Значение для организма дыхания: 10)Значение дыхания для организма состоит в обеспечении организма: а)энергией б) строительным материалом в) запасными питательными…

Posted on 23.05.202325.03.2023 by alexxlab

Биология Дыхание и его значение. Органы дыхания

Материалы к уроку

Конспект урока

Дыхание и его значение. Органы дыхания

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, выделение из него углекислого газа и использование кислорода клетками и тканями для окисления сложных веществ с освобождением содержащейся в них энергии. Поступление кислорода в кровь и ткани организма — жизненная необходимость, поскольку без кислорода невозможны окислительные процессы. Важно понимать, что обмен веществ — это взаимозависимое течение двух процессов: образование сложных биологических веществ с затратой энергии и распад (окисление) органических соединений с последующим освобождением энергии. Это своеобразные «качели», где на одной стороне — совокупность процессов синтеза (ассимиляции), а на другой — распада (диссимиляции). Дыхание является основной формой диссимилятивного процесса практически всех живых организмов, будь то организм растения, животного или человека.

Кислород поступает через органы дыхания в кровь, а с током крови перемещается к нуждающимся в нем органам и системам.

Процесс дыхания проходит в три этапа. Первый этап — внешнее или лёгочное дыхание — это процесс обмена кислородом и углекислым газом между легкими и атмосферой.

На втором этапе происходит транспортировка газов: кислород поступает из легких в ткани и органы, а углекислый газ попадает из тканей в легкие для последующего удаления из организма.

Третий этап — это тканевое дыхание, процесс синтеза АТФ и образование углекислого газа и воды.

Аденозинтрифосфат (сокр. АТФ) — нуклеотид, который играет важную роль в обмене энергии и веществ в организме. Это соединение — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.

Дыхательная система человека обеспечивает газообмен между атмосферным воздухом и системой кровообращения.

Дыхательная система состоит из верхних и нижних дыхательных путей. Верхние дыхательные пути — это полость носа, носоглотка, ротоглотка, частично ротовая полость. Здесь воздух очищается, согревается, увлажняется — это важнейшие функции, значение которых нельзя недооценивать. Так, чрезмерно сухой, холодный или загрязненный воздух при попадании в бронхи и легкие может стать причиной серьезных проблем для дыхательной системы и организма в целом. Результативность этой работы зависит от гистологических и цитологических особенностей. В слизистой верхних дыхательных путей содержатся клетки (макрофаги), которые поглощают и переваривают частицы бактериального или минерального происхождения. Реснитчатый эпителий, которым выстлана поверхность верхних дыхательных путей, также способствует очищению воздуха и удалению выделений (мокроты).

Ток воздуха попадает в воздухоносные пути через полость носа, разделенную хрящевой перегородкой. Благодаря интенсивному кровоснабжению, воздух, будучи холодным или чрезмерно горячим, может немного остудиться или согреться. Далее он продвигается в глотку, которая выполняет, помимо глотания еще и воздухоносную функцию.

Нижние дыхательные пути — это гортань, трахеи, бронхи. Гортань необходима для голосообразования, а также для защиты нижних дыхательных путей от проникновения чужеродных частиц и дыхания. Впереди гортань прикрывается мышцами и пластинками, у мужчин гортань образует выступ — кадык. В одном из отделов гортани (межжелудочковом) располагается речевой аппарат — голосовая цель, ширина которой при голосообразовании достигает 15 мм, а в состоянии покоя — 5 мм. Область голосовых связок, представляющих собой мускульные пленки, не имеет желез, а увлажняется с помощью слизистой гортани. Гортань оснащена группами мышц, служащими для напряжения голосовых связок. Выдыхаемый воздух, проходя сквозь парные связки, вызывает их колебание. Звук усиливается с помощью резонирующих полостей верхних дыхательных путей.

У мужчин связки длиннее, чем у женщин, поэтому звуковой диапазон их голоса ниже. Качественные характеристики голоса мужчин определяются также уровнем мужского полового гормона, поэтому в подростковом возрасте при перестройке гормонального фона у подростка происходит понижение и огрубление голоса.

Трахея проводит воздух из легких и в легкие. Это полая непарная трубка, расходящаяся на уровне пятого грудного позвонка на два главных бронха. Внутри бронхов находятся хрящевые полукольца, внутри они выстланы реснитчатым эпителием, содержат единичные лимфоидные узелки.

