Дыхательная система - это система органов, участвующих в процессе дыхания. К ним относятся: полость носа, глотка, гортань, трахея, бронхиальное дерево и легкие, а также ряд мышц (диафрагма и межреберные мышцы), которые осуществляют дыхательные движения.
Система дыхания.
Если сердце представляет собой насос, перекачивающий кровь и обеспечивающий ее доставку ко всем тканям, то легкие – главный орган дыхательной системы – насыщают эту кровь кислородом.
Физические нагрузки увеличивают число альвеол в легких, совершенствуя дыхательный аппарат и увеличивая его резервы. Установлено, что у спортсменов количество альвеол и альвеолярных ходов увеличено на 15-20 % по сравнению с таковыми у не занимающихся спортом. Это значительный анатомический и функциональный резерв.
Физические упражнения оказывают большое влияние на формирование аппарата дыхания. У спортсменов, например, жизненная емкость легких достигает 7 л. и более. Спортивные врачи сборных команд страны по баскетболу и лыжам зарегистрировали величины, равные 8.1 и 8.7 л.
Конечно, спортсмены – это люди, как правило, с изначально хорошими физическими данными, но физические нагрузки развивают любой организм.
При максимальных физических нагрузках частота дыхания может возрасти до 50-70 в минуту, а минутный объем дыхания до 100-150 л, т.е. в 10-15 раз превысить этот показатель, отмеченный в состоянии покоя.
Хорошо развитый дыхательный аппарат – надежная гарантия полноценной жизнедеятельности клеток. Ведь известно, что гибель клеток организма в конечном итоге связана с недостатком в них кислорода. И напротив, многочисленными исследованиями установлено, что чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше физическая работоспособность человека. Тренированный аппарат внешнего дыхания (легкие, бронхи, дыхательные мышцы) – это первый этап на пути к улучшению здоровья.
При использовании регулярных физических нагрузок максимальное потребление кислорода, как отмечают спортивные физиологи, повышается в среднем на 20-30%.
У тренированного человека система внешнего дыхания в покое работает более экономно. Так, частота дыхания снижается до 8-10 в минуту, при этом несколько возрастает его глубина. Из одного и того же объема воздуха, пропущенного через легкие, извлекается большее количество кислорода.
Возникающая при мышечной активности потребность организма в кислороде «подключает» к решению энергетических задач незадействованные до этого резервы легочных альвеол. Это сопровождается усилением кровообращения во вступившей в работу ткани и повышением аэрации (насыщенность кислородом) легких. Считают, что этот механизм повышенной вентиляции легких укрепляет их. Кроме того, хорошо «проветриваемая» при физических усилиях легочная ткань менее подвержена заболеваниям, чем те ее участки, которые аэрированы слабее и потому хуже снабжаются кровью. Известно, что при поверхностном дыхании нижние доли легких в малой степени участвуют в газообмене. Именно в местах где легочная ткань обескровлена, чаще всего возникают воспалительные процессы. Напротив, повышенная аэрация целительно действует при лечении некоторых заболеваниях.
Врачи уже давно отметили, что спортсмены и оперные певцы не болеют туберкулезом легких, в основе этого факта, в обоих случаях, лежит повышенная аэрация легких.
При физических нагрузках возрастание легочной вентиляции связанно с усилением амплитуды движения диафрагмы. Этот факт благоприятно отражается и на состоянии других органов. Так, сокращаясь при вдохе диафрагма давит на печень и другие органы пищеварения способствуя оттоку из них венозной крови и поступлению ее в правые отделы сердца. При выдохе диафрагма поднимается, облегчая приток артериальной крови к органам брюшной полости и улучшая их питание и работу. Таким образом, диафрагма является как бы вспомогательным органом кровообращения для органов пищеварения.
Именно этот механизм – своеобразный мягкий массаж – имеют в виду специалисты лечебной физкультуры, рекомендуя некоторые упражнения дыхательной гимнастики для лечения органов пищеварения. Впрочем, индийские йоги с давних пор лечат заболевания желудка, печени и кишечника дыхательной гимнастикой, эмпирически установив целебное ее действие при многих недугах органов брюшной полости.
Анатомия дыхательной системы человека.
Дыхательная система человека состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы.
Функции дыхательной системы.
Кислороднаходитсявокружающемнасвоздухе.
Онможет проникнутьсквозькожу,нолишьвнебольших
количествах,совершеннонедостаточныхдляподдержанияжизни.Существуетлегендаобитальянскихдетях, которых для участия в религиознойпроцессиипокрасили золотойкраской; историядальшеповествует, чтовсеониумерли отудушья,потомучто “кожа немогладышать”. Наоснованиинаучныхданныхсмертьотудушьяздесьсовершенноисключена,таккакпоглощениекислородачерезкожуедваизмеримо,авыделениедвуокисиуглеродасоставляетменее1% отеевыделениечерезлегкие. Поступлениеворганизмкислородаиудалениеуглекислогогазаобеспечиваетдыхательнаясистема.Транспортгазовидругихнеобходимыхорганизмувеществосуществляетсяспомощьюкровеноснойсистемы.Функциядыхательной системысводитсялишьктому,чтобыснабжатькровьдостаточнымколичествомкислорода иудалятьизнееуглекислыйгаз.
Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованием воды служит для млекопитающих основным источникомэнергии. Без нее жизнь не может продолжаться дольше нескольких секунд.
Восстановлению кислорода сопутствует образование CO2. Кислород входящий в CO2 не происходит непосредственно из молекулярного кислорода. Использование O2и образование CO2связанымежду собой промежуточными метаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некоторое время.
ОбменO2и CO2между организмом и средой называется дыханием. У высших животных процесс дыхания осуществляется
благодаря ряду последовательных процессов.
1. Обмен газов между средой и легкими, что обычно обозначают как "легочную вентиляцию".
2.Обмен газов между альвеолами легких и кровью(легочное дыхание).
3. Обмен газов между кровью и тканями.
Дыхательная система – система органов, проводящих воздух и участвовавших в газообмене между организмом и окружающей средой. Дыхательная система состоит из путей, проводящих воздух – носовая полость, трахея и бронхи, и собственно дыхательной части – легких. Пройдя через носовую полость, воздух согревается, увлажняется, очищается и попадает сначала в носоглотку, а потом в ротовую часть глотки и , наконец в ее гортанную часть. Воздух сюда может попадать если мы дышим ртом. Однако, в этом случае он не очищается и не согревается, поэтому мы легко простужаемся.
Из гортанной части глотки воздух попадает в гортань. Гортань располагается в передней части шеи, где заметны контуры гортанного возвышения. У мужчин, особенно худощавых, отчетливо виден выступающий вперед выступ – кадык. У женщин такого выступа нет. В гортани расположены голосовые связки. Непосредственным продолжением гортани является трахея. Из области шеи трахея переходит в грудную полость и на уровне 4-5 грудных позвонков делится на левый и правый бронхи. В области корней легких бронхи делятся сначала на долевые, затем на сегментные бронхи. Последние делятся еще на более мелкие, образуя бронхиальное дерево правого и левого бронхов.
Легкие расположены по обеим сторонам от сердца. Каждое легкое покрыто влажной блестящей оболочкой – плеврой. Каждое легкое бороздами делится на доли. Левое легкое делится на 2 доли, правое – на три. Доли состоят из сегментов, сегменты из долек. Продолжая делиться внутри долек бронхи переходят в дыхательные бронхиолы, на стенках которых образуется множество маленьких пузырьков – альвеол. Это можно сравнить с гроздью винограда, висящей на конце каждого бронха. Стенки альвеол оплетены густой сетью мельчайших капилляров и представляют собой мембрану, через которую происходит газообмен между кровью, протекающей через капилляры и воздухом, попадающим в альвеолы при дыхании. В обоих легких взрослого человека находится свыше 700 млн. альвеол, общая дыхательная поверхность их превышаем 100 м2, т.е. примерно в 50 раз превосходит поверхность тела!
Легочная артерия, разветвляясь в легком соответственно делению бронхов вплоть до мельчайших кровеносных сосудов приносит в легкое из правого желудочка сердца бедную кислородом венозную кровь. В результате газообмена, венозная кровь обогащается кислородом, превращается в артериальную и по двум легочным венам возвращается обратно в сердце в его левое предсердие. Этот путь крови называется малым, или легочным кругом кровообращения.
За каждый вдох в легкие попадает около 500 мл воздуха. При самом глубоко вдохе можно дополнительно вдохнуть около 1500 мл. Объем воздуха, проходящий через легкие за 1 мин., называют минутным объемом дыхания. В норме он равен 6-9 л. У спортсменов при беге увеличивается до 25-30 л.
Дыхание — это процесс газообмена между организмом и внешней средой. Из внешней среды в организм поступает кислород, а во внешнюю среду выделяется углекислый газ, частично вода, в виде водяного пара.
Газообмен состоит из трех этапов: внешнего дыхания, транспорта газов кровью, внутреннего (тканевого и клеточного) дыхания.
Внешнее дыхание осуществляет дыхательная система. В результате внешнего дыхания кислород поступает в капилляры альвеол, а углекислый газ из капилляров поступает в полости альвеол. На втором этапе кислород с помощью кровеносной системы транспортируется по всему телу, в обратном направлении кровь транспортирует углекислый газ к легким. Внутреннее дыхание представляет сначала газообмен между капиллярами и межтканевой жидкостью, а затем газообмен между межтканевой жидкостью и клетками. Газообмен осуществляется за счет диффузии по градиенту концентраций. Для газов используют понятие парциальное давление.
Дыхательная система состоит из двух частей:
воздухоносных путей;
респираторного отдела.
К воздухоносным путям относят:
полость носа;
носоглотку;
трахею;
бронхиальное дерево (вне- и внутрилегочные бронхи).
К респираторному отделу относятся:
респираторные бронхиолы;
альвеолярные ходы;
альвеолярные мешочки.
Эти структуры объединяются в ацинус.
Источником развития основных дыхательных органов является материал вентральной стенки передней кишки, называемый прехордальной пластинкой. На 3-й неделе эмбриогенеза она образует выпячивание, которое в нижней части делится на два зачатка правого и левого легких.
Функции воздухоносных путей:
проведение воздуха к респираторному отделу;
кондиционирование воздуха - согревание, увлажнение и очистка;
барьерно-защитная;
секреторная - выработка слизи, которая содержит секреторные антитела, лизоцим и другие биологически активные вещества.