Введення
Кисень знаходитьсяв навколишньому нас повітрі. Він може проникнути крізь шкіру, але лише в невеликих кількостях,зовсім недостатніх для підтримки життя. Надходження в організм киснюі видалення вуглекислого газу забезпечує дихальна система. Транспорт газів таінших необхідних організму речовин здійснюється за допомогою кровоносної системи.Функція дихальної системи зводиться лише до того, щоб постачати кров достатньоюкількістю кисню і видаляти з неї вуглекислий газ.
Хімічне відновленнямолекулярного кисню з утворенням води служить для ссавців основним джереломенергії. Без неї життя не може тривати довше декількох секунд.
Відновленнюкисню супроводжує утворення CO2. Кисень вхідний у CO2 не відбувається безпосередньо з молекулярного кисню. ВикористанняO2 і утворенняCO2 зв'язані міжсобою проміжними метаболічними реакціями; теоретично кожна з них триваютьдеякий час.
Обмін O2 і CO2 між організмом і середовищем називаєтьсядиханням. У вищих тварин процес дихання здійснюється завдяки ряду послідовнихпроцесів.
Обмін газівміж середовищем і легенями, що зазвичай позначають як "легеневу вентиляцію".
Обмін газівміж альвеолами легень і кров'ю (легеневий подих).
Обмін газівміж кров'ю і тканинами.
Нарешті, газипереходять усередині тканини до місць споживання (для O2) і від місць утворення (для CO2) (клітинний подих). Випаданнябудь-якого з цих чотирьох процесів приводять до порушень подиху і створює небезпекадля життя людини.
1.Значеніедихання
Дихання - сукупність фізіологічнихпроцесів, які забезпечують надходження в організм кисню і виділення в зовнішнєсередовище вуглекислого газу (зовнішнє дихання), а також використання кисню клітинамидля окислення органічних речовин зі звільненням енергії, що витрачається в процесіжиттєдіяльності (клітинне, або тканинне, дихання).
1.1 Анатомія дихальної системи людини
Дихальнасистема людини складається з тканин і органів, що забезпечують легеневу вентиляціюі легеневий подих. До повітроносних шляхах відносяться: ніс, порожнина носа, носоглотка,гортань, трахея, бронхи і бронхіоли. Легені складаються з бронхіол і альвеолярних мішечків,а також з артерій, капілярів і вен легеневого кола кровообігу. До елементівкістково-м'язової системи, зв'язаним з подихом, відносяться ребра, міжреберні м'язи,діафрагма і допоміжні дихальні м'язи.
Рис. 1 . Схема дихальної системи людини: а - загальний план будови;б - будова альвеол; 1 - носова порожнина; 2 - надгортанник; 3 - глотка; 4 - гортань;5 - трахея;б - бронх; 7 - альвеоли; 8 - ліва легеня (в розрізі); 9 - діафрагма; 10 - область,займана серцем; 11 - права легеня (зовнішня поверхня); 12 - плевральнапорожнину; 13 - бронхіоли; 14 - альвеолярні ходи; 15 - капіляри.
Рис.2. Будова гортані (а) і положення голосових зв'язок при вдиху (6)і фонації (в): I - надгортанник; 2 - під'язикова кістка; 3- Щитовидний хрящ; 4 - перстевідний хрящ; 5 - кільця трахеї; 6 - голосоващілину; 7 - голосові зв'язки.
дихальнийсистема вуглекислий газ
2.Регуляціядихання
Потребаорганізму в кисні під час спокою і при роботі неоднакова; тому частота іглибина дихання повинні автоматично змінюватися, пристосовуючись до мінливихумовам. Під час м'язової роботи споживання кисню м'язами та іншими тканинамиможе зрости в 4-5 разів.
Для здійсненнядихання необхідно узгоджене скорочення безлічі окремих м'язів; цю координаціюздійснює дихальний центр - спеціальна група клітин, що лежить в одному з відділівголовного мозку, званому довгастим мозком. З цього центру до діафрагми іміжреберних м'язів ритмічно надсилаються залпи імпульсів, що викликають регулярнеі координоване скорочення відповідних м'язів кожні 4-5 сек. При звичайних умовахдихальні рухи відбуваються автоматично, без контролю з боку нашої волі.Але коли нерви, що йдуть до діафрагми (діафрагмальний нерви) і міжреберних м'язів,перерізані або пошкоджені (наприклад, при дитячому паралічі), дихальні рухинегайно припиняються. Звичайно, людина може довільно змінювати частоту і глибинудихання; він може навіть деякий час зовсім не дихати, але він не в змозі затриматидихання на таке тривале зремя, щоб це завдало скільки-небудь істотнийшкоду: автоматичний механізм вступає в дію і викликає вдих.
Рис .3. Форма грудної клітки при вдиху (а) і видиху (б).
Природновиникає питання: чому дихальний центр періодично посилає залпи імпульсів?За допомогою ряду експериментів було встановлено, що якщо зв'язку дихального центруз усіма іншими частинами головного мозку перервані, тобто якщо перерізані чутливінерви і шляхи, що йдуть від вищих мозкових центрів, то дихальний центр посилає безперервнийпотік імпульсів і м'язи, що беруть участь у диханні, скоротившись, залишаються в скороченомустані. Таким чином, дихальний центр, наданий самому собі, викликаєповне скорочення м'язів, що беруть участь в диханні. Якщо, проте, або чутливінерви, або шляхи, що йдуть від вищих мозкових центрів, залишилися неушкодженими, тодихальні рухи продовжують здійснюватися нормально.
Це означає,що для нормального дихання необхідно періодичне гальмування дихального центру,з тим щоб він припиняв посилку імпульсів, що викликають скорочення м'язів. Подальшіексперименти показали, що пневмаксіческій центр, який лежить в середньому мозку, разомз дихальним центром утворюють В«реверберірующій кругової шляхВ», який і служитьосновою регулювання частоти дихання. Крім того, розтягнення стінок альвеол підчас вдиху стимулює знаходяться в цих стінках чутливі до тиску нервовіклітини, і ці клітини посилають у головний мозок імпульси, які гальмують дихальний центр,що призводить до видиху.
Дихальнийцентр стимулюють або гальмують також імпульси, що приходять до нього по багатьом іншимнервових шляхах. Сильний біль в будь-якій частині тіла викликає рефлекторне почастішання дихання.Крім того, в слизовій оболонці гортані та глотки є рецептори, які приїх подразненні посилають в дихальний центр імпульси, які гальмують дихання. Це важливізахисні пристосування. Коли-небудь подразнюючий газ, наприклад аміак абопари сильних кислот, входить в дихальні шляхи, він стимулює рецептори гортані,які посилають в дихальний центр гальмують імпульси, і у нас мимоволі В«перехоплюєдихання В»; завдяки цьому шкідлива речовина не проникає в легені. Точно так само,коли в гортань випадково потрапляє їжа, вона подразнює рецептори в слизистій оболонціцього органу, змушуючи їх посилати гальмівні імпульси в дихальний центр. Диханнямиттєво припиняється, і їжа не входить в легені, де вона могла б зашкодитиніжний епітелій.
Під час м'язовоїроботи частота і глибина дихання повинні зростати, щоб задовольнити підвищенупотреба організму в кисні і попередити накопичення вуглекислоти. Концентраціявуглекислоти в крові служить головним фактором, регулюючим дихання. Підвищений вміствуглекислоти в крові, що притікає до головного мозку, збільшує збудливість якдихального, так і пневмотаксіческого центру. Підвищення активності першого з нихведе до посиленого скорочення дихальної мускулатури, а другого - до почастішання дихання.Коли концентрація вуглекислоти повертається до норми, стимуляція цих центрів припиняєтьсяі частота і глибина дихання повертаються до звичайного рівня.
Цей механізмдіє і в зворотному напрямку. Якщо людина довільно зробить ряд глибокихвдихів і видихів, вміст вуглекислоти в альвеолярному повітрі і в крові знизитьсянастільки, що після того, як він перестане глибоко дихати, дихальні рухизовсім припиняться доти, поки рівень вуглекислоти в крові знову не досягненормального. Перший вдих новонародженого немовляти викликається головним чином дієюцього м...
