Дихання – одна з найголовніших властивостей будь-якого живого організму. Його велике значення важко переоцінити. Про те, наскільки важливе нормальне дихання, людина замислюється лише тоді, коли воно несподівано утруднюється, наприклад, при застуді, що з'явилася. Якщо без їжі та води людина ще здатна жити деякий час, то без дихання – лічені секунди. За один день доросла людина робить понад 20 000 вдихів і стільки ж видихів.
Будова дихальної системи людини – яка вона, розберемо у цій статті.
Як людина дихає
Ця система – одна з найважливіших у людському організмі. Це ціла сукупність процесів, що відбуваються у певному взаємозв'язку та спрямованих на те, щоб організм отримував кисень з навколишнього середовища та виділяв вуглекислий газ. Що ж є дихання і як влаштовані органи дихання?
Органи дихання людини умовно поділяють на повітроносні шляхи та легені.
Головна роль перших – безперешкодна доставка повітря до легенів. Дихальні шляхи людини починаються з носа, але процес може відбуватися і через рот, якщо ніс закладений. Однак носове дихання краще, оскільки, проходячи через носову порожнину, повітря очищається, а якщо воно потрапляє через рот – ні.
У диханні виділяють три основні процеси:
- зовнішнє дихання;
- перенесення газів із кровотоком;
- внутрішнє (клітинне) дихання;
При вдиху через ніс чи рот повітря спочатку потрапляє у горлянку. Разом із гортанню та підрядними пазухами носа ці анатомічні порожнини відносяться до верхніх дихальних шляхів.
Нижні дихальні шляхи – це трахея, з'єднані з нею бронхи, і навіть легкі.
Усі разом вони утворюють єдину функціональну систему.
Наочно легше уявити її будову з допомогою схеми чи таблиці.
У процесі дихання відбувається руйнування молекул цукрів та виділяється діоксид вуглецю.
Процес дихання в організмі
Газообмін відбувається рахунок їх різної концентрації в альвеолах і капілярах. Називається такий процес дифузією. У легенях з альвеол до судин надходить кисень, а назад – вуглекислий газ. І альвеоли, і капіляри складаються з одношарового епітелію, що дозволяє газам легко проникати в них.
Транспорт газу до органів відбувається так: спочатку кисень по повітроносних шляхах потрапляє у легені. Коли повітря потрапляє в кровоносні судини, він утворює нестійкі з'єднання з гемоглобіном в еритроцитах, і разом із ним рухається до різних органів. Кисень легко від'єднується і потім потрапляє у клітини. Так само з'єднується з гемоглобіном вуглекислий газ і транспортується у зворотному напрямку.
Коли кисень доходить до клітин, він проникає спочатку міжклітинний простір, а потім безпосередньо в клітину.
Основна мета дихання – це утворення енергії у клітинах.
Парієтальна плевра, перикард і очеревина прикріплені до сухожилля діафрагми, а це означає, що при диханні відбувається тимчасове зміщення органів грудної та черевної порожнини.
При вдиху обсяг легень збільшується при видиху, відповідно зменшується. У стані спокою людина використовує лише 5 відсотків загального обсягу легких.
Функції дихальної системи
Основне її призначення – постачання організму киснем та виведення продуктів розпаду. Але функції дихальної системи можуть бути іншими.
У процесі дихання кисень постійно поглинається клітинами і водночас віддають вуглекислий газ. Проте слід зазначити, що органи дихальної системи також є учасниками інших важливих функцій організму, зокрема, беруть безпосередню участь у освіті звуків, а також нюху. Крім того, органи дихання беруть активну участь у процесі терморегуляції. Температура повітря, яке вдихає людина, безпосередньо впливає на температуру її тіла. Гази, що видихаються, знижують температуру тіла.
Видільні процеси також частково залучають органи дихальної системи. Відбувається також виділення деякої кількості водяної пари.
Будова органів дихання, органи дихання забезпечують також захисні сили організму, адже при проходженні повітря через верхні дихальні шляхи відбувається його часткове очищення.
У середньому людина за одну хвилину споживає близько 300 мл кисню та виділяє 200 г вуглекислого газу. Однак, якщо зростає фізичне навантаження, споживання кисню збільшується в рази. За одну годину людина здатна виділяти у зовнішнє середовище від 5 до 8 літрів вуглекислого газу. Також у процесі дихання з організму видаляються пил, аміак та сечовина.
Органи дихання приймають безпосередню участь у освіті звуків людської мови.
Органи дихання: опис
Усі органи дихання з'єднані між собою.
Ніс
Цей орган – як активний учасник процесу дихання. Він є також органом нюху. Саме з нього починається дихальний процес.
Носова порожнина поділяється на відділи. Класифікація їх така:
Ніс поділяється на кістковий та хрящовий відділи. Носова перегородка поділяє праву та ліву половини.
Зсередини порожнина покриває миготливий епітелій. Його основне призначення – очищення та зігрівання повітря, що надходить. В'язкий слиз, що знаходиться тут, має бактерицидні властивості. Її кількість різко збільшується з появою різних патологій.
У носовій порожнині є велика кількість дрібних венозних судин. При їх ушкодженні виникає кровотеча із носа.
Гортань
Гортань – вкрай важлива складова дихальної системи, розташована між глоткою та трахеєю. Вона являє собою хрящову освіту. Хрящі гортані бувають:
- Парні (черпалоподібні, ріжкоподібні, клиноподібні, зерноподібні).
- Непарні (щитовидний, перснеподібний та надгортанник).
У чоловіків місце з'єднання пластин щитовидного хряща сильно виступає. Вони утворюють так зване «адамове яблуко».
Суглоби органу забезпечують його рухливість. Гортань має багато різних зв'язок. Тут також знаходиться ціла група м'язів, що напружують голосові зв'язки. У гортані розташовані й самі голосові зв'язки, які беруть безпосередню участь у освіті мовних звуків.
Гортань утворена таким чином, що процес ковтання не заважає диханню. Розташована вона лише на рівні від четвертого до сьомого шийних хребців.
Трахея
Фактичне продовження гортані – трахея. За розташуванням відповідно органам у трахеї поділяють шийну та грудну частини. Позаду трахеї прилягає стравохід. Зовсім поруч із нею проходить судинно-нервовий пучок. У нього входять сонна артерія, блукаючий нерв і яремна вена.
Трахея розгалужується на дві сторони. Така точка поділу називається біфуркація. Задня стінка трахеї є сплощеною. Тут же знаходиться м'язова тканина. Її особливе розташування дозволяє трахеї бути рухомою при кашлі.Трахея так само, як і інші органи дихання, покрита особливою слизовою оболонкою – миготливим епітелієм.
Бронхі
Розгалуження трахеї веде до наступного парного органу – бронхів. Головні бронхи в області воріт поділяються на пайові. Правий головний бронх ширший і коротший за лівий.
Ці дві трубки далі проходять у легені. Вони розходяться тут більш дрібні частини – бронхіоли.
На кінці бронхіол знаходяться альвеоли. Це дрібні ходи, на кінці яких розташовані особливі мішечки. Саме вони обмінюються киснем та вуглекислим газом із дрібними кровоносними судинами. Альвеоли вистелені зсередини спеціальною речовиною. Вони підтримують їх поверхневий натяг, не дозволяючи альвеол злипатися. Загальна кількість альвеол у легенях – приблизно 700 млн.
Легкі
Безумовно, важливими є всі органи дихальної системи, проте найбільш значущими вважають легені. У них безпосередньо відбувається обмін кисню і вуглекислого газу.
Розташовані органи у грудній порожнині. Їхня поверхня вистелена спеціальною оболонкою, званою плеврою.
Права легеня менша від лівого в довжину на пару сантиметрів. Самі легкі м'язи не містять.
У легень розрізняють два відділи:
А також три поверхні: діафрагмальну, реберну та середостінну. Вони звернені відповідно до діафрагми, ребер, середостіння. Поверхні легені розділені краями. Реберну та середостінну області розділяє передній край. Нижній край відокремлює від області діафрагми. Кожна легеня ділиться на частки.
У правої легені їх три:
У лівого – лише дві: верхня та нижня. Між частками знаходяться міжчасткові поверхні. Обидва легені мають косу щілину. Вона поділяє частки у органі.У правої легені додатково є горизонтальна щілина, що розділяє верхню та середню частки.
Основа легені розширена, а верхня частина є звуженою. На внутрішній поверхні кожної частини є невеликі поглиблення, які називаються воротами. Через них проходять утворення, що створюють корінь легені. Тут проходять лімфатичні та кровоносні судини, бронхи. У правій легені це бронх, легенева вена, дві легеневі артерії. У лівому – бронх, легенева артерія, дві легеневі вени.
