Органы дыхания человека: общая характеристика дыхательной системы
Самым главным показателем жизнеспособности человека можно назвать дыхание. Человек может некоторое время обходиться без воды и еды, но без воздуха жизнь невозможна. Дыхание является связующим звеном между человеком и окружающей средой обитания. Если поступление воздуха затруднено, то органы дыхания человека и сердце начинают работать в усиленном режиме, что обеспечить необходимое количество кислорода для дыхания. Система органов дыхания и дыхательной системы у человека способна адаптироваться к условиям окружающей среды.
Учеными был установлен интересный факт. Воздух, который поступает в органы дыхания человека, условно образует два потока, один из которых проходит в левую часть носа и проникает в левое легкое, второй поток проникает в правую часть носа и подает в правое легкое.
Также исследования показали, что в артерии мозга человека происходит также разделение на два потока получаемого воздуха. Процесс дыхания должен быть правильным, что немаловажно для нормальной жизнедеятельности. Поэтому необходимо знать о строении дыхательной системы человека и органов дыхания.
Дыхательный аппарат человека включает трахею, легкие, бронхи, лимфатическую, и сосудистую систему. Также к ним относят нервную систему и мышцы дыхания, плевру. К дыхательной системе человека относят верхние и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути: нос, глотка, полость рта. Нижние дыхательные пути: трахея, гортань и бронхи.
Дыхательные пути необходимы для поступления, а также выведения воздуха из легких. Самый главный орган всей дыхательной системы — легкие, между которыми расположено сердце.
Легкие — главные органы дыхания. Они имеют форму конуса. Легкие расположены в области грудной клетки, расположены по обе стороны от сердца. Основная функция легких — газообмен, который происходит при помощи альвеол. В легкие поступает кровь из вен, благодаря легочным артериям. Воздух проникает через дыхательные пути, обогащая органы дыхания необходимым кислородом. Клетки нуждаются в обеспечении кислородом, для того, чтобы проходил процесс регенерации, и поступали питательные вещества из крови, необходимые организму. Покрывает легкие — плевра, состоящая из двух лепестков, разделенных между собой полостью (плевральная полость).
К легким относится бронхиальное дерево, которое образуется путем раздвоения трахеи. Бронхи в свою очередь разделяются на более тонкие, таким образом, образуются сегментарные бронхи. Бронхиальное дерево заканчивается мешочками очень маленького размера. Эти мешочки — множество соединенных между собой альвеол. Альвеолы обеспечивают газообмен в дыхательной системе. Бронхи покрывает эпителий, который по своему строению напоминает реснички. Реснички выводят слизь к глоточной области. Продвижению способствует кашель. Бронхи имеют слизистую оболочку.
Трахея представляет собой трубку, соединяющую гортань и бронхи. Трахея имеет длину около 12-15 см. Трахея, в отличие от легких — непарный орган. Основная функция трахеи — проводить воздух в легкие, а также выводить его. Располагается трахея между шестым позвонком шеи и пятым позвонком грудного отдела. В конце трахея раздваивается на два бронха. Раздвоение трахеи получило название бифуркации. В начале трахеи к ней примыкает щитовидная железа. С задней стороны трахеи находится пищевод. Трахею покрывает слизистая оболочка, которая является основой, а также ее покрывает мышечно-хрящевая ткань, волокнистой структуры. Состоит трахея из 18-20 колец хрящевой ткани, благодаря которым трахея гибкая.
Гортань — орган дыхания, соединяющий трахею и глотку. В гортани находится голосовой аппарат. Гортань находится в районе 4-6 позвонков шеи и при помощи связок присоединена к подъязычной кости. Начало гортани в области глотки, а конец — раздвоение на две трахеи. Щитовидный, перстневидный и надгортанные хрящи составляют гортань. Это большие непарные хрящи. Также ее образуют малые парные хрящи: рожковидный, клиновидный, черпаловидный. Соединение суставов обеспечивается связками и суставами. Между хрящами находятся мембраны, выполняющие также функцию соединения.
Глотка представляет собой трубку, которая берет начало в полости носа. В глотке пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Глотку можно назвать звеном соединения носовой полости и полости рта, а также глотка соединяет гортань и пищевод. Находится глотка между основанием черепа и 5-7 позвонками шеи. Носовая полость является начальным отделом дыхательной системы. Состоит из наружного носа и носовых ходов. Функцией носовой полости является фильтрация воздуха, а также его очищение и увлажнение. Ротовая полость — это второй путь поступления воздуха в дыхательную систему человека. Полость рта имеет два отдела: задний и передний. Передний отдел также называют преддверием рта.
Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии, необходимой для их жизнедеятельности (т. н. клеточное, или тканевое, дыхание).
У одноклеточных животных и низших растений обмен газов при дыхании происходит путем диффузии через поверхность клеток, у высших растений — через межклетники, пронизывающие все их тело. У человека внешнее дыхание осуществляется специальными органами дыхания, а тканевое — обеспечивается кровью.
Газообмен между организмом и внешней средой обеспечивают органы дыхания.
Дыхательные органы свойственны животным организмам, получающим кислород из воздуха атмосферы (легкие, трахеи) или растворенный в воде (жабры).
Органы дыхания состоят из дыхательных путей и парных дыхательных органов — легких.
В зависимости от положения в теле дыхательные пути подразделяются на верхний и нижний отделы. Дыхательные пути представляют собой систему трубок, просвет которых формируется благодаря наличию в них костей и хрящей.
Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая содержит значительное количество желез, выделяющих слизь.
Проходя через дыхательные пути, воздух очищается и увлажняется, а также приобретает необходимую для легких температуру. Проходя через гортань, воздух играет важную роль в процессе формирования членораздельной речи у человека.
По дыхательным путям воздух поступает в легкие, где происходит газообмен между воздушной средой и кровью. Кровь отдает через легкие избыток двуокиси углерода и насыщается кислородом до нужной организму концентрации.
Верхние дыхательные пути
К верхним дыхательным путям относятся полость носа, носовая часть глотки, ротовая часть глотки.
Нос
Нос состоит из наружной части, которая формирует полость носа.
Наружный нос включает корень, спинку, верхушку и крылья носа.
Корень носа расположен в верхней части лица и отделен от лба переносьем. Боковые стороны носа по средней линии соединяются и образуют спинку носа. Книзу спинка носа переходит в верхушку носа, внизу крылья носа ограничивают ноздри. По средней линии ноздри разделены перепончатой частью носовой перегородки.
Наружная часть носа (наружный нос) имеет костный и хрящевой скелет, образованные костями черепа и несколькими хрящами.
Полость носа разделяется перегородкой носа на две симметричные части, открывающиеся впереди на лице ноздрями.
Сзади через хоаны полость носа сообщается с носовой частью глотки. Перегородка носа спереди перепончатая и хрящевая, а сзади костная.
Большая часть полости носа представлена носовыми ходами, с которыми сообщаются околоносовые пазухи (воздушные полости костей черепа). Различают верхний, средний и нижний носовые ходы, каждый из которых располагается под соответствующей носовой раковиной.
Верхний носовой ход сообщается с задними ячейками решетчатой кости.
Средний носовой ход сообщается с лобной пазухой, верхнечелюстной пазухой, средними и передними ячейками (пазухами) решетчатой кости.
Нижний носовой ход сообщается с нижним отверстием носослезного канала.
В слизистой оболочке носа выделяют обонятельную область — часть слизистой оболочки носа, покрывающую правую и левую верхние носовые раковины и часть средних, а также соответствующий им отдел носовой перегородки.
Остальная часть слизистой оболочки носа относится к дыхательной области. В обонятельной области находятся нервные клетки, воспринимающие пахучие вещества из вдыхаемого воздуха.
В передней части полости носа, называемом преддверием носа, находятся сальные, потовые железы и короткие жесткие волосы — вибрисы.
Кровоснабжение и лимфоотток полости носа
Слизистая оболочка полости носа кровоснабжается ветвями верхнечелюстной артерии, ветвями из глазной артерии.
Венозная кровь оттекает от слизистой оболочки по клиновиднонебной вене, впадающей в крыловидное сплетение.
Лимфатические сосуды от слизистой оболочки носа направляются к подчелюстным лимфоузлам и подбородочным лимфоузлам.
Иннервация слизистой оболочки носа
Чувствительная иннервация слизистой оболочки носа (передней части) осуществляется ветвями переднего решетчатого нерва из носоресничного нерва.
Задняя часть боковой стенки и перегородки носа иннервируется ветвями носонебного нерва и задними носовыми ветвями из верхнечелюстного нерва. Железы слизистой оболочки носа иннервируются из крылонебного узла, задними носовыми ветвями и носонебным нервом от вегетативного ядра промежуточного нерва (части лицевого нерва).
Глотка
Это участок пищеварительного канала человека; соединяет ротовую полость с пищеводом.
Из стенок глотки развиваются легкие, а также вилочковая, щитовидная и околощитовидная железы. Выполняет глотание и участвует в процессе дыхания.
Нижние дыхательные пути
К нижним дыхательным путям относятся — гортань, трахея и бронхи с внутрилегочными разветвлениями.
Гортань
Гортань выполняет функцию дыхания, голосообразования при членораздельной речи и функцию защиты нижних дыхательных путей от инородных тел.
Гортань занимает срединное положение в передней области шеи на уровне 4 — 7 шейного позвонков.
Гортань вверху подвешена к подъзячной кости, внизу соединяется с трахеей. У мужчин она образует возвышение — выступ гортани. Спереди гортань прикрыта пластинками шейной фасции и подъязычными мышцами.
Спереди и с боков гортань охватывают правая и левая доли щитовидной железы. Позади гортани располагается гортанная часть глотки.
Воздух из глотки попадает в полость гортани через вход в гортань, который ограничен спереди надгортанником, с боков — черпалонадгортанными складками, и сзади — черпаловидными хрящами.
Полость гортани условно делится на три отдела: преддверие гортани, межжелудочковый отдел и подголосовую полость.
В межжелудочковом отделе гортани находится речевой аппарат человека – голосовая щель. Ширина голосовой щели при спокойном дыхании равна 5 мм, при голосообразовании достигает 15 мм.
Слизистая оболочка гортани содержит много желез, выделения которых увлажняют голосовые складки. В области голосовых связок слизистая оболочка гортани не содержит желез. В подслизистой основе гортани располагается большое количество фиброзных и эластических волокон, которые образуют фиброзно-эластическую мембрану гортани.
Она состоит из двух частей: четырехугольной мембраны и эластического конуса. Четырехугольная мембрана залегает под слизистой оболочкой в верхнем отделе гортани и участвует в образовании стенки преддверия. Вверху она достигает черпалонадгортанных связок, а внизу ее свободный край образует правую и левую связки предддверия. Эти связки расположены в толще одноименных складок.
Эластический конус находится под слизистой оболочкой в нижнем отделе гортани.
Волокна эластического конуса начинаются от верхнего края дуги перстневидногот хряща в виде перстнещитовидной связки , уходят вверх и несколько кнаружи ( латерально) и прикрепляются спереди к внутренней поверхности щитовидного хряща ( около его угла), а сзади — к основанию и голосовым отросткам черпаловидных хрящей. Верхний свободный край эластического конуса утолщенный, натянут между щитовидным хрящом спереди и голосовыми отростками черпаловидных хрящей сзади, образуя на каждой стороне гортани ГОЛОСОВУЮ СВЯЗКУ ( правую и левую).
Мышцы гортани делятся на группы: расширители, суживатели голосовой щели и мышцы, напрягающие голосовые связки.
Голосовая щель расширяется только при сокращении одной мышцы.
Это парная мышца, начинается на задней поверхности пластинки перстневидного хряща, идет вверх и прикрепляется к мышечному отростку черпаловидного хряща. Суживают голосовую щель: латеральная перстнечерпаловидная, щиточерпаловидная, поперечная и косая черпаловидные мышцы.
К мышцам, натягивающим голосовые связки, относятся перстнещитовидная и голосовая.
Перстнещитовидная мышца (парная) начинается двумя пучками от передней поверхности дуги перстневидного хряща.
Мышца идет верх и крепится к нижнему краю и к нижнему рогу щитовидного хряща. При сокращении этой мышцы щитовидный хрящ наклоняется вперед и голосовые связки натягиваются ( напрягаются ).
Голосовая мышца — парная ( правая и левая ).
Каждая мышца располагается в толще соответствующей голосовой складки. Волокна мышцы вплетаются в голосовую связку, к которой эта мышца прилежит. Голосовая мышца начинается от внутренней поверхности угла щитовидного хряща, в его нижней части, и крепится к голосовому отростку черпаловидного хряща.
Сокращаясь, она напрягает голосовую связку. При сокращении части голосовой мышцы напрягается соответствующий участок голосовой связки.
Кровоснабжение и лимфоотток гортани
К гортани подходят ветви верхней гортанной артерии из верхней щитовидной артерии и ветви нижней гортанной артерии — из нижней щитовидной артерии. Венозная кровь оттекает по одноименным венам.
Лимфатические сосуды гортани впадают в глубокие шейные лимфатические узлы.
Иннервация гортани
Гортань иннервируется ветвями верхнего гортанного нерва.
При этом наружная его ветвь иннервирует перстнещитовидную мышцу, внутренняя — слизистую оболочку гортани выше голосовой щели. Нижний гортанный нерв иннервирует все остальные мышцы гортани и слизистую оболочку ее ниже голосовой щели. Оба нерва являются ветвями блуждающего нерва. К гортани подходят также гортанноглоточные ветви симпатического нерва.
Органы дыхательной системы человека
Дыхательная система человека представляет собой совокупность органов, выполняющих воздухопроводящую и газообменную функции. Состоит она из воздухоносных путей и парных дыхательных органов – легких. Соответственно расположению выделяют верхние и нижние дыхательные пути.
К верхним дыхательным путям относят полость носа, носовую и ротовую части глотки. К нижним дыхательным путям принадлежат гортань, трахея и бронхи. В воздухоносных путях происходит увлажнение, очищение, согревание воздуха, рецепция различных раздражителей и регуляция объема вдыхаемого воздуха.
Носовая полость
Полость носа разделена на правую и левую половины перегородкой, образованной перпендикулярной пластинкой решетчатой кости и сошником.
Сзади полость носа через отверстия – хоаны – сообщается с верхним отделом глотки – носоглоткой. На боковых стенках полости носа имеются три носовые раковины (верхняя, средняя и нижняя), между которыми расположены носовые ходы (верхний, средний и нижний). Верхние носовые раковины и верхняя часть перегородки называются обонятельной областью, а нижние и средние раковины – дыхательной областью.
Спереди носовая полость открывается грушевидными отверстиями.
Гортань
Гортань располагается в передней части шеи, ниже подъязычной кости, на уровне IV-VI шейных позвонков.
Сзади гортани находится гортанная часть глотки. Скелетом гортани служат хрящи: щитовидный, перстневидный, надгортанник, черпаловидные, рожковидные, клиновидные и зерновидные. Надгортанник закрывает вход в гортань во время глотания. Внутри гортани лежат голосовые связки. Промежуток между ними называется голосовой щелью. Размер щели изменяется при дыхании и во время разговора.
В основе голосообразования лежат колебания голосовых связок воздухом, поступающим под давлением из легких. Тембр и звучность голоса модулируются сокращением мышц гортани, изменяющими размер голосовой щели и степень натяжения связок.
Трахея
Трахея простирается от нижнего края VI шейного позвонка до верхнего края V грудного позвонка.
Трахея имеет скелет в виде 16-20 хрящевых полуколец, не замкнутых сзади. Изнутри она выстлана слизистой оболочкой, состоящей из реснитчатого эпителия, который при вдохе образует барьер вдыхаемому воздуху, а при выдохе располагается горизонтально вдоль трахеи.
Бронхи
Главные бронхи (левый и правый) образуются в результате раздвоения трахеи на уровне V грудного позвонка. Это место называется бифуркацией трахеи.
Каждый бронх направляется вниз и латерально, вступая в корень соответствующего легкого. От главных бронхов отходят долевые бронхи, причем в левом легком два долевых бронха, а в правом – три.
В результате дихотомического деления каждый долевой бронх делится на терминальные, а затем на респираторные бронхиолы.
Легкие
Легкие расположены в грудной полости: они окружены стенками грудной клетки и отделены диафрагмой от брюшной полости.
В каждом легком выделяют верхушку и основание. Легкие имеют три поверхности: реберную, диафрагмальную и средостенную. На средостенной поверхности располагаются ворота легкого, через которые в легкое входят главный бронх и легочная артерия, а выходят две легочные вены и лимфатические сосуды.
Бронхи, сосуды и нервы образуют корень легкого. Каждое легкое разделено на доли, причем правое имеет три доли (верхнюю, среднюю и нижнюю), а левое – две (верхнюю и нижнюю).
Структурно-функциональной единицей легкого является ацинус. В состав ацинуса входят: одна терминальная бронхиола, несколько респираторных бронхиол, множество альвеолярных ходов и альвеол. Между правым и левым легкими располагается комплекс органов, который называется средостением.
