Что относится к верхним дыхательным путям

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА

• Морфология растений
• Зоология беспозвоночных
• Микробиология
• Биохимия
• Анатомия растений
• Зоология позвоночных
• Цитология и гистология
• Молекулярная биология
• Альгология и микология
• Физиология человека и животных
• Биология развития
• Генетика
• Физиология растений
• Анатомия человека
• Экология
• Биосистематика

Дыхательная система

Для нормального функционирования организма необходимо постоянное поступление кислорода к клеткам и удаление из окружающего их пространства углекислого газа. В крупных организмах газообмен за счет диффузии газов через поверхность тела невозможен, поэтому существуют специализированные органы, осуществляющие газообмен с внешней средой и системы транспорта газов к клеткам и тканям.

В организме человека дыхание включает 5 этапов:

• внешнее дыхание (осуществляет дыхательная система);
• газообмен между легкими и кровью;
• транспорт газов (осуществляет кровеносная система);
• газообмен между кровью и тканями;
• клеточное дыхание (осществляют митохондрии).

Дыхательная система включает в себя верхние и нижние дыхательные пути, границей между которой служит место пересечения с пищеварительным трактом (рис. 1а). К верхним дыхательным путям относят полость носа, носоглотку и ротоглотку. От гортани начинаются нижние дыхательные пути, которые продолжаются в трахею, бронхи, бронхиолы и альвеолы легких.

Рис. 1. Строение дыхательной системы (а) и рентгенографический снимок грудной клетки (б).

В носовой полости происходит обогрев или охлаждение воздуха. Носовая слизь, покрывающая эпителий носовой полости обеспечивает обеззараживание, очищение от пыли и увлажнение воздуха. Кроме того, содержащиеся в эпителии обонятельные рецепторы осуществляют контроль качества воздуха. Например, при резком неприятном запахе происходит резкое рефлекторное прекращение вдоха и задержка дыхания. Чиханье также является защитным рефлексом, предназначенным для удаления пыли и инородных частиц из верхних дыхательных путей.

Через носоглотку и ротоглотку воздух перемещается в легкие. Здесь происходит пересечение дыхательного и пищеварительного тракта. Преимуществом такого расположения является то, что в случае невозможности сделать вдох через нос (травма носа, насморк), можно вдохнуть через рот. С другой стороны, необходимы системы, препятствующие проникновению пищи и воды в дыхательный тракт. Такую защиту выполняет надгортанный хрящ (надгортанник), который прикрывает нижние дыхательные пути при глотании. В случае попадения инородных частиц в нижние дыхательные пути, для их очистки рефлекторно запускается кашель.

Каркас гортани состоит из хрящей, на которых располагается голосовой аппарат. К черпаловидным и щитовидному хрящам прикрепляются голосовые связки. При сокращении внутренних мышц гортани меняется степень натяжения голосовых связок и форма голосовой щели. При выдохе голосовые связки вибрируют и образуют звук, таким образом получаются гласные звуки (рис. 2). Во время полового созревания у мальчиков происходит утолщение хрящей и изгибание щитовидного хряща, благодаря чему увеличивается ширина голосовой щели, удлиняются связки и голос грубеет.

Рис. 2. Строение и эндоскопическая фотография голосовых связок.

Трахея – это трубка, длиной 11-13 см, стенка которой армирована хрящевыми полукольцами (гиалиновый хрящ), так как сзади к трахее примыкает пищевод, и полные кольца мешали бы продвижению пищи. Стенка трахеи состоит из слизистой оболочки (ресничный эпителий с бокаловидными железами), подслизистой оболочки (соединительная ткань), хряща и адвентиции (соединительная ткань). В местах отсутствия хряща могут находиться гладкомышечные волокна.

Трахея делится на правый и левый бронхи, а те – на долевые бронхи. Правое легкое состоит из 3 долей, а левое – из 2. Бронхи имеют меньший диаметр, по сравнению с трахеей. Их стенка похожа на стенку трахеи, однако, она тоньше и имеет полные кольца. Бронхи ветвятся и образуют тонкие бронхиолы, стенка которых не содержит хрящевых колец и содержит гладкомышечные клетки. Бронхиолы продолжают ветвиться и образуют дыхательные бронхиолы, на которых имеются вздутия, или альвеолы (рис. 3).

