Дыхание

Дыхание — это совокупность процессов, благодаря которым организм получает кислород и удаляет углекислый газ. В легких происходит газообмен между воздухом в альвеолах и кровью, а уже в клетках кислород используется в реакциях клеточного дыхания, связанных с получением энергии. Воздух проходит через нос или рот, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы к альвеолам. В дыхании участвуют также диафрагма и другие дыхательные мышцы.

Мозг и система органов дыхания

Воздух поступает через трахею, бронхи и бронхиолы в альвеолы, где кислород из воздуха переходит в капилляры. Кровь, обогащенная кислородом, переносится в легочную вену и поступает в левую часть сердца, а затем проталкивается в аорту, переходит в артерии и капилляры. Кислород в эритроцитах разносится по всем клеткам тела. Затем эритроциты забирают углекислоту и по венам несут ее к сердцу и к легким

Процесс дыхания

Дыхание — физиологический процесс, обеспечивающий газообмен и связанный с поддержанием обмена веществ и постоянства внутренней среды организма. При выдохе из легких выводится углекислый газ и водяной пар; состав выдыхаемого воздуха отличается от вдыхаемого. Количество выделяемого углекислого газа и водяного пара сильно зависит от обмена веществ, температуры и физической нагрузки, поэтому универсальные цифры для каждого часа здесь некорректны.

При быстром беге частота дыхания сильно увеличивается, на легкие ложится дополнительная нагрузка, ведь организму требуется больше энергии, а значит — больше кислорода

У здорового взрослого человека в покое частота дыхания обычно составляет около 12–20 дыхательных движений в минуту. За сутки через легкие проходят многие тысячи литров воздуха. При физической нагрузке дыхание становится чаще и глубже; конкретная частота зависит от возраста, тренированности и интенсивности работы.

Частота дыхания

Ритм дыхания формируется нервными центрами ствола мозга и постоянно регулируется по сигналам хеморецепторов и других рецепторов. Особенно важны изменения содержания углекислого газа и кислотности крови; при нагрузке растет потребность тканей в газообмене, поэтому вентиляция легких становится глубже и чаще.

Произвольные изменения в частоте дыхания происходят во время разговора, пения, приема пищи, зевоты, кашля, при смехе или плаче. Намеренная (при плавании под водой) или непроизвольная (в результате нервного приступа) задержка дыхания также вызывают изменения в дыхательном процессе. Уровень содержания двуокиси углерода в крови падает при первых же глубоких вдохах; при продолжительной задержке дыхания может произойти потеря сознания и даже смерть, например, если человек тонет и не может выбраться на поверхность.

Диафрагма

Когда человек дышит, большую часть работы выполняет диафрагма, которая образует сплошную стенку между грудной клеткой и брюшной полостью. Диафрагма представляет собой непарную широкую мышцу, служащую для расширения легких. Условно ее границу можно провести по нижнему краю ребер. Она напоминает солнце, лучи которого расходятся от центра к ребрам грудной клетки, чтобы таким образом удержать ее. Спереди диафрагма выглядит, как купол, прикрепленный мышечными ремнями к ребрам изнутри.

Диафрагма отделяет грудную клетку от брюшной полости, контролирует объем легких при вдохе и выдохе

При вдохе мышечные волокна диафрагмы сокращаются и сглаживают купол диафрагмы. Это увеличивает объем легких и способствует прохождению в них воздуха через трахею, носовую и ротовую полости. Как любая другая мышца, диафрагма получает от нервной системы импульсы к сокращению или расслаблению через 2 диафрагмальных нерва (правый и левый).

Нос

Нос является органом обоняния, через него, при нормальном процессе дыхания, воздух попадает в организм. Кроме того, нос защищает организм от пыли, которая обычно выбрасывается при чихании. Видимая часть органа, называемая наружным носом, состоит из костной ткани и хрящей. 2 носовые кости формируют мостик между глазами. Кости, носовые хрящи и хрящи ноздрей придают носу форму, твердость и гибкость.

Анатомия носа

Внутри нос разделен перегородкой на две носовые полости. В верхней части каждой находится обонятельная область слизистой оболочки с рецепторными клетками, воспринимающими запахи. Во время насморка эти рецепторы покрываются толстым слоем слизи, поэтому обоняние, а также ощущение вкуса ухудшаются. Перегородка, разделяющая носовые полости, состоит из костной и хрящевой частей и покрыта слизистой оболочкой. Ноздри изнутри покрывают жесткие волоски, защищающие вход.

Полость в задней части носа разделена на секции 3 костными выступами — носовыми раковинами. Проход около каждой раковины называется носовым ходом. Он выстлан слизистой оболочкой, которая увлажняет и нагревает вдыхаемый воздух. Пространство между перегородкой носа и носовыми раковинами называется общим носовым ходом. В боковых отделах полости носа соответственно 3 носовым раковинам имеются 3 носовых хода. Нижний носовой ход сверху ограничен нижней носовой раковиной, снизу—дном полости носа. В нижнем носовом ходу, на расстоянии 10 мм от переднего конца раковины, находится отверстие носослезного канала.

