Основные функции дыхательной системы



Дыхательная система — это совокупность органов и анатомических образований, обеспечивающих движение воздуха из атмосферы в легкие и обратно (дыхательные циклы вдох — выдох), а также газообмен между поступающим в легкие воздухом и кровью.

Органами дыхания являются верхние и нижние дыхательные пути и легкие, состоящие из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения.

Также к дыхательной системе относятся грудная клетка и дыхательные мышцы (деятельность которых обеспечивает растяжение легких с формированием фаз вдоха и выдоха и изменение давленияв плевральной полости), а кроме того — дыхательный центр, находящийся в головном мозге, периферические нервы и рецепторы, участвующие в регуляции дыхания.

Основная функция органов дыхания — обеспечение газообмена между воздухом и кровью путем диффузии кислорода и углекислого газа через стенки легочных альвеол в кровеносные капилляры.

Диффузия — процесс, в результате которого газ из области более высокой концентрации стремится в область, где концентрация его мала.

Характерной особенностью строения дыхательных путей является наличие хрящевой основы в их стенках, в результате чего они не спадаются


Кроме того, органы дыхания участвуют в звукообразовании, определении запаха, выработке некоторых гормоноподобных веществ, в липидном и водно-солевом обмене, в поддержании иммунитета организма. В воздухоносных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также восприятие температурных и механических раздражителей.

Дыхательные пути

Воздухоносные пути дыхательной системы начинаются с наружного носа и носовой полости. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на две части: правую и левую. Внутренняя поверхность полости, выстланная слизистой оболочкой, снабженная ресничками и пронизанная кровеносными сосудами, покрыта слизью, которая задерживает (и частично обезвреживает) микробы и пыль. Таким образом, в носовой полости воздух очищается, обезвреживается, согревается и увлажняется. Вот почему необходимо дышать носом.

В течение жизни носовая полость задерживает до 5 кг пыли

Миновав глоточную часть воздухоносных путей, воздух поступает в следующий орган гортань, имеющую вид воронки и образованную несколькими хрящами: щитовидный хрящ защищает гортань спереди, хрящевой надгортанник при проглатывании пищи закрывает вход в гортань. Если пытаться говорить во время проглатывания пищи, то она может попасть в воздухоносные пути и вызвать удушение.


При глотании хрящ перемещается вверх, затем возвращается на прежнее место. При этом движении надгортанник закрывает вход в гортань, слюна или пища идет в пищевод. Что еще есть в гортани? Голосовые связки. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся, когда он говорит громко, голосовые связки сомкнуты, если он вынужден шептать, голосовые связки приоткрыты.

Поскольку длина голосовых связок у мужчин больше (20-24 мм), чем у женщин (13-20 мм), голос у них более низкий

Бронхиальное дерево

Бронхиальное дерево

  1. Трахея;
  2. Аорта;
  3. Главный левый бронх;
  4. Главный правый бронх;
  5. Альвеолярные протоки.

Длина трахеи человека составляет около 10 см, диаметр — около 2,5 см

Из гортани воздух по трахее и бронхам поступает в легкие.


ахея образована многочисленными хрящевыми полукольцами, расположенными друг над другом и соединенными мышечной и соединительной тканью. Открытые концы полуколец прилегают к пищеводу. В грудной клетке трахея разделяется на два главных бронха, от которых ответвляются вторичные бронхи, продолжающие ветвиться далее до бронхиол (тоненьких трубочек диаметром около 1 мм). Разветвление бронхов представляет собой довольно сложную сеть, называемую бронхиальным деревом.

Бронхиолы разделяются на еще более тонкие трубочки — альвеолярные протоки, которые заканчиваются маленькими тонкостенными (толщина стенок — одна клетка) мешочками — альвеолами, собранными в гроздья наподобие винограда.

Ротовое дыхание вызывает деформацию грудной клетки, ухудшение слуха, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти

Легкие — основной орган дыхательной системы

Важнейшие функции легких заключаются в газообмене, снабжении кислородом гемоглобина, выводе углекислоты, или углекислого газа, являющегося конечным продуктом обмена веществ. Однако только этим функции легких не ограничиваются.

Легкие участвуют в поддержании постоянной концентрации ионов в организме, могут выводить из него и другие вещества, кроме шлаков (эфирные масла, ароматические вещества, «алкогольный шлейф», ацетон и т. д.). При дыхании с поверхности легких испаряется вода, что ведет к охлаждению крови и всего организма. Кроме того, легкие создают воздушные потоки, приводящие в колебание голосовые связки гортани.

Условно легкое можно разделить на 3 отдела:

  1. воздухоносный (бронхиальное дерево), по которому воздух, как по системе каналов, достигает альвеол;
  2. система альвеол, в которой происходит газообмен;
  3. кровеносная система легкого.

Объем вдыхаемого воздуха у взрослого человека составляет около 0 4- 0,5 л, а жизненная емкость легких, то есть максимальный объем, примерно в 7-8 раз больше — обычно 3-4 л (у женщин меньше, чем у мужчин), хотя у спортсменов может превышать и 6 л

Расположение легких

  1. Трахея;
  2. Бронхи;
  3. Верхушка легкого;
  4. Верхняя доля;
  5. Горизонтальная щель;
  6. Средняя доля;
  7. Косая щель;
  8. Нижняя доля;
  9. Сердечная вырезка.

Легкие (правое и левое) лежат в грудной полости по обеим сторонам от сердца. Поверхность легких покрыта тонкой, влажной, блестящей оболочкой плеврой (от греч. pleura — ребро, бок), состоящей из двух листков: внутренний (легочный) покрывает поверхность легкого, а наружный (пристеночный) — выстилает внутреннюю поверхность грудной клетки. Между листками, которые почти соприкасаются друг с другом, сохраняется герметически замкнутое щелевидное пространство, называемое плевральной полостью.


При некоторых заболеваниях (воспаление легких, туберкулез) пристеночный листок плевры может срастись с легочным листком, образуя так называемые спайки. При воспалительных заболеваниях, сопровождающихся избыточным скоплением жидкости или воздуха в плевральной щели, она резко расширяясь, превражается в полость

Вертушка легкого на 2-3 см выступает над ключицей, за[одя в нижнюю область шеи. Поверхность, прилежащая к ребрам, выпуклая и имеет наибольшую протяженность. Внутренняя поверхность вогнутая, прилежащая к сердцу и другим органам, выпуклая и имеет наибольшую протяжность. Внутренняя поверхность вогнутая, прилежит к сердцу и другим органам, расположенным между между плевральными мешками. На ней находятся ворота легкого место, через которое в легкое входят главный бронх и легочная артерия и выходят две легочные вены.

Каждое легкое плевральными бороздами делится на доли левое на две (верхнюю и нижнюю), правое на три (верхнюю, среднюю и нижнюю).

Ткань легкого образована бронхиолами и множеством крошечных легочных пузырьков альвеол, которые имеют вид полушаровидных выпячиваний бронхиол. Тончайшие стенки альвеол представляют собой биологически пронимаемую мембрану (состоящую из одного слоя эпителиалных клеток, окруженных густой сетью кровеносных капилляров), через которую происходитгазообмен между кровью, находящейся в капиллярах, и воздухом, заполняющим альвеолы. Изнутри альвеолы покрыты жидким поверхностно-активным веществом (сурфактантом), ослабляющим силы поверхностного натяэения и предупреждающим полное спадание альвеол во время выхода.


