Дыхательная система выполняет функцию газообмена, обеспечивая организм кислородом, необходимым для клеточного дыхания, и удаляя углекислый газ. Кроме того, она принимает участие в звуковой коммуникации и терморегуляции, отчасти – в выделении (летучие вещества). Органы дыхательной системы находятся в верхней части тела человека в голове и грудной полости.
Рис. 1. Дыхательная система |
Дыхательная система состоит из воздухоносных путей, очищающих, обеззараживающих, увлажняющих воздух и нормализующих его температуру, и лёгких, в которых происходит газообмен (удаление из крови углекислого газа и насыщение её кислородом). Воздухоносные пути выстланы мерцательным эпителием. При вдохе воздух через ноздри поступает в носовые ходы. Здесь выделяется слизь, увлажняющая воздух и задерживаются крупные частицы. В слизи содержится лизоцим, растворяющий клеточные стенки бактерий. За счёт большого количества кровеносных капилляров, находящихся в стенках носовых ходов, воздух нагревается. Из носовых ходов воздух через хоаны попадает в носоглотку, где перекрещиваются дыхательный и пищеварительный тракты, и проходит в гортань. Она состоит из хрящей (самый крупный – щитовидный), в ней находятсяголосовые связки, вибрация которых во время выдоха позволяет генерировать звуки, модулируемые также языком и ротовой полостью. Из гортани при вдохе воздух проходит в трахею: трубку, имеющую в стенке хрящевые полукольца и разделяющуюся в грудной полости на два главных бронха. Главные бронхи через ворота лёгкого вместе с кровеносными сосудами входят в лёгкие, там они многократно ветвятся, образуя бронхиальное дерево.
Рис. 2. Органы дыхания |
Мельчайшие бронхиолы заканчиваются лёгочными пузырьками (альвеолами), в которых происходит газообмен. Стенки альвеол выстланы плоским эпителием и выделяют сурфактант, смачивающий альвеолы и не дающий им слипаться.
Рис. 3. Альвеолы |
Альвеолы объединяются в ацинусы, дольки, сегменты и доли (левое лёгкое состоит из двух долей, а правое – из трёх). Каждоё лёгкое покрыто тонкой оболочкой – лёгочной плеврой. Стенка грудной полости выстлана изнутри пристенной плеврой, между ними находится плевральная полость. При вдохе сокращение межрёберных мышц поднимает рёбра, диафрагма опускается, давление в грудной полости снижается и воздух проходит в лёгкие. При выдохе рёбра опускаются, диафрагма возвращается на место за счёт упругости брюшной стенки, давление в грудной полости повышается и воздух выходит из лёгких. В норме взрослый человек делает 15–18 дыхательных движений в минуту. При спокойном вдохе дыхательный объем равен 500 мл. Сверх этого можно вдохнуть ещё 1500 мл – резервный объем вдоха. После спокойного выдоха человек способен выдохнуть ещё примерно 1500 мл. Это объем резервного выдоха. Разница между объемами глубокого вдоха и резервного выдоха составляет 3000–4000 мл, это жизненная ёмкость лёгких. После такого выдоха в дыхательной системе остаётся ещё 500–1000 мл воздуха (остаточный объем). В альвеолярном воздухе содержится 14 % кислорода и 6 % углекислого газа. В выдыхаемом воздухе (за счёт смешивания с не участвовавшим в газообмене мертвым воздухом дыхательных путей) содержание кислорода около 16 %, а углекислого газа – 4 %. Дыхательные движения осуществляются за счёт импульсов, поступающих из дыхательного центра продолговатого мозга. Этот центр реагирует на концентрацию углекислого газа в кровеносных сосудах, раздражение механорецепторов в дыхательной системе и некоторые другие раздражители, и обеспечивает циклическую смену вдоха-выдоха. Регуляция дыхания осуществляется преимущественно нервным путем (безусловно-рефлекторные механизмы также обеспечивают защитные рефлексы – чихание, кашель).
