Топография и микроструктура органов дыхательной системы

Дыхательной системойназывается система органов, посредством которых происходит газообмен между организмом и внешней средой. В дыхательной системе выделяют органы, выполняющие воздухопроводящую функцию (верхние дыхательные пути - полость носа, глотка, гортань, трахея, бронхи) и дыхательную, или газообменную функцию (легкие).

Рассмотрим строение и функции органов дыхательной системы.

Верхние дыхательные пути начинаются ноздрями. Они ведут в преддверие полости носа.

Полость носа выстлана слизистой оболочкой богатой кровеносными сосудами. Слизистая оболочка дыхательной области покрыта многорядным цилиндрическим реснитчатым эпителием, содержащим бокаловидные клетки, секрет которых делает ее поверхность влажной и липкой.

Воздух, проходящий через полость носа, фильтруется, то есть содержащиеся в нем крупные частицы задерживаются волосками преддверия. Кроме того, он увлажняется и согревается в результате контакта с обширной поверхностью слизистой оболочки до температуры тела. Когда воздух достигает глотки, он проходит через область лимфоидной ткани в кольце расположенном позади носа и горла. Это кольцо состоит из аденоидов на задней стенке носа, двух миндалин, расположенных на задних боковых стенках ротовой полости, и похожей на аденоиды "подушечки" на фарингеальной части языка. Лимфоидная ткань обезвреживает бактерии и вирусы, находящиеся во вдыхаемом воздухе.

Глотка представляет собой мышечную трубку и расположена на протяжении от основания черепа до уровня перстневидного хряща, где продолжается в пищевод. Этот орган лежит позади полости носа (носоглотка), ротовой полости (ротоглотка) и гортани (гортанная часть глотки). При помощи хоан носоглотка соединяется с полостью носа.

Функция глотки заключается в проведении согретого, увлажнённого и очищенного воздуха в гортань.

Гортань находится спереди от гортанной части глотки, которая отделяет ее от позвоночного столба. На уровне шестого шейного позвонка гортань переходит в трахею. Гортань состоит из хрящей, соединенных между собой связками, суставами и мембранами. Самый большой хрящ называется щитовидным. Книзу от щитовидного хряща располагается перстневидный хрящ. Кроме того, в состав гортани входят черпаловидные хрящи, а также очень небольшие по размеру парные клиновидные и рожковидные хрящи. К верхней части щитовидного хряща прикрепляется надгортанник, представляющий собой хрящевую заслонку, закрывающую вход в гортань во время глотания.

Гортань выстилается изнутри слизистой оболочкой. Исключение составляют область голосовых связок и часть надгортанника, которые покрыты многослойным плоским эпителием.

Голосовые связки лежат внутри гортани на протяжении от угла щитовидного хряща спереди до черпаловидных хрящей сзади. Промежуток между ними называется голосовой щелью. Размер голосовой щели изменяется при дыхании и во время разговора. В основе механизма голосообразования лежат колебания голосовых связок под действием воздуха, поступающего под давлением из легких. Тембр и звучность голоса модулируются за счет сокращения мышц гортани, изменяющих размер голосовой щели или степень натяжения связок.

Функция гортани – проведение воздуха из глотки в трахею, защита дыхательных путей от попадания пищи, а так же образование звуков

Трахея представляет собой трубку длиной около 12 см. Трахея состоит из 16-20 неполных хрящевых колец связанных между собой фиброзной пластинкой. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, состоящей из реснитчатого эпителия. Мерцание ресничек эпителиальных клеток направлено вверх, в сторону гортани, что способствует изгнанию из трахеи поступающих туда с вдыхаемым воздухом пыли и других мелких частичек. Хрящевые полукольца не дают стенкам трахеи спадаться.

Функция трахеи – свободное продвижение воздуха.

Бронхи образуются в результате раздвоения трахеи на уровне тела пятого грудного позвонка. Они имеют сходное с трахеей строение – образованы хрящевыми кольцами и покрыты таким же эпителием. Правый бронх короче и шире левого Левый бронх длиннее и уже правого.

Многократное ветвление бронхов продолжается и в ткани легкого. При этом крупные ветви — легочные бронхи сохраняют строение, сходное с трахеей, то есть их фиброзно-мышечная стенка содержит в своем составе хрящ, а изнутри они покрыты реснитчатым эпителием. По мере уменьшения калибра бронха из его стенки постепенно исчезает хрящ и остается только фиброзно-мышечная оболочка и эпителиальная выстилка.

Функция бронхов – свободное продвижение воздуха.

Легкие – парные органы расположены в грудной полости по обе стороны от средней линии и разделены между собой сердцем, крупными кровеносными сосудами, другими органами средостения. Легкое имеет коническую форму. Его основание обращено к диафрагме — нижней стенке грудной полости, а верхушка выступает над ключицей. Наружная поверхность прилегает к ребрам, на внутренней находятся ворота легкого. С позвоночным столбом соприкасается задний край легкого, передний частично прикрывает сердце спереди.