По сравнению с объемом легких новорожденного к 12 годам объем легких увеличивается в 10 раз, к концу полового созревания — в 20 раз

Суммарная толщина стенок альвеолы и капилляра составляет всего несколько микрометров. Благодаря этому кислород легко проникает из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы.

Дыхательный процесс

Дыхание представляет собой сложный процесс газообмена между внешней средой и организмом. Вдыхаемый воздух существенно отличается по своему составу от выдыхаемого: из внешней среды в организм поступает кислород, необходимый элемент для обмена веществ, а наружу выделяется углекислый газ.

Этапы дыхательного процесса

  • наполнение легких атмосферным воздухом (вентиляция легких)
  • переход кислорода из легочных альвеол в кровь, протекающую через капилляры легких, и выделение из крови в альвеолы, а затем в атмосферу углекислоты
  • доставка кислорода кровью к тканям и углекислоты из тканей к легким
  • потребление кислорода клетками

Процессы поступления воздуха в легкие и газообмен в легких называют легочным (внешним) дыханием. Кровь приносит к клеткам и тканям кислород, а от тканей к легким — углекислый газ. Постоянно циркулируя между легкими и тканями, кровь таким образом обеспечивает непрерывный процесс снабжения клеток и тканей кислородом и выведения углекислого газа. В тканях кислород из крови выходит к клеткам, а из тканей в кровь переносится углекислый газ. Этот процесс тканевого дыхания происходит при участии особых дыхательных ферментов.

Биологическое значения дыхания

  • обеспечение организма кислородом
  • удаление углекислого газа
  • окисление органических соединений с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности
  • удаление конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиак, сероводород и пр.)

Механизм вдоха и выдоха. Вдох и выдох происходят за счет движений грудной клетки (грудное дыхание) и диафрагмы (брюшной тип дыхания). Ребра расслабленной грудной клетки опускаются вниз, уменьшая этим ее внутренний объем. Воздух вытесняется из легких, подобно вытесняемому под давлением воздуху из надувной подушки или матраца. Сокращаясь, дыхательные межреберные мышцы поднимают ребра. Грудная клетка расширяется. Расположенная между грудной клеткой и брюшной полостью диафрагма сокращается, ее бугорки сглаживаются, объем грудной клетки увеличивается. Оба плевральных листка (легочная и реберная плевра), между которыми отсутствует воздух, передают это движение легким. В легочной ткани возникает разряжение, подобное тому, которое появляется при растягивании аккордеона. Воздух поступает в легкие.

Частота дыхания у взрослого человека составляет в норме 14-20 вдохов в 1 мин, но при значительной физической нагрузке может доходить до 80 вдохов в 1 мин


При расслаблении дыхательных мышц ребра возвращаются в исходное положение и диафрагма теряет напряжение. Легкие сжимаются, выпуская выдыхаемый воздух. При этом происходит лишь частичный обмен, ибо невозможно выдохнуть из легких весь воздух.

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает около 500 см3 воздуха. Это количество воз¬духа составляет дыхательный объем легких. Если сделать дополнительный глубокий вдох, то в легкие поступит еще около 1500 см3 воздуха, называемого резервным объемом вдоха. После спокойного выдоха человек может выдохнуть еще около 1500 см3 воздуха — резервного объема выдоха. Количество воздуха (3500 см3), складывающееся из дыхательного объема (500 см3), резервного объема вдоха (1500 см3), резервного объема выдоха (1500 см3), получило название жизненной емкости легких.

Из 500 см3 вдыхаемого воздуха только 360 см3 проходят в альвеолы и отдают кислород в кровь. Остальные 140 см3 остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути называют «мертвым пространством».


После того как человек выдохнет 500 см3 дыхательный объем), а затем еще сделает глубокий выдох (1500 см3), в его легких все еще остается примерно 1200 см3 остаточного объема воздуха который практически невозможно удалитъ. Поэтому легочная ткань в воде не тонет.

В течение 1 мин человек вдыхет и выдыхает 5-8 л воздуха. Это минутный объем дыхания, когорый при интенсивной физической нагрузки может достигать 80-120 л в 1 мин.

Тренированных, физически развитых людей жизненная емкость легких может быть существенно больше и достигать 7000-7500 см3. У женщин жизненная емкость легких меньше, чем у мужчин

Газообмен в легких и транспортировка газов кровью

Кровь, поступившая от сердца в капилляры, оплетающие легочные альвеолы, содержит много углекислого газа. А в легочных альвеолах его мало, поэтому, благодаря диффузии, он покидает кровеносное русло и переходит в альвеолы. Этому также способствуют влажные изнутри стенки альвеол и капилляры, состоящие лишь из одного слоя клеток.

Кислород поступает в кровь тоже благодаря диффузии. В крови свободного кислорода мало, потому что его непрерывно связывает находящийся в эритроцитах гемоглобин, превращаясь в оксигемоглбин. Ставшая артериальной кровь покидает альвеолы и по легочной вене направляется к сердцу.


Для того чтобы газообмен проходил непрерывно, необходимо, чтобы состав газов в легочных альвеолах был постоянным, что и поддерживается легочным дыханием: избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом из свежей порции наружного воздуха

Тканевое дыхание происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В тканях мало кислорода, и поэтому происходит распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород, который переходит в тканевую жидкость и там используется клетками для биологического окисления органических веществ. Выделяющаяся при этом энергия предназначается для процессов жизнедеятельности клеток и тканей.

Углекислого газа в тканях скапливается много. Он поступает в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его в правое предсердие, оттуда он поступает в правый желудочек, который по легочной артерии выталкивает венозную круг замыкается. В легких кровь снова делается артериальной и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения.

Чем больше расходуется кислорода в тканях, тем больше требуется кислорода из воздуха для компенсации затрат. Вот почему при физической работе одновременно усиливается и сердечная деятельность, и легочное дыхание.

Благодаря удивительному свойству гемоглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве

В 100 мл артериальной крови содержится до 20 мл кислорода и 52 мл углекислого газа

Действие угарного газа на организм. Гемоглобин эритроцитов способен соединяться и с другими газами. Так, с оксидом углерода (СО) — угарным газом, образующимся при неполном сгорании топлива, гемоглобин соединяется в 150 — 300 раз быстрее и прочнее, чем с кислородом. Поэтому даже при небольшом содержании оксида углерода в воздухе гемоглобин соединяется не с кислородом, а с оксидом углерода. При этом снабжение организма кислородом прекращается, и человек начинает задыхаться.

При наличии в помещении угарного газа человек задыхается, потому что кислород не поступает в ткани организма

Кислородное голодание — гипоксия — может возникнуть и при уменьшении содержания гемоглобина в крови (при значительных кровопотерях), при недостатке кислорода в воздухе (высоко в горах).

При попадании инородного тела в дыхательные пути, при отеке голосовых связок в связи с заболеванием может произойти остановка дыхания. Развивается удушье — асфиксия. При остановке дыхания делают искусственное дыхание с помощью специальных аппаратов, а при их отсутствии — по методу «рот в рот», «рот в нос» или специальными приемами.

Регуляция дыхания. Ритмичное, автоматическое чередование вдохов и выдохов регулируется из дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозге. Из этого центра импульсы: поступают к двигательным нейронам блуждающих и межреберных нервов, иннервирующих диафрагму и другие дыхательные мышцы. Работу дыхательного центра координируют высшие отделы головного мозга. Поэтому человек может на короткое время задержать или усилить дыхание, как это бывает, например, при разговоре.