Плевра
Плевра – это серозная оболочка, которая покрывает легкие со всех сторон и имеет два листка: пристеночный и легочный. Между этими листками имеется полость, называемая плевральной. Она заполненная плевральной жидкостью, функция которой заключается в снижении силы трения при экскурсии легких во время акта дыхания.
Легочные объемы и емкости
- 1. Дыхательный объем (ДО) = 500 мл
- 2. Резервный объем вдоха (РО вдоха) = 1500-2500мл
- 3. Резервный объем выдоха (РО выдоха) = 1000 мл
- 4. Остаточный объем (ОО) = 1000-1500 мл
- 5. Общая емкость легких (ОЕЛ) = 4-6 л
- 6. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) = 3,5-5 л
- 7. Функциональная остаточная емкость легких (ФОЕ) = 2-3 л
- 8. Емкость вдоха (ЕВ) = 2-3 л
Основные показатели вентиляции
- 1. Частота дыхания (ЧД) = 12-15/мин
- 2. Минутный объем дыхания (МОД) = 6-9 л
- 3. Объем анатомического мертвого пространства (МП) = 140 мл
Функции органов дыхательной системы человека
Дыхательная система человека совокупность органов, обеспечивающих в организме человека внешнее дыхание, или обмен газов между кровью и внешней средой и ряд других функций.
Газообмен выполняется лгкими, и в норме направлен на поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа.
Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.
Главными органами дыхательной системы являются лёгкие.
Легкие расположены в грудной полости в окружении костей и мышц грудной клетки. Легкие обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразного продукта жизнедеятельности углекислого газа. Атмосферный воздух поступает в легкие и выводится из них благодаря системе трубок, называемых дыхательными путями. Выделяют верхние и нижние дыхательные пути. Переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани.
Система верхних дыхательных путей состоит из носа, носоглотки и ротоглотки, а также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани, трахей, бронхов, бронхиол, альвеол.
Дыхательная система (systema respiratorium) человека обеспечивает снабжение организма кислородом и выведение из него углекислого газа.
Органы дыхания включают в себя дыхательные пути (полость носа, верхние отделы глотки, гортань, трахея, бронхи) и легкие – орган, где происходит газообмен.
В легких находится около 5л воздуха, из них примерно 1,5 л составляет остаточный воздух, не удаляемый даже при глубоком выдохе. В покое человек вдыхает и выдыхает примерно 500мл воздуха. Объем максимально выдыхаемого воздуха после максимального вдоха называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) и составляет примерно 3500мл.
У тренированных спортсменов этот показатель значительно выше. Число вдохов в покое составляет 18-20 в минуту. У спортсменов этот показатель значительно ниже 10-14 в минуту.
Дыхательные пути делятся на верхние (носовая полость, верхние отделы глотки) и нижние (горнань, трахея, бронхи).
Дыхательные пути, благодаря наличию в них костной или хрящевой основы, имеют плотные неспадающие стенки, поэтому воздух свободно проходит в легкие и обратно.
Изнутри дыхательные пути выстланы слизистой оболочкой, эпителий которой снабжен движущимися (мерцающими) ресничками. Реснички увлажнены секретом желез слизистой оболочки.
Движение ресничек способствует удалению осевших на них частиц пыли. Благодаря большому количеству кровеносных сосудов в подслизистой ткани носовой полости проходящий воздух быстро согревается.
Дополнительными приспособлениями для вентиляции воздухаслужат придаточные (параназальные) пазухи, слизистая оболочка которых является продолжением слизистой оболочки полости носа.
Дыхательная система, кроме того, выполняет и другие функции.
Так, в полости носа находится обонятельная область, участвующая в восприятии запахов; гортань является органом голосообразования, а через легкие выделяются водяные пары и некоторые другие вещества.
Органы дыхания включают в себя дыхательные пути (полость носа, верхние отделы глотки, гортань, трахея, бронхи) и легкие – органы, где происходит газообмен.
Дыхательные пути, в свою очередь, делятся на верхние (носовая полость, верхние отделы глотки) и нижние (гортань, трахея, бронхи).
Изнутри все дыхательные пути выстланы слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием, реснички которого задерживают частицы пыли.
Слизистая оболочка, участвуя в очищении вдыхаемого воздуха, также согревает и увлажняет его в паранозальных пазухах.
Дыхательная система, кроме того, выполняет и другие функции:
- в полости носа находится обонятельная область, участвующая в восприятии запахов;
- гортань является органом голосообразования;
- через легкие выделяются водяные пары и некоторые другие вещества.