Внутренние кровеносные сосуды носа

Горло

Горло — эта часть шеи впереди позвоночного столба. Верхней границей этой области, ведущей в трахею и пищевод, является подъязычная кость, нижней — рукоятка грудины и ключица. Сам термин «горло» является общеупотребительным, но не анатомическим. В анатомии эта область подразделяется на 2 участка: глотка (фаринкс) и гортань (ларинкс). В учебной анатомии границы верхних и нижних дыхательных путей могут проводить немного по-разному; обычно к нижним относят трахею, бронхи и легкие.

Горло в поперечном сечении

Глотка служит общим участком для прохождения воздуха и пищи, а гортань проводит воздух, участвует в образовании голоса и защищает нижние дыхательные пути при глотании. Смыкание голосовой щели и движение надгортанника — часть сложного защитного механизма; кашель, напротив, является рефлексом очищения дыхательных путей.

Строение глотки

Глотка (фаринкс) — это снабженная сильными мышцами структура в виде перевернутого конуса длиной 11—12 см. Она находится позади ротовой полости и внутри шеи, соединяется с пищеводом.

Глотка — это мышечная трубка, идущая от основания черепа в пищевод. В ней соединяются носовой и ротовой проходы

Верхняя, широкая часть глотки укреплена костями черепа, мышцы нижней ее части соединены с эластичными хрящами голосовой коробки (гортани). Клетки ткани, выстилающей глотку (как и ротовую полость), вырабатывают слизь, смазывающую рот и горло во время приема пищи и разговора.

Анатомически глотка разделена на 3 части: носоглотка, ротоглотка, гортаноглотка. Верхняя часть — носоглотка — находится выше мягкого нёба и образует заднюю область носовой полости. Внизу носоглотка ограничена самим мягким нёбом: движение вверх мягкого нёба прикрывает носоглотку при глотании, не позволяя пище попасть в нос. Сбой в работе этого механизма проявляется при чихании. На верхней стенке носоглотки находятся аденоиды. В носоглотке с каждой стороны имеется отверстие евстахиевой трубы, прохода, соединяющего среднее ухо и горло. Евстахиевы трубы способствуют нормализации давления воздуха на барабанные перепонки, но через них могут проникать из горла различные микроорганизмы, вызывая инфекционное заболевание среднего уха.

Позади ротовой полости находится ротовая часть глотки. Сокращения мышц этой части, более подвижной, чем носоглотка, способствуют образованию звуков речи, которые выходят из гортани. С помощью языка эти мышцы также помогают проталкивать пищу вниз к отверстию пищевода. Самые важные органы ротовой части глотки — миндалины, которые часто могут воспаляться, особенно в детстве.

Самая нижняя часть — гортаноглотка — целиком задействована в процессе глотания. Чтобы воздух проникал в легкие, а пища — в пищевод, движения глотки должны быть согласованными. Эту синхронность обеспечивают нервы фарингального сплетения, которые контролируются нижним отделом мозга.

Строение трахеи

Верхний отдел трахеи расположен в передней части горла. Он состоит из хрящевых колец, которые не дают смыкаться эластичной ткани. Эту часть трахеи можно легко прощупать через кожу у основания шеи. Выше трахеи расположена гортань; ее наиболее заметный спереди щитовидный хрящ образует выступ, который часто называют адамовым яблоком. Отсюда трахея тянется к бронхам.

Анатомия горла

Легкие

Легкие — это парный орган дыхания человека. В них осуществляется газообмен между воздухом и кровью. Легкие располагаются в грудной клетке, прилегая справа и слева к сердцу. Они имеют форму полуконуса, основание которого расположено на диафрагме, а верхушка выступает на 1-3 см выше ключицы в область шеи. Они состоят из множества трубочек — бронхов и бронхиол, которые оканчиваются крохотными мешочками — альвеолами. Именно в тонких стенках альвеол, оплетенных кровеносными сосудами, происходит обмен между кислородом воздуха и углекислым газом крови. В лёгких находятся миллионы альвеол; их точное число зависит от метода оценки, а NHLBI приводит ориентир около 150 миллионов.

Правое легкое состоит из 3, а левое — из 2 долей. Каждая доля легких подразделяется на сегменты, каждый из которых вентилируется постоянным сегментарным бронхом и снабжен ветвью легочной артерии.

Движения воздуха в легких

Легкие являются эластической структурой, которая при отсутствии силы, поддерживающей ее в растянутом состоянии, спадается, как воздушный шар, и выдавливает весь содержащийся в ней воздух через трахею. При этом не существует никаких соединяющих легкие и стенки грудной клетки структур, кроме тех, которые прикрепляют их ворота к средостению. Поэтому легкие «плавают» в грудной полости, окруженные тонким слоем плевральной жидкости, которая облегчает их движение в полости.

Плевральные оболочки

Легкое покрывает висцеральная плевра, а внутреннюю поверхность грудной стенки — пристеночная. Между ними находится узкая плевральная полость с небольшим количеством жидкости. Она уменьшает трение и вместе с отрицательным давлением помогает легким следовать за движениями грудной клетки при дыхании.

Описание газообмена и строения дыхательных путей сверено с материалами NHLBI (Национальный институт сердца, лёгких и крови США).