У передній частині лівої легені є невелике поглиблення – серцева вирізка. Знизу вона обмежена частиною, що називається язичком.
Захищає легені від зовнішніх ушкоджень грудна клітка. Грудна порожнина герметична, вона відокремлена від черевної порожнини.
Захворювання, пов'язані з легенями, дуже впливають на загальний стан людського організму.
Плевра
Легкі покриті особливою плівкою – плеврою. Складається вона з двох частин: зовнішньої та внутрішньої пелюстки.
Плевральна порожнина завжди містить невелику кількість серозної рідини, що забезпечує змочування пелюстків плеври.
Дихальна система людини створена таким чином, що безпосередньо в плевральній порожнині є негативний тиск повітря. Саме завдяки цьому факту, а також поверхневому натягу серозної рідини легені постійно перебувають у розправленому стані, а також вони приймають дихальні рухи грудної клітки..
Дихальні м'язи
Дихальні м'язи поділяють на інспіраторні (що виробляють вдих) та експіраторні (що працюють при видиху).
Головні інспіраторні м'язи – це:
- Діафрагма.
- Зовнішні міжреберні.
- Міжхрящові внутрішні м'язи.
Є також і інспіраторні допоміжні м'язи (сходові, трапецієподібні, невеликі грудничні і малі і т. д.)
Міжреберні, прямі, підреберні, поперечні, зовнішня та внутрішня косі м'язи живота – це експіраторні м'язи.
Діафрагма
Діафрагма також здійснює немалу роль у процесі дихання. Це унікальна пластина, яка розділяє дві порожнини: грудну і черевну.
Коли відбувається скорочення, діафрагма віддаляється від стінок грудної клітки. У цей час збільшується об'єм грудної порожнини. легені. Потім в результаті розслаблення м'язів здійснюється видих.
Слизова оболонка органів дихання
Органи дихання покриті захисною слизовою оболонкою – миготливим епітелієм. прилипають крихітні частинки пилу та Грязі, що проникли при вдиху. Вони транспортуються до глотки і видаляються.
Це природний і досить ефективний механізм самоочищення. Така будова оболонки та здатність очищатися поширюється на всі дихальні органи.
Чинники, що впливають стан органів дихання
У нормальних умовах дихальна система працює чітко та безперебійно.На жаль, він може бути легко пошкоджений. На її стан здатні вплинути багато факторів:
- Холодний.
- Надмірно сухе повітря, що утворюється в приміщенні внаслідок роботи обігрівальних приладів.
- Алергія.
- Куріння.
Все це дуже негативно впливає на стан органів дихання. У цьому випадку рух вій епітелію може суттєво уповільнюватися, а то й зовсім зупинитися.
Шкідливі мікроорганізми та пил перестають видалятися, в результаті виникає ризик інфікування.
Спочатку це проявляється у вигляді застуди, і тут насамперед страждають верхні дихальні шляхи. Відбувається порушення вентиляції у носовій порожнині, виникає відчуття закладеності носа, загальний дискомфортний стан.
За відсутності правильного та своєчасного лікування в запальний процес будуть залучені додаткові пазухи носової порожнини.. І тут виникає синусит. Потім з'являються інші ознаки захворювань органів дихання.
Кашель виникає через надмірне подразнення кашлевих рецепторів у ділянці носоглотки. Інфекція легко переходить із верхніх шляхів на нижні та страждають вже бронхи, легені. Лікарі кажуть у тому випадку, що інфекція «опустилася» нижче. Це може призвести до серйозних захворювань, таких як пневмонія, бронхіти, плеврит. У медичних установах суворо стежать станом устаткування, призначеного для наркозно-дихальних процедур. Робиться це, щоб уникнути інфікування пацієнтів. Існують СанПіН (СанПіН 2.1.3.2630-10), які потрібно дотримуватись у стаціонарах.
Як і про будь-яку іншу систему організму, про дихальну слід дбати: вчасно лікувати, якщо виникла проблема, а також уникати негативного впливу навколишнього середовища, а також шкідливих звичок.
Дихальна система або дихальний апарат у людини складається з дихальних шляхів та двох дихальних органів – легень. Дихальні шляхи відповідно до їхнього положення в тілі поділяються на верхній та нижній відділи. До верхніх дихальних шляхів відносяться порожнина носа, носова частина глотки, ротова частина глотки, до нижніх дихальних шляхів – горло, трахея, бронхи, включаючи внутрішньолегеневі розгалуження бронхів.
Дихальні шляхи складаються з трубок, просвіт яких зберігається внаслідок наявності у стінках кісткового чи хрящового скелета. Ця морфологічна особливість повністю відповідає функції дихальних шляхів – проведенню повітря в легені та з легенів назовні. Внутрішня поверхня дихальних шляхів покрита слизовою оболонкою, яка вистелена миготливим спителієм, містить значну кількість залоз, що виділяють слиз. Завдяки тому вона виконує захисну функцію. Проходячи через дихальні шляхи, повітря очищається, зігрівається та зволожується. У процесі зволюції на шляху повітряного струменя сформувалася горло — складно влаштований орган, який виконує функцію голосоутворення. По дихальних шляхах повітря потрапляє у легені, які є головними органами дихальної системи. У легенях відбувається газообмін між повітрям і кров'ю шляхом дифузії газів (кисню і вуглекислоти) через стінки легеневих альвеол і прилеглих до них кровоносних капілярів.
Органи дихання поділяються на дихальні шляхи, якими при вдиху та видиху повітря надходить у легені та з легенів, і дихальну частину (легкі), де відбувається газообмін між кров'ю та повітрям (рис. 5.2). Мал. 5.2. Будова органів дихання Органи, які підводять повітря до альвеол легень, називаються дихальними шляхами. Прийнято виділяти верхні та нижні дихальні шляхи. Верхні дихальні шляхи складають носова та ротова порожнини, носоглотка, глотка; нижні дихальні шляхи – горло, трахея, бронхи. Дихальна частина є легкі – парний орган, розташований у грудній порожнині і відповідальний за обмін газів між повітрям, що вдихається, і кров'ю.
Носова порожнина та носоглотка. Носова порожнина складається з кількох звивистих ходів, розділених носовою перегородкою на ліву та праву частини. На бічних стінках порожнини розташовуються три носові раковини, утворені складками слизової оболонки, що звисають в порожнину носа, – верхня, середня і нижня носові раковини. Між раковинами знаходяться носові ходи верхній, середній і нижній, в які відкриваються пазухи повітряні кісток черепа, звані також підрядними пазухами, або синусами, носа (рис. 5.3) У нижній носовий хід відкривається нососльозний канал, у середній – верхньощелепна (гайморова) і лобова пазухи та передні осередки гратчастої кістки, а у верхній – її задні осередки та клиноподібні пазухи (рис. 5.4). Мал. 53. Носова порожнина та носоглотка Внутрішня поверхня носової порожнини вистелена миготливим епітелієм, який виділяє слиз, що зволожує повітря і затримує пил. У слизу містяться речовини, що знищують мікроорганізми. Вії виганяють слиз з частинками пилу, що потрапили на неї, і мікроорганізмами з носової порожнини. У стінках носової порожнини У стінках носової порожнини розташована густа мережа капілярів, артеріальна кров, що протікає в них, зігріває повітря, що вдихається.Слизова оболонка носової порожнини містить багато імунних клітин – фагоцитів, лімфоцитів, а також імунних комплексів – антитіл. У слизовій оболонці задньої частини носової порожнини знаходяться нюхові клітини, що сприймають запахи. Поява різкого запаху призводить до рефлекторної затримки дихання. Таким чином, носова порожнина виконує важливі функції: зігрівання, зволоження та очищення повітря, а також захист організму від шкідливих впливів через повітря. Мал. 5.4. Придаткові пазухи носової порожнини: 1 — лобова пазуха; 2 — ґратчаста пазуха; 3 – верхньощелепна пазуха; 4 — порожнина носа; 5 – верхня раковина; 6 — середня раковина; 7 – нижня раковина; 8 — слухова труба; 9 – Середнє вухо; 10 — сльозоносовий канал З носової порожнини повітря потрапляє в носоглотку, а потім у горлянку, З якою повідомляється ротова порожнина (тому людина може дихати і носом, і ротом). При диханні носом повітря в носовій порожнині зігрівається, очищається від пилу та частково знезаражується, чого не відбувається при диханні ротом. Однак через рот при вдиху може проходити більше повітря, тому при інтенсивному фізичному навантаженні людина часто інстинктивно дихає через рот. За м'яким піднебінням в глотці розташовані лімфоїдні утворення, що становлять лімфатичну ковтку. Найбільші з них — мигдалики, які складаються з тканини, подібної до тканин лімфатичних вузлів. Вони містять безліч лімфоцитів і фагоцитів, що затримують і знищують мікробів, але при цьому іноді самі запалюються, стають набряклими і болючими, виникає захворювання – тонзиліт. У виходу з носової порожнини носоглотку також розташоване розростання лімфоїдної тканини – аденоїди.При частих простудних захворюваннях аденоїди розростаються, збільшені аденоїди перекривають прохід повітря та носове дихання не може.