Газообмен осуществляется с помощью легких — парных органов, лежащих в плевральных полостях. Пристеночная плевра, выстилающая полость грудной клетки, также окружает легкие. Между легочной и пристеночной плеврами расположена плевральная полость. В ней содержится определенное количество жидкости, смазывающей листки плевры, что снижает их трение друг о друга. Легкое по своей форме напоминает усеченный конус, оно условно подразделяется на верхушку, основание и три поверхности (реберную, диафрагмальную и медиальную).

Каждое легкое делится на доли, правое — на три, левое — на две. Каждая доля делится на сегменты.

На медиальной поверхности у каждого легкого имеется углубление — ворота легкого, куда входит главный бронх. Внутри легких бронхи ветвится на бронхиолы, количество которых достигает примерно 20000 в каждом легком. От каждой бронхиолы отходят альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Таким образом, бронхи образуют в легких бронхиальное дерево значительной площади. Такое строение обеспечивает интенсивный газообмен между легкими и кровью. По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, обогащаемая в результате газообмена кислородом. Для питания самой легочной ткани и бронхов богатая кислородом кровь поступает по бронхиальным ветвям аорты.

Система дыхания регулируется нервной системой. В стенках крупных бронхов и в самих легких имеются сплетения нервных волокон, общая иннервация осуществляется из блуждающих нервов и из симпатического ствола.

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

  • Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

  • Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

  • Повысим успеваемость по школьным предметам

  • Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитораОставить заявку на подбор

Значение дыхания для существования организма. Система органов дыхания человека, ее строение и функции — Учебник по Биологии. 8 класс. Матяш

Учебник по Биологии. 8 класс. Матяш — Новая программа

Этот учебник можно скачать в PDF формате на сайте тут.

Тема 3

Атмосферный воздух невозможно увидеть или почувствовать, но без него человек не может прожить и 5 мин. Какая специальная система органов в организме человека обеспечивает процессы дыхания? Почему органы дыхания называют воздушными воротами в наш организм? Как защитить органы дыхания от вредных влияний внешней среды?

Вспомните, что происходит в процессе дыхания растений. Как дышат наземные позвоночные животные?

Каково значение дыхания? Вы уже знаете из предыдущих разделов биологии, что человек, как и наземные растения и животные, дышит атмосферным воздухом. Его запасы в организме человека должны постоянно пополняться, потому что они ограничены объемом легких.

Термин «дыхание» включает три разных, связанных друг с другом процесса: легочную вентиляцию, обмен газов между воздухом в легких и кровью и между кровью и другими тканями тела и тканевое дыхание — использование кислорода клетками для реакций высвобождения энергии. В результате этих процессов образуется углекислый газ, который выводится из организма. Легочная вентиляция — это механические процессы, обеспечивающие поступление воздуха в легкие и выведение его из легких через воздухоносные пути.

Процесс дыхания условно делят на внешнее и внутреннее. Внешнее дыхание — вентиляция легких (обмен газов между атмосферным воздухом и организмом), а внутреннее дыхание — обмен газов между кровью и тканями и использование кислорода клетками.

Следовательно, дыхание — это совокупность процессов, которые обеспечивают поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ (белков, жиров, углеводов), а также удаление из организма углекислого газа, образовавшегося в результате реакций окисления. Так осуществляется газообмен между организмом человека и окружающей средой.

Рис. 57. 1. Строение верхних дыхательных путей. 2. Мерцательный, или реснитчатый, эпителий в дыхательных путях. Задание. Рассмотрите рисунок и назовите составляющие верхних дыхательных путей

Дыхательная система человека состоит из воздухоносных путей и легких. Воздухоносные пути — это система соединенных между собой полых органов, которыми движется вдыхаемый и выдыхаемый воздух. Воздухоносные дыхательные пути человека делят на верхние и нижние (рис. 57, 1).

Каково строение и каковы функции верхних дыхательных путей? Атмосферный воздух содержит много примесей (пыль, вредные вещества, микроорганизмы и т. п.), которые могут навредить организму человека. Поэтому перед тем, как попасть в легкие, воздух преодолевает один из защитных барьеров — верхние дыхательные пути. К верхним дыхательным путям относятся носовая полость, носоглотка и гортанная часть глотки (рис. 57, 1). Здесь воздух согревается, увлажняется, очищается, обезвреживаются болезнетворные организмы. Носовая полость сообщается с глоткой. Эта часть глотки называется носоглотка. Стенки носовой полости покрыты мерцательным, или реснитчатым эпителием (рис. 57, 2), клетки которого выделяют слизь (вспомните разновидности эпителия). Он обволакивает пыль и прилипшие к ней микроорганизмы. Кроме того, слизь постоянно увлажняет стенки носовой полости, а следовательно, и воздух, проходящий через нее. Реснички мерцательного эпителия движутся резко и быстро в направлении ноздрей и плавно и медленно к носоглотке. Благодаря этому пыль и микроорганизмы, осевшие на слизистой оболочке, вместе со слизью, как на ленте конвейера, удаляются из дыхательных путей. Слизь также содержит вещества, обезвреживающие болезнетворные микроорганизмы.

Стенки носовой полости имеют густую сетку капилляров. Текущая по ней кровь согревает (если температура окружающей среды низкая) или охлаждает (если повышена) вдыхаемый воздух до температуры тела.

Здоровье человека. Дышать следует только через нос. При этом вдыхаемый воздух очищается от пыли, увлажняется, частично обеззараживается, в прохладную погоду согревается, а в жаркую — охлаждается. Дыхание ртом в холодное время года часто становится причиной простудных и других заболеваний.

В слизистой оболочке верхней части носовой полости находятся особые обонятельные рецепторы (чувствительные клетки), которые воспринимают разные запахи. Пыль или вещества с резким запахом, попав в носовую полость, раздражают эти рецепторы и проявляется защитный рефлекс — чихание. Это резкий рефлекторный выдох через ноздри. Благодаря чиханию из носовой полости сильным потоком воздуха удаляется излишек слизи с веществами-раздражителями и выводятся микроорганизмы. В носовую полость открывается носослезный канал.

ЗАПОМНИТЕ! Во время чихания рот и нос необходимо прикрывать салфеткой, чтобы не стать источником распространения болезнетворных вирусов и бактерий.

Из носовой полости воздух попадает в носоглотку, где находятся миндалины. Они служат защитным барьером дыхательных путей. Из носоглотки воздух попадает в глотку, в которой пересекаются дыхательные и пищеварительные пути. От глотки начинаются две трубки: дыхательная (гортань) и пищеварительная (пищевод), расположенная позади гортани.

Каково строение и каковы функции нижних дыхательных путей? К нижним дыхательным путям относятся гортань, трахея и бронхи. Гортань имеет воронковидную форму. Ее стенки образованы несколькими хрящами, соединенными между собой мышцами и связками (рис. 58). Самый большой хрящ гортани — щитовидный. Он состоит из двух пластинок, которые спереди соединяются между собой под углом. У мужчин, в отличие от женщин, этот угол достаточно острый, поэтому у них на шее хорошо заметен кадык, или, как его еще называют, адамово яблоко. В верхней части гортани расположен надгортанный хрящ. Это пластинка листовидной формы, которая при глотании пищи закрывает вход в гортань, предотвращая попадание ее частичек в воздухоносные пути. Благодаря этому воздух попадает только в гортань, а пища — в пищевод.

Полость гортани устлана слизистой оболочкой и содержит рецепторы. При раздражении их частичками пищи, разными твердыми или жидкими веществами и газовыми смесями, а также вследствие воспалительных процессов возникает защитный дыхательный рефлекс — кашель. Это резкий рефлекторный выдох через рот. Благодаря кашлю полость гортани очищается от посторонних частиц, защищая другие органы дыхания.

ЗАПОМНИТЕ! Во время еды не следует разговаривать, смеяться и делать резких движений. Это может привести к попаданию пищи в гортань, что повлечет за собой сильный кашель. Иногда попадание пищи в дыхательные пути может вызвать удушье.

Гортань — это особая часть воздухоносных путей. Кроме выполнения воздухоносной функции, она участвует в голосообразовании. В просвете гортани (в ее средней части) расположен голосовой аппарат, основу которого составляют голосовые связки и голосовые мышцы (рис. 59).

Голосовые связки образованы параллельно расположенными эластичными волокнами, между которыми имеется голосовая щель. В зависимости от степени натяжения голосовых связок ширина щели меняется. Когда через голосовую щель проходит выдыхаемый воздух, натянутые голосовые связки начинают колебаться, создавая звук (голос). Чем сильнее натянуты голосовые связки, тем выше образуемый звук. Громкость звука при этом определяется силой, с которой воздух выдыхается из легких. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся, голосовая щель приобретает вид равнобедренного треугольника. Голосовые связки могут производить от 80 до 10 000 колебаний в секунду.

Рис. 58. Строение гортани. Задание. Пользуясь текстом и рисунком, охарактеризуйте функцию надгортанного хрящя

Рис. 59. Строение и расположение голосовых связок

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Высота голоса человека зависит от длины голосовых связок. У женщин голосовые связки короче, чем у мужчин, поэтому женский голос всегда более высокий. Оттенки голоса зависят от резонаторов, роль которых исполняют полости рта, носа, носоглотки, глотки.

В формировании разных звуков, а особенно звуков речи, участвуют язык, нёбо, губы, зубы, щеки, нижняя челюсть.

Голос человека меняется с возрастом, это связано с перестройкой голосового аппарата. Критическим для развития голосового аппарата является период полового созревания. В это время голос «ломается». Голосовой аппарат становится очень уязвимым к любому негативному влиянию.

ЗАПОМНИТЕ! Перенапряжение голосовых связок, а также воспалительные процессы в горле влияют на голос. Он может стать хриплым и глухим. Очень вредят голосовым связкам курение и употребление алкоголя. Если возникли проблемы с голосом или же он пропал, необходимо немедленно обратиться к врачу.

Из гортани воздух попадает в следующий отдел воздухоносных путей — трахею.

Трахея — дыхательная трубка, состоящая из хрящевых полуколец, соединенных между собой связками. Задняя стенка трахеи (где нет хрящевых полуколец) прилегает к пищеводу. Она образована неисчерченными (гладкими) мышцами. Такое строение трахеи не мешает прохождению пищи по пищеводу, а воздуха в легкие. При этом задняя стенка прогибается внутрь трахеи, и пища не застряет в пищеводе. Внутренняя поверхность трахеи устлана железистым и мерцательным эпителием. Их роль и значение такие же, как и эпителия носовой полости и гортани. Железистый эпителий выделяет слизь, которая увлажняет стенки трахеи, обезвреживает болезнетворные микроорганизмы, а мерцательный эпителий проталкивает слизь наружу.

В верхней части грудной полости трахея разветвляется на два бронха — правый и левый.

Бронхи — часть воздухоносных путей, которые, ответвляясь от трахеи, заходят в легкие. Они состоят из хрящевых колец, предотвращающих закрытие их просвета. Внутренняя поверхность бронхов подобно стенкам всех отделов воздухоносных путей покрыта однослойным мерцательным (реснитчатым) эпителием. Заходя в легкие, бронхи многократно ветвятся на более мелкие бронхи, в конечном итоге переходя в мельчайшие трубочки, — бронхиолы. Всю систему разветвления бронхов называют бронхиальным деревом (рис. 60).

Рис. 60. Бронхиальное дерево: система разветвлений бронхов

Рис. 61. Строение альвеол

Бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, которые заканчиваются легочными пузырьками — альвеолами. Их тонкие стенки покрыты густой сетью кровеносных капилляров (рис. 61). Стенки альвеол образованы однослойным эпителием, а их полость заполнена воздухом.

Каково строение и каковы функции легких? Легкие — парные органы. Правое легкое больше, чем левое, потому что левое легкое имеет углубление — так называемую сердечную вырезку. Правое легкое состоит из трех долей, а левое — из двух (рис. 62). Каждое легкое имеет конусовидную форму: суженную верхушку и расширенную основу, прилегающую к диафрагме. На внутренней (обратной к сердцу) поверхности обоих легких находятся ворота легких, через которые нервы, бронхи и легочная артерия входят в легкое.

Снаружи каждое легкое покрыто тоненькой плотной соединительнотканной оболочкой — легочной плеврой. Она состоит из двух листков — внутреннего (легочного) и внешнего (пристеночного).

Внутренний листок плевры укрывает само легкое со всех сторон и срастается с его поверхностью, а внешний листок срастается со стенками грудной полости.

Между внутренним и внешним листками плевры имеется щель — плевральная полость. Она содержит 1-2 мл жидкости, которая уменьшает трение листков между собой во время дыхательных движений. В полости плевры в норме никогда нет воздуха, а давление несколько ниже атмосферного. Это очень важно для нормальной работы легких, потому что способствует дыхательным движениям.

Рис. 62. Легкие. Задание. Пользуясь рисунком, назовите составляющие дыхательной системы

Как вы помните, мелкие разветвления бронхов продолжаются в узенькие трубки, на стенках которых имеются многочисленные легочные альвеолы. Альвеолы собраны в группы, напоминающие гроздья винограда. В легких взрослого человека около 500-700 млн альвеол. Благодаря этому общая площадь дыхательной поверхности легких составляет свыше 100 м2, что в 50 раз превышает площадь поверхности тела человека. Поэтому кровь быстро забирает через их стенки кислород и отдает углекислый газ.

Кроме газообмена, легкие вместе с клетками крови участвуют в защитных реакциях организма, поскольку в ткани легких содержится большое количество особых клеток, способных обезвреживать болезнетворные микроорганизмы. Легкие обеспечивают также выделительную функцию. Через них удаляются наружу водяной пар и некоторые газообразные продукты обмена (например, углекислый газ).

Ключевые термины и понятия: внутреннее и внешнее дыхание, воздухоносные пути, носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, легкие, альвеолы.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

• Органы дыхания обеспечивают газообмен между организмом и внешней средой. Процессы дыхания делят на внешнее и внутреннее дыхание. Внешнее дыхание — это обмен газов между атмосферным воздухом и организмом, а внутреннее — обмен газов между кровью и тканями и использование кислорода клетками, вследствие чего выделяется энергия.

• Дыхательная система состоит из воздухоносных путей: верхних (носовая полость, носоглотка, глотка), нижних (гортань, трахея, бронхи) и легких. В легких через стенки альвеол происходит газообмен между воздухом и кровью.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Что такое верхние и нижние дыхательные пути? 2. Каково строение носовой полости? Какие функции она выполняет? 3. Почему надо дышать через нос? 4. Каково строение и каковы функции гортани? 5. Как устроен голосовой аппарат человека? Почему нельзя перенапрягать голосовые связки? 7. Каково строение и каковы функции трахеи? 9. Что собой представляют бронхи и альвеолы?

Выберите один правильный ответ

1. Выберите функции носовой полости: а) вдыхаемый воздух увлажняется; б) вдыхаемый воздух обогащается кислородом; в) вдыхаемый воздух обогащается углекислым газом; г) в носовой полости кровь обогащается кислородом.

2. Укажите орган, в котором пересекаются дыхательные и пищеварительные пути: а) носовая полость; б) глотка; в) гортань; г) бронхи.

Установите правильную последовательность прохождения воздуха по воздухоносным путям: а) глотка; б) носовая полость; в) трахея; г) гортань; д) бронхи.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. I группа. Какие особенности строения верхних дыхательных путей обеспечивают функции выделительную и защитную? II группа. Какие особенности строения нижних дыхательных путей обеспечивают функции защитную, голосообразующую?

ПОДУМАЙТЕ. Почему в строении трахеи и бронхов преобладает хрящевая ткань?

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. Объясните приспособление органов пищеварения и дыхания, которое не позволяет пище попадать в гортань. Какие правила поведения во время еды нужно соблюдать во избежание попадания пищи в гортань?

Попередня

Сторінка

Наступна

Сторінка

  • Объем, который можно выдохнуть после нормального вдоха

  • Остаточный объем (RV) : Объем, остающийся в легких после максимального выдоха (не может быть измерен с помощью спирометрии)

  • Объем вдоха (IC) : Объем, который можно вдохнуть после нормального выдоха

  • Функциональная остаточная емкость (FRC) : Объем, остающийся в легких после нормального выдоха

  • 61 ) : Максимальный объем, который можно выдохнуть после максимального вдоха

  • Общая емкость легких (ОЕЛ) : Объем воздуха в легких после максимального вдоха

  • Объем форсированного выдоха (ОФВ1) : Объем, который можно выдохнуть за 1 секунду максимального форсированного выдоха

Вопросы, вызывающие озабоченность

Легкие являются основным местом для значительной части заболеваний человека. Заболевание легких далее подразделяется на обструктивное и рестриктивное заболевание.

Обструктивная болезнь :

Обструктивная болезнь определяется как заболевание легких с нарушением выдоха. Он проявляется снижением ФЖЕЛ, снижением ОФВ1 и, что особенно важно, резким снижением соотношения ОФВ1/ФЖЕЛ. При обструктивной болезни воздух, который следует выдыхать, не выдыхается, что приводит к задержке воздуха и увеличению ФОЕ. Ниже перечислены два основных примера обструктивного заболевания: 

Астма: многофакторное заболевание, характеризующееся хроническим воспалением бронхов , которое в конечном итоге приводит к задержке воздуха. Несколько ключевых характеристик заключаются в следующем.

  • Заболевание дыхательных путей в основном обратимо (т. е. при введении бета-агониста).

  • Может вызывать хронический кашель, хрипы, тахипноэ и одышку.

Хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ): совокупность клинических симптомов с общими чертами эмфиземы и хронического бронхита, приводящих к ограничению скорости выдоха.

  • Хронический бронхит демонстрирует длительное воспаление дыхательных путей, вызывающее чрезмерный кашель и выделение мокроты.