Рис. 3. Строение (а) и гистологический срез (б) бронхиол и альвеол. Источник http://www.tryphonov.ru/tryphonov2/terms2/acinl.htm и http://medicalplanet.su/gistologia/alveoli.html

Стенка дыхательных бронхиол и альвеол состоит из одного слоя альвеолоцитов. Респираторные альвеолоциты (АI) – это плоские клетки, через которые осуществляется газообмен. Они занимают около 90% площади поверхности легких. Гранулярные альвеолоциты (АII) имеют хорошо развитые ядро и органеллы. Они выделяют сурфактант – вещество, которое снимает поверхностное натяжение воды и препятствуют спадению стенок альвеол.

Рис. 4. Строение стенки альвеол и капилляров. АI –респираторные альвеолоциты, АII – гранулярные альвеолоциты.

Благодаря многократному ветвлению бронхов и бронхиол в легких, площадь поверхности и газообмена в легких достигает 80-100 м 2 .

Автоматию и регуляцию дыхания обеспечивают нервные центры продолговатого мозга. Вегетативная нервная система регулирует ширину просвета бронхов и бронхиол.

Поскольку стенки альвеол не имеют мышц и не способны активно сокращаться, изменение объема легких происходит за счет изменения объема грудной клетки. Легкие расположены в грудной полости герметично. Наружная часть легких и внутренняя поверхность грудной клетки покрыты плевральными листами, между которыми расположена плевральная жидкость. Сокращение межреберных мышц приводит к поднятию грудной клетки, а диафрагмы – к ее уплощению. В результате – увеличивается объем грудной клетки, а вместе с ней – легких (рис. 5). При интенсивном вдохе и выдохе могут дополнительно быть задействоваваны мышцы брюшного пресса и верхних конечностей.

Рис. 5. Движение мышц и изменение объема грудной клетки в процессе дыхания.

В спокойном состоянии человек вдыхает и выдыхает около 16 раз в минуту 0,5 литров воздуха, и этот объем называют дыхтельным (ДО). Объем воздуха, который человек может дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха называют резервным объемом вдоха (РО_вд), и он равен 1,5-2 л. Объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха, называют резервным объемом выдоха (РО_выд). Он составляет около 1-1,5л. Объем, который можно выдохнуть после максимального вдоха, называют жизненной емкостью легких (ЖЕЛ), она составляет 3-6 л. После максимального выдоха в легких остается примерно 1,5 л воздуха, это остаточный объем легких (ООЛ), и его невозможно выдохнуть. Если просуммировать ЖЕЛ и ООЛ, получим общую емкость легких (ОЕЛ) (рис. 6).

Воздухоносные пути

Воздухоносные пути — система полостей, по которым воздух перемещается из внешней среды в легкие. В самих воздухоносных путях газообмена не происходит: он идет только в легких. К воздухоносным путям относятся: носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи. Мы изучим их строение и функции в данной статье.

Носовая полость

Начало дыхательного тракта, воздушный канал, в котором располагаются органы обоняния. Во время вдоха воздух поступает в носовую полость через ноздри — парные передние отверстия, пройдя через носовые ходы, выходит в полость глотки (носоглотку) через хоаны.

Полость носа покрывает мерцательный эпителий с ресничками, которые способствуют очищению воздуха от пылевых частиц. Во вдыхаемом воздухе присутствует большое количество микробов, поэтому в носовой полости постоянно идет их обезвреживание за счет лейкоцитов, которые мигрируют из капилляров в полость носа, где фагоцитируют бактерии.

В верхней части носовой полости расположен орган обоняния, с помощью которого человек различает запахи. Стенки полости носа оплетены густой сетью капилляров, благодаря которым поступающий воздух согревается. Выделяемая в носовой полости слизь способствует увлажнению воздуха.

В результате увлажненный, согретый и очищенный воздух через хоаны движется в глотку и достигает гортани.

Гортань

Гортань представляет собой не только воздухоносный путь, но и голосовой аппарат. Стенка гортани образована хрящами: спереди — надгортанник, щитовидный и перстневидный хрящи, сзади располагаются остальные 3 пары хрящей.

В гортани находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Голосовая щель находится между связками, при колебании которых во время выдоха и возникает звук.

В ходе привычного дыхания (при молчании) голосовая щель широкая, треугольной формы. При разговоре голосовая щель сужается, и голосовые связки начинают колебаться. Такие изменения связаны с работой мышц гортани, которые, сокращаясь, меняют положение хрящей, в результате меняется положение голосовых связок и ширина голосовой щели.

В формировании членораздельной речи участвует не только гортань, а также щеки, губы, язык, мягкое небо и околоносовые пазухи. В период полового созревания под влиянием гормонов у мужчин утолщаются голосовые связки, что приводит к понижению тембра голоса: голос меняется (мутирует — от лат. mutatio — изменение).

В период полового созревания у мальчиков появляется выступ на передней части шеи — кадык. Это происходит из-за утолщения щитовидного хряща, которое обусловлено действием половых гормонов.

Обращаю ваше особое внимание на надгортанник, который закрывает вход в гортань во время глотания. Если бы этого не происходило, то частицы пищи попадали бы в дыхательную систему, вызывая сильный кашель. Каждый из нас, вероятно, во время разговора за приемом пищи ощущал оплошность такой беседы, начинал поперхиваться, кашлять.

Теперь вы понимаете, что бессмысленно винить в произошедшем надгортанник. Он может быть в двух положениях: либо закрыть вход в гортань (когда мы едим), либо открыть (во время разговора). Если мы хотим всего и сразу, то надгортанник здесь ответственность не несет! 😉

Трахея

Ниже гортани располагается трахея — трубка длиной 15-20 см, состоящая из хрящевых полуколец. Сзади к трахее прилежит пищевод. Слизистая оболочка трахеи выполняет защитную функцию за счет наличия лимфоидной ткани, а слизь, покрывающая стенки трахеи, увлажняет проходящий в ней воздух.

Мерцательный эпителий покрывает стенку трахеи и выполняет ту же функцию, что и в носовой полости: очищает воздух от пылевых частиц. Биением ресничек эти инородные частицы направляются обратно, к выходу из дыхательных путей.

Трахея делится на два главных бронха: правый и левый, направляющиеся к одноименным легким.

Бронхи

Правый и левый главные бронхи входят в соответствующие легкие, где многократно ветвятся. Анатомически правый бронх короче и шире левого, поэтому инородные тела с большей вероятностью попадают в правый бронх. Стенка бронхов отчасти напоминает стенку трахеи: она содержит хрящевые кольца (у трахеи — полукольца), которые не дают бронхам спадаться.

Главные бронхи делятся на долевые, которые делятся на сегментарные, сегментарные делятся на мелкие бронхиолы еще 10-15 раз. В результате образуется разветвленное бронхиальное дерево.

Ветвятся бронхи много раз, но, само собой, в какой-то момент ветвление прекращается. Бронхи заканчиваются конечными респираторными бронхиолами, стенки которых лишены хрящей. С этих респираторных бронхиол и начинается структурно-функциональная единица легкого — ацинус.

От респираторных бронхиол начинаются альвеолярные ходы с мешочками, на стенках которых и расположены альвеолы. Альвеола (от лат. alveolus — ячейка) — структура в виде пузырька, составляющая респираторные отделы в легком и участвующая в дыхании. Всего в легких насчитывается около 300 млн. альвеол, а их общая поверхность достигает 140 м 2 — примерно в 70 раз больше площади тела человека.

Почти всю поверхность альвеол занимают альвеолоциты I порядка (1-ого типа) — респираторные альвеолоциты. Именно через их мембрану происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.

Альвеолоциты II порядка (2-ого типа) секретируют сурфактант — поверхностно-активное вещество, необходимое для нормальной функции альвеол. Сурфактант препятствует спадению альвеол и их пересыханию, кроме того сурфактант участвует в образовании аэрогематического барьера.

Заболевания

Ларингит (от др.-греч. λάρυγξ — гортань) — воспаление слизистых оболочек гортани и голосовых связок.

Хронический ларингит — болезнь учителей, дикторов, певцов — развивается у тех, кто по роду своей деятельности вынужден длительно перенапрягать голосовые связки. Сопровождается першением в горле, кашлем, голос может ослабевать вплоть до полного исчезновения, иногда бывает затруднено дыхание.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Как работает дыхательная система? Просто о сложном

Эволюционно сложилось так, что для жизнедеятельности человека необходим кислород. Как доставить его к органам и тканям? Сегодня говорим о дыхательной системе и особенностях её функционирования.

