Дыхательная система. 
Анатомия и физиология человека

В результате изучения материала данной главы студент будет:

знать

• • о значении дыхания для организма, о внешнем и тканевом дыхании, строении и функциях органов дыхания, о процессах, обеспечивающих тканевое дыхание;
• • возрастные особенности строения дыхательной системы;
• • физиологические особенности дыхания в разные возрастные периоды;
• • возрастные особенности нейрогуморальной регуляции дыхания;
• • внешние и внутренние факторы, влияющие на процессы дыхания и деятельность обеспечивающих их органов;
• • гигиенические требования к организации ухода, воспитания и обучения, направленные на укрепление и развитие органов дыхания ребенка и подростка;

уметь

• анализировать возрастные особенности дыхания в разные периоды онтогенеза и обусловленные ими гигиенические требования к организации ухода, воспитания и обучения;

владеть навыками

• • оценки основных показателей дыхания в зависимости от возраста ребенка;
• • культурно-просветительной работы по предупреждению болезней органов дыхания в детском и подростковом возрасте.

Дыхание, его значение для организма

Человек, как и все живые организмы на Земле, в процессе своей жизнедеятельности потребляет кислород, необходимый для процессов окисления, и выделяет углекислый газ — конечный продукт обменных процессов. Без воздуха человек может продержаться всего несколько минут, так как организм постоянно нуждается в поступлении кислорода для протекания окислительно-восстановительных процессов. Если прекращается распад и окисление органических веществ, энергия перестает выделяться и клетки, лишенные энергетического обеспечения, погибают. Особенно чувствительны к недостатку кислорода нервные клетки.

Дыханием называют обмен газов между клетками и окружающей средой. У человека газообмен состоит из четырех этапов:

• • обмен газов между воздушной средой и легкими;
• • обмен газов между легкими и кровью;
• • транспортировка газов кровью;
• • газообмен в тканях.

Первый и второй этап называются легочным дыханием, четвертый — тканевым дыханием.

Газообмен в легких. Вентиляция легких обеспечивает поступление в организм кислорода и удаление из него углекислого газа. Кроме того, органы дыхания выполняют другие важные функции: участвуют в теплорегуляции и водном обмене (при дыхании с поверхности легких испаряется вода, что ведет к охлаждению крови и всего организма), голосообразовании (легкие создают воздушные потоки, приводящие в колебание голосовые связки гортани), с выдыхаемым воздухом из организма удаляются некоторые газообразные продукты метаболизма.

Венозная кровь, содержащая много углекислоты и мало кислорода, поступает в легкие по артериям малого круга и становится артериальной за счет обогащения кислородом и освобождения от углекислого газа, который проникает в легочные альвеолы (см. Строение легких) и во время выдоха выводится из организма.

Газообмен в легких происходит путем диффузии. За счет отрицательного градиента концентрации углекислый газ устремляется в альвеолы из крови, а кислород, напротив, из альвеол в кровь. В крови кислород непрерывно связывается находящимся в эритроцитах гемоглобином, превращающимся в оксигемоглобин, поэтому свободного кислорода в ней остается мало, что позволяет сохранять отрицательный градиент концентрации. Ставшая артериальной кровь из альвеол, но легочной вене направляется к сердцу. Постоянство состава газов в легочных альвеолах поддерживается легочным дыханием: при выдохе избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом воздуха, поступившего в альвеолы при вдохе.

Первый этап газообмена, осуществляемый в легких, получил название легочного дыхания. Дальнейший газообмен требует транспортировки кислорода к клеткам организма, что осуществляется системой кровообращения, находящейся в тесной взаимосвязи с дыхательной. Обогащенная кислородом артериальная кровь по сосудам большого круга кровообращения движется по направлению к органам тела, поставляя необходимый для процессов жизнедеятельности кислород к тканям. Углекислый газ, образовавшийся в результате процессов обмена веществ, поступает из клеток тканей в кровь, превращая артериальную кровь в венозную.

Тканевое дыхание происходит с участием капилляров большого круга кровообращения в тканях, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. В тканях мало кислорода, это приводит к распаду оксигемоглобина на гемоглобин и кислород и переходу кислорода в тканевую жидкость. Из тканевой жидкости кислород поглощается клетками и используется для окисления органических веществ, которое служит источником энергии для жизнедеятельности клеток. Образованный при окислении в тканях углекислый газ поступает в тканевую жидкость, а из нее в кровь, здесь он частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь переносит углекислый газ в правое предсердие, оттуда — в правый желудочек и дальше в малый круг кровообращения. В легких кровь снова отдает углекислый газ и насыщается кислородом (делается артериальной) и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Газообмен в легких и тканях.

Потребление кислорода тканями зависит от интенсивности обменных процессов, а следовательно, от нагрузки, поэтому при физической работе для обеспечения возросшей потребности тканей в кислороде одновременно усиливаются частота и глубина дыхания, сила сердечного выброса и частота пульса.