  • Для эмфиземы характерно увеличение воздушных пространств (потеря эластичности альвеол), что приводит к хронической одышке. Чрезмерно растянутые воздушные пространства мешают адекватному опорожнению легких.

  • Курение является основной причиной заболевания и напрямую связано с тяжестью течения заболевания.

  • Сигареты вызывают воспаление в легких.

  • В дыхательных путях обнаруживаются заболевания мелких дыхательных путей и деструкция паренхимы.

Рестриктивное заболевание легких :

Рестриктивное заболевание легких – это заболевание легких, при котором ограниченное расширение легких вызывает уменьшение легочных объемов. Его характеристики включают как снижение ФЖЕЛ, так и снижение ОФВ1; однако ОФВ1 более снижен, чем ФЖЕЛ, что приводит к увеличению ОФВ1/ФЖЕЛ. Несколько примеров рестриктивного заболевания легких перечислены ниже[5][1][4][6][7]: 

Сотовый уровень

Транспорт кислорода является основным средством кровообращения в тканях. Кислород переносится в организме в двух основных формах: связанный с гемоглобином и растворенный. Гемоглобин является основным переносчиком кислорода в организме. Формула содержания кислорода в крови выглядит следующим образом:          

  • CaO2 = 1,34 x [Hgb] x (SaO2 / 100) + 0,003 x PaO2

  • CaO2 = содержание кислорода в крови

    = концентрация гемоглобина

  • SaO2 = процент групп гема, связанных с кислородом

  • PaO2 = парциальное давление кислорода 

Гемоглобин состоит из четырех субъединиц, каждая из которых содержит фрагмент гема, который связывается с железом. С каждым атомом железа гемовой группы может связываться одна молекула О2; следовательно, каждая группа гемоглобина может связываться с четырьмя молекулами O2. [8][9]

Развитие

Развитие легких внутриутробно происходит в пять основных стадий. Первая стадия начинается с развития зачатка легкого из респираторного дивертикула на 4-й неделе эмбриогенеза. Этапы следующие[10][11][12][13]:

  • Эмбриональный : начинается с 4-й по 7-ю неделю; в это время происходит формирование основных дыхательных путей и плевры.

  • Псевдожелезистый : возникает в течение 5-17 недель; это когда бронхиальное дерево и респираторная паренхима формируются.

  • Каналикулярный : происходит в течение 16-26 недель; формируются дистальные отделы дыхательных путей, гемато-воздушный барьер, сурфактант и ацинусы.

  • Саккулярный : происходит в течение 24-38 недель; воздушные пространства (альвеолы) продолжают расширяться.

  • Альвеолярный : возникает с 36-й недели беременности и на протяжении всего детства. Альвеолы ​​становятся септированными и более зрелыми, что улучшает воздушное пространство и капиллярные сети.

Задействованные системы органов

Правый желудочек доставляет деоксигенированную кровь в легкие через легочную артерию. Затем легкие будут вдыхать воздух, который переносит кислород через альвеолы ​​в густую капиллярную сеть, окружающую альвеолы. Затем кровь будет проходить через легочную вену в левое предсердие, где она выбрасывается из левого желудочка в аорту. Аорта является главной артерией, которая далее разветвляется на системные артерии, доставляющие кровь к мозговым, коронарным, почечным, чревным и кожным. Системные вены возвращают деоксигенированную кровь из этих тканей в полую вену, где она поступает в правое предсердие и снова начинает цикл.

Следующее уравнение может выразить динамику кровотока: Q = P/R, где Q – поток/сердечный выброс, P – градиент давления, а R – общее периферическое сопротивление.[14]

Функция

Функция легочной системы заключается в извлечении кислорода из окружающей среды и предоставлении его для аэробного дыхания на клеточном уровне. Кислород в конечном итоге используется для производства АТФ, а углекислый газ выдыхается вместе с другими побочными продуктами метаболизма.[2]

Органы дыхания облегчают процесс газообмена, включая нос, ротовую полость, горло, трахею, бронхи и легкие. Легкие делятся на пять основных долей: три доли справа и две доли слева. Каждая доля состоит из множества мелких альвеол, которые являются основным местом газообмена. В альвеолах происходит диффузия газов в артериолы.[15]

Механизм

Четыре важных аспекта дыхательной механики: растяжимость легких, растяжимость грудной клетки, частота дыхания и сопротивление дыхательных путей. Они работают вместе, создавая отрицательное давление в легких и плевральной полости, позволяя воздуху втягиваться в легкие. И наоборот, уменьшение объема легких увеличивает давление в легких, что вытесняет воздух.

Следующее уравнение представляет растяжимость легких: C = V/P, где C – растяжимость легких, V – объем легких, а P – давление в легких. 4), где R = сопротивление, n = вязкость воздуха, l = длина дыхательных путей и r = радиус дыхательных путей. Важно отметить обратную зависимость четвертой степени между радиусом дыхательных путей и сопротивлением. Небольшие изменения радиуса дыхательных путей существенно изменят сопротивление.[2]

Сопутствующее тестирование

Функциональные тесты легких (PFT) служат как для обследования, так и для наблюдения за пациентами с легочными заболеваниями. Они предоставляют информацию, касающуюся как больших, так и малых дыхательных путей, паренхимы легких и легочного капиллярного русла. PFT — это безопасный и эффективный способ помочь клиницисту диагностировать и контролировать патологию. Существует множество показаний для ПФТ, в том числе:

  • Кашель

  • Свистящее дыхание

  • Рентгенологические изменения органов грудной клетки

  • Одышка

  • Хрипы

  • Мониторинг пациентов с известным респираторным заболеванием (например, ХОБЛ, астмой, интерстициальным фиброзом) респираторные осложнения (например, синдром Гийена-Барре)

  • Периоперационная оценка

  • Наблюдение за трансплантацией легкого

Основные измерения, включаемые в исследование функции легких, включают ОФВ1, ФЖЕЛ и ОФВ1/ФЖЕЛ. Вот некоторые из наиболее распространенных выводов о PFT [16]:

Интерстициальный фиброз: дек. ФЖЕЛ, дек. ОФВ1, норма/вкл. ОФВ1/ФЖЕЛ

Астма: дек. ФЖЕЛ, дек. ОФВ1, дек. ОФВ1/ФЖЕЛ

ХОБЛ: дес. ФЖЕЛ, дек. ОФВ1, дек. ОФВ1/ФЖЕЛ

Патофизиология

ХОБЛ является одной из основных ведущих причин патологии легких во всем мире. Табачный дым является основной причиной заболевания. Никотин и тысячи других токсичных компонентов, содержащихся в сигаретах, приводят к образованию свободных радикалов, вызывающих повреждение альвеол.

ХОБЛ — это общий термин, обозначающий сочетание хронического бронхита и эмфиземы. Это обструктивное заболевание, нарушающее выдох. Компонент хронического бронхита вызывает тяжелую гипоксемию из-за воспаления дыхательных путей и образования слизи. Эмфизематозный компонент вызывает расширение воздушных пространств, что приводит к уменьшению отдачи и увеличению податливости, что в конечном итоге приводит к захвату воздуха.

Клиническое значение

Поскольку легочная патология остается серьезной причиной заболеваемости и смертности по всей стране, для клинициста важно понимать основную физиологию легких и ее связь с патологией. Дисфункция легочной системы в конечном итоге приводит к гипоксии. Существует четыре классификации этиологии гипоксии: гиповентиляция, сброс крови справа налево, несоответствие V/Q и ограничения диффузии.

Гиповентиляция:

Любое заболевание, которое снижает скорость вентиляции альвеол, в конечном итоге приводит к гиповентиляции. Несколько причин включают ожирение, депрессанты ЦНС, переломы ребер, неврологические дефекты и кифосколиоз.

Шунт справа налево:

Шунт справа налево — это когда деоксигенированная кровь проходит в обход легких от правого сердца к левому. Эта ситуация может возникнуть как анатомически, так и физиологически. Анатомические причины анатомических шунтов включают врожденные пороки сердца (например, тетрада Фалло) и артериовенозные мальформации. Физиологические шунты возникают, когда есть приток крови к невентилируемым альвеолам; это происходит в случаях, когда воздух не может диффундировать через альвеолы, например, при остром респираторном дистресс-синдроме или плевральном выпоте.

Несоответствие V/Q:

Несоответствие V/Q возникает при несоответствии кровотока и вентиляции, как следует из названия. В идеале, вентиляция и перфузия должны соответствовать газообмену. Нормальное отношение V/Q составляет 0,8. Высокое отношение V/Q возникает, когда вентиляция превышает перфузию. Классическим примером этого может быть легочная эмболия, когда перфузия полностью блокируется в сегменте легкого, а вентиляция остается неизменной. Низкое отношение V/Q возникает, когда есть нормальный кровоток в области легкого, но вентиляция заблокирована. Примером этого может служить ХОБЛ, когда площадь поверхности альвеол уменьшается, что приводит к неадекватному газообмену.