На глубине и частота дыхания влияет содержание CO2 и O2 в крови Эти вещества раздражают хеморецепторы в стенках крупных кровеносных сосудов, нервные импульсы от них поступают в дыхательный центр. При увеличении в крови содержания С02 дыхание углубляется, при уменьшении 02 — дыхание становится чаще.

Источник: meddoc.com.ua

МегаПредмет

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса — ваш вокал


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Легкие имеют две основные функции. Одна из них – подача кислорода из воздуха в тело, другая – удаление углекислого газа из организма. Вдыхаемый воздух через трахею и бронхи доходит до мельчайших разветвлений воздухоносных путей – бронхиол, которые оканчиваются микроскопическими эластичными воздушными мешочками – альвеолами. Альвеолы оплетены кровеносными капиллярами, благодаря которым обмениваются кислородом и углекислым газом с кровью.

Функциональные возможности легких начинают постепенно ухудшаться, начиная с 25 лет. Максимальный объем воздуха в легких уменьшается с возрастом (рис. 6). Одновременно снижаются жизненная емкость легких, пиковый экспираторный поток и объем форсированного выдоха.

 

Основные функции дыхательной системы

 

Рис. 6. Максимальная легочная вентиляция (л/мин).

 

Дыхательная система с возрастом подвергается различным анатомическим, физиологическим и иммунологическим изменениям. Структурные изменения включают в себя деформацию грудной стенки и грудного отдела позвоночника, что ухудшает общее состояние дыхательной системы, ведет к увеличению нагрузки на нее. Сила дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц) уменьшается с возрастом, что приводит к ухудшению эффективности кашля, который имеет большое значение для очищения дыхательных путей. Мертвое пространство альвеол[108], напротив, увеличивается, снижая концентрацию артериального кислорода.

В то время как коллаген кожи сменяется в течение жизни 5,3 раза, коллаген хряща – на 80 %, эластичные волокна легких не претерпевают замены. Постепенно мягкая ткань легких теряет опору, что вызывает расширение воздушных пространств альвеол – старческую эмфизему. В результате накопления перекрестных сшивок в эластине эластичность стенки альвеол падает. Поэтому неудивительно, что динамическая податливость (растяжимость) легких, измеряемая при ритмичном дыхании, снижается с возрастом. Одновременно увеличивается сопротивление воздушного потока и уменьшается максимальное давление на вдохе. Рецепторы дыхательных путей претерпевают функциональные изменения с возрастом и менее восприимчивы к лекарствам, используемым для лечения расстройств дыхания. У пожилых людей снижена способность менять степень вентиляции легких в ответ на недостаток кислорода или избыток углекислого газа в крови. Это делает их более уязвимыми к дыхательной недостаточности во время повышенной потребности в активизации дыхательной функции (сердечная недостаточность, пневмония и т.д.) и обусловливает возможные неблагоприятные исходы.

Метаболизм

У людей в возрасте от 40 до 90 лет постепенно снижается уровень основного обмена[109] (рис. 7), который можно оценить по теплопродукции и поглощению кислорода.

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 7. Изменение уровня основного обмена с возрастом. Сплошной – у мужчин; пунктирной – у женщин

 

В результате как у мужчин, так и у женщин снижается средняя температура тела примерно на 0,1 оС. Минимальная температура тела в течение дня сдвигается на более ранние часы. Амплитуда суточной температуры тела уменьшается.

Исследования, проведенные в промышленно развитых странах, показывают, что в зрелом возрасте существует тенденция к увеличению массы тела и индекса массы тела до 60–80 лет с последующим убыванием. Увеличение массы тела происходит за счет возрастания доли жировой ткани. Снижение массы тела в старости происходит, напротив, в основном из-за потери безжировой массы, в связи с саркопенией[110], остеопорозом и обезвоживанием тканей. В результате замедления метаболизма масса висцеральной жировой ткани увеличивается в течение всей жизни взрослого человека. Доля подкожного жира в пожилом возрасте имеет тенденцию к снижению. Процедуры похудения в возрасте от 70 до 80 лет приводят преимущественно к потере подкожной жировой клетчатки.

Изменяется водно-солевой баланс – систематическая потеря воды в тканях и общего калия в организме отмечается от 20 до 89 лет. Снижение количества функциональных митохондрий угнетает энергетический метаболизм. Нарушается метаболизм глюкозы, свободных жирных кислот, холестерина, что приводит к развитию метаболического синдрома – ожирения, сахарного диабета 2-го типа и гипертонии.

Скелетная мускулатура

При старении организма снижается сила скелетной мускулатуры, что создает трудности в выполнении физической нагрузки и повседневной деятельности (рис. 8).

Это изменение можно легко продемонстрировать, самостоятельно измерив силу кисти специальным прибором – динамометром (рис. 9).

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 8. Абсолютная сила мышц по Кетле (кг). Сплошная линия – обеих рук; пунктирная линия – поясничных мышц

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 9 Время удержания усилия (1/3 от максимального) при сжатии рукой динамометра.

 

Патологические процессы связаны с атрофией мышц и уменьшением доли сократительной мышечной ткани. При этом не происходит ухудшения способности к активации двигательных единиц мышечного волокна. Площадь поперечного сечения скелетной мышцы уменьшается с возрастом. Это явление называется саркопенией, являющейся результатом небольшого уменьшения размера мышечного волокна и в значительно большей степени количества самих волокон. Последнее происходит, потому что стволовые (сателлитные) клетки мышц утрачивают способность активизироваться при истощении мышцы и регенерировать ее. Сократительная ткань замещается соединительной и жировой.

Изменения кожных покровов

Проблемы кожи наряду с поседением волос являются, по-видимому, наиболее заметными признаками старения. При старении кожа истончается на 6 % за каждое десятилетие. Помимо уменьшения слоя эпидермиса происходит истончение подкожной жировой клетчатки. Это нарушает защитную функцию кожи, способствует переохлаждению в холодную погоду. Кроме того, высвобождаются накопленные в ней жирорастворимые токсины и лекарственные препараты. Наблюдается снижение плотности коллагена и эластина, образуются перекрестные сшивки между белками соединительной ткани и утрата их эластичности. Кожа становится менее упругой и гладкой, бледной, дряблой, прозрачной, появляются морщины, крупные пигментные пятна (на открытых солнцу участках кожи) и сухость. Количество содержащих пигмент клеток (меланоцитов) уменьшается. Оставшиеся меланоциты увеличиваются в размерах. Раны и порезы на коже с возрастом заживают медленнее.

Кровеносные сосуды дермы становятся более хрупкими. Это приводит к кровоподтекам, кровоизлияниям под кожу (так называемая старческая пурпура), черри-ангиомам (старческим ангиомам[111]).

Сальные железы производят меньше сального секрета, что способствует сухости кожи и зуду. Потовые железы тоже ухудшают свою работу. Поэтому в жаркую погоду становится легче получить тепловой удар.

Доброкачественные кожные новообразования, такие как фибромы, бородавки, кератоз, и другие дефекты являются более распространенными у пожилых людей.

Ключевым фактором старения кожи является ультрафиолетовое излучение. Об этом свидетельствует обветренный вид фермеров и моряков, подолгу находящихся на открытом воздухе. Вы можете защитить себя от его негативного воздействия, избегая солнечных ожогов, используя солнцезащитный крем с SPF 15 или выше, нося защитную одежду и избегая загара и соляриев. Курение также способствует образованию морщин. При этом сморщенность кожи возрастает с ростом количества выкуренных сигарет и стажа курения.

Функция выделения

Отходы клеточного метаболизма удаляются мочевыделительной системой, которая не дает вредным веществам накапливаться в организме. Кровь постоянно циркулирует через почки, которые извлекают из нее отходы и передают их в жидком виде в мочевой пузырь, пока они не выводятся из организма через мочеиспускательный канал. Этот процесс также играет ключевую роль в поддержании необходимого организму уровня воды, натрия и кислотности.

Нефрон является основной структурной единицей почки, выполняющей функцию извлечения химических отходов из крови. Нефрон профильтровывает кровь из кровеносных капилляров, забирая из нее все растворенное содержимое, кроме белков и клеток крови, с образованием первичной мочи. Дальнейшее прохождение первичной мочи по нефрону сопровождается обратным всасыванием в кровь необходимой организму воды, натрия, минералов, глюкозы и аминокислот. В результате моча становится более концентрированной.

При старении происходит уменьшение объема массы почек, поскольку постепенно убывает количество нефронов. Как следствие, через них за единицу времени может пройти меньшее количество крови. Кровеносные сосуды, обслуживающие почки, становятся жестче. Это вызывает уменьшение скорости клубочковой фильтрации (рис. 10). Также отмечается снижение объема почечных канальцев, ухудшение контроля уровня воды и электролитов.

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 10. Возрастные изменения клубочковой фильтрации.

 

Проблемы почек тесно связаны с хроническими заболеваниями, такими как сахарный диабет 2-го типа и сердечные патологии. К повреждению почек может привести курение и злоупотребление алкоголем. В обычных условиях у пожилых людей почки функционируют на достаточном уровне, однако дополнительная нагрузка (излишки выпитой жидкости, жара, некоторые лекарства, аэробные мышечные упражнения) может приводить к сбоям. У пожилых людей общее снижение иммунитета способствует инфекционным заболеваниям почек и мочевого пузыря.

Центральное управление концентрацией мочи осуществляется в гипоталамусе головного мозга, который содержит осморецепторы, чувствительные к количеству воды в крови, и вырабатывает антидиуретический гормон, тормозящий выведение воды почкой. Местный контроль над механизмом регуляции концентрации мочи зависит от количества натрия в клубочковом фильтрате, который, в свою очередь, связан с уровнем фермента ренина и гормона альдостерона, которые уменьшают содержание натрия и воды в моче. При старении эти механизмы регуляции ухудшаются, что снижает способность почек концентрировать мочу. Одновременно организм начинает терять воду и натрий.

Нарушение функции почек при старении не только снижает способность организма выводить конечные продукты метаболизма, но и нарушает регуляцию количества жидкости (обезвоживание тканей), кислотно-основного баланса (закисление крови) и кровяного давления (гипертензия).

С возрастом ухудшается способность к растяжению мочевого пузыря для накопления порции мочи без ощущения дискомфорта, а также теряется возможность полностью опорожнять его при мочеиспускании. Растяжимость и сократимость мочевого пузыря зависят, в частности, от состояния соединительной ткани, которая претерпевает возрастные изменения. Сфинктер (мышечное кольцо, которое контролирует вытекание мочи из организма) становится менее способным плотно закрыть выход моче и предотвратить ее неконтролируемую утечку. Мочеиспускательный канал сужается, и его стенки становятся тоньше. В результате мочевой пузырь может удерживать меньшее количество мочи, более часто возникают позывы к мочеиспусканию, учащаются ночные пробуждения, чтобы сходить в туалет, появляется недержание мочи, болевые ощущения при мочеиспускании. У мужчин недержание может быть также обусловлено болезнью предстательной железы.

Репродуктивная функция

Возрастные изменения в женской репродуктивной системе главным образом являются результатом изменения уровня гормонов. Одним из явных признаков старения является прекращение менструальных циклов, известное как менопауза. Она возникает в возрасте 45–55 лет. За несколько лет до последней менструации начинает развиваться перименопауза. Признаки перименопаузы – сначала более частые, а затем время от времени пропущенные периоды менструации, а также изменения в количестве менструальных выделений. В конце концов менструации полностью прекращаются, и наступает так называемая менопауза. В менопаузе яичники прекращают вырабатывать женские половые гормоны эстроген и прогестерон и высвобождать яйцеклетки, что предотвращает возможность забеременеть.

Кроме того, происходят изменения в репродуктивном тракте. В связи с прекращением циркуляции половых гормонов стенки вагины становятся тоньше, суше, менее эластичными, может возникнуть их раздражение. Секс становится болезненным из-за этих изменений влагалища. Возникает повышенный риск дрожжевых вагинальных заражений.

Наблюдается атрофия половых губ, их раздражение и зуд.

Симптомами менопаузы также являются приливы, перепады настроения, головные боли, проблемы со сном и кратковременной памятью. Может уменьшиться грудь. Снижается половое влечение (либидо). Становится высоким риск потери костной массы (остеопороз). Наступают изменения в мочевыделительной системе, такие как частота и срочность мочеиспускания, увеличение риска инфекции мочевых путей.

Лобковые мышцы теряют тонус, что сопровождается опущением влагалища, матки и мочевого пузыря.

Признаками старения мужской репродуктивной системы могут быть изменения в ткани яичка, образования спермы и эрекции. Масса яичек уменьшается. Уровень мужского полового гормона сохраняется на прежнем уровне или постепенно снижается. В этом случае могут быть проблемы с эрекцией. Семенные канальцы становятся менее эластичными, темп производства сперматозоидов замедляется. Эти изменения обычно происходят постепенно. В отличие от женщин мужчины не испытывают быстрого упадка репродуктивной функции.

Размер простаты с возрастом увеличивается из-за разрастания рубцовой ткани. Этот процесс носит название гипертрофии простаты и встречается у 50 % пожилых мужчин. В результате могут возникать проблемы с мочеиспусканием и семяизвержением.

Когнитивные функции

Согласно данным американской ассоциации психологов, тип памяти, который называется семантическая память, улучшается с возрастом у многих пожилых людей. Семантическая память – это способность вспоминать общие понятия, правила и идеи. Например, понимание, что часы используются, чтобы сказать время, – простой пример семантической памяти. Этот тип памяти также включает в себя лексику и знание языка.

Кроме того, не ухудшается процедурная память – ваша память о том, как делать то или иное действие, например, как сказать время, глядя на часы. Не хуже, чем в молодости, работает автобиографическая память.

Напротив, при старении страдает эпизодическая память, благодаря которой мы припоминаем «что», «где» и «когда» из нашей повседневной жизни. Несколько угасает и долговременная память.

Другие типы функций головного мозга, которые снижаются при старении, включают в себя обработку информации и узнавание чего-то нового, способность выполнять больше чем одну задачу одновременно и переключать фокус с одной задачи на другую.

Американская ассоциация психологов разработала рекомендации для людей, ощущающих проблемы с памятью. Мне кажется, эти рекомендации помогут улучшить качество жизни любого человека.

Как можно больше общайтесь. Участие в социальных и общественных мероприятиях улучшает настроение и функцию памяти.

Двигайтесь! Физическая активность и упражнения, такие, как быстрая ходьба, поможет повысить и поддерживать функции мозга.

