Значення дихання. Система органів дихання.

Дихання - складний безперервний процес, у результаті якого постійно поновлюється газовий склад крові та відбувається біологічне окиснення в тканинах.

Розрізняють зовнішнє, або легеневе, дихання, транспортування газів кров'ю і внутрішнє, або тканинне, дихання. Зовнішнє дихання - це газообмін між організмом і навколишнім середовищем (вентиляція легень). Воно включає чотири форми газообміну:1) між атмосферним повітрям і легенями (вдих);2) між альвеолярним повітрям і кров'ю легеневих капілярів;3) між кров'ю легеневих капілярів і альвеолярним повітрям;4) між альвеолярним і атмосферним повітрям (видих). Зовнішнє дихання здійснюється за рахунок активності апарату зовнішнього дихання. До апарату зовнішнього дихання належать дихальні шляхи, легені, плевра, скелет грудної клітки та її м'язи, а також діафрагма. Гази транспортуються кров'ю завдяки її здатності зв'язувати і вивільняти їх та різниці парціальних тисків, або напруги, газів.

Внутрішнє або тканинне дихання включає процеси використання кисню в реакціях окиснення (аеробний етап енергетичного обміну).

{5940675 A-B579-460 E-94 D1-54222 C63 F5 DA}Орган  Особливості будови. ФункціїНосова порожнина. Дві половини (права та ліва), носові ходи (верхній, середній та нижній), стінка носової порожнини вкрита слизовою оболонкою з війчастим епітелієм, має густу сітку кровоносних капілярів. Слизові залози виділяють слиз і речовини, які знижують життєздатність бактерій. Нюхові рецептори розміщені у верхньому носовому ході. Очищення, зігрівання, охолодження, зволо­ження, знезаражуван­ня повітря, сприйман­ня запахів.  Носоглотка. Поділяється на дві частини: носову та ротову.  Проходження повітря. Гортань. Порожнина, утворена хрящами, до яких прикріплені м'язи і голосові зв'язки гнучкі, пружні, волокна, які розміщені паралельно. Вони утворюють голосову щілину. Хрящ надгортанника прикриває гортань під час ковтання і не дає їжі потрапляти у дихальні шляхи. Проходження  повітря, утворення та фор­мування звуків мови.  Трахея  Утворена 16-20 напівкільцевими хрящами, які з'єднані зв'язками. Задня стінка утворена гладенькими м'язами і прилягає до стравоходу.  Проходження повітря.  Бронхи. Правий і лівий багаторазово розгалужуються утворюючи бронхіальне дерево. Утворені хрящовими напівкільцями (6-12 хрящових напівкілець). Проходження повітря.  Легені  Права легеня утворена трьома частками, ліва - двома. Складається з легеневих міхурців - альвеол (діаметром 0,2-03 мм) Стінки альвеол утворені одношаровим плоским епітелієм й еластичними волокнами. Альвеоли вкриті сіткою кровоносних капілярів. Легені оточені плеврою. Легені оточені плеврою у якій міститься плевральна рідина. Відбувається газо­обмін між альвеоляр­ним повітрям і веноз­ною кров'ю. Будова та функції органів дихання 

ГАЗООБМІН В ЛЕГЕНЯХ І ТКАНИНАХКисень – неодмінна умова існування кожної живої клітини людського організму. Кисень разом з повітряними масами під час вдихання потрапляє через верхні дихальні шляхи (носову порожнину і гортань), трахею у правовий і лівий бронхи, кожний з яких розгалужується на дольові бронхи – бронхи І порядку, а ті в свою чергу на сегментарні – бронхи ІІ порядку, сегментарні бронхи діляться на долькові – бронхи ІІІ порядку, долькові – на бронхіоли, що діляться дихотомічно на бронхіальні ходи, кожний з яких закінчується двама альвеолярними мішечками. Стінки альвеолярних мішечків складаються з альвеол. Альвеоли, утворені одношаровим плоским дихальним епітелієм. Клітини цього епітелію мають здатність виробляти біологічно активні речовини, які тонкою плівкою вистилають їхню внутрішню поверхню. Ця плівка підтримує постійний об’єм пухирців, не дає їм злипатися. Крім того, речовини плівки знешкоджують мікроорганізми, які проникають з повітря в легені."Відпрацьована" плівка виводиться через повітроносні шляхи у вигляді харкотиння або перетравлюються легеневими фагоцитами.

