С какой системой органов связаны органы дыхания для выполнения функции газообмена?

Распределение функций между дыхательной и кровеносной системами Органы дыхания обеспечивают постоянство содержания O 2 и CO 2 в легких путем газообмена между воздухом легочных альвеол и атмосферным воздухом. Органы кровообращения выполняют газообмен между легкими и кровью, перенос O 2 к тканям и CO 2 от тканей к легким, обеспечивают тканевый газообмен. Интенсивность внешнего дыхания зависит от потребностей организма, т.е. от интенсивности тканевого газообмена.

Значение дыхания 1. Обеспечение организма кислородом (О 2 ) 2. Окисление (распад) органических соединений с высвобождением энергии 3. Образование и удаление из организма избытка двуокиси углерода (CO 2 ) 4. Удаление некоторых конечных продуктов обмена веществ: паров воды (H 2 O), аммиака (NH 3 ), сероводорода (H 2 S) и др.

Дыхание 1. Внешнее - газы диффундируют через дыхательную поверхность легких в кровь 2. Внутреннее - газы диффундируют между циркулирующей кровью и дышащей клеткой 3. Тканевое и клеточное - происходит в процессе окисления питательных веществ для высвобождения энергии: при этом потребляется О 2 и выделяется СО 2

Органы дыхательной системы 1. Полость носа 2. Носоглотка 3. Гортань 5. Бронхи 4. Трахея Легкие Л Л

Максимум поверхности Минимум толщины и увлажненность покрова

Полость носа Пазуха клино- видной кости Пазуха лобной кости Носоглотка Ротоглотка Верхняя носовая раковина Надгортанник Нижняя носовая раковина Твердое небо Мягкое небо

Функции носовой полости 1.Согревание (охлаждение) вдыхаемого воздуха. 2.Увлажнение вдыхаемого воздуха. 3. Задерживание и удаление пыли. 4. Уничтожение бактерий. 5. Рефлекторное чихание. 7. Обоняние.

Гортань Надгортанник Щитовидный хрящ Полость гортани

Функции гортани 1.Образование звуков и речи. 2. Рефлекторный кашель при раздражении рецепторов от попадания пыли. 3. Надгортанник при глотании закрывает вход в гортань.

Образование звука Воздух во время выдоха Проходит через Голосовую щель Вызывает Колебания голосовых связок Возникает Звук

звукообразование Высота звука Длина связок Сопрано Бас Чем короче голосовые связки, тем выше их звук. Частота колебаний связок от 80 до Гц.

Трахея и бронхи Трахея Бронхи

Функции трахеи и бронхов Обеспечивают свободное прохождение воздуха

Легкие Правое легкое: доли 1,2,3. Левое легкое: доли 1,

Схема дольки легкого

Функции легких 1. Газообмен через альвеоло - капиллярную мембрану. Клетки эпителия выделяют вещество сурфактант, которое препятствует слипанию альвеол и обезвреживает микроорганизмы, проникшие в легкие.

Плевра Каждое легкое покрыто двумя листками соединительно- тканной оболочки: легочная плевра прилегает к легким, пристеночная плевра - к грудной полости. Между листками плевры находится плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью.

Диффузия – важнейший процесс газообмена в легких

Ритмичное движение грудной клетки еще не есть дыхание, но оно обеспечивает дыхание. При вдохе объем грудной клетки и легких увеличивается, а давление в них понижается и воздух входит в легкие. При выдохе объем грудной клетки и легких уменьшается, давление в легких повышается и воздух с избытком углекислого газа выходит наружу. Как дышит человек?