Тренируйте мозг. Использование мнемонических стратегий запоминания улучшает изучение и память. Пример известного с детства мнемонического приема для запоминания последовательности цветов радуги – первые буквы слов: «красный», «оранжевый», «желтый», «зеленый», «голубой», «синий», «фиолетовый» – «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан».

Высыпайтесь. Специальные исследования показали, что здоровый сон улучшает долговременную память.

Не покупайтесь на стереотипы эйджистов (людей, дискриминирующих пожилых) о резком снижении памяти при старении. Исследования показали, что позитивные мысли, осознание того, что старость – период жизни, дающий собственные преимущества, помогают улучшить производительность памяти и качество жизни пожилых людей.

Трудно получить новые знания, если вы не можете видеть или слышать хорошо! Регулярно проверяйте свое зрение и слух. Убедитесь, что вы носите прописанные вам очки или слуховые аппараты.

Сохраняйте чувство уверенности в вашей памяти. Не думайте, что небольшие провалы в памяти означают, что вы страдаете слабоумием. Используйте простые правила для помощи вашей памяти, которые изложены далее.

Старайтесь не отвлекаться. Попытка сделать несколько вещей сразу, окружающий шум, даже ваши мысли могут отвлечь ваше внимание. Например, если вы заняты напряженной работой или задумались, вы не уделяете должного внимания, когда вам объясняют, что следует сделать или как пройти туда, куда вам нужно, и вы потом не сможете вспомнить.

Ведите список необходимых дел и поместите его на видное место. Делайте пометки по мере выполнения.

Придерживайтесь постоянного режима. Например, если вы принимаете лекарство в одно и то же время каждый день, вы скорее всего не забудете это сделать.

Не спешите и не волнуйтесь. Дайте себе время, чтобы запомнить новое имя или вспомнить старое. Чтобы информация осела в долговременной памяти, ее необходимо повторять не менее 20 секунд или она должна быть сильно эмоционально окрашена.

Держите все на своем месте. Если вы всегда оставляете ваши очки для чтения в одном и том же месте, вы всегда будете знать, где они находятся. Положите вещи, которые вы не хотите забыть, на самое видное место.

Используйте ассоциации при запоминании. Сопоставьте новую информацию с чем-то, что вы уже знаете, и вам это легко будет вспомнить. Например, предметы мебели в вашей комнате с тем, что нужно сделать или что нужно купить в магазине. Когда вы придете в магазин, вспомните обстановку дома и тем самым напомните себе, что было нужно купить. Длинный список вещей можно мысленно разместить вдоль хорошо знакомой дороги от дома до работы или приятеля. Если вы стремитесь запомнить чей-то номер телефона, можно вместо цифр использовать связанные с ними образы. Так процесс запоминания существенно упрощается. Например, единица похожа на ель, ноль – на пруд, а два – на лебедя. Тогда цифра 102 – это ель у пруда, по которому плавает лебедь.

Ведите календарь важных дат. Периодически просматривайте его.

Нарушение сна

Среди гериатрических проблем большое значение имеют нарушения сна. По данным ряда эпидемиологических исследований, от 25 % до 48 % людей старше 65 лет испытывают разнообразные нарушения сна. Основными проявлениями нарушения сна у пожилых людей являются упорные жалобы на бессонницу, постоянные трудности засыпания, поверхностный и прерывистый сон, наличие ярких, множественных сновидений (нередко тягостного содержания), ранние пробуждения, ощущение тревожного беспокойства при пробуждениях, затруднение или невозможность уснуть вновь и отсутствие ощущения отдыха от сна.

При старении снижается общая длительность сна, увеличивается продолжительность поверхностных стадий, а также время засыпания и бодрствования внутри сна. Вследствие этого лицам пожилого возраста требуется больше времени, чтобы заснуть и достичь стадии глубокого сна, который приносит отдых. При такой структуре сна могут быть жалобы типа «всю ночь не сомкнул глаз». Если таких людей случайно разбудить, они могут потом долго не заснуть. Связанное с возрастом увеличение времени бодрствования посреди ночи и ухудшение качества ночного сна вызывают соответственно дневную сонливость и потребность во сне в дневное время.

Зрительная функция

Старение зачастую связано с нарушением зрения или даже ведет к слепоте. Макулярная дегенерация, глаукома, катаракта, диабетическая ретинопатия являются наиболее распространенными заболеваниями глаз после 40 лет.

У пожилых людей нередко наблюдается опущение верхнего века, связанное с дряблостью кожи век и утратой мышечного тонуса вокруг глаз. Наблюдается истончение (посинение) и скопление жира (пожелтение) в области склеры (оболочки) глаза. Повышенное слезоотделение или, наоборот, сухость глаз – нередкие явления при старении.

Происходит изменение формы роговицы и хрусталика с возрастом, приводящее к астигматизму[112]. Хрусталик становится более желтым, постепенно мутнеет и поглощает больше света, значительно изменяя количество и качество света, попадающего на сетчатку. Особенно заметен этот процесс после 60 лет. Количество света, достигающего сетчатки, к 80 годам снижается в 10 раз по сравнению с 25-летним возрастом. Этот эффект сравним с ношением темных очков.

Амплитуда аккомодации[113] (в диоптриях) линейно уменьшается с возрастом. Это приводит к характерному ухудшению зрения – расстояние до ближней видимой точки отдаляется. Потеря аккомодационной способности происходит раньше у людей, которые живут в теплом климате, так как тепло ускоряет эти изменения.

Стекловидное тело становится более жидким, и более видны его волокна, которые в виде нитей, узелковых или игольчатых включений плавают вслед за движением глаз то в одну, то в другую сторону.

В сетчатке глаза накапливается старческий пигмент (липофусцин), плотность фоторецепторов уменьшается, слои сетчатки становятся менее упорядоченными. К 60 годам все перечисленные изменения приводят к небольшому снижению остроты зрения (разрешающей способности глаза). Более заметными изменения зрения становятся на низкоконтрастных изображениях или в условиях низкой освещенности. Часто наблюдается снижение способности фокусировать взгляд на предметах. Появляются трудности восприятия резких контрастов и мелких предметов.

Сужается поле зрения, ухудшается цветовое зрение (различение оттенков голубого и желтого цвета). Падает способность адаптировать зрение к темноте. После 40 лет ухудшается способность восстанавливать чувствительность зрения после яркого света, способность видеть быстрое мерцание (рис. 11).

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 11. Наименьшее число перерывов света в 1 с, при котором наступает слияние мельканий (для трех яркостей, измеренных в миллиламбертах).

 

Г. Хегерстром-Портная из Школы оптометрии Калифорнийского университета в Беркли разработала рекомендации, которые позволят минимизировать последствия старения зрительной системы:

Носите подходящие вам очки или контактные линзы.

Увеличьте уровень освещенности дома в 2–3 раза.

При этом избегайте слепящей яркости в освещении.

Улучшите контрастную видимость важных объектов, например, лестницы в доме.

Избегайте сильных и быстрых изменений в уровне освещенности. Стоит носить солнцезащитные очки за пределами дома.

Избегайте пастельных или грязных цветов в оформлении.

Дайте себе больше времени, чтобы разглядеть то, что вам нужно.

Функция слуха

Около трети людей в возрасте старше 65 лет имеют проблемы со слухом, и примерно половина тех, кто старше 85 лет, теряет слух. Эти изменения в большей степени затрагивают мужское население.

Ухудшение слуха может быть вызвано физическими изменениями во внутреннем и среднем ухе, слухового нерва или в способности вашего мозга анализировать звучание. С возрастом внешняя часть ушного канала может чаще забиваться, так как ушная сера становится сухой и липкой. Кроме того, барабанная перепонка утолщается, происходят потеря части сенсорных клеток в улитке внутреннего уха и дегенеративные изменения в нервных волокнах, несущих информацию от сенсорных клеток в головной мозг. В результате увеличивается порог слышимости практически во всех звуковых диапазонах. Верхняя граница слуха, напротив, снижается (рис. 12).

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 12. Верхняя граница слуха (Гц).

 

Возрастная потеря слуха чаще всего происходит в обоих ушах, затрагивая их одинаково. Потому что потеря является постепенной, вы не можете сразу понять, что вы утрачиваете способность слышать. Признаками ухудшения слуха являются:

● Проблемы со слышимостью при телефонном разговоре.

● Трудности при участии в беседе, когда одновременно говорят два или более человека.

● Необходимо постоянно переспрашивать собеседника.

● Требуется увеличивать громкость телевизора так громко, что другие жалуются.

● Проблема различать голоса и звуки из-за фонового шума.

● Снижается чувствительность восприятия звуков «с», «ш», «ч» и «ф».

● Чувство, что другие не говорят, а бормочут.

● Отсутствует понимание женской и детской речи.

Одновременно с возрастными нарушениями утрате слуха может способствовать слишком громкое или слишком долгое шумовое воздействие. Оно может привести к повреждению волосковых клеток в ухе, которые позволяют нам слышать. После того как эти волосковые клетки повреждены, они уже никогда не регенерируют, и способность слышать уменьшается.

Инфекции, такие как герпес и грипп, также могут привести к нейросенсорной тугоухости. Негативно влияют на слух курение, сахарный диабет 2-го типа и цереброваскулярные заболевания.

Функция пищеварения

С возрастом происходят многочисленные постепенные изменения в морфологии и функциях органов пищеварительной системы. Многие пожилые люди страдают от разнообразных расстройств, таких как затруднение или невозможность глотания, попадание содержимого желудка в пищевод и глотку, снижение активности мышц желудка, задержка стула. Причинами нарушения моторики в желудочно-кишечном тракте у пожилых людей могут быть опухоли, воспалительные или неврологические заболевания, системные нарушения (гипертензия, сахарный диабет 2-го типа) и побочные эффекты лекарственных препаратов.

Начиная с возраста 50–54 лет некоторая часть людей (5 %) страдает от хронического атрофического гастрита, состояния, характеризующегося потерей продуцирующих кислоту клеток стенки желудка, а с возрастом частота случаев этого заболевания быстро растет. Основными следствиями данного заболевания являются размножение бактерии Helicobacter pylori, меньшее количество и пониженная кислотность желудочного содержимого (рис. 13).

 

Основные функции дыхательной системы

Рис. 13. Количество желудочного сока после завтрака (мл).

 

Другим примером возрастных изменений служит патологическое состояние, при котором выделяется недостаточное количество слюны в ротовой полости, от которого страдают 29–57 % пожилых людей. Оно проявляется сухостью слизистой оболочки рта, жжением и другими неприятными ощущениями, а также нарушением восприятия вкуса. Пациентам с этим заболеванием рекомендуется орошать ротовую полость водой, избегать употребления алкоголя и приема тех видов пищи и напитков, которые провоцируют дальнейшее развитие процесса, например, кофеинизированных напитков.

C возрастом наблюдается снижение функций тонкой кишки. Как правило, всасывание углеводов не нарушается, а абсорбция липидов немного снижается, что вызвано пониженным током крови через этот орган. Функции поджелудочной железы часто оказывается достаточно, так как для удовлетворительного пищеварения требуется только 10–20 % ее ферментов. Пожилые пациенты часто жалуются на непереносимость фруктозы. Даже здоровые люди не могут усвоить более 25–50 г фруктозы за раз, а люди с непереносимостью фруктозы усваивают менее 25 г за раз. Усвоение молочного сахара лактозы снижается у всех взрослых людей.

Для профилактики нарушений пищеварения необходимо отказаться от курения и избыточного употребления алкоголя, избегать чрезмерного стресса и переедания. Следует поддерживать нормальный индекс массы тела. Употребление достаточного количества клетчатки в виде овощей и фруктов служит профилактикой нарушений моторики кишечника.

Помимо изменений физиологии и морфологии органов пищеварения, изменяется населяющая ее микрофлора. Проникновение патологических бактерий через стенку кишечника в кровь или лимфу может сопровождаться высвобождением эндотоксинов[114].

Микробиом

В нашем теле обитает бесчисленное множество невидимых помощников. Рот, носоглотку, пищевод, кожу, кишечник, вагину населяют от 10 до 100 триллионов различных бактерий. Количество генов и метаболических путей, которые несут наши симбионты[115] и квартиранты[116], превышает наше собственное в 150 раз. Только в кишечнике здоровых людей обнаруживается более 500 видов микроорганизмов. Общая масса микрофлоры кишечника составляет от 1 до 3 кг. Большинство бактерий-симбионтов живет в толстой кишке и составляет 35–50 % ее содержимого.

В микробных сообществах, относящихся к нормальной микрофлоре человека, эволюционно сформировались межклеточные и межвидовые сети, представляющие систему трофических[117] и энергетических взаимосвязей внутри кишечного микробиоценоза[118]. Практически ни один доступный биосубстрат не используется только в интересах одной видовой популяции микроорганизмов. Микробиота[119] кишечника представляет собой как бы отдельный орган человеческого организма. Обмен веществ человека обеспечивается работой ферментов, кодируемых не только его геномом, но и геномами всех симбиотических микроорганизмов.

Функциональную значимость здоровой микрофлоры трудно переоценить. Конкурируя за доступные питательные вещества и необходимое пространство, полезная микробиота:

1) подавляет рост патогенов;

2) обеспечивает питание, выживание и деление эпителиальных клеток;

3) осуществляет взаимодействие с иммунной и нервной системами, развитие и созревание связанной с кишечником лимфоидной системы, формирование иммунологической памяти;

4) вызывает ферментирование неусваиваемых пищевых остатков, синтез короткоцепочечных жирных кислот, аминокислот и витаминов для нашего организма.

Воспалительные процессы в кишечнике приводят к системному выбросу воспалительных цитокинов, которые, попадая в мозг, активизируют глиальные клетки[120], имеющие иммунное происхождение и поэтому способные при своей активизации вызывать воспаление в ткани головного мозга. Эти процессы ускоряют старение всего организма и возникновение когнитивных нарушений. Прицельное подавление воспаления в гипоталамусе мозга способствовало увеличению продолжительности жизни мышей до 20 %. В свете вышесказанного не вызывает удивления причинная связь нарушения микрофлоры с серьезными расстройствами, такими как ожирение, сахарный диабет 2-го типа, сердечно-сосудистые заболевания, аллергия, колоректальный рак, а также депрессия, аутизм, деменция.

Идея о роли кишечного микробиома в старении принадлежит нобелевскому лауреату И.И. Мечникову. Он предположил, что с возрастом в толстом кишечнике развивается патогенная микрофлора, которая отравляет организм, вызывая патологическое ускоренное старение. Именно его исследования заложили научную основу для применения кисломолочных продуктов питания в оздоровлении организма. И сейчас микробиом человека рассматривается как важная терапевтическая мишень. Лечение дисбаланса микробиоты играет все более важную роль в профилактической медицине.

