Физиология дыхания. Внутреннее дыхание (клеточное). Внешнее дыхание (газообмен в легких)

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

Лекция для студентов, обучающихся по специальности «Безопасность технологических процессов и производств»

Для человека, животных, растений, многих микроорганизмов дыхание является основной формой диссимиляции (процесса распада веществ на более простые вещества ).

При дыхании богатые химич. энергией вещества окисляются до бедных энергией продуктов (СО2 и Н2О).

Таким образом, суть дыхания сводится к поступлению кислорода, использованию его в окислительных процессах и обратному транспорту образовавшегося углекислого газа.

Процесс дыхания чисто условно разделяют на дыхание внешнее и внутреннее.

Дыхание

Внутреннее дыхание (клеточное)

Внешнее дыхание (газообмен в легких)

Под внешним дыханием понимают газообмен между организмом и окружающей средой, включающий поглощение О2 и выделение СО2, а также транспорт этих газов внутри организма.

Клеточное дыхание включает биохимические процессы транспортировки белков через клеточные мембраны, а также собственно клеточное окисление в митохондриях, приводящее к преобразованию химической энергии пищи.

В состав системы внешнего дыхания входят: аппарат внешнего дыхания и механизмы регуляции.

Аппарат внешнего дыхания представлен органами и тканями, обеспечивающими процесс газообмена:

- воздухоносные пути;

- лёгкие;

- грудная клетка;

- Дыхательные мышцы.

- диафрагма.

В состав воздухоносных путей входят:

- носовые ходы;

- ротовая полость;

- носоглотка;

- носовые пазухи;

- гортань;

- трахея и бронхи.

Воздухоносные пути на уровне голосовой щели делятся на верхние и нижние дыхательные пути.

Воздухоносные пути образованы хрящевой тканью.

Это позволяет им быть всегда открытыми, и воздух, несмотря на резкий перепад давления с положительного на отрицательное, свободно циркулирует в обе стороны при вдохе и выдохе.

В состав воздухоносных путей входят мышечные волокна, всегда находящиеся в состоянии тонуса.

При повышении тонуса - просвет уменьшается и, наоборот, увеличивается при снижении тонуса.

Просвет дыхательных путей регулируется с помощью вегетативной нервной системы.

При возбуждении симпатического ее отдела просвет воздухоносных путей увеличивается (бронхи расширяются).

Возбуждение парасимпатического отдела приводит к уменьшению просвета дыхательных путей.

Дыхательные пути выстланы мерцательным эпителием, который очищает поступающий воздух.

Для дыхательных путей характерно обильное кровоснабжение.

Это обеспечивает регуляцию tºС вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, а также его влажность.

В дыхательных путях имеются рецепторы:

- обонятельные;

- рецепторы, обеспечивающие защитные реакции.

При раздражении верхних дыхательных путей возникает чихание.

Раздражение нижних дыхательных путей вызывает чихание.

Находящийся в дыхательных путях воздух в газообмене не участвует ("мёртвое" пространство).

Физиологические функции воздухоносных путей:

- проведение воздуха;

- очищение, согревание и увлажнение воздуха;

Вне зависимости от влажности атмосферы в легких воздух парами воды насыщен на 100%.

- регуляция количества воздуха, поступающего в лёгкие (путём изменения просвета);

- реализация защитных дыхательных рефлексов;

- реализация обонятельных функций;

- терморегуляция за счёт испарения влаги.

Кроме того, дыхательная система представляет и звукообразовательный аппарат (гортань).

Внешнее дыхание человека включает две стадии:

- вентиляция альвеол;

- диффузии газов из альвеол в кровь и обратно.

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация).

При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом.

Вдох и выдох происходит за счет изменения объема грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

По способу изменения размеров и объема грудной клетки выделяют два типа дыхания :

- грудной тип дыхания (изменение объема грудной клетки происходит путем поднятия рёбер);

- брюшной тип дыхания (изменение объема грудной клетки осуществляется за счет уплощения диафрагмы);

- смешанный тип дыхания (сочетание грудного и брюшного типов