post

Дихателна система. Дишане. Обмяна на газовете

плакат на междузвездни войни

Дихателна система – осъществява обмяната на газовете кислород и въглероден диоксид между тялото и околната среда. Освен това дихателната система изпълнява и други функции. Чрез регулацията на количеството въглероден диоксид в кръвта се повлиява рН на кръвта и киселинно-алкалното равновесие на организма. При дишане организмът отдава на околната среда определено количество топлина и водни пари.

Човешката дихателна система има важна роля и в защитните механизми на тялото. Дихателните пътища предотвратяват проникването в организма на чужди частици и патогени. Белодробните кръвоносни съдове могат да задържат малки съсиреци, мастни капки и мехурчета въздух и така не позволяват запушването на съдовете в други органи.

Дихателната система опосредства функциите и на обонятелната сетивна система. Вдишаният въздух носи мирисните дразнители (одоранти), които се свързват с обонятелните рецептори. Издишваният от белите дробове въздух участва в гласообразуването.

Дихателна система – устройство

Човешката дихателна система включва дихателни пътища, бели дробове, гръден кош и дихателна мускулатура. Белите дробове извършват обмяната на газове. Гръдният кош и съответните мускули играят ролята на помпа, осъществяваща механично дишането. Въздухът навлиза по дихателните пътища.

Бели дробове – структура и функции

Белите дробове представялват главният чифтен орган на човешката дихателна система и се разполагат в гръдната кухина. Те имат конусоподобна форма и основата им се разполага върху диафрагмата. Обвити са плътно от висцералната плеврална мембрана. Това е вътрешната и по-тънка мембрана на двупластовата плевра.

Париеталната плевра (външна) е по-плътна и се разполага по вътрешната стена на гръдния кош. Между висцералната и париеталната плеврална мембрана се оформя тясно пространство – плеврална кухина. Това пространство е изпълнено с около 20 мл плазмен филтрат – плеврална течност. Плевралната течност държи свързани двата листа на плеврата. Тя подпомага движенията на белите дробове спрямо гръдния кош като намалява триенето. При възпалителни процеси (плеврит) нейното количество може да се увеличи значително.

Нормално десният бял дроб е по-голям от левия заради позицията на сърцето. Десният бял дроб се разделя на три лоба – горен, среден и долен лоб. Левият се дели на горен и долен лоб.

Белите дробове са изградени от паренхим и са пронизани от дихателните пътища.

Белодробният паренхим се състои от алвеоли, нерви и кръвоносни съдове. Алвеолите са образувания с полусферична форма и размери между 75 и 300 мм в диаметър. В двата бели дроба общо, те наброяват повече от триста милиона. Основната им функция е обмяната на кислород и въглероден диоксид между въздуха и кръвта. Стената на алвеолите се състои от базална ламина и еднореден плосък епител. Различават се два вида епителни клетки: пневмоцити тип I и II. Първите са отговорни за обмяната на газове, а вторият тип клетки секретират белодробен сърфактант.

дихателна система, бели дробове, бронхи

Устройство на дихателна система – бели дробове, бронхи, бронхиоли, алвеоли

Белите дробове, както при много животни, така и при човека имат и още една допълнителна функция. Те подпомагат поддържането на топлинната хомеостаза. Същевременно участват и в изпарението на определени количества вода.

Дихателни пътища (въздухоносни) на човешката дихателна система

Дихателните пътища провеждат въздуха от околната среда до дробовете и обратно. Условно въздухоносните органи могат да се отнесат съответно към горните и долните дихателни пътища.

Горните дихателни пътища включват нос, носна кухина, носоглътка и гръклян (ларинкс). Лигавицата в тази част на дихателната система е постлана с цилиндричен ресничест епител, наречен респираторен.

Носът е първият орган, който пречиства от прашинки и затопля навлизащия през ноздрите въздух. Следва носната кухина, която е постлана с богато кръвоснабдена лигавица. В нея вдишаният въздух се затопля допълнително и овлажнява. Отдолу тя е разделена от устната кухина посредством небцовата кост. Отпред – отстрани и отгоре се намират околоносните синуси. От носната кухина въздухът преминава през носоглътката и навлиза в гръкляна.

гръклян, ларинкс, дихателна система

гръклян (ларинкс) – фронтален изглед и устройство

Гръклянът (ларинкс)  е хрущялен щит, в който се разполага началото на трахеята. Предната му част е характерно изпъкнала и по-развита при мъжете, като носи названието адамова ябълка. Неговата функция е при движенията на главата да не се притиска отвора на трахеята. Освен това в горния си отвор е покрит с надгръклянник (епиглотис). При хранене и преглъщане, гръклянът се повдига, а епиглотиса затваря дихателния път, което предотвратява попадането на храна и течности в него. В гръкляна се намира и гласовият орган на човека.

Към долните дихателни пътища спадат трахеята, бронхите, бронхиолите, алвеоларните ходове и сакове.

Трахеята е тръба съставена от хрущялни пръстени. Те притежават С-образна почти кръгова форма и са свързани със съединителна тъкан (лигаменти). Това устройство осигурява необходимите здравина и гъвкавост. При накланяне на главата, трахеята не се прегъва и въздухоносният път остава постоянно свободен. В мястото си на навлизане в белите дробове, тя се разклонява на два клона наречени бронхи. Това е началото на т. нар. бронхиално дърво.

Бронхиално дърво (дихателно дърво)

От трахеята нататък въздухоносните пътища се разделят 23 пъти. След всяко разделяне следващите пътища са по-голям брой, с по-малка дължина, по-малък просвет и по-голяма обща площ.

Дихателните пътища от първите шестнадесет генерации представляват проводната дихателна зона. Тази зона е съставена от бронхите, бронхиолите и терминалните бронхиоли. Тук дихателните пътища не осъществяват газообмен поради липса на алвеоли в стените им.

Бронхиалните стени съдържат плочки от хрущялна тъкан и глади мускули. В терминални бронхиоли липсва хрущял. В проводната зона епителът също е респираторен. При бронхите има голям брой клетки, секретиращи мукус. Мукусът заедно със серозната течност и ресничките на респираторния епител образуват мукоцилиарната почистваща система. Тя улавя и спира навлезлите бактерии, вируси, полени, прах и др.

Респираторните бронхиоли (дихателни) са покрити с кубичен епител и имат алвеоли в стените си. Респираторните бронхиоли продължават в алвеоларни ходове, които завършват в алвеоларни сакове. Алвеолите са главните структурни единици на белите дробове. Тези дихателни пътища формират респираторната дихателна зона. Именно в тази зона се осъществява обмяната на газове.

Етапи на дишането

Процесът дишане в човешката дихателна система протича на четири главни етапа. Те са както следва: 1. белодробната вентилация, 2. дифузията на газове между алвеолите, кръвта и тъканите, 3. транспортът на газове в кръвта и 4. клетъчното дишане.

Вдишване и издишване

При белодробната вентилация в дихателната система навлиза атмосферен въздух (вдишване), а в атмосферата се освобождава въздуха от белите дробове (издишване). Едно вдишване и едно издишване се означават като дихателен цикъл. Белодробната вентилация се реализира благодарение на междуребрените скелетни мускули и диафрагмата.

При вдишване диафрагмата се свива към коремната кухина, а междуребрените мускули издигат и разширяват гръдния кош. Създава се ниско област на ниско налягане в белите дробове, алвеолите се разширяват и въздухът нахлува в тях.

Обратно при издишването, диафрагмата се повдига, а междуребрените мускули се отпускат и гръдният кош се връща на изходна позиция. При нормално дишане това става самоволно и част от въздуха напуска дихателната система. При пълно издишване се изисква отново участието на мускулатурата, в това число и на коремните мускули.

Честотата на белодробната вентилация зависи от физическата активност или психологическото натоварване на отделния индивид. Отделно някои заболявания също могат да влияят на интензивността на вдишване и издишване. За възрастен индивид при нормални обстоятелства честотата може да варира от 10 до 15 вдишвания на минута.

Газова дифузия и транспорт на газовете

Газовата дифузия в белите дробове протича през много тънка бариера  – респираторна мембрана. Тя се формира от течността покриваща алвеолите, алвеоларния епител, базалната мембрана на алвеолите, пространството между алвеолите и капилярите, капилярната базална мембрана и ендотелните клетки на капилярите.

Дифузията през респираторната мембрана е двупосочна. От въздуха в алвеолите към кръвта в капилярите дифундира кислород. В обратната посока преминава въглероден диоксид. Газова дифузия протича и между тъканите и кръвта в капилярите. В този случай кислородът навлиза от кръвта към тъканите, а въглеродният диоксид от тъканите попада в кръвта. Посоката и скоростта на дифузия за даден газ се определя от градиента на неговото парциално налягане и от разстоянието между капилярите и алвеолите или капилярите и клетките.

Кислородът се транспортира в кръвта главно свързан с хемоглобина на еритроцитите – оксихемоглобин. Малка част от кислородните молекули са разтворени в плазмата. Въглеродният диоксид е един от продуктите на метаболизма и се образува непрекъснато в тъканите. Оттам попада в кръвта, където се движи предимно под формата на хидрогенкарбонатен анион. Около 20% от CO2 в кръвта са свързани с хемоглобина и 10% са разтворени в плазмата.

Чрез кръвта кислородът достига до клетките във всички части на тялото. Там той участва в окислителните процеси, осигуряващи енергия на организма. Тези процеси са познати под общото название клетъчно дишане.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *