Внешнее дыхание: механизм вдоха и выдоха, легочные объемы и емкости
Ряд приспособительных особенностей, имеющихся в строении легких для процессов газообмена. Вентиляция альвеол, необходимая для газообмена, осуществляемая благодаря чередованию вдоха и выдоха. Движение ребер при дыхании. Механизм выдоха (экспирации).
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | лекция |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.08.2017 |
Размер файла | 18,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Внешнее дыхание: механизм вдоха и выдоха, легочные объемы и емкости
Внешнее дыхания. Совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм О2, доставку и потребление его тканям и выделение конечного продукта дыхания СО2 во внешнюю среду, называется дыханием. Сложный процесс газообмена с окружающей средой складывается из ряда последовательных процессов.
Внешнее дыхание (легочное):
1. Обмен газов между легочным воздухом и атмосферным (вентиляция легких).
2. Обмен газов между легочным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения.
Внутреннее:
3. Транспорт О2 и СО2 кровью.
4. Обмен газов между кровью и клетками (тканевое дыхание), то есть потребление О2 и выделение СО2 в процессе метаболизма.
Функцию внешнего дыхания и обновление газового состава крови у человека выполняют дыхательные пути (носовая и ротовая полость, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолярные ходы) и легкие.
Для осуществления процессов газообмена в строении легких имеется ряд приспособительных особенностей:
1. Наличие русла воздушного и кровеносного, разобщенных между собой тончайшей пленкой, состоящей из двойного слоя - самой альвеолы и капилляра (раздел воздуха и крови - толщина 0,004 мм). Через этот аэрогематический барьер происходит диффузия газов.
2. Обширная дыхательная площадь легких 50-90 м2 приблизительно равно увеличению поверхности тела (1,7 м20) в несколько десятков раз.
3. Наличие особого - малого круга кровообращения, специально выполняющего окислительную функцию (функциональный круг). Малый круг частица крови проходит за 5 сек, а время ее соприкосновения со стенкой альвеолы только 0,25 - 0,7 сек.
4. Наличие в легких эластической ткани, способствующей расправлению и спаданию легких при вдохе и выдохе. Легкие находятся в состоянии эластического напряжения.
5. Наличие в дыхательных путях опорной хрящевой ткани в виде хрящевых бронхов. Это предупреждает спадение дыхательных путей и способствует быстрому и легкому прохождению воздуха.
Дыхательные движения. Вентиляция альвеол, необходимая для газообмена осуществляется благодаря чередованию вдоха (инспирации), выдоха (экспирации). При вдохе в альвеолы поступает воздух, насыщенный О2. При выдохе из них удаляется воздух, бедный О2 , но более богатый СО2. Фаза вдоха и следующая за ним фаза выдоха составляет дыхательный цикл. Передвижение воздуха обусловлено попеременным увеличением и уменьшением объема грудной клетки. Механизм вдоха (инспирации). Инспирация - это активный процесс. Увеличение грудной полости в вертикальной, саггитальной, фронтальной плоскостях. Это обеспечивается: поднятием ребер и уплощением (опусканием) диафрагмы.
Движение ребер. Ребра образуют подвижные соединения с телами и поперечными отростками позвонков. При поднятии ребер размер грудной клетки увеличивается в переднезаднем и в боковом направлениях. Поднятие ребер происходит за счет сокращения инспираторных мышц. К ним относятся: наружные межреберные, внутренние межхрящевые мышцы. Движение нижних ребер оказывают большее влияние на объем грудной клетки, и поэтому нижние доли легкого вентилируются лучше, чем верхушки. У здорового молодого мужчины разница между окружностью грудной клетки в положении вдоха и выдоха равна 7-10 см, у женщин равна 5-8 см. При форсированном дыхании подключаются вспомогательные инспираторные мышцы: большие и малые грудные; лестничные; грудино-ключично-сосцевидная; трапециевидная и др. Движение диафрагмы. Диафрагма имеет форму купола, выдающегося в грудную полость. При выдохе она прилегает к внутренней стенке грудной клетки. При вдохе диафрагма уплощается в результате сокращения ее мышечных волоконю.