При запаленні легень, туберкульозі та інших інфекційних захворюваннях плівка може ушкоджуватися. Тоді легеневі пухирці злипаються і не можуть брати участі в газообміні. У курців пухирці втрачають свою еластичність і здатність очищатися, плівка твердне від отрути, що є в цигарках. Свіже повітря, інтенсивне дихання під час фізичної праці й заняття спортом сприяють обновленню плівки. Кожна альвеола обплетена густою сіткою капіляр. Стінки капілярів і епітелію створюють бар’єр між кров’ю і повітрям в альвеолах, але не перешкоджають газообміну між ними. Газообмін в легенях здійснюється по принципу дифузії. Кров у легенях постачається по судинах малого кола кровообігу. По верхній і нижній порожнистих венах венозна кров впадає у праве передсердя, а потім у правий шлуночок. Після чого кров з шлуночка виштовхується в легеневу артерію, що розгалужується до дрібних альвеолярних капілярів, де і проходить газообмін. Концентрація вуглекислого газу в крові більша, ніж в повітрі альвеол, а кисню концентрація в повітрі більша, ніж в крові, тому кисень переходить в кров, а вуглекислий газ – в повітря, яке під час вдиху виводиться в зовнішнє середовище.

Обмін газів через шкіру і кишковий тракт не перевищує 1-2% загального газообміну. За кожну годину людина н 1 кг ваги поглинає 30 мл кисню і виділяє 120 мл вуглекислого газу. Під час роботи ця кількість збільшується в тренованих людей у 15-20 раз, а в нетренованих – 10 раз. Людина в стані спокою за хвилину споживає 250 мл кисню; при максимально напруженій роботі потрібно 400-500 мл кисню. Максимальне поглинання кисню нетренованого людиною не перевищує 2-3,5 мл за хвилину, а в добре тренованої доходить до 3,55 л. Через те, що потреба в кисні збільшується в 20-25 раз, утворюється кисневий борг.

{5940675 A-B579-460 E-94 D1-54222 C63 F5 DA}Гази. Вдихуване повітря. Видихували. Альвеолярне. Кисень20,9616,414-15 Вуглекислий газ0,044,15-6 Азот79,379,530,0-80,5 Склад газів у вдиху вальному, видихувальному і альвеомерному повітрі (у%). Широко використовується метод аналізу газів крові за допомогою оксигемометрії. Визначення напруження кисню в тканинах проводиться за допомогою поляриметричного методу, який характеризується високою чутливістю.

Наведені в таблиці цифри кількості газів у вдихуваному і видихуваному повітрі стосуються сухого повітря. При звичайних умовах вдихуване, а особливо видихуване повітря, а особливо видихуване якоюсь мірою насичене водяною парою. За добу людина виділяє 450 мл водної пари. Тиск водяної пари в альвеолах при температурі 37о. С дорівнює 50 мм. рт. ст. Отже, в альвеолярному повітрі тиск газів буде не 760, 760-50 = 710 мм. рт. ст. Для визначення парціального тиску процент газу множать на альвеолярний тиск повітря і ділять на 100. Легеневих альвеол у людини 700 млн. Товщина епітеліального шару альвеол у 0,004 мл не перешкоджає дифузії газів. Кров, проходячи по легеневих капілярах, обмінюється газами з альвеолярним повітрям. У венозній крові, що надходить до легенів, високий тиск вуглекислого газу і відносно низький тиск кисню. У тканинах тиск вуглекислого газу найбільший, у венозній крові, яка надходить до альвеол, тиск дорівнює 46 мм, а в альвеолярному повітрі – 40 мм рт. ст. Завдяки такій різниці тиску вуглекислий газ дифундує з тканин у кров капілярів, а з венозної крові – в альвеолярне повітря.

Тиск кисню в клітинах тканин дорівнює нулю, в артеріальній крові – 100 мм, а в альвеолярному повітря 107-110 мм. рт. ст.. Тому кисень дифундує з альвеолярного повітря в кров, а з артеріальної крові – о тканин. У між тканинній рідині тиск кисню дорівнює 20-37 мм. рт. ст.. Споживання кисню тканинами збільшується з посиленням обміну, який регулюється нервовою системою. Ступінь використання кисню тканинами можна встановити різницю кисню в артеріальній і венозній крові; артеріальна кров містить 20 об’ємних процентів кисню, а венозна – 12. Тканини споживають 8 об’ємних процентів кисню, що становить 40% усього кисню крові. Споживання тканинами кисню залежить від інтенсивності обміну і від функціонального стану тканин. На відміну від гідролітичних процесів, реакції окислення дають більший тепловий ефект і є для організму основним джерелом енергії. Окислення, зрештою, зводиться до втрати електронів окислюванню речовиною, а відновлення, навпаки, - до приєднання їх. Окислювано-відновну реакцію можна уявити як суто електронний процес, як зміну валентності іона або перетворення його в атом. Значно частіше перехід електронів є результатом молекулярного перегрупування, що складається з приєднання посилюваною речовиною кисневого атома, який віддає молекула окислювача. В інших випадках окислення полягає в дегідруванні: окислювана молекула втрачає водневі атоми, які приєднюються окислювачем. Для хімічної реакції потрібне активування хоч би однієї молекули, що бере участь в реакції.

Поряд з окисленням відбуваються й процеси відновлення за рахунок розщеплення води. За О. М. Бахом, кисень води йде на окислення, а водень – на відновлення. В. О. Панладін звернув увагу на водень при окислювально-відновній реакції. Він вважав, що акцептором водню є дихальні пігменти рослин, які цим воднем відновлюються в хромогени. Водень відщеплюється від хромогенів за участю оксидаз і сполучається з киснем повітря, утворюючи воду. Після дегідрадації хромогени перетворюються в дихальні ферменти, які знову можуть бути акцепторами для водню.

НЕРВОВА І ГУМОРАЛЬНА РЕГУЛЯЦІЯ ДИХАННЯ ТА ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ НИМИ  Пригадай­мо, що у довгастому мозку є безумовно-рефлекторний центр регуляції дихання, або дихальний центр. У ньому є дві ділянки - одна керує вдихом, а друга - видихом. Це і є нервова регуляція дихання. Подразником, що спричинює збудження дихального центру, є вуглекислий газ, зокрема його концентрація у крові. Він є сигналом для гуморальної регуляції дихання. 

{5940675 A-B579-460 E-94 D1-54222 C63 F5 DA} Стан органів. Вдих Видих  Довгастий мозок (дихальний центр)Збуджується центр вдиху (збудження через спинний мозок надходить до міжреберних дихальних м'язів і діафрагми) Гальмується центр вдиху і збуджується центр видиху, що "подає команду" міжреберним м'язам і діафрагмі  Міжреберні дихальні м'язи. Скорочуються і піднімають ребра і грудну клітку вгору Розслаблюються, ребра і грудна клітка опускаються донизу  Діафрагма. Купол діафрагми опускається донизу. Купол діафрагми піднімається догори  Об'єм грудної порожнини. Збільшується Зменшується ЛегеніРозтягуються. Спадаютья  Результат. Тиск у грудній порожнині, легенях, альвеолах і бронхах. Зменшується порівняно з атмосферним. Легені заповнюються повітрям. Збільшується порівняно з атмосферним. Повітря виштовхується з альвеол і легенів та виводиться по повітроносних шляхах назовні 

Нервова регуляція дихальних рухів. Дихальні рухи відбува­ються завдяки ритмічному чергуванню узгоджених скорочень і роз­слаблень багатьох дихальних м'язів. Від чого ж залежить така уз­годженість і ритмічність?Дихальні рухи регулюються дихальним центром, що розміщений у довгастому мозкові. Приблизно кожні чотири секун­ди в дихальному центрі виникають збудження, які проводяться до міжреберних дихальних м'язів і діафрагми. М'язи скорочуються, тро­хи піднімають ребра, завдяки чому грудна порожнина розширюєть­ся , а об'єм легень, що в ній містяться, збільшується ; легені заповнюються повітрям. Водночас скорочуються і м'язи діафрагми, поверхня її зменшується і вона стає не такою опуклою. Завдяки цьому об'єм грудної порожнини збільшується у вертикальному на­прямі. Відбувається спокійний вдих. Спокійних видих відбувається завдяки розслабленню міжребер­них м'язів і діафрагми. Ребра опускаються, опуклість діафрагми збільшується, об'єм легень і грудної порожнини зменшується; з ле­гень виходить повітря. При глибокому вдиху відбувається одночасне скорочення міжребер­них м'язів, діафрагми, а також деяких м'язів грудної клітки і плечово­го поясу, що піднімають ребра вище, ніж при спокійному вдихові. Глибокий видих зумовлюється скороченням міжреберних м'язів, які відтягують ребра донизу. Через те об'єм грудної порожнини змен­шується в напрямах справа наліво і спереду назад. Водночас скоро­чуються черевні м'язи. Вони стискають внутрішні органи черевної по­рожнини, тиснучи на діафрагму знизу. Тоді вона дуже впинається в грудну порожнину, зменшуючи її об'єм у вертикальному напрямі. Залежно від того, які м'язи переважають в акті видиху (діафраг­ма або міжреберні), розрізняють черевний і грудний типи дихання. Ефективнішим вважають черевний тип, бо він забезпечує глибшу вентиляцію легень. Тип дихання залежить від статі (у чоловіків пе­реважає черевний тип), професії й віку.

Гуморальна регуляція дихальних рухів Характер дихальних рухів змінюється і залежить від того, скільки вуглекислого газу є в крові. Коли в ній накопичується багато С02, збудливість дихального центру підвищується. За відносного спокою доросла людина робить приблизно 16 дихальних рухів за хвилину. У непровітреному приміщенні частота дихальних рухів зростає вдвічі і навіть більше, оскільки нервові клітини дихального центру чутливі до вуглекислого газу, який є в крові. Якщо його концентрація у крові збільшується, у дихальному центрі посилюються збудження і збільшується частота нервових імпульсів, що надходять до дихальних м'язів. Внаслідок цього частота й глибина дихальних рухів теж збільшуються.

{5940675 A-B579-460 E-94 D1-54222 C63 F5 DA}Мал. 1 Нервова і гуморальна регуляція дихання1. Кора головного мозку.2. Довгастий мозок.3. Дихальний центр.4. Центр вдиху.5. Центр видиху.6. Діафрагма.7. Хімічні рецептори дуги аорти, що реагують на вміст СО2 в крові.8. Розтягнута на вдиху альвеола.9. Судинно-руховий центр.  

Мал. 2 Хвороби органів дихання та їх профілактика

Найпоширенішим захворюванням, спричиненим  вірусами, є грип. Це захворювання належить до повітряно-крапельної інфекції. Під час чхання й кашлю мільйони невидимих для ока краплинок з вірусами грипу потрапляють у повітря, а з нього через дихальні шляхи здорової людини проникають в її організм. Грип поширюється дуже швидко, тому хворих на грип не можна до­пускати до роботина підприємствах, в установах, до занять у навчальних закладах. До найпоширеніших захворювань, спричинених бактеріями належать: інфекційний риніт, утворення аденоїдів, ангіна, туберкульоз, трахеїт, бронхіт, пневмонія.

Інфекційний риніт (від грец. ринос - ніс) - це запален­ня слизової оболонки порожнини носа (нежить). Воно найчастіше є наслідком грипу. Утворення аденоїдів (від грец. аден - залоза, ейдос - вигляд) - це резуль­тат постійного запалення (переважно у дитячому віці) лімфатичних вузлів -мигдаликів, їхнього розростання, які, як вам відомо, у великій кількості містяться у глотці. Аденоїди спричинюють постійне закладання носа, хронічний нежить, гугнявість, сон з відкритим ротом, формування «аденоїдно­го типу обличчя», зниження працездатності у школярів. Ангіна (від лат. анго - стискаю) - гостре запалення мигдаликів, які роз­ташовані в глотці. Ознаки хвороби - відчуття стиснення горла, біль під час ковтання, підвищена температура, загальне нездужання. Можливе утворення гнояків на мигдаликах. Ангіна дає ускладнення (ревматизм, вади серця), тому лікувати її треба тільки під наглядом лікаря, виконуючи всі його призначення.

Трахеїт (від грец. трахея - дихальне горло) - запалення слизової оболонки трахеї. Його ознаки: дертя у горлі, сухий кашель у поєднанні з відчуттям болю в зіві та за грудиною, голос стає хрипкий. Спричинюється переохолодженням, курінням, інфекціями. Бронхіт (від грец. бронхи - дихальне горло) - це запалення слизової оболонки бронхів. Збудником можуть бути стрептококи, стафілококи. Одне з найпоширеніших захворювань органів дихання. Для бронхіту характерні кашель (при гострому бронхіті довготривалий), частіше зі слизовими виділеннями, задишка, біль у грудях, підвищення температури, хрипи в ле¬генях. Пневмонія (від грец. пневмо - легеня), або запалення легенів, - запалення тканини легенів; належить до гострих інфекційних захворювань. Пневмонію можуть спричинити пневмококи, стафілококи, стрептококи, що потрапили в дихальні шляхи. Для пневмонії характерні раптове підвищення температури тіла (38-39 °С і вище), погіршення загального стану, поява задишки, сильний біль у боці, потім з'являється кашель із слизовими виділеннями.

Туберкульоз (від лат. туберкулюм -гулька) - поширене інфекційне соціаль¬но небезпечне захворювання, що найчас¬тіше уражає легені, кістки. Інша назва -сухоти. Збудник туберкульозу - мікобак¬терії - туберкульозна паличка (паличка Коха, або бацила). Вона може перебувати у вдихуваному повітрі, краплинках хар-котиння, на посуді, одязі, рушниках та інших предметах, якими користувався хворий на туберкульоз. Мікобактерій туберкульозу можуть передаватися людині ф від продуктів тваринного походження - молока та м'яса. Пам'ятайте! З метою профілактики туберкульозу потрібно користуватися індивідуальними засобами особистої гігієни, загартову¬вати організм, раціонально харчуватися, пити лише кип'ячене молоко, м'ясо споживати добре термічно обробленим. Туберкульозні палички швидко гинуть у сухих, добре освітлених сонячних місцях. Тому, щоб запобігти захворюванню, потрібно тримати в чистоті жит¬лові будинки, вулиці міст, громадські приміщення. Велике значення для очи¬щення повітря в населених пунктах мають зелені насадження

 Бронхіальна астма характеризується періодичними нападами задухи і кашлю, пов'язаними з гострим порушенням бронхіальної прохідності. Ці по­рушення спричинюються накопиченням у крові та тканинах алергенів, що призводять до спазмів м'язів бронхіол, посилюють секрецію слизу. Внаслідок цього в просвіті бронхів збирається в'язка речовина, виникає набряк, що пору­шує рухову функцію бронхіол. Людині тяжко дихати. Лікують астму в спеціальних санаторіях, розташованих в екологічно чистих зонах. Для попередження захворювань органів дихання: у період епідемій здійснювати відповідну вакцинацію (протигрипозну, протитуберкульозну тощо), - не відвідувати людні місця (концертні зали, театри то­що); дотримуватися правил особистої гігієни, не ухилятися від диспансерного обстеження (масова флюорографія), яке дає змогу вчасно виявити серйозні захворювання органів дихання; дотримуватися чистоти в приміщеннях, правил особистої гігієни, не спілкуватися з хворими під час епідемії та загар­товуватися. До надзвичайно поширених чинників, що призводять до за­хворювань органів дихання, належать речовини, які утворюються при згорянні тютюну в сигареті (нікотин, чадний газ, синільна кислота тощо).

Для виробки дихання через ніс можна рекомендувати наступні вправи:1. Ноги на ширині плечей, руки на верхній частині живота. На рахунок 1, 2 — вдих, на рахунок 3, 4, 5, 6 — видих.2. Руки переносять за спину та кисті з’єднують. На рахунок 1 — вдих; на рахунок 2, 3, 4 — видих.3. Руки утримують на потилиці. На рахунок 1, 2 — вдих; на рахунок 3, 4, 5, 6 — видих.4. Ноги з’єднують разом, руки опущені донизу за спину. На рахунок 1, 2 — вдих; на рахунок 3, 4, 5, 6 — видих. Дихати слід через ніс, рот закритий.