Как всё устроено?

Дыхательная система представлена целым рядом анатомических образований. Классификационно их подразделяют на дыхательные пути (верхние и нижние) и дыхательные органы. Верхние дыхательные пути — это полость носа, носовая и ротовая часть глотки. Нижние — гортань, трахея и бронхи. К дыхательным органам относят легкие. В обиходе и по факту, говоря об органах дыхания человека, могут подразумеваться отдельные анатомические образования и дыхательных путей. Например, гортань, трахея — это не только часть нижних дыхательных путей, но и самостоятельные органы.

Воздух попадает в легкие не сам по себе, туда его необходимо «втянуть», что и происходит в процессе вдоха. В этом участвуют диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы. Во время вдоха диафрагма несколько уплощается, грудная клетка расширяется, что обеспечивается поступательное движение воздуха в дыхательные пути и легкие.

Пройдя весь путь от ноздрей до конечных разветвлений бронхиального дерева, воздух попадает в замкнутые «пузырьки» — альвеолы. Они и составляют основную функциональную часть легких.

Но как кислороду дойти до конечных целей — органов? Снаружи альвеола покрыта сетью мелких кровеносных сосудов, по которым непрерывно течет кровь. Одна из разновидностей клеток крови — эритроциты, заполненные веществом гемоглобином. Именно он и осуществляет перенос газов в организме.

Кислород из альвеолярного воздуха «просачивается» в кровь, где «захватывается» гемоглобином. При этом в альвеолу поступает углекислый газ — продукт жизнедеятельности клеток. Обогатившиеся кислородом эритроциты разносят его по организму, а углекислый газ выделяется во внешнюю среду путем выдоха. В отличие от вдоха — всегда активного процесса — выдох пассивен, но при необходимости может быть и активным. В активном выдохе также участвуют мышцы — внутренние межреберные и мышцы брюшной стенки.

Определенную роль в процессе дыхания играет отрицательное внутриплевральное давление.

Процесс дыхания человека сложен и регулируется различными способами. Рассмотрим некоторые из них.

За дыхание отвечает дыхательный центр — скопление нервных клеток в продолговатом мозге.

Поток нервных импульсов идет к мышцам, отвечающим за вдох, задавая им определенный размах движений. У дыхательного центра имеется автоматия: приблизительно раз в четыре секунды здесь возникает возбуждение, стимулирующее мышцы, обеспечивающие вдох. Затем оно сменяется торможением, мышцы вдоха расслабляются — происходит выдох. Ритмичная смена этих состояний — врожденное свойство.

Частота и глубина дыхания зависит от интенсивности процессов окисления, происходящих в организме. Физическая нагрузка приводит к увеличению поглощения кислорода и повышению концентрации в тканях и крови углекислого газа. Последний через кровь активирует работу дыхательного центра, и, как следствие, усиливается сокращение дыхательных мышц. Это позволяет быстрее удалить избыток углекислого газа и восполнить недостаток кислорода.

Не на пользу телу: что вредит нашей дыхательной системе?

Человек сформировался в условиях с определенным содержанием кислорода. Однако для оптимального процесса дыхания необходимо не только само его наличие, но и определенные характеристики вдыхаемого воздуха. Их обеспечивают наши дыхательные пути, поэтому к легким — в норме — поступает очищенный, увлажненный и согретый воздух.

На любой из этих параметров могут воздействовать изменения окружающей среды.

Чистота. Пыль различного происхождения, выхлопные газы автомобилей, выбросы вредных веществ в атмосферу, табачный дым, шерсть животных, пыльца растений. Список можно было бы продолжить.

Увлажненность. Наверняка многим знакомо чувство сухости и першения в горле в помещениях в зимнее время года, особенно поутру. Причина до банальности проста: отопление в квартирах и домах пересушивает воздух, который затем сушит слизистые оболочки дыхательных путей. В результате повышается восприимчивость их к инфекции.

Читайте материал по теме: Чем отличаются ОРВИ и ОРЗ?

Низкая температура. Дышать через нос, а не через рот, советуют не просто так: помимо очищения и увлажнения, слизистая носовой полости согревает проходящий транзитом воздух.

Среди других факторов, способных нанести вред нашим органам дыхания — многочисленные инфекции. ОРВИ, бактерии, грибки — все эти представители микромира способны вызывать различные заболевания.

Когда дышать тяжело. Что говорит статистика?

Пневмония, острый ларингит, трахеит и бронхит. По данным министерства здравоохранения РФ наиболее распространенные заболевания среди взрослых связаны с дыхательной системой.

Сохраняют актуальность бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), рак и туберкулез легких.

А над нами — километры воды, а над нами бьют хвостами киты…

Сколько воздуха в день вдыхает человек?

Давайте посчитаем. В норме в покое объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого взрослым человеком при одном дыхательном цикле, составляет 500 мл, а частота дыхания у него — от 16 до 20 (во время сна — до 12). Таким образом, в покое в минуту человек вдыхает от 8 литров воздуха, а в течение суток — около 11 500 литров (с поправками на частоту дыхания во время сна — соответственно меньше).

Сколько человек может не дышать?

Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Находится ли человек в покое или двигается? Какова температура окружающей среды? И т.д.

Итак, сколько может не дышать человек? Диапазон колебаний составляет от менее чем 1 минуты до нескольких минут. Один из мировых рекордов принадлежит датскому ныряльщику Стигу Северинсену — 22 минуты. Правда, перед своей попыткой он почти 20 минут активно дышал чистым кислородом. Ткани организма обогатились этим газом и одновременно снизилось содержание углекислоты.

Критичен не только дефицит кислорода, но и избыток углекислого газа. При невозможности организма избавиться от углекислоты через легкие, начинает увеличиваться ее содержание в крови. Возможно нарушение ориентации, спазмы в мышцах, учащенное сердцебиение, потеря сознания и смерть.

Что будет, если часто задерживать дыхание?

Исходя из описанного выше, в зависимости от частоты и длительности задержек в организме может постепенно накапливаться углекислый газ. При выходе его за границы нормы и сравнительно длительном сохранении этого состояния возможны пагубные влияния на здоровье.

Обычно после ощутимой задержки дыхания и закономерном повышении уровня углекислоты отмечается углубление дыхания: организм удаляет ее избыток и стремится получить кислород.

Лечебное дыхание

На пользу стройности

Существуют методики для похудения, основанные на различных способах дыхания — например бодифлекс, оксисайз.

Можно ли похудеть, употребляя супы? Рассказывает врач-терапевт и диетолог «Клиника Эксперт Ставрополь» Мальцева Валентина Сергеевна

Один из примеров — дыхание по типу «брюшного» дыхания, т.е. при вдохе живот выпячивается, при выдохе — втягивается.

Мнения ученых по поводу снижения веса с помощью только дыхательных упражнения противоречивы. Кроме того, необходимо помнить, что слишком глубокие вдохи и выдохи могут нарушить равновесие между кислородом и углекислым газом. Это может вызвать головокружение, а у кого-то и обморок.

Поэтому перед началом такой практики необходимо посоветоваться с врачом, в том числе и особенно если имеются какие-то проблемы со здоровьем.

Вдох, выдох, покой

Взволнованы? Понервничали? «Нужно сделать глубокий вдох и успокоиться». Знакомая мысль? А может кто-то давал вам такой совет.

Как оказалось, эта техника не только «работает», но и имеет под собой материальную основу. Ученым удалось установить (правда, пока на мышах), что в головном мозге имеются нервные клетки, связанные как с областями, регулирующими дыхание, так и анализирующими психологическое состояние.

Схема работает примерно так. Когда организм эмоционально возбуждается, обнаруженные клетки передают сигналы на нейроны, учащающие дыхание. Однако, как оказалось, работает система и в обратном направлении. Иными словами, если начать дышать чаще, то мозг может возбуждаться. Отсюда напрашивается вывод, почему глубокое замедленное дыхание может успокаивать.

Как дышать, чтобы быстро уснуть?

Существует методика, основанная на практиках йогов. Разработал ее доктор Эндрю Уейл (Andrew Weil). Техника называется «4-7-8» и выполняется следующим образом:

— поместите кончик языка на слизистую оболочку сразу за верхними передними зубами (с внутренней стороны) и держите его там на протяжении всего упражнения;

— полностью выдохните через рот со свистящим звуком;

— закройте рот и спокойно вдохните через нос, досчитав про себя до четырех;

— задержите дыхание, посчитав мысленно до семи;

— полностью выдохните через рот, издавая свистящий звук, посчитав до восьми.

Это одно дыхание. Теперь повторите цикл еще три раза.

Если вам сложно задерживать дыхание, вы можете ускорить упражнение, но придерживайтесь соотношения 4:7:8 для трех фаз. Выполняйте упражнение дважды в день.

Метод относится к альтернативным методам лечения и, возможно, не проверялся с точки зрения принципов доказательной медицины.

Сохраняем здоровье

Как же сохранить здоровье дыхательной системы? С учетом неблагоприятных факторов, которые могут влиять на ее состояние, целесообразны достаточная физическая активность — в идеале на свежем воздухе; регулярное проветривание помещений; увлажнение воздуха; избавление от вредных привычек (курение); использование во время работы, связанной с профессиональными вредностями, индивидуальных средств защиты (маски, респираторы).

Важна профилактика респираторных инфекций, а также своевременное лечение любых заболеваний органов дыхания.

Необходимо обязательно проходить плановые диспансеризации и профосмотры с выполнением флюорографии с частотой, предусмотренной ими.

Текст: Энвер Алиев

Верхние дыхательные пути

Включают наружный нос, полость носа и глотку. Из внешней среды воздух попадает в полость носа, которая имеет сложный внутренний рельеф и разделена на две половины вертикальной перегородкой. На боковых стенках полости носа в передне-заднем направлении расположены тонкие костные пластинки — раковины, которые разделяют носовую полость на верхний, средний и нижний носовые ходы (рис. 4.1.2).

Рис. 4.1.2. Верхние дыхательные пути человека [11]

Благодаря наличию раковин воздушный поток разделяется. Основная часть вдыхаемого воздуха направляется в нижние и средние ходы носа. При встрече с раковинами в воздушном потоке возникают завихрения (турбулентность). Крупные инородные частицы, содержащиеся в воздухе, прилипают к покрытой слоем слизи слизистой оболочке носа.

На наружной поверхности слизистой оболочки носа расположен мерцательный эпителий, в каждой клетке которого имеется около 200 ресничек. Эти реснички постоянно колеблются, направляя слизь и содержащиеся в ней частицы вниз — в глотку. Кроме того, в слизистой оболочке носовых ходов находятся рецепторы, импульсы от которых через афферентные волокна тройничного нерва (V пара) и продолговатый мозг вызывают чихательный рефлекс.

Меньшая часть воздушного потока направляется в верхний носовой ход, где располагается основная часть обонятельной мембраны Ообонятельная область) (рис. 4.1.3. Микроструктурная организация обонятельной выстилки С^Л). Помимо верхнего отдела обонятельные рецепторы частично расположены в средней раковине и перегородке полости носа.

Структурами обонятельных клеток, непосредственно реагирующими на пахучие вещества, являются обонятельные жгутики (волоски). Для ощущения запаха химическое вещество (одорант) должно обязательно диффундировать в слизь, где располагается сенсорная обонятельная сеть. Слизь играет важную роль в восприятии одорантов, поскольку является ведущим фактором, определяющим интенсивность и качество запаха.

В обонятельной области располагаются рецепторные (вомеро- назальные) клетки, которые специализируются на восприятии феромонов. Эти клетки посылают сигналы в центры гипоталамуса, влияя на половое и репродуктивное поведение человека.

Благодаря наличию большого количества кровеносных сосудов в слизистой оболочке полости носа температура вдыхаемого внутри быстро приближается к температуре внутренней среды организма. У новорожденных этот процесс несовершенен, поскольку сосудистая сеть слизистой оболочки полости носа окончательно формируется в пубертатном периоде индивидуального развития человека.

Вокруг носовой полости внутри костей расположены дополнительные полости — пазухи. Они сообщаются с внешней средой через нос. Пазухи выполняют резонаторную функцию при образовании звуков, а также уменьшают массу лицевого черепа, сохраняя при этом его прочность.

Нижние дыхательные пути. Включают гортань, трахею, бронхи. Гортань. Помимо проведения воздуха участвует в голосообразовании (фонации). Именно последняя функция является определяющей в строении гортани.

Основу гортани составляют хрящи, обеспечивающие относительное постоянство ее формы. От глотки гортань отделяет надгортанник — непарный хрящ. Он, закрывая вход в гортань, защищает расположенные ниже дыхательные пути от попадания крупных инородных частиц при глотании. Другие крупные хрящи образуют подвижные соединения — суставы. При сокращении мышц гортани хрящи изменяют свое положение и, соответственно, меняется ее просвет (рис. 4.1.4).

Рис. 4.1.4. Поперечный разрез гортани (вид сзади):

I — преддверие гортани; II — промежуточная часть; III — подголосовая полость;

7 — надгортанник; 2 — щитовидный хрящ; 3 — преддверная складка; 4 — желудочек гортани; 5 — голосовая мышца; 6 — перстнещитовидная мышца; 7 — перстневидный хрящ; 8 — хрящ трахеи; 9 — голосовая складка [6]

На внутренней поверхности гортани расположены голосовые складки. Голосовые складки в основе своей имеют связки, размещенные под слизистой оболочкой и прикрепленные к хрящам гортани. При движении хрящей меняется их натяжение. Изменение просвета межголосовой щели и натяжение голосовых связок является основой звукообразования.

Внутренняя поверхность гортани выстлана слизистой оболочкой с эпителием (за исключением голосовых связок), содержащим мерцательные клетки. В подслизистом слое располагаются белково-слизистые железы, обеспечивающие увлажнение полости гортани, а также лимфатические фолликулы. Реснички мерцательного эпителия благодаря локомоциям обеспечивают дренаж слизи и инородных веществ из гортани вверх — в глотку.

Слизистая оболочка гортани обладает высокой чувствительностью к прикосновению чужеродных частиц, а также к едким газообразным химическим раздражителям (диоксид серы, хлор и др.). Афферентные импульсы от рецепторов слизистой оболочки гортани по блуждающим нервам (X пара) направляются в продолговатый мозг и возбуждают кашлевой рефлекс. С импульсно выходящим воздухом при кашле, как правило, удаляются не только вещества, раздражающие гортань, но и часть избыточной слизи (мокроты) бронхиального дерева.

Дыхательная трубка. Дыхательная трубка представляет собой трахею и бронхиальное дерево.

Суммарное поперечное сечение дыхательной трубки по направлению к респираторному отделу возрастает, а скорость движения воздуха по воздухоносным путям уменьшается. Наименьшее поперечное сечение в дыхательной трубке имеет трахея (2,5 см 2 ), а наибольшее — альвеолярные мешочки (11 800 см 2 ). Для сохранения неразрывности воздушной струи во время нормального дыхания скорость движения воздуха достигает наибольших значений (до 1 м • с 1 ) в трахее, в то время как в альвеолярных мешочках она снижается до 0,0002 м • с -1 . При такой низкой скорости воздушного потока газы в респираторном отделе перемещаются по законам диффузии, а не конвекции (как во всех предшествующих отделах).

Наибольшее сопротивление потоку воздуха в дыхательной трубке при нормальном дыхании оказывают широкие бронхиолы и бронхи, расположенные вблизи трахеи. Это обусловлено их несоизмеримо меньшим количеством по сравнению с числом параллельных терминальных бронхиол (порядка 6,5 • 10 4 ), через каждую из которых проходит небольшое количество воздуха.

Трахея и бронхи. Поддержание дыхательной трубки в открытом состоянии и беспрепятственное прохождение воздуха по ней обеспечивают упругие ткани, входящие в состав стенки трахеи и бронхов (рис. 4.1.5). От спадания трахею предохраняют хрящевые полукольца, встроенные в ее стенку. Благодаря наличию фиброзной ткани между кольцами и по задней стенке трахея сохраняет эластичность и подвижность, необходимые, например, при движении шеи или глотании.

Размеры хрящевых пластинок в последующих генерациях бронхов уменьшаются, а в бронхиолах диаметром менее 1,5 мм они уже отсутствуют. Упругость стенок мелких бронхиол не всегда обеспечивает неизменность просвета дыхательной трубки во время акта дыхания. Под влиянием сил, которые растягивают альвеолы, происходит расширение (но меньшее) и более крупных бронхиол. При форсированном выдохе и резком уменьшении размеров альвеол бронхиолы, лишенные хрящевых элементов в своей стенке, под действием сил воздушного потока могут спадаться.

Внутренняя поверхность слизистой оболочки трахеи и бронхов (как и полость носа и гортани) вплоть до терминальных бронхиол покрыта мерцательным эпителием, преимущественно бокаловидными и реснитчатыми клетками.

Рис. 4.1.5. Гортань, трахея и главные сегментарные бронхи

Бокаловидные клетки вырабатывают слизь, которая увлажняет поверхность бронхиального дерева и улавливает микрочастицы из воздушного потока. Слизь имеет свойства геля, характеризуется небольшой вязкостью и значительной эластичностью. Она содержит 96% воды и электролитов, а также гликопротеиды и молекулы белка (в том числе лизоцим и лактоферрин). Образование слизи секреторными клетками регулируется трансмембранным белком (CFTR), транспортирующим ионы С1

и Na + . Секреция слизи из желез находится под парасимпатическим (ацетилхолин), симпатическим (норадреналин и адреналин) и пептидергическим (VIР) контролем. На интенсивность выделения слизи железами эпителия дыхательной трубки влияют внешние факторы — температура и влажность вдыхаемого воздуха. В бронхах малого калибра железы, продуцирующие слизь, отсутствуют.

Реснитчатые клетки за счет постоянных движений приводят слой слизи в движение со скоростью несколько миллиметров в 1 мин по направлению к глотке. Наименьшая скорость движения слизи в бронхах, в трахее она возрастает в 20—40 раз. Реснитчатые клетки имеют многочисленные рецепторы (цитокинов, гистамина, брадики- нина, аденозина, глюкокортикоидов, (3₂-адренорецепторы и М₃-холи- норецепторы). Изменение функциональной активности рецепторов влияет на интенсивность локомоций ресничек и скорость движения слизи (бронхиальный дренаж). При активации (3₂-адренорецепторов и М₃-холинорецепторов интенсивность ионного транспорта в эпителии и частота биения ресничек возрастают. Время выведения инородных частиц из бронхиального дерева легких составляет от 1 до 24

ч. У пожилых людей этот процесс может занимать большее время.

Инородные частицы в воздухе, размер которых превышает 6 мкм, при вдохе, как правило, оседают на слизистой оболочке верхних отделов дыхательной трубки. Частицы, имеющие размер от 5 до 1 мкм, осаждаются в бронхиолах (угольная, силикатная пыль), а инородные тельца менее 0,5 мкм (табачный дым) — достигают альвеол и частично выводятся из легких с выдыхаемым воздухом.

По ходу ветвления и уменьшения диаметра бронхов количество эластических волокон в слизистой оболочке нижних дыхательных путей возрастает, а ее толщина уменьшается. Количество гладкомышечных волокон в слизистой оболочке дыхательной трубки по направлению к альвеолам также увеличивается.

Мышечный слой слизистой оболочки бронхов состоит из гладкомышечных клеток, расположенных в виде двух противоположно направленных спиралей. Сокращение гладкомышечных клеток приводит к образованию продольных складок слизистой оболочки бронха. Стенки бронхиол почти целиком состоят из гладких мышц, за исключением самых конечных (респираторных бронхиол), в них мышечные элементы отсутствуют.

Наибольшее влияние на гладкие мышцы бронхов оказывают катехоламины, циркулирующие в крови. Стимуляция (3-адрено- рецепторов адреналином вызывает расслабление гладких мышц бронхов и приводит к выраженному расширению просвета бронхиального дерева. Расслабление гладких мышц бронхов возникает при активации Н₂-гистаминовых рецепторов, расположенных на эпителиальных клетках воздухоносных путей. Адренергические стимулы, опосредованные симпатической нервной системой, на мышечный тонус бронхиол оказывают слабое влияние.

Парасимпатические нервные импульсы (холинергические) вызывают умеренное повышение тонуса гладких мышц и сокращение бронхиол. Активация парасимпатических нервов может возникать рефлекторно с легких при раздражении эпителия самих дыхательных путей инородными веществами (дым, пыль и др.). Важная роль в сокращении бронхиол принадлежит веществам, которые образуются в самих легких — гистамину и медленнодействующей анафилактической субстанции. Эти биологически активные вещества высвобождаются при дегрануляции тучных клеток, расположенных в слизистой оболочке бронхиол, они играют важную роль в развитии аллергических приступов удушья.

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.

Органы дыхания

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.