Механизм выдоха (экспирации) обеспечивается за счет: тяжести грудной клетки, эластичности реберных хрящей, эластичности легких, давления органов брюшной полости на диафрагму. В состоянии покоя выдох происходит пассивно. вдох легкое экспирация газообмен
В форсированном дыхании принимают экспираторные мышцы: внутренние межреберные мышцы и вспомогательные экспираторные мышцы: мышцы, сгибающие позвоночник, мышцы брюшного пресса.
Дыхательные мышцы, как известно, иннервируются соматическими нервными волокнами. Их денервация приводит к остановке дыхания. Мотонейроны межреберных мышц и живота расположены в грудных сегментах спинного мозга. Мотонейроны, иннервирующие диафрагму, расположены в передних рогах серого вещества III - IV шейных сегментов. После перерезки спинного мозга на уровне верхних шейных сегментов дыхательные движения прекращаются. Перерезка на уровне нижних шейных сегментов (ниже III-IV) - движения диафрагмы сохраняются, а межреберных мышц прекращаются.Следовательно, в регуляции дыхания участвуют центры головного мозга.Перерезка между средним и продолговатым мозгом не изменяет дыхание в покое. Это свидетельствует о расположении дыхательного центра (ДЦ) в продолговатом мозге (ПМ) и мосту. Перерезка мозга между продолговатым мозгом и Варолиевым мостом не прекращает дыхания, но оно отличается от нормального. Значит, важнейшие структуры ДЦ располагаются в продолговатом мозге. Эти структуры образуют бульбарный ДЦ, повреждение которых приводит к прекращению дыхания.
Выделены 2 основные группы дыхательных нейронов:
1. Инспираторные.
2. Экспираторные.
Локализация дыхательных нейронов. В обоих половинах (левой и правой) ПМ располагаются по 2 скопления дыхательных нейронов:дорсальные и вентральные дыхательные ядра.
1. Дорсальное дыхательное ядро содержит преимущественно инспираторные нейроны, аксоны которых направляются к диафрагмальным ядрам шейного отдела СМ. Коллатерали от них отходят в вентральное дыхательное ядро, где образуют возбуждающие синапсы на экспираторных нейронах и тормозят их активность.
Что касается экспираторных нейронов, то их содержание в дорсальном дыхательном ядре незначительно. Эту часть, т.е. дорсальное дыхательное ядро, где располагаются преимущественно инспираторные нейроны называют центром «вдоха».
2. Вентральное дыхательное ядро содержит как инспираторные, так и экспираторные нейроны. Этот участок упрощенно называют центром «выдоха». Экспираторные нейроны посылают импульсы к мотонейронам:межреберных и брюшных мышц, расположенных в грудных и поясничных отделах СМ и частично к мотонейронам диафрагмы.Вместе с тем дыхательные нейроны встречаются и в ретикулярной формации ПМ и моста.
Типы дыхания. В зависимости преимущественно за счет какого компонента (поднятия ребер или диафрагмы) происходит увеличение объема грудной клетки, выделяют 3 типа дыхания:
-грудной (реберный);
-брюшной;
-смешанный.
В большей степени тип дыхания зависит от возраста (подвижность грудной клетки увеличивается), одежды, профессии. Брюшное дыхание затрудняется в последние месяцы беременности, и тогда дополнительно включается грудное.
Вентиляция легких. Легочные объемы.
Дыхательные объем (ДО) - количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании (0,3-0,9 л, среднее 500 мл).
Резервный объем вдоха (РОвд.) - количество воздуха, которое можно еще вдохнуть после спокойного вдоха (1,5 - 2,0 л).
Резервный объем выдоха (РОвыд.) - количество воздуха, которое можно еще выдохнуть после спокойного выдоха (1,0 - 1,5 л).
Остаточный объем (ОО) - объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха (1,0 - 1,5 л).
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) = ДО + РОвд.+ РОвыд.(0,5 + 1,5 + 1,5) = 3,5 л. Отражает силу дыхательной мускулатуры, растяжимость легких, площадь дыхательной мембраны, бронхиальную проходимость.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) или альвеолярный воздух - количество воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха ( 2,5 л).
Общая емкость легких (ОЕЛ) - количество воздуха, содержащегося в легких на высоте максимального вдоха (4,5 - 6,0 л).