Закон Эшби гласит: чем разнообразнее экосистема, тем она устойчивее, а следовательно, менее подвержена разрушительным влияниям. Согласно исследованиям С. Рампелли, в кишечнике с возрастом снижается биоразнообразие микрофлоры. Уменьшается количество представителей нормофлоры клостридий и бифидобактерий и возрастает доля патобионтов[121] – энтеробактерий и грибов, которые способствуют воспалительным процессам кишечника. Больше всего от подобных изменений страдает бактериальный синтез короткоцепочечных органических кислот – пирувата и бутаноата, необходимых для питания эпителиальных клеток стенки кишечника. С возрастом снижается сахаролитический[122] потенциал микробиоты, однако возрастает протеолитический[123]. Проникновение эндотоксинов[124] патологических бактерий через стенку кишечника в кровь или лимфу может сопровождаться системным воспалением.

Сегодня с помощью технологий высокопроизводительного параллельного секвенирования[125] можно анализировать особенности микробных метаболических путей и «сигнальных систем». Фундаментальным прорывом в развитии метагеномики[126] микробиома человека можно считать создание двух консорциумов: MetaHIT (Metagenome of Human Intestinal Tract) в Европе и HMP (Human Microbiome Project) в США. Ученые из MetaHIT совместно с коллегами из Пекинского института генома создали каталог из 3,3 миллиона бактериальных генов кишечника человека. В это же время исследователями из США были опубликованы геномы микроорганизмов (бактерий и архей), найденных в микробиоте человека. Недавно был создан Русский метагеномный проект (http://www.metagenome.ru), основным участником которого является НИИ физико-химической медицины Минздравсоцразвития РФ. На основе метагеномных данных проводится предсказание риска развития патологий, связанных с дисбалансом микробиоты.

Источник: megapredmet.ru

Как человек дышит

Данная система – одна из важнейших в человеческом организме. Это целая совокупность процессов, происходящих в определённой взаимосвязи и направленных на то, чтобы организм получал кислород из окружающей среды и выделял углекислый газ. Что же представляет собой дыхание и как устроены органы дыхания?

Что такое дыхательная система?

Органы дыхания человека условно делят на воздухоносные пути и лёгкие.

Главная роль первых – беспрепятственная доставка воздуха к лёгким. Дыхательные пути человека начинаются с носа, но сам процесс может происходить и через рот, если нос заложен. Однако носовое дыхание предпочтительнее, поскольку, проходя через носовую полость, воздух очищается, а если он попадает через рот – нет.

В дыхании выделяют три основных процесса:

  • внешнее дыхание;
  • перенос газов с кровотоком;
  • внутреннее (клеточное) дыхание;

При вдохе через нос или рот воздух сначала попадает в глотку. Вместе с гортанью и придаточными пазухами носа эти анатомические полости относятся к верхним дыхательным путям.

Нижние дыхательные пути – это трахея, соединённые с ней бронхи, а также лёгкие.

Все вместе они образуют единую функциональную систему.

Наглядно легче представить её строение с помощью схемы или таблицы.

В процессе дыхания происходит разрушение молекул сахаров и выделяется диоксид углерода.

Процесс дыхания в организме

Газообмен происходит за счёт их различной концентрации в альвеолах и капиллярах. Называется такой процесс диффузией. В лёгких из альвеол в сосуды поступает кислород, а обратно – углекислый газ. И альвеолы, и капилляры состоят из однослойного эпителия, что позволяет газам легко в них проникать.

Транспорт газа к органам происходит следующим образом: сначала кислород по воздухоносным путям попадает в лёгкие. Когда воздух попадает в кровеносные сосуды, он образует нестойкие соединения с гемоглобином в эритроцитах, и вместе с ним двигается к различным органам. Кислород легко отсоединяется и затем попадает в клетки. Точно также соединяется с гемоглобином углекислый газ и транспортируется в обратном направлении.

Когда кислород доходит до клеток, он проникает сначала в межклеточное пространство, а затем непосредственно в клетку.

Основная цель дыхания – это образование энергии в клетках.

Париетальная плевра, перикард и брюшина прикреплены к сухожилиям диафрагмы, а это означает, что при дыхании происходит временное смещение органов грудной и брюшной полости.

При вдохе объём лёгких увеличивается при выдохе, соответственно, уменьшается. В состоянии покоя человек использует всего лишь 5 процентов от общего объёма лёгких.

Функции дыхательной системы

Основное её назначение – снабжение организма кислородом и выведение продуктов распада. Но функции дыхательной системы могут быть и другими.

основные функции дыхательной системы

В процессе дыхания кислород постоянно поглощается клетками и одновременно они отдают углекислый газ. Однако следует отметить, что органы дыхательной системы также являются участниками других важных функций организма, в частности, принимают непосредственное участие в образовании звуков речи, а также обоняния. Кроме того, органы дыхания активно участвуют в процессе терморегуляции. Температура воздуха, который вдыхает человек, непосредственно влияет на температуру его тела. Выдыхаемые газы снижают температуру тела.

Выделительные процессы также частично задействуют органы дыхательной системы. Происходит также и выделение некоторого количества водного пара.

Строение органов дыхания, органы дыхания обеспечивают также защитные силы организма, ведь при прохождении воздуха через верхние дыхательные пути происходит частичное его очищение.

В среднем человек за одну минуту потребляет около 300 мл кислорода и выделяет 200 г углекислого газа. Однако, если возрастает физическая нагрузка, то потребление кислорода увеличивается в разы. За один час человек способен выделять во внешнюю среду от 5 до 8 литров углекислого газа. Также в процессе дыхания из организма удаляются пыль, аммиак и мочевина.

Органы дыхания принимают непосредственное участите в образовании звуков человеческой речи.

Органы дыхания: описание

Все органы дыхания соединены между собой.

Нос

Этот орган – не только активный участник процесса дыхания. Он является также и органом обоняния. Именно с него начинается дыхательный процесс.

Носовая полость делится на отделы. Классификация их такова:

  • нижний отдел;
  • средний;
  • верхний;
  • общий.

Нос разделяется на костный и хрящевой отделы. Носовая перегородка разделяет правую и левую половины.

Изнутри полость покрывает мерцательный эпителий. Его основное назначение – очистка и согревание поступающего воздуха. Вязкая слизь, находящаяся тут, обладает бактерицидными свойствами. Её количество резко увеличивается при появлении различных патологий.

В носовой полости находится большое количество мелких венозных сосудов. При их повреждении возникает кровотечение из носа.

Гортань

Гортань – крайне важная составляющая дыхательной системы, расположенная между глоткой и трахеей. Она являет собой хрящевое образование. Хрящи гортани бывают:

  1. Парные (черпаловидные, рожковидные, клиновидные, зерновидные).
  2. Непарные (щитовидный, перстневидный и надгортанник).

У мужчин место соединения пластин щитовидного хряща сильно выступает. Они образуют так называемое «адамово яблоко».

Суставы органа обеспечивают его подвижность. Гортань имеет множество различных связок. Здесь также находится целая группа мышц, напрягающих голосовые связки. В гортани расположенные и сами голосовые связки, принимающие самое непосредственное участие в образовании речевых звуков.

Гортань образована таким образом, что процесс глотания не мешает дыханию. Расположена она на уровне от четвёртого до седьмого шейных позвонков.

