Дыхание – один из важнейших жизненных процессов. Человек может прожить несколько недель без еды, несколько дней без воды, но всего несколько минут без воздуха. Поэтому в случае аварии важно проверить, дышит ли человек.
Таким образом, суть дыхания заключается в обеспечении организма энергией, необходимой для протекания биохимических реакций. Снабжение организма кислородом и удаление из него углекислого газа возможны благодаря специально приспособленным для этой функции органам, которые мы собирательно именуем дыхательной системой.

Строение и функции дыхательной системы.

Дыхательная система состоит из дыхательных путей: носа, глотки, гортани, трахеи и бронхов.
От собственных органов газообмена легких и от вспомогательных органов: дыхательных мышц-диафрагмы и межреберных мышц. Благодаря их действию возможно введение в легкие атмосферного воздуха.
Однако задачи дыхательной системы не ограничиваются введением воздуха в легкие. В дыхательных путях с транспортируемым воздухом происходит ряд различных изменений, он очищается, увлажняется и нагревается.

Носовая полость является начальным отделом дыхательных путей. Атмосферный воздух, вдыхаемый человеком, обычно загрязнен пылью, особенно в крупных городах и районах с развитой промышленностью. Таким образом, нос действует как предварительный фильтр, удаляя из выдыхаемого воздуха более крупные загрязнители пыли, вредные для здоровья.
При прохождении через извилистые носовые ходы воздух на большой площади соприкасается с влажной слизистой оболочкой, оставляя на ней почти половину загрязнений. Дальнейшее очищение происходит в других отделах дыхательных путей — в трахее и бронхах.

Горло.

Глотка является общим отделом дыхательной и пищеварительной систем. Этот орган имеет верхнюю носовую часть, среднюю ротовую часть и нижнюю гортанную часть, где находится вход в гортань.
Гортань – еще одна часть дыхательных путей, а заодно и орган голоса. Вход в гортань защищен надгортанником, который закрывает его при проглатывании пищи и таким образом предотвращает их попадание в дыхательные пути. В верхней части гортани находятся голосовые связки, благодаря сокращениям специальных мышц они могут правильно напрягаться, сближаться друг с другом, создавая щель.
Воздух, выдыхаемый из легких, проходя через гортань, вызывает колебания голосовых связок. Так создаются звуки. Высота тонов зависит от степени натяжения струны. При спокойном дыхании щель между голосовыми связками широкая, и воздух может свободно проходить через них. Воздух, прошедший через нос, глотку и гортань, поступает в трахею, а затем в бронхи.

Трахея.

Трахея представляет собой эластичную трубку из подковообразных хрящей, соединенных мембранами.
Внутри трахея выстлана слизистой оболочкой, покрытой эпителием с подвижными ресничками.
Эти реснички, двигаясь волнообразным движением, удаляют из трахеи загрязнения, попадающие с вдыхаемым воздухом. Примеси выделяются вместе с небольшим количеством слизи во время кашлевого рефлекса.
Верхний отдел трахеи легко прощупывается в средней части шеи над грудиной, под гортанью, которая также пальпируется. Далее трахея проходит внутри грудной клетки, а затем делится на два главных бронха. Один ведет к левому легкому, другой к правому.
Эти бронхи разветвляются внутри легких на все более узкие бронхи и бронхиолы. Бронхи также состоят из кольцевидных хрящей, соединенных соединительной тканью и выстланных таким же эпителием, как и трахея.

Легкие.

Легкие, которые являются надлежащим органом газообмена, состоят из многих миллионов крошечных альвеол.
Их общая площадь оценивается примерно в 90 -100 м2. Крошечная трубка подачи воздуха достигает каждого пузырька. Есть два легких, которые расположены в груди.
Каждое из них разделено щелями на доли: левое легкое — на две, правое — на три.
Долевые бронхи отходят от главных бронхов, ведущих к отдельным долям. Одна доля состоит из бронхолегочных сегментов, к которым от долевых бронхов отходят сегментарные бронхи.
Самые мелкие из них не имеют хрящей и называются терминальными бронхиолами.
Каждый из них слепо заканчивается мешком, разделенным на две дыхательные бронхиолы, стенки которых образованы вздутиями, называемыми альвеолами.
Группа пузырьков на конце одной терминальной бронхиолы образует кластер. Тонкие стенки альвеол, состоящие из однослойного плоского эпителия, окружены густой сетью кровеносных капилляров.
Это обеспечивает эффективный газообмен между альвеолами и кровью.

Дыхательная физиология.
Механизм вентиляции легких.

Легочная вентиляция включает дыхательные движения, включающие вдох и выдох.
Вдох всегда является активным процессом и увеличивает размеры грудной клетки. Возникает в результате сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц.
Спокойный выдох — пассивный акт, заключающийся в расслаблении инспираторных мышц.
Однако при глубоком выдохе сокращаются экспираторные мышцы, т. е. мышцы живота, внутренние межреберные мышцы, широчайшие мышцы спины и другие.

В трещиноватой плевральной полости, расположенной между легочной плеврой и лежащей кнаружи от нее париетальной плеврой и заполненной серозной жидкостью, имеется отрицательное давление, т. е. ниже атмосферного давления.
Величина отрицательного давления в плевральной полости изменяется в зависимости от фазы дыхания (при спокойном дыхании колеблется от 0,3 до 0,8 кПа/килопаскаль/).
Во время вдоха, когда плевра расширяется и давление в плевральной полости становится более отрицательным, легкие растягиваются и следуют за прилежащей легочной плеврой.
Давление в альвеолах падает ниже атмосферного, и воздух поступает в легкие, чтобы выровнять возникающую разницу давлений. Во время выдоха, когда объем грудной клетки уменьшается, эластические волокна, содержащиеся в легких, сокращаются, вызывая уменьшение объема легких.
Давление в альвеолах поднимается выше атмосферного, и воздух выбрасывается наружу.
Частота дыхания в покое составляет около 16 раз в минуту.

Вместимость легких.

При спокойном вдохе и выдохе в легкие поступает или выбрасывается около 500 см3 воздуха, что называется дыхательным объемом. Из них в альвеолы ​​поступает около 350 см3; остальные 150 см3 заполняют так называемые мертвое пространство и не участвует в газообмене.
Дополнительное количество воздуха, которое еще можно вдохнуть после спокойного вдоха, называется резервным объемом вдоха и составляет примерно 2500 см3. Наибольший объем воздуха, который может быть выдохнут после спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (примерно 1000 мл).
Объем воздуха, который не может быть изгнан из легких после самого глубокого выдоха, называется остаточным объемом (около 1200 см3).Сумма
дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха составляет около 4000 см3 и называется жизненной емкостью легких. легких.
За счет остаточного воздуха общая емкость легких больше жизненной емкости легких и составляет около 5200 см3.

Характеристики емкости легких
Вдох Дыхательный
объем
500 см3

Жизненная емкость легких 4000 см3 Общая емкость легких

5200 см3 Резервный объем вдоха 2500 см3 Выдох Резервный объем выдоха 1000 см3

Остаточный объем 1200 см3

Регуляция легочной вентиляции.

Частота и глубина дыхания регулируются дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. Он состоит из центра вдоха и центра выдоха.
Центр вдоха работает автоматически, посылая серию нервных импульсов к мышцам вдоха, стимулируя их сокращение. При этом нервная информация поступает в пневмотаксический центр, расположенный в мосту головного мозга, который тормозит центр вдоха на 1-2 с.После этой короткой паузы центр вдоха снова посылает серию нервных импульсов. Центр выдоха при глубоком выдохе посылает возбуждение на экспираторные мышцы.

Автоматизм дыхательного центра заключается в ритмичной генерации в нем серии нервных импульсов, направляемых мотонейронами дыхательной мускулатуры, даже после разрыва связи с головным и спинным мозгом.
Спонтанная работа дыхательного центра зависит от изменения концентрации: НСО3, ионов кислорода и водорода (закисление) в артериальной крови, которые принимаются хеморецепторами сонных артерий и хеморецепторами аорты, а затем передаются в этот центр по нервам.
Незначительное повышение концентрации СО2 и ионов водорода или снижение их концентрации в артериальной крови стимулирует инспираторный центр. Он также отвечает на нервные импульсы от коры головного мозга и центра терморегуляции в гипоталамусе.

Альвеолы.

Альвеолы ​​выстланы тонким респираторным эпителием, который окружен очень густой сетью мелких капиллярных кровеносных сосудов. Через тонкие стенки альвеол кислород, содержащийся в воздухе, может легко проникать в кровь, а углекислый газ из крови легко проникать внутрь альвеол.

Газообмен.

Во время вдоха в легкие вводится атмосферный воздух. Он содержит около 78 % азота (N), около 21 % кислорода (O) и небольшое количество углекислого газа (CO2) — около 0,03 %. Остальное — водяной пар и другие газы.
Выдыхаемый из легких воздух содержит примерно на одну пятую меньше кислорода — то есть 16 %, и во много раз больше, чем вдыхаемый воздух — около 4 % углекислого газа. Воздух, выходящий из дыхательных путей, почти полностью насыщен водяным паром и нагревается примерно до температуры тела.
Однако содержание азота в нем не меняется и составляет по-прежнему около 78%. Различный состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха свидетельствует о том, что в процессе дыхания происходит газообмен. Выделяют две фазы.
Первый называется внешним газообменом.
Гемоглобин, содержащийся в клетках крови, имеет свойство периодически соединяться с кислородом или углекислым газом в зависимости от преобладания концентрации того или иного газа. В легких, где углекислого газа мало, а кислорода много, гемоглобин соединяется с кислородом и избавляется от углекислого газа (в этом суть внешнего обмена).

После перехода крови к тканям, где преобладает концентрация углекислого газа, гемоглобин связывается с ней, предварительно отдав транспортируемый из легких кислород. Этот вид газообмена, его вторая фаза, называется внутренним газообменом.
Окислительные процессы, происходящие в клетке, являются основной деятельностью, обеспечивающей правильное протекание всех жизненных функций клетки. Поступление кислорода в клетку обеспечивает окисление органических соединений.
В результате выделяется энергия (химическая, тепловая, электрическая), необходимая для всех жизненных процессов.

Дыхательный механизм.

В нормальных условиях дыхание представляет собой деятельность, совершаемую рефлекторно, независимо от нашей воли, без участия сознания. Регуляторную функцию здесь выполняет дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. Тем не менее, в некоторых ситуациях мы можем сознательно влиять на дыхание, например, задерживать дыхание на некоторое время, дышать быстро или медленно, глубоко или поверхностно.
Кроме того, на эту функцию организма влияют и другие внутренние раздражители, например содержание кислорода и углекислого газа в крови и других тканях. Недостаток кислорода или избыток углекислого газа являются стимулом для дыхательного центра к усилению дыхательной деятельности.
В механизме дыхания можно выделить активную фазу — вдох и пассивную фазу — выдох.
Первая фаза протекает под влиянием сокращения дыхательных мышц — диафрагмы и межреберных мышц (наружных). В результате их действия увеличивается вместимость грудной клетки, легкие растягиваются, и при этом давление в них падает ниже атмосферного давления воздуха. Эта разница давлений позволяет наружному воздуху поступать в легкие.
Выдох вызывается расслаблением дыхательной мускулатуры, что приводит к уменьшению объема грудной клетки и вытеснению воздуха из легких.
В зависимости от того, какие дыхательные мышцы преимущественно участвