Човешката дихателна система, нейните характеристики
Кислородът се намира във въздуха около нас. Може да проникне през кожата, но в малки количества, напълно недостатъчни за поддържане на живота. Дихателната система осигурява кислород на тялото и отстраняване на въглероден диоксид. Транспортирането на газове и други вещества, необходими на тялото, се осъществява с помощта на кръвоносната система. Функцията на дихателната система е само да снабди кръвта с достатъчно количество кислород и да отстрани въглеродния диоксид от нея.
Химическата редукция на молекулярния кислород с образуването на вода е основният източник на енергия за бозайниците. Без него животът не може да продължи повече от няколко секунди.
Намаляването на кислорода е придружено от образуването на CO2. Кислородът в CO2 не идва директно от молекулярен кислород. Използването на O2 и образуването на CO2 са свързани с междинни метаболитни реакции; теоретично всеки от тях продължава известно време.
Обменът на O2 и CO2 между тялото и околната среда се нарича дишане. При висшите животни процесът на дишане се осъществява чрез поредица от последователни процеси.
Обменът на газове между околната среда и белите дробове, който обикновено се нарича "белодробна вентилация".
Обменът на газове между алвеолите на белите дробове и кръвта (белодробно дишане).
Обмен на газове между кръвта и тъканите.
Накрая, газовете преминават в тъканите до местата на консумация (за O2) и от местата на производство (за CO2) (клетъчно дишане). Загубата на някой от тези четири процеса води до респираторни нарушения и създава опасност за човешкия живот.
Дишанетое набор от физиологични процеси, които осигуряват снабдяването на тялото с кислород и отделянето навъншната среда на въглероден диоксид (външно дишане), както и използването на кислород от клетките за окисляване на органични вещества с освобождаване на енергия, изразходвана в процеса на живот (клетъчно или тъканно дишане).
1.1 Анатомия на човешката дихателна система
Човешката дихателна система се състои от тъкани и органи, които осигуряват белодробна вентилация и белодробно дишане. Дихателните пътища включват: нос, носна кухина, назофаринкс, ларинкс, трахея, бронхи и бронхиоли. Белите дробове се състоят от бронхиоли и алвеоларни торбички, както и артерии, капиляри и вени на белодробната циркулация. Елементите на опорно-двигателния апарат, свързани с дишането, включват ребрата, междуребрените мускули, диафрагмата и спомагателните мускули на дишането.
Фиг. 1. Схема на дихателната система на човека: а - общ план на структурата; b - структурата на алвеолите; 1 - носна кухина; 2 - епиглотис; 3 - фаринкса; 4 - ларинкса; 5-трахея; б - бронх; 7 - алвеоли; 8 - ляв бял дроб (в разрез); 9 - диафрагма; 10 - зоната, заета от сърцето; 11 - десен бял дроб (външна повърхност); 12 - плеврална кухина; 13 - бронхиола; 14—-алвеоларни проходи; 15 - капиляри.
Фиг.2 .Структурата на ларинкса (а) и положението на гласните струни по време на вдишване (6) и фонация (в):I- епиглотис; 2—хиоидна кост; 3 - тироиден хрущял; 4-крикоиден хрущял; 5 - трахеални пръстени; 6-глотис; 7 - гласни струни.
дихателна система въглероден диоксид
2. Регулиране на дишането
Потребността на организма от кислород по време на почивка и по време на работа не е еднаква; следователно честотата и дълбочината на дишането трябва автоматично да се променят, адаптирайки се към променящите се условия. По време намускулна работа консумацията на кислород от мускулите и другите тъкани може да се увеличи 4-5 пъти.
Дишането изисква съгласувано свиване на много отделни мускули; тази координация се осъществява от дихателния център - специална група клетки, която се намира в един от отделите на мозъка, наречен продълговат мозък. От този център изблици на импулси се изпращат ритмично към диафрагмата и междуребрените мускули, причинявайки редовно и координирано свиване на съответните мускули на всеки 4-5 секунди. При нормални условия дихателните движения са автоматични, без контрол на нашата воля. Но когато нервите на диафрагмата (диафрагмалните нерви) и междуребрените мускули са прекъснати или увредени (например при детска парализа), дишането спира незабавно. Разбира се, човек може произволно да променя честотата и дълбочината на дишането; той дори може да не диша изобщо за известно време, но не е в състояние да задържи дъха си толкова дълго време, че да причини значителна вреда: автоматичен механизъм влиза в действие и предизвиква дъх.
Фиг.3.Формата на гръдния кош по време на вдишване (а) и издишване (б).
Естествено възниква въпросът: защо дихателният център периодично изпраща изблици на импулси? С помощта на поредица от експерименти е установено, че ако връзките на дихателния център с всички други части на мозъка са прекъснати, тоест ако сетивните нерви и пътища, идващи от висшите мозъчни центрове, са прекъснати, тогава дихателният център изпраща непрекъснат поток от импулси и мускулите, участващи в дишането, след като са се свили, остават в свито състояние. Така дихателният център, оставен сам на себе си, предизвиква пълно свиване на мускулите, участващи в дишането. Ако обаче и дветесензорните нерви или пътищата, идващи от по-високите мозъчни центрове, останаха непокътнати, тогава дихателните движения продължават да се извършват нормално.
Това означава, че за нормалното дишане е необходимо периодично инхибиране на дихателния център, така че той да спре да изпраща импулси, които причиняват мускулна контракция. По-нататъшни експерименти показаха, че пневматичният център, който се намира в средния мозък, заедно с дихателния център образуват "ревербериращ кръгов път", който служи като основа за регулиране на дихателната честота. В допълнение, разтягането на стените на алвеолите по време на вдишване стимулира чувствителните на натиск нервни клетки в тези стени и тези клетки изпращат импулси към мозъка, които инхибират дихателния център, което води до издишване.
Дихателният център също се стимулира или потиска от импулси, идващи към него по много други нервни пътища. Силната болка в която и да е част на тялото предизвиква рефлекторно учестяване на дишането. В допълнение, в лигавицата на ларинкса и фаринкса има рецептори, които при стимулиране изпращат импулси към дихателния център, които инхибират дишането. Това са важни защитни устройства. Когато в дихателните пътища навлезе някакъв дразнещ газ, като амоняк или силни киселинни пари, той стимулира ларингеалните рецептори, които изпращат инхибиращи импулси към дихателния център и ние неволно „поемаме дъха си“; поради това вредното вещество не прониква в белите дробове. По същия начин, когато храната случайно попадне в ларинкса, тя дразни рецепторите в лигавицата на този орган, карайки ги да изпращат инхибиращи импулси към дихателния център. Дишането незабавно се спира и храната не навлиза в белите дробове, където може да увреди деликатния епител.