Лекция 7.

Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы.

1. Значение и общая схема строения органов дыхания.

2. Механизм вдоха и выдоха.

3. Возрастные особенности дыхательной системы.

Дыхание – это биологический процесс обеспечения тканей организма кислородом и удаления из них углекислого газа.

Этот процесс представляет собой совокупность следующих процессов: 1) обмен газов между альвеолами легких и атмосферой; 2) обмен газов между альвеолами и кровью легочных капилляров, т.е. диффузия газов в легких; 3) транспорт газов кровью, т.е. перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким; 4) обмен газов между кровью капилляров тканей и тканями, т.е. диффузия газов в тканях; 5) потребление клетками кислорода и выделение ими углекислого газа, т.е. процессы происходящие в митохондриях клеток.

Все эти процессы принято рассматривать как три этапа дыхания: внешнее (легочное) дыхание, транспорт газов кровью и внутреннее (тканевое) дыхание.

Внешнее дыхание осуществляется за счет органов дыхания, которым относятся дыхательные пути (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи), легкие, грудная клетка и дыхательные мышцы.

Носовая полость образована костями, хрящами и выстлана слизистой оболочкой, которая обильно снабжена кровеносными сосудами и железами, выделяющими слизь. В носовой полости воздух очищается от пылевых частичек, увлажняется и согревается (или охлаждается).

В носоглотке (верхняя часть глотки) перекрещиваются пути пищеварительной и дыхательной систем. Пища проходит из глотки по пищеводу в желудок, а воздух идет из носоглотки в гортань и трахею. При каждом проглатывании пищи отверстие гортани прикрывается особым хрящом, называемом надгортанником.

Гортань расположена на уровне IV-VI шейных позвонков. Основу гортани составляют щитовидный, перстневидный и черпаловидные хрящи, подвижно соединенные суставами, связками и мышцами. Щитовидный хрящ непарный, состоит из двух пластинок, сходящихся спереди под углом (кадык). Эластичная ткань образует между внутренним углом щитовидного хряща и голосовыми отростками черпаловидных хрящей пару голосовых связок. У мужчин голосовые связки длиннее, чем у женщин и поэтому у них более низкий голос.

У детей гортань относительно длиннее, уже и располагается выше, чем у взрослых. Особенно быстро гортань растет в первые три года жизни и в период полового созревания. Нижний край гортани переходит в трахею. Затем происходит раздвоение (бифуркация) трахеи на правый и левый бронхи.

Трахея состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, которые соединены между собой связками. Задняя поверхность трахеи представляет собой перепончатую стенку, что придает трахее подвижность и эластичность. Бронхи дихотомически делятся на бронхи второго, третьего и т.д. порядков. Бронхи диаметром менее 1 мм входят в легочные дольки, где делятся на конечные бронхиолы, переходящие в респираторные (дыхательные) ходы, входящие в ацинус (гроздь).

В легочную дольку входит в среднем 15 ацинусов (структурных единиц легкого).

В ацинусе респираторный ход разветвляется на альвеолярные ходы с мешочками. Стенки мешочков выпячиваются в виде пузырьков – альвеол. Альвеолы являются конечной структурой дыхательных путей. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров.

Легкие покрыты серозной оболочкой, называемой плеврой. Имеется два листка плевры. Между ними имеется плевральная полость с серозной жидкостью, которая препятствует трению листков плевры друг о друга при дыхательных движениях.

2. Механизм вдоха и выдоха.

Газообмен между альвеолами легких и атмосферным воздухом происходит благодаря ритмическим дыхательным движениям грудной клетки. При сокращении дыхательных мышц (наружных межреберных и диафрагмы) происходит увеличение объема грудной клетки за счет подъема ребер и опускания диафрагмы. Это приводит к увеличению объема плевральных полостей, которые являются герметически замкнутыми. Давление в плевральных полостях снижается. Возникающая разница внутрилегочного давления (которое равно атмосферному, так как легкие через дыхательные пути сообщаются с атмосферой) и внутриплеврального давления (которое во время обычного вдоха на 9 мм. рт. ст меньше атмосферного, а во время глубокого вдоха меньше на 15 мм. рт. ст) является той силой, которая растягивает легкие. Растяжение легких вызывает снижение внутрилегочного давления на 2-3 мм. рт. ст. и поступление в атмосферного воздуха через дыхательные пути.идает трахее подвижность и эластичность.

Во время выдоха, когда расслабляются дыхательные мышцы, объем грудной клетки уменьшается, так как ребра опускаются в силу своей тяжести, а купол диафрагмы поднимается вверх из-за большего внутрибрюшного давления. Уменьшение разницы внутриплеврального и внутрилегочного давлений приводит к спадению легких за счет их эластичности и удалению из них воздуха в атмосферу.

Ритмическая смена вдоха и выдоха обеспечивается дыхательным центром продолговатого мозга.

Однако дыхательный центр продолговатого мозга обеспечивает только автоматическую ритмическую смену вдоха и выдоха, т.е. низший уровень нервной регуляции (автоматию). Приспособление же дыхания к различным жизненным условиям (физическая работа, неблагоприятные для дыхания условия) осуществляется безусловнорефлекторным уровнем регуляции по принципу отклонения. Ведущим регулятором деятельности дыхательного центра продолговатого мозга явялется кора больших полушарий (условнорефлекторная регуляция по принципу возмущения). Так, мы можем произвольно задерживать дыхание, произносить членораздельные звуки, петь.

3. Возрастные особенности дыхательной системы.

I этап.

Первый вдох новорожденного происходит в результате резкого возбуждения центра вдоха продолговатого мозга под влиянием накопившейся в крови углекислоты после перевязки пуповины.

У новорожденного переднезадний диаметр грудной клетки больше, чем поперечный, а ребра расположены горизонтально. Грудная клетка находится как бы в положении максимального вдоха и практически в дыхании не участвует. Дыхание осуществляется в основном за счет сокращения диафрагмы, т.е. у новорожденного тип дыхания диафрагмальный (брюшной). Дыхание поверхностное и частое. Это значит, что уже в покое новорожденный дышит на пределе своих возможностей и биологическая надежность дыхания мала.

Гортань расположена высоко, под корнем языка. В результате этого дети могут одновременно глотать и дышать (пища при этом не попадает в гортань из-за высокого ее расположения).

В течение года легкие интенсивно растут, и концу года их вес увеличивается в 4 раза, достигая 200 г.

Регуляция дыхания несовершенная, в основном осуществляется за счет безусловных рефлексов по принципу отклонения. Произвольной регуляции дыхания практически еще нет.

Несмотря на морфологическую и функциональную незрелость органов дыхания, в целом дыхание у детей обеспечивает ткани необходимым количеством кислорода. Это достигается за счет следующих особенностей:

1. Поверхность альвеол на 1 кг веса в 3-4 раза больше, чем у взрослых;

2. легочных капилляров на единицу массы легких в 2 раза больше, они относительно шире, чем у взрослых;

3. Кислородная емкость крови больше, чем у взрослых (35 мл на 1 этапе, а у взрослых 18-21 мл);

4. скорость кровотока больше, чем у взрослых ( у детей 12 с, а у взрослых – 22 с).

5. Процентное содержание в альвеолярном воздухе кислорода больше (18 %), а углекислого газа меньше (3 %), чем у взрослых.

Все эти особенности увеличивают скорость диффузии кислорода и углекислого газа в легких, увеличивая количество кислорода, доставляемого к тканям. Кроме того, у детей на этом этапе имеется пониженная чувствительность дыхательного центра к избытку углекислого газа и недостатку кислорода.