Емкость вдоха - включает дыхательный объем + резервный объем вдоха (2,0 л).
Таким образом, различают 4 первичных легочных объема и 4 емкости легких:
Объемы |
Емкости |
|
Дыхательный объем. Резервный объем вдоха. Резервный объем выдоха. 4. Остаточный объем. |
Общая емкость легких. ЖЕЛ. Емкость вдоха. 4. Функциональная остаточная емкость). |
ЖЕЛ определяет собой максимальный объем воздуха, который может быть введен или выведен из легких в течение одного вдоха или выдоха. Она - показатель подвижности легких и грудной клетки.
Факторы, влияющие на ЖЕЛ:
Возраст. После 40 лет ЖЕЛ понижается (снижение эластичности легких и подвижности грудной клетки).
Пол. У женщин ЖЕЛ в среднем на 25% ниже, чем у мужчин.
Размер тела. Размер грудной клетки пропорционален остальным размерам тела.
Положение тела. В вертикальном положении она выше, чем в горизонтальном (большее кровенаполнение сосудов легких).
Степень тренированности. У тренированных лиц повышается (особенно у пловцов, гребцов, где необходима выносливость).
Мертвое пространство. Различают: анатомическое и функциональное (физиологическое). Анатомическое мертвое пространство - объем воздухоносных путей, в которых не происходит газообмена (носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолярные ходы). Физиологическая роль его заключается в: очищение воздуха (слизистая оболочка улавливает мелкие частицы пыли, бактерии). Увлажнение воздуха (секрет железистых клеток эпителия). Согревание воздуха (t0 выдыхаемого воздуха приблизительно равна 37оС). Объем анатомического мертвого пространства в среднем равен 150 мл (140 - 170 мл). Следовательно, из 500 мл дыхательного объема в альвеолы поступит только 350 мл. Объем альвеолярного воздуха равен 2500 мл. Коэффициент легочной вентиляции при этом равняется 350 : 2500 = 1/7, т.е. в результате 1 дыхательного цикла обновляется только 1/7 воздуха ФОЕ или полное обновление его происходит в результате не менее 7 дыхательных циклов. Функциональное мертвое пространство - участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена, т. е. к анатомическому мертвому пространству добавляются такие альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. В норме таких альвеол немного и поэтому в норме объем анатомического и функционального мертвого пространства совпадает.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физиологические процессы, обеспечивающие газообмен между организмом, внешней средой и окислительными процессами в клетках. Особенности строения, расположение и функции органов дыхания. Механизм вдоха и выдоха; искусственное дыхание; заболевания и смерть.
презентация [1,4 M], добавлен 14.09.2014Обзор последовательности этапов доставки кислорода к тканям. Дыхательная мускулатура. Основные типы дыхания. Анатомическое и физиологическое мертвое пространство. Эластическая тяга легких. Легочные объемы и емкости. Методы измерения вентиляции легких.
презентация [3,1 M], добавлен 08.01.2014Структура дыхательной системы. Функция воздухопроводящей и респираторной зон. Значение легких в физиологических процессах. Основные этапы дыхания. Биомеханика вдоха, работа наружных межреберных мышц. Давление в плевральной щели. Виды пневмоторакса.
презентация [2,9 M], добавлен 15.02.2014Клеточное дыхание - система окислительно-восстановительных процессов образования химически активных метаболитов и энергии. Физиологическое значение и показатели газообмена; дыхательный контроль. Зависимость дыхания от факторов внутренней и внешней среды.
презентация [2,3 M], добавлен 21.02.2015Гортань, трахея, бронхи и легкие, их строение, функции. Плевральные листки и синусы плевры. Заболевания органов дыхания. Вредные привычки, способствующие развитию заболеваний органов дыхания. Процесс газообмена в легких и тканях, дыхательные движения.
презентация [2,1 M], добавлен 01.05.2013Типы дыхания микроорганизмов. Транспорт электронов при дыхании и различных типах анаэробного способа получения энергии. Наиболее доступные источники углерода для бактерий. Механизм поступления питательных веществ. Использование неорганического азота.
