Дыхание
Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающая поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и высвобождением углекислого газа в окружающую среду. Дыхание осуществляется дыхательной системой. В ней выделяют: воздухоносные пути (ВП) и органы дыхания – лёгкие.
ВП: полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. ВП служат для поступления воздуха в легкие, способствуют согреванию, увлажнению, очищению воздуха.
1. Полость носа (cavitas nasi) – является началом ВП и органом обоняния. Полость носа отделена от полости рта твёрдым и мягким нёбом и разделена сагиттально перегородкой на левую и правую половины. Перегородка образована вертикальной пластинкой решётчатой кости и сошником. Сзади полость носа через отверстия – хоаны – сообщается с носоглоткой. На боковых стенках полости носа имеются по 3 носовых раковин. Под каждой раковиной находится носовой ход: верхний, средний и нижний. В слизистой верхней носовой раковины и верхней части перегородки полости носа располагаются обонятельные рецепторные клетки. Зона нижних и средних носовых раковин называется дыхательной областью. Слизистая полости носа богата кровеносными сосудами и выстлана многорядным призматическим реснитчатым эпителием, который покрыт слизью. В носовую полость открываются воздухоносные придаточные полости носа: лобная, гайморова, клиновидная и решётчатые лабиринты. Из полости носа воздух через хоаны попадает в носоглотку, ротовую часть глотки, а затем в гортань.
2. Гортань (larynx) расположена в передней части шеи на уровне IV-VII шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Вверху гортань сообщается с глоткой, внизу переходит в трахею. Скелет гортани состоит из непарных (перстневидный, щитовидный, надгортанный) и парных (черпаловидные, рожковидные, клиновидные) хрящей, а также суставов, связок и поперечно-полосатых мышечных волокон. Щитовидный хрящ самый большой; он образован из двух пластин, соединённых под углом; угол называется выступом гортани (кадык).
3. Трахея (trachea) – дыхательная трубка, начинается от гортани на уровне VII шейного позвонка, длина 9-11 см; состоит из 16-20 хрящевых полуколец.
4. Бронхи (bronchi). На уровне V грудного позвонка трахея делится на 2 главных бронха, отходящих в правое и левое лёгкое. Скелет главных бронхов состоит из хрящевых полуколец. Через левый бронх перегибается дуга аорты, а над правым бронхом проходит непарная вена. Хрящевые полукольца трахеи и бронхов соединены между собой фиброзными кольцевыми связками, которые продолжаются в заднюю перепончатую стенку, содержащую пучки гладких мышц. Снаружи трахея и главные бронхи покрыты адвентицией; изнутри выстланы слизистой с однослойным многорядным реснитчатым эпителием. В легких главные бронхи делятся на долевые (3 ветви в правом, 2 – в левом), сегментарные, дольковые (диаметр 1мм), концевые и дыхательные (респираторные) – это бронхиальное дерево. В дольковых бронхах хрящевые полукольца замещаются кольцами, а в дальнейшем по мере уменьшения калибра бронхов в них снижается количество хрящевых элементов, слизистых желёз и повышается содержание гладких мышц. Слизистая здесь выстлана однослойным кубическим реснитчатым эпителием. В собственной пластинке бронхиол расположены эластические волокна и имеется сплошной круговой слой гладких мышечных волокон. В дыхательных бронхиолах гладкие мышечные волокна располагаются прерывисто, а в слизистой клетки утрачивают реснички. Железы отсутствуют.
Легкие
Легкие (pulmones) грудной полости, справа и слева от сердца. По форме – это усеченные конусы, верхушкой обращены к надключичной ямке, а широкими основаниями – к диафрагме. Бронхи, сосуды и нервы образуют корень лёгкого. Глубокие борозды делят левое легкое на две, а правое – на три доли. Доли делятся на сегменты (по 10 в каждом лёгком), а сегменты – на дольки (диаметр 12 мм). Функциональной единицей лёгкого является ацинус – он включает одну концевую бронхиолу с её разветвлениями, альвеолярными ходами, мешочками и альвеолами. В лёгких приблизительно 300-400 млн альвеол, их поверхность при вдохе 80-120 м2. Снаружи альвеолы покрыты сетью капилляров малого круга кровообращения. Одни из этих клеток (97,5 %) участвуют в газообмене , другие вырабатывают на внутреннюю поверхность сурфактант. Он содержит фосфолипиды (лецитин и др.), триглицериды, холестерин, протеины, углеводы. Сурфактант снижает поверхностное натяжение жидкости, покрывающей альвеолы (особенно при выходе) и предотвращает ателектаз (слипание) альвеол.
Плевра – серозная оболочка, состоит из двух листков: висцеральная, которая плотно срастается с легкими, образуя, правый и левый замкнутые плевральные мешки; париетальная плевра выстилает стенки грудной полости. Между двумя листками плевры имеется узкая плевральная полость; она содержит серозную жидкость, которая облегчает скольжение легких во время дыхания.
При попадании в плевральную полость воздуха легкие сжимаются и газообмен прекращается, - наступает пневмоторакс.
Средостение находится между правым и левым плевральными листками.
Особенности кровоснабжения легких:
· Из большого круга кровообращения кровь по бронхиальным артериям поступает в легкие и питает их артериальной кровью;
· Из малого круга лёгкие получают венозную кровь; в этих сосудах осуществляется газообмен с альвеолярным воздухом.
Дыхательные нейроны
Располагаются в различных отделах ЦНС. Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром:
1. В продолговатом мозге – центральная часть дыхательного центра. Здесь находится отдел вдоха и отдел выдоха.
2. Мост регулирует продолжительность фаз вдоха и выдоха и паузы между ними. Здесь находится центр пневмотаксиса. Переключение фаз вдоха на выдох.
3. Спинной мозг получает импульсы от продолговатого и от С3 – С4 они идут к диафрагме, Т4 – Т10 – к межреберным мышцам.
4. Средний мозг регулирует тонус дыхательных мышц.
5. Гипоталамус регулирует частоту и глубину дыхания при физической деятельности.
6. Кора больших полушарий через подкорку регулирует дыхание во время разговора, физических упражнений.
Регуляция просветов бронхов
Гладкая мускулатура стенок бронхов имеют М-холинорецепторы; α-и β-адренорецепторы, рецепторы гистамина и др.
I. Сужение просвета бронхов вызывают: АХ, вит. Р, гистамин, тромбоксан, лейкотриены и др.
II. Расширение: брадикинин и др.
Регуляция дыхания
Осуществляется благодаря наличию механо- и хеморецепторов, от которых сигналы идут в дыхательный центр.
I Механорецепторы:
а) Ирритантные – в слизистой трахеи и бронхов – при их раздражении пылью, табачным дымом, водой – суживаются бронхи, голосовая щель, сосуды кожи и мышц. Результат: частое, поверхностное дыхание. Наступает кашлевой рефлекс – основной рефлекс вагуса
б) Юкста-рецепторы находятся в интерстиции альвеол и дыхательных бронхов. При повышении давления в малом круге или отеке легких импульсы поступают по вагусу в дыхательный центр – и появляется одышка.
в) Рецепторы растяжения в гладких мышцах дыхательных путей. Они возбуждаются при вдохе. От них импульсы по вагусу идут в дыхательный центр. Вдох врекращается и начинается выдох. Это рефлекс Геринга-Брейера.
г) рефлексы с рецепторов бронхиол; при их раздражении наступает гиперпноэ, → бронхоконструкция, секреция слизи, но кашель не наступает (табачный дым, поврежд. эмболия), стимуляция рецепторов может вызвать апноэ.
Рефлексы с глотки: при механическом раздражении носоглотки сокращается диаграмма, наружные межреберные мышцы – и происходит вдох, который открывает дыхательный путь через носовые ходы (у новорожденных). Защитные рефлексы: чихание и кашель.