Строение и функции дыхательной системы

Дыха́тельная систе́ма челове́ка — совокупность органов, обеспечивающих функцию внешнего дыхания человека (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей по малому кругу кровообращения кровью).

Строение:

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

Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на:
- верхние
- нижние.
1) К верхним относятся, нос и его придаточные пазухи, ротоглотка, гортань
2) К нижним дыхательным путям относятся, трахея, главные бронхи, бронхи следующих порядков терминальные бронхиолы.

Функции дыхательной системы -

Человек совершает дыхательные движения благодаря сложному взаимодействию различных групп мышц:
- межреберных
- мышц брюшного пресса при глубоком дыхании
- диафрагма

Легкие и грудная клетка выстланы плеврой:
1) Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной, или висцеральной. 2)А та, которая покрывает ребра, – пристеночной, или париетальной.

Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен. При вдохе мышцы растягивают легочную ткань и воздушная смесь атмосферного воздуха, (состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа) поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно большим содержанием углекислого газа – 4%.
Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом — специальной смазкой, содержащей липидные комплексы. Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами, и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.
В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь. Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.
Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.

Регуляция
В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов.

Выделяют три основных группы нейронов:
1) дорсальная группа — основной источник импульсов, которые обеспечивают постоянный ритм дыхания;
2) вентральная группа — контролирует уровень вентиляции легких и может стимулировать вдох или выдох в зависимости от момента возбуждения.

Именно эта группа нейронов управляет мышцами брюшного пресса и живота для глубокого дыхания; пневмотаксический центр — благодаря его работе происходит плавная смена выдоха вдохом.

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

В регуляции дыхания участвуют:
- хеморецепторы каротидного синуса, чутко реагирующие на содержание газов О2 и СО2 в крови.
- рецепторы расположены во внутренней сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща; рецепторы растяжения легких, расположенные в гладких мышцах бронхов и бронхиол;
- инспираторные нейроны, расположенные в продолговатом мозге и варолиевом мосту (делятся на ранние и поздние).

Сигналы с различных групп рецепторов, расположенных в дыхательных путях, передаются в дыхательный центр продолговатого мозга, где в зависимости от интенсивности и продолжительности формируется импульс к дыхательному движению.

Расположенный в продолговатом мозге дыхательный центр контролирует уровень напряжения газов крови и регулирует вентиляцию легких с помощью дыхательных движений, чтобы концентрация кислорода и углекислого газа была оптимальной. Регуляция осуществляется при помощи механизма обратной связи.

Особенности дыхания детей:

поверхностный характер дыхания;
физиологическая одышка (тахипноэ);
нередко неправильный ритм дыхания;
напряженность процессов газообмена;
легкое возникновение дыхательной недостаточности.

1) Глубина дыхания, абсолютный и относительный объемы одного дыхательного акта у ребенка значительно меньше, чем у взрослого. С возрастом эти показатели постепенно увеличиваются. При крике объем дыхания увеличивается в 2 -5 раз. Абсолютная величина минутного объема дыхания меньше, чем у взрослого, а относительная (на 1 кг массы тела) - значительно больше.
2) Частота дыхания тем больше, чем моложе ребенок, компенсирует малый объем каждого дыхательного акта и обеспечивает кислородом организм ребенка. Неустойчивость ритма и короткие (на 3 - 5 мин) остановки дыхания (апноэ) у новорожденных и недоношенных связаны с незаконченной дифференцировкой дыхательного центра и гипоксией его. Ингаляции кислорода обычно ликвидируют дыхательную аритмию у этих детей.

Частота дыхания у детей разных возрастов:

3) Газообмен у детей осуществляется более энергично, чем у взрослых, благодаря богатой васкуляризации легких, скорости кровотока, высокой диффузионной способности. В то же время функция внешнего дыхания у маленького ребенка нарушается очень быстро из-за недостаточных экскурсий легких и расправления альвеол.