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 14.09.2014

  • Обзор 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 08.01.2014

  • Структура 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 15.02.2014

  • Клеточное 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 21.02.2015

  • Гортань, 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 01.05.2013

  • Типы 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 26.12.2013

  • Характеристика 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 23.02.2011

  • Механизм 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 15.02.2014

  • Дыхательная 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 26.01.2008

  • Изменение 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 15.06.2015

  • Изучение 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 09.01.2012

  • Сущность 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 16.02.2012

  • Роль 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 24.09.2015

  • Особенности 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 27.02.2012

  • Изучение 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 05.03.2015

  • Характеристика 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 30.10.2011

  • Внешнее 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 27.01.2010

  • Топография 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 21.05.2017

  • Характеристика 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 20.03.2012

  • Роль 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.