Попеременное увеличение и уменьшение объема грудной клетки обусловлено ритмическими сокращениями дыхательных мышц. При этом происходит вентиляция легких. Необходимым условием осуществления дыхательных движений является герметичность плевральной полости (плевральной щели), которая находится между легочной плеврой и пристеночной плеврой и заполнена жидкостью. Дыхательные движения

У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса. Объем легкого меняется при вдохе не всюду одинаково. Для этого имеются три главные причины, во-первых, грудная полость увеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе части легкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существование гравитационного эффекта, который способствует смещению легкого книзу. Дыхательные движения

Дыхательный центр находится в продолговатом мозге. Через каждые 4 сек в дыхательном центре автоматически возникают возбуждения, обеспечивающие чередование вдоха и выдоха. Дыхательный центр автоматически регулирует также частоту и глубину дыхательных движений. Регуляция дыхания

Многие люди дышат слишком часто (а норма – 16 вдохов в минуту в спокойном состоянии) и неглубоко, время от времени задерживая вдох и выдох. Такой тип дыхания называется поверхностным. В результате легкие не успевают как следует проветриться – свежий воздух поступает только в наружные отделы, большая же часть объема легких остается как бы невостребованной, то есть воздух в ней не обновляется. А вирусам и бактериям только этого и надо. Полное дыхание – это соединение нижнего, среднего и верхнего дыхания. Человек, постоянно практикующий полное дыхание, будет иметь широкую грудь – и любой узкогрудый человек может развить свою грудную клетку до нормальных размеров. Если вы делаете менее 14 вдохов в минуту – замечательно. Так дышат обычно хорошо тренированные и выносливые люди. Можете по праву гордиться собой. Вбирая воздух полной грудью, вы даете легким расправиться, прекрасно вентилируете их, то есть делаете вашу дыхательную систему почти неуязвимой для возбудителей инфекции. Неплохим результатом считается от 14 до 18 вдохов в минуту. Именно так дышит большинство практически здоровых людей, которые могут болеть гриппом или ОРВИ не более 2 раз в сезон. Более 18 вдохов в минуту – это уже серьезный повод для беспокойства. При поверхностном и частом дыхании в легкие попадает лишь половина вдыхаемого воздуха. Для постоянного обновления легочной атмосферы этого явно недостаточно. Поверхностное и полное дыхание

300–350 млн. альвеол с общей площадью – 100 кв.м, а площадь поверхности кожи – 2 м 2 Длина легочного капилляра – 7–8 мкм Через капилляры альвеолы кровь проходит за 0,8 с, но гемоглобин успевает насытиться кислородом Через легкие за 1 минуту проходит 100 литров воздуха. Снаружи легкие покрыты легочной плеврой; грудная полость покрыта пристеночной плеврой, между ними находится плевральная полость, не содержащая воздуха. Она заполнена жидкостью, что уменьшает трение при дыхании. Это интересно

Газовый закон Бойля-Мариотта p 1 V 1 =p 2 V 2 Диффузия – важнейший процесс газообмена в легких. Дыхание – это колебание (периодическое изменение вдохов и выдохов). Какие физические законы и процессы лежат в основе дыхания?

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) включает дыхательный объем, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха. Дыхательным объемом называют количество воздуха, поступающего в легкие при одном вдохе. В покое он равен примерно 500 см3 и соответствует объему выдыхаемого воздуха при выдохе. Если после спокойного вдоха сделать усиленный дополнительный вдох, то в легкие может поступить дополнительно 1500 см3 воздуха - это резерв объема вдоха. После спокойного выдоха можно при максимальном напряжении выдохнуть еще 1500 см3 воздуха это резервный объем выдоха. Таким образом, жизненная емкость легких - это наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. Она примерно равна 3500 см3. ЖЕЛ больше у спортсменов, чем у нетренированных людей, и зависит от степени развития грудной клетки, от пола и возраста. Под влиянием курения ЖЕЛ снижается. Жизненная емкость легких

Даже после самого максимального выдоха в легких всегда остается немного воздуха, который называется остаточным объемом (ОО). Величина остаточного объема равна 1,01,5 л. Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. Емкость вдоха (Евд) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Евд составляет в среднем 2,02,3 л.

Общая емкость легких (ОЕЛ) объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами: ОЕЛ = ОО + ЖЕЛ или ОЕЛ = ФОЕ + Евд. Измерение легочных объемов и емкостей имеет клиническое значение при исследовании функции легких у здоровых лиц и при диагностике заболевания легких человека. На величину ФОЕ существенно влияет уровень физической активности человека и положение тела: ФОЕ меньше в горизонтальном положении тела, чем в положении сидя или стоя. ФОЕ уменьшается при ожирении вследствие уменьшения общей растяжимости грудной клетки. Общая емкость легких

Минутный объем V-это воздух, вдыхаемый за одну минуту. Его можно вычислить, умножив средний дыхательный объем (Vt) на число дыханий в минуту (f), или V=fVt. Часть Vt, например, воздух в трахее и бронхах до конечных бронхиол и в некоторых альвеолах, не участвует в газообмене, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кроватоком - это так называемое мертвое пространство (Vd). Часть Vt, которая участвует в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом (VA). С физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция (VA) - наиболее существенная часть наружного дыхания VA=f(Vt-Vd), так как она является тем объемом вдыхаемого за минуту воздуха, который обменивается газами с кровью легочных капилляров.

Общие запасы кислорода в организме обусловлены его количеством, находящимся в связанном состоянии с ионами Fe 2+ в составе органических молекул гемоглобина эритроцитов и миоглобина мышечных клеток. Гемоглобин представляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой. Fe 2+ каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одной молекулой О 2. Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл О 2. Поэтому в норме при концентрации гемоглобина 150 г/л каждые 100 мл крови могут переносить 20,0 мл О 2. Количество О 2, которое может связаться с гемоглобином эритроцитов крови при насыщении 100 % его количества, называется кислородной емкостью гемоглобина. Другим показателем дыхательной функции крови является содержание О 2 в крови (кислородная емкость крови), которое отражает его истинное количество, как связанного с гемоглобином, так и физически растворенного в плазме. Поскольку в норме артериальная кровь насыщена кислородом на 97 %, то в 100 мл артериальной крови содержится примерно 19,4 мл О 2. Транспорт дыхательных газов

Соотношение между числом свободных молекул О 2 и числом молекул, связанных с гемоглобином (НbО 2 ), описывается кривой диссоциации О 2. НbО 2 может быть представлен в одной из двух форм: или как доля соединенного с кислородом гемоглобина (% НbО 2 ), или как объем О 2 на 100 мл крови во взятой пробе (объемные проценты). В обоих случаях форма кривой диссоциации кислорода остается одной и той же. Рис. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Пределы колебания кривой при РС02 = 40 мм рт. ст. (артериальная кровь) и РС02 = 46 мм рт. ст. (венозная кровь) показывают изменение сродства гемоглобина к кислороду (эффект Ходена).

Значительная крутизна кривой насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне парциального давления от 20 до 40 мм рт. ст. способствует тому, что в ткани организма значительное количество кислорода может диффундировать из крови в условиях градиента его парциального давления между кровью и клетками тканей (не менее 20 мм рт. ст.). Незначительный процент насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне его парциального давления от 80 до 100 мм рт. ст. способствует тому, что человек без риска снижения насыщения артериальной крови кислородом может перемещаться в диапазоне высот над уровнем моря до 2000 м. Транспорт О 2 из крови в те участки ткани, где он используется, происходит путем простой диффузии. Поскольку кислород используется главным образом в митохондриях, расстояния, на которые происходит диффузия в тканях, представляются большими по сравнению с обменом в легких.

Диффузия газов в тканях O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 O2O2 CO 2 капилляр Тканевая жидкость клетки

Газообмен

Наиболее важные газы - О 2, CО 2, N 2. Они присутствуют в атмосферном воздухе в пропорциях, указанных в табл. 1. Кроме того, атмосфера содержит водяные пары в сильно варьирующих количествах. Табл. 1 Парциальное давление газов в воздушной среде легких С точки зрения медицины при недостаточном снабжении тканей кислородом возникает гипоксия. Краткое изложение разных причин гипоксии может служить и сокращенным обзором всех дыхательных процессов. Гигиена дыхания

Тест.

Что такое дыхание? Почему говорят: дыхание – это жизнь? Влияет ли строение органа на выполняемую им функцию? Чем полное дыхание отличается от поверхностного? Умеете ли вы правильно дышать? Какие физические законы и процессы лежат в основе дыхания?