Ограничения распространения:

Ограничение диффузии возникает, когда кислород не может эффективно перемещаться из альвеол в легочные капилляры. Это состояние может иметь место при разрушении альвеол (например, при ХОБЛ) или в случаях разрушения или утолщения легочной паренхимы (например, при интерстициальном фиброзе). Обычно это происходит в сочетании с несоответствием V/Q.[19][2]

Контрольные вопросы

  • Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

  • Прокомментируйте эту статью.

Каталожные номера

1.

Лутфи М.Ф. Физиологическая основа и клиническое значение измерения объема легких. Мультидисциплинарный респираторный мед. 2017;12:3. [Бесплатная статья PMC: PMC5299792] [PubMed: 28194273]

2.

Brinkman JE, Sharma S. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 18 июля 2022 г. Физиология легких. [PubMed: 29494033]

3.

Чаудхри Р., Бордони Б. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 25 июля 2022 г. Анатомия, грудная клетка, легкие. [PubMed: 29262068]

4.

Lofrese JJ, Tupper C, Denault D, Lappin SL. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 6 марта 2022 г. Физиология, остаточный объем. [PubMed: 29630222]

5.

Mannino DM, Ford ES, Redd SC. Обструктивное и рестриктивное заболевание легких и функциональное ограничение: данные Третьей национальной экспертизы здоровья и питания. J Интерн Мед. 2003 г., декабрь; 254 (6): 540-7. [В паблике: 14641794]

6.

Horak F, Doberer D, Eber E, Horak E, Pohl W, Riedler J, Szépfalusi Z, Wantke F, Zacharasiewicz A, Studnicka M. Диагностика и лечение астмы — Заявление на 2015 г. Руководство GINA. Вена Клин Wochenschr. 2016 авг; 128 (15-16): 541-54. [Бесплатная статья PMC: PMC5010591] [PubMed: 27370268]

7.

Devine JF. Хроническая обструктивная болезнь легких: обзор. Преимущества лекарственных препаратов Am Health. 2008 г., сен; 1 (7): 34–42. [Бесплатная статья PMC: PMC4106574] [PubMed: 25126252]

8.

Маренго-Роу А.Дж. Структурно-функциональные отношения гемоглобинов человека. Proc (Бейл Юнив Мед Цент). 2006 г., июль; 19 (3): 239–45. [Бесплатная статья PMC: PMC1484532] [PubMed: 17252042]

9.

Rhodes CE, Denault D, Varacallo M. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 14 ноября 2022 г. Физиология, транспорт кислорода. [PubMed: 30855920]

10.

Schittny JC. Развитие легкого. Сотовые Ткани Res. 2017 март; 367(3):427-444. [Бесплатная статья PMC: PMC5320013] [PubMed: 28144783]

11.

Burri PH. Фетальное и постнатальное развитие легких. Annu Rev Physiol. 1984;46:617-28. [PubMed: 6370120]

12.

Уорбертон Д., Эль-Хашаш А., Карраро Г., Тиоццо С., Сала Ф., Роджерс О., Де Ланге С., Кемп П.Дж., Риккарди Д., Тордей Дж., Беллуски С., Ши W, Lubkin SR, Jesudason E. Органогенез легких. Curr Top Dev Biol. 2010;90:73-158. [Бесплатная статья PMC: PMC3340128] [PubMed: 20691848]

13.

Чурпилиадис С., Бхардвадж А. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 12 сентября 2022 г. Физиология, частота дыхания. [В паблике: 30725991]

14.

Поллок Д.Д., Мюррей И., Бордес С.Дж., Макарюс А.Н. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 18 марта 2022 г. Физиология, сердечно-сосудистая гемодинамика. [PubMed: 29261894]

15.

Brinkman JE, Toro F, Sharma S. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 июня 2022 г. Физиология, респираторный драйв. [PubMed: 29494021]

16.

Рану Х., Уайлд М., Мэдден Б. Функциональные тесты легких. Ulster Med J. 2011 May;80(2):84-90. [Бесплатная статья PMC: PMC3229853] [PubMed: 22347750]

17.

Тудер Р.М., Петраче И. Патогенез хронической обструктивной болезни легких. Джей Клин Инвест. 2012 г., август; 122(8):2749-55. [PMC бесплатная статья: PMC3408733] [PubMed: 22850885]

18.

Gagnon P, Guenette JA, Langer D, Laviolette L, Mainguy V, Maltais F, Ribeiro F, Saey D.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *