Уг лекислый А зот Вдыхаемый 2 0 0,0 3 7 9 Альвеолярный 1 4 5,6 8 0 Выдыхаемый (смешивается с воздухом вредного пространства) 1 6 4 7 9 Особенность гемоглобина состоит в том, что при высоком парциальном давлении он легко присоединяет, а при низком – отдает кислород, поэтому в легких 98–99 % гемоглобина окисляется, образуя непрочное соединение – оксигемоглобин. В тканях клетки поглощают и быстро расходуют кислород, поэтому возникает его дефицит. Углекислый газ поступает в эритроциты и под действием фермента карбоангидразы образует угольную кислоту, угольная кислота вытесняет из гемоглобина калий, и он отдает кислород, угольная кислота диссоциирует на Н+ и НСО3-, анионы диффундируют обратно в плазму, водород соединяется с гемоглобином и образует восстановленный гемоглобин. KHbO 2 + H 2 CO 3 = HHb + O 2 + KHCO 3 . Кроме того, примерно 8–10 % углекислого газа соединяется с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. В легких происходит обратный процесс. Регуляция дыхания Дыхательный центр продолговатого мозга состоит из центра вдоха и центра выдоха, импульсы которых обеспечивают ритмичность дыхания. Дыхательный центр обладает автоматией, которая обеспечивается ритмическими биохимическими процессами в клетках центров. Возбуждение центра вдоха влечет рефлекторный выдох, выдох влечет рефлекторный вдох. В варолиевом мосту располагается центр, который переключает с вдоха на выдох (при разрушении этого центра вдох становится затянутым и очень глубоким). Рефлекторная задержка дыхания происходит при глотании. В регуляции дыхания принимает участие и спинной мозг, получающий информацию от проприорецепторов мышц грудной клетки. Дыхательный центр получает информацию от механорецепторов легких, дыхательных путей и дыхательных мышц, от хемо- и прессорецепторов сосудистых рефлексогенных зон. Наибольшую чувствительность он проявляет к повышению концентрации углекислого газа в крови, чувствительность к снижению кислорода проявляется только в экстремальных условиях высокогорья. Рефлекторно дыхание усиливается при мышечной работе. Значительное влияние оказывает кора больших полушарий: человек может произвольно изменять темп дыхания во время речи, пения. Ритм и глубина дыхания меняются во время эмоций. Защитные дыхательные рефлексы (кашель, чихание) возникают при раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. При попадании аммиака происходит остановка дыхания и полностью перекрывается голосовая щель, рефлекторно сужается просвет бронхов. Гуморальная регуляция дыхания. Специфический гуморальный регулятор – напряжение углекислого газа. Снижение количества углекислого газа в альвеолярном воздухе (а следовательно, и в крови) может вызвать остановку дыхания. Этим пользуются ныряльщики (после усиленной вентиляции могут задерживать дыхание на 2–3 минуты). При спокойном дыхании задержка возможна до 60 секунд. Функционально система дыхания связана с кровообращением, они тесно взаимодействуют, обеспечивая ткани кислородом и удаляя углекислый газ. Заболевания органов дыхания Наиболее распространены воспалительные процессы слизистых разных отделов дыхательной системы (ринит, ларингит, трахеит, бронхит, пневмония (воспаление легких). Причинами воспаления чаще оказываются микроорганизмы (пневмококки, стафилококки, стрептококки, вирусы гриппа, аденовирусы), ядовитые газообразные вещества. Предрасположенность к воспалениям возникает при переохлаждении, курении, употреблении алкоголя (хронические интоксикации). Бронхиальная астма – воспаление аллергического происхождения (аллергены – чужеродные белки, грибки, пыльца растений, пыль, краски и пр.). Во время приступа бронхиолы сокращаются, выделяется слизь, развивается приступ удушья. Эмфизема легких – следствие воспалительных процессов (повышенное давление при кашле приводит к истончению и разрыву альвеолярных перегородок, ригидности грудной клетки). Плеврит – распространение воспаления легких на плевру. |