реферат [799,3 K], добавлен 26.12.2013Характеристика органов дыхания человека: носовая полость, гортань, трахея, бронхи, лёгкие. Бронхиолы и альвеолы, которые образуют два лёгких. Процесс газообмена в легких. Вдох и выдох, которые осуществляются с помощью межрёберных мышц и диафрагмы.
презентация [104,0 K], добавлен 23.02.2011Механизм внешнего дыхания, альвеолярный и выдыхаемый воздух. Факторы, определяющие диффузию газов в легких, и направление данного процесса. Расчет парциального давления. Отношения вентиляции и перфузии в альвеолах. Физиологическое мертвое пространство.
презентация [1023,6 K], добавлен 15.02.2014Дыхательная система человека. Первый вдох. Лёгочное дыхание: плевра, кровеносные сосуды легких, легочная вентиляция, изменения объема легких, насыщение тканей кислородом. О человеческом носе. Лабиринт с многомиллионными ходами. Дыхательный центр.
реферат [31,5 K], добавлен 26.01.2008Изменение показателей функционального состояния системы внешнего дыхания. Оценка жизненной емкости легких. Минутный объем дыхания, легочная вентиляция. Проба Триффто-Вотчала. Изучение влияния физических и дыхательных упражнений на организм спортсмена.
курсовая работа [46,1 K], добавлен 15.06.2015Изучение процесса газообмена между атмосферным воздухом и кровью в легких в организме, необходимого для поддержания жизни. Характеристика функционирования и состава дыхательной системы. Описания голосообразования и основных органов голосового аппарата.
книга [9,3 M], добавлен 09.01.2012Сущность и функции дыхания. Внешнее и внутреннее дыхание. Перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа из тканей к легким. Верхние и нижние дыхательные (воздухоносные) пути. Строение гортани, носовой полости, трахеи. Образование звука.
презентация [752,6 K], добавлен 16.02.2012Роль процесса дыхания в обмене веществ, особенности газообмена между кровью и окружающим воздухом. Недыхательные функции, участие дыхательной системы в водно-солевом обмене, увлажнении и очищении вдыхаемого воздуха. Строение носа, гортани и трахеи.
презентация [1,6 M], добавлен 24.09.2015Особенности процесса газообмена у низших хордовых (оболочники, бесчерепные). Жабры - органы дыхания, характерные для всех первичноводных позвоночных. Развитие механизма вентиляции жабр. Особенности эволюции легких и дыхательных путей у пресмыкающихся.
презентация [268,0 K], добавлен 27.02.2012Изучение функций внешнего дыхания, его регуляции в покое и при мышечной работе. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Легочные объемы, их изменение при физических нагрузках. Физиологические сдвиги при задержке дыхания и гипервентиляции.
презентация [41,6 K], добавлен 05.03.2015Характеристика понятия "дыхание". Особенности обмена газов в легких и их переноса в крови. Описание двигательной и гомеостатической функций дыхательного центра. Рассмотрение особенностей легочной вентиляции при занятиях художественной гимнастикой.
реферат [445,5 K], добавлен 30.10.2011Внешнее и тканевое дыхание: молекулярная основа процессов. Этапы процесса дыхания. Поступление кислорода в организм и удаление из него углекислого газа как физиологическая сущность дыхания. Строение дыхательной системы человека. Влияние нервной регуляции.
реферат [1,6 M], добавлен 27.01.2010Топография и полость плевры. Расположение легких и плевры в грудной полости. Межплевральные промежутки, границы плевральной полости, синусы плевры, легочные ворота. Верхний межплевральный (вилочковый) промежуток. Нижние границы плевральных полостей.
презентация [1,9 M], добавлен 21.05.2017Характеристика особенностей строения кровеносной системы рыб, которая проводит кровь от сердца через жабры и ткани тела. Жабры – основной орган газообмена рыб. Отличительные черты кровеносной системы земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
доклад [16,5 K], добавлен 20.03.2012Роль дыхания в жизни человека. Органы дыхания: носовая полость, гортань, трахея, бронхи, лёгкие. Строение носовой полости человека. Правое и левое лёгкие. Строение бронхиол и альвеол. Газообмен в легких и тканях. Роль кислорода в жизнедеятельности клетки.
презентация [1,1 M], добавлен 11.01.2010