Доли легкого. При помощи щелей легкие разделяются на доли. Правое легкое имеет три, левое — две доли. Доли разделяются на сегменты, которых в каждом легком примерно по 10. Сегменты состоят из долек, а дольки из ацинусов. Ацинусы являются структурно-функциональными единицами легкого, которые осуществляют основную функцию легких – газообмен. В каждую легочную дольку входит 16-18 ацинусов. Ацинус начинается от концевой бронхиолы которая дихотомически делится на дыхательные бронхиолы и переходит в альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с расположенными на их стенках альвеолами легких. Число легочных ацинусов в одном легком достигает 150000. В каждый ацинус входит большее количество альвеол. Альвеолы – это выпячивания в виде пузырьков диаметром до 0,25 мм, внутренняя поверхность которых выстлана однослойным плоским эпителием. Благодаря этому кровь в капиллярном сплетении вокруг альвеол находиться почти в прямом контакте с воздухом, что создает благоприятную возможность для газообмена.

Снаружи каждое лёгкое покрыто серозной оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков: пристеночного (париетального) и легочного (висцерального). Между листками – плевральная полость, заполненная серозной жидкостью. Эта жидкость уменьшает трение между листками плевры при дыхательных движениях. В норме воздух в плевральной полости отсутствует и давление в ней всегда отрицательное, т. е. ниже атмосферного, в связи с этим легкие находятся в расправленном состоянии, принимая конфигурацию стенки грудной полости.

2. Внешнее дыхание: механизм вдоха и выдоха; газообмен в лёгких.

Легочное, или внешнее, дыхание в первую очередь обеспечивает поступление в организм кислорода.Дыхательный циклсостоит из вдоха, выдоха и паузы. Обычно вдох короче выдоха. Длительность вдоха у взрослого человека составляет от 0,9 до 4,7 с, длительность выдоха — 1,2-6 с. Дыхательная пауза различна по величине и может даже отсутствовать. Частота дыхания, определяемая по числу экскурсий грудной клетки в минуту, составляет в норме у взрослых 12-18 в минуту, у новорожденных - 60, у пятилетних - детей - 25 экскурсий в минуту. В любом возрасте частота дыхания меньше частоты сердечных сокращений примерно в 4-5 раз.

На частоту и глубину дыхания влияют многие факторы: физическая нагрузка, степень тренированности организма, температурный фактор, эмоциональное состояние, интенсивность обмена веществ и т.д. Чем чаще и глубже дыхание, тем больше кислорода поступает в легкие и соответственно больше углекислого газа выводится из организма.

Вдох (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной клетки в трех направлениях: вертикальном, сагиттальном, фронтальном. Это происходит за счет сокращения наружных межреберных мышц и уплощения купола диафрагмы. При вдохе легкие пассивно следуют за увеличивающейся в размерах грудной клеткой. Дыхательная поверхность легких увеличивается, давление же в них понижается и становится ниже атмосферного. Это способствует поступлению воздуха через дыхательные пути в легкие. Быстрому выравниванию давления в легких препятствует голосовая щель, так как в этом месте воздухоносные пути сужены. Только на высоте вдоха происходит полное заполнение воздухом расширенных альвеол легких.

Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение, и дыхательная поверхность легких уменьшается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности уменьшаются в объеме. Давление воздуха в легких становится выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду. Медленному выходу воздуха из легких способствует сужение голосовой щели.

Газообмен в лёгких.

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров путем диффузии в результате разницы парциального давления дыхательных газов. Парциальным (т.е. частичным) давлением называется та часть общего давления, которая приходится на долю каждого газа в газовой смеси. Эта часть зависит от процентного содержания газа в смеси. Чем оно больше, тем выше парциальное давление данного газа.

Аэрогематический (воздушно-кровяной) барьер, через который диффундируют дыхательные газы в ходе газообмена, включает:

1) тонкую пленку фосфолипида - сурфактант, выстилающую внутреннюю поверхность альвеол;

2) альвеолярный эпителий - однослойный плоский;

3) соединительную ткань, придающую эластичность альвеолам;

4) эндотелий капилляра;

5) слой плазмы.

Пониженное давление кислорода (О₂) в тканях организма заставляет этот газ двигаться к ним. Для углекислого газа (СО₂) градиент давления направлен в обратную сторону, и СО₂ переходит в окружающую среду. Поскольку парциальное давление О₂ в альвеолярном воздухе (106 мм рт.ст.) больше, чем в притекающей венозной крови (40 мм рт.ст.), то О₂ диффундирует через альвеолы в капилляры. Напротив, напряжение СО₂ в венозной крови (47 мм рт.ст.) больше, чем в альвеолярном воздухе (40 мм рт.ст.), поэтому СО₂ диффундирует в альвеолы. Скорость диффузии для СО₂ в 20-25 раз выше, чем для О₂. Поэтому обмен СО₂ происходит в легких достаточно полно, несмотря на небольшую разницу парциального давления этого газа (7 мм рт.ст.). Скорость диффузии О₂ через альвеолярную мембрану составляет только 1/20-1/25 скорости диффузии СО₂. Поэтому полного выравнивания давления О₂ между артериальной кровью и альвеолярным воздухом не происходит, и оттекающая от легких артериальная кровь имеет напряжение О₂ на 6 мм рт.ст. ниже, чем в альвеолах. Заметим при этом, что весь О₂ должен пройти через стадию растворения в плазме крови.

Человек в покое потребляет в минуту около 250 мл кислорода и выделяет при этом в среднем 200 мл углекислого газа. В крови О₂ и СО₂ могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и в химически связанном виде. В 100 мл крови в растворенном состоянии в плазме находится 0,3 мл О₂, 2,5-3 мл СО₂; в химически связанном виде - 19-20 мл О₂ и 48-51 мл СО₂. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл О₂.

Дата добавления: 2014-01-04