Трахея

Фактическое продолжение гортани – трахея. По расположению соответственно органам в трахее разделяют шейную и грудную части. Сзади к трахее прилегает пищевод. Совсем рядом с ней проходит сосудисто-нервный пучок. В него входят сонная артерия, блуждающий нерв и ярёмная вена.

Органы нижних дыхательных путей (трахея, бронхи).

Трахея разветвляется на две стороны. Такая точка разделения называется бифуркация. Задняя стенка трахеи является уплощённой. Тут же находится мышечная ткань. Её особое расположение позволяет трахее быть подвижной при кашле. Трахея так же, как и другие органы дыхания, покрыта особой слизистой оболочкой – мерцательным эпителием.

Бронхи

Разветвление трахеи ведёт к следующему парному органу – бронхам. Главные бронхи в области ворот делятся на долевые. Правый главный бронх шире и короче левого.

Эти две трубки далее проходят в лёгкие. Они расходятся тут на более мелкие части – бронхиолы.

На конце бронхиол находятся альвеолы. Это мелкие ходы, на конце которых расположены особые мешочки. Именно они обмениваются кислородом и углекислым газом с мелкими кровеносными сосудами. Альвеолы выстелены изнутри специальным веществом. Они поддерживают их поверхностное натяжение, не позволяя альвеолам слипаться. Общее количество альвеол в лёгких – приблизительно 700 млн.

Лёгкие

Безусловно, важными являются все органы дыхательной системы, однако наиболее значимыми считают именно лёгкие. В них непосредственно происходит обмен кислорода и углекислого газа..

Расположены органы в грудной полости. Их поверхность выстелена специальной оболочкой, называемой плеврой.

Правое лёгкое меньше левого в длину на пару сантиметров. Сами лёгкие мышц не содержат.

В лёгких различают два отдела:

  1. Верхушка.
  2. Основание.

А также три поверхности: диафрагмальную, рёберную и средостенную. Они обращены соответственно к диафрагме, рёбрам, средостению. Поверхности лёгкого разделены краями. Рёберную и средостенную области разделяет передний край. Нижний же край отделяет от области диафрагмы. Каждое лёгкое делится на доли.

У правого лёгкого их три:

• верхняя;

• средняя;

• нижняя.

У левого – всего две: верхняя и нижняя. Между долями находятся междолевые поверхности. Оба лёгких имеют косую щель. Она разделяет доли в органе. У правого лёгкого дополнительно имеется горизонтальная щель, разделяющая верхнюю и среднюю доли.

Основание лёгкого расширено, а верхняя часть является суженной. На внутренней поверхности каждой части имеются небольшие углубления, называемые воротами. Через них проходят образования, создающие корень лёгкого. Здесь проходят лимфатические и кровеносные сосуды, бронхи. В правом лёгком это бронх, лёгочная вена, две лёгочные артерии. В левом – бронх, лёгочная артерия, две лёгочные вены.

В передней части левого лёгкого имеется небольшое углубление – сердечная вырезка. Снизу она ограничена частью, называемой язычком.

Защищает лёгкие от внешних повреждений грудная клетка. Грудная полость герметична, она отделена от брюшной полости.

Заболевания, связанные с лёгкими, очень сильно влияют на общее состояние человеческого организма.

Плевра

Лёгкие покрыты особой плёнкой – плеврой. Состоит она из двух частей: наружного и внутреннего лепестка.

Плевральная полость всегда содержит небольшое количество серозной жидкости, обеспечивающей смачивание лепестков плевры.

Дыхательная система человека создана таким образом, что непосредственно в плевральной полости присутствует отрицательное давление воздуха. Именно благодаря этому факту, а также поверхностному натяжению серозной жидкости лёгкие постоянно находятся в расправленном состоянии, а также они принимают дыхательные движения грудной клетки.

Дыхательные мышцы

Дыхательные мышцы подразделяют на инспираторные (производящие вдох) и экспираторные (работающие при выдохе).

Главные инспираторные мышцы – это:

  1. Диафрагма.
  2. Наружные межрёберные.
  3. Межхрящевые внутренние мышцы.

Принцип работы диафрагмы

Есть также и инспираторные вспомогательные мышцы (лестничные, трапециевидные, грудничные большие и малые и т. д.)

Межрёберные, прямые, подрёберные, поперечные, наружная и внутренняя косые мышцы живота – это экспираторные мышцы.

Диафрагма

Диафрагма также осуществляет немалую роль в процессе дыхания. Это уникальная пластина, которая разделяет две полости: грудную и брюшную. Её относят к дыхательным мышцам. В самой диафрагме выделяют сухожильный центр и ещё три мышечные области.

Когда происходит сокращение, диафрагма удаляется от стенок грудной клетки. В это время увеличивается объём грудной полости. Одновременное сокращение этой мышцы и мышц брюшного пресса приводит к тому, что давление внутри грудной полости становится меньше внешнего атмосферного давления. В этот момент и происходит поступление воздуха в лёгкие. Затем в результате расслабления мышц осуществляется выдох

Слизистая оболочка органов дыхания

Органы дыхания покрыты защитной слизистой оболочкой – мерцательным эпителием. На поверхности мерцательного эпителия находится огромное количество ресничек, постоянно осуществляющих одно и то же движение. Особые клетки, расположенные между ними вместе с железами слизистой производят слизь, которая смачивает реснички. Подобно клейкой ленте, на неё прилипают крошечные частицы пыли и грязи, проникшие при вдохе. Они транспортируются к глотке и удаляются. Таким же образом устраняются вредоносные вирусы и бактерии.

мерцательный эпителий

Это естественный и довольно эффективный механизм самоочищения. Такое строение оболочки и способность очищаться распространяется на все дыхательные органы.

Факторы, влияющие на состояние органов дыхания

В нормальных условиях дыхательная система работает чётко и бесперебойно. К сожалению, она может быть легко повреждена. На её состояние способны повлиять многие факторы:

  1. Холод.
  2. Чрезмерно сухой воздух, образующийся в помещении в результате работы обогревательных приборов.
  3. Аллергия.
  4. Курение.

Всё это оказывает крайне негативное влияние на состояние органов дыхания. В этом случае движение ресничек эпителия может существенно замедляться, а то и вовсе остановиться.

Вредные микроорганизмы и пыль перестают удаляться, в результате возникает риск инфицирования.

Вначале это проявляется в виде простуды, и тут в первую очередь страдают верхние дыхательные пути. Происходит нарушение вентиляции в носовой полости, возникает ощущение заложенности носа, общее дискомфортное состояние.

При отсутствии правильного и своевременного лечения в воспалительный процесс будут вовлечены придаточные пазухи носовой полости. В этом случае возникает синусит. Затем появляются и другие признаки заболеваний органов дыхания.

Кашель возникает из-за чрезмерного раздражения кашлевых рецепторов в области носоглотки. Инфекция легко переходит с верхних путей на нижние и страдают уже бронхи, лёгкие. Врачи говорят в этом случае, что инфекция «опустилась» ниже. Это чревато серьёзными заболеваниями, такими как пневмония, бронхиты, плеврит. В медицинских учреждениях строго следят за состоянием оборудования, предназначенного для наркозно-дыхательных процедур. Делается это во избежание инфицирования пациентов. Существуют СанПиН (СанПиН 2.1.3.2630-10), которые нужно соблюдать в стационарах.

Как и о любой другой системе организма, о дыхательной следует заботиться: вовремя лечить, если появилась проблема, а также избегать отрицательного влияния окружающей среды, а также вредных привычек.

Источник: pulmono.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.