- 1 — гортанний виступ (кадик); 2 — щитовидний хрящ; 3 – перснещитовидна зв'язка; 4 — перстнетрахеальна зв'язка; 5 – дугоподібні трахейні хрящі;
- 6 — кільцеві зв'язки трахеї; 7 – стравохід; 8 — роздвоєння трахеї; 9 – Головний правий бронх; 10 — головний лівий бронх; 11 — аорта
Легкі є основним органом дихальної системи, тому що в них здійснюється газообмін між внутрішнім середовищем організму та повітрям. Це парний орган, розташований у грудній клітці, що займає майже весь її об'єм (рис. 5.7). За формою легені є усічені конуси, верхівкою звернені до ключиці, а увігнутою основою – до куполу діафрагми. Верхівка легені досягає I ребра. Зовнішня випукла поверхня прилягає до ребрів. З внутрішньої сторони, зверненої до середостіння, у кожну легеню входять головний бронх, легенева артерія, легеневі вени та нерви. Вони утворюють корінь легені; в ньому знаходиться велика кількість лімфатичних вузлів, що захищають від проникнення у легені хвороботворних мікроорганізмів. Місце входження бронхів та судин у легені називається воротами легені.
Розрізняють праву та ліву легеню. За своїми розмірами праве легеня ширше і коротше, ніж ліве. Ліва легеня в нижньопередній області має виїмку, утворену серцем. Кожна легеня ділиться на частки, праве – на три, ліве – на дві.
Кожен бронх входить у легеню, розгалужується на дрібні бронхи («бронхіальне дерево») і далі на бронхіоли товщиною 0,5 мм, загальна кількість бронхіол у легенях близько 25 млн. Кожна бронхіола закінчується групою повітряних мішечків. альвеол. Легкі можна порівняти з виноградним пензлем, де гілочки являють собою бронхи та бронхіоли, а ягоди – альвеоли. Кожна така «гілочка», об'єднана однією бронхіолою, має назву ацинуса (Рис. 5.8). Легкі містять близько 300 млн ацинусів. Альвеоли збільшують дихальну поверхню легені, розтягуючись при сильному вдиху, вони збільшують дихальну поверхню легень до 150 м 2 , що у 75 разів більше, ніж вся поверхня тіла людини (2 м 2 ).
Мал. 5.7. Будова легень:
- 1 — горло; 2— трахея; 3— верхівка легені; 4 – Реберна поверхня;
- 5 – роздвоєння трахеї; 6 — верхня частка легені; 7 — горизонтальна щілина правої легені; 8 — коса щілина; 9 — серцева вирізка лівої легені; 10 — середня частка легені; 11 — нижня частка легені; 12 — діафрагмальна поверхня;
- 13 — основа легені
Мал. 5.8. Елемент легеневої тканини – ацинус
Легкі покриті тонкою гладкою оболонкою. плеврою, що покриває все легеня, переходить на грудну клітку і щільно облягає її внутрішню поверхню. Між плеврою, що покриває легеневу тканину, і плеврою, що вистилає зсередини грудну клітину, знаходиться замкнутий щілинний простір, що містить невелику кількість рідини, – плевральна порожнина. Плевра та плевральна порожнина допомагають здійсненню акта дихання. У герметичній плевральній порожнині підтримується постійний тиск, що має негативне значення щодо атмосферного, тому внутрішній листок плеври виявляється щільно «притягнутим» до зовнішнього. Це сприяє тому, що легені належать до стінок грудної порожнини і постійно утримуються в розправленому стані, а дихальні рухи грудної клітки передаються плеврі та легені. Рідина, що міститься в плевральних порожнинах, полегшує ковзання листків плеври один щодо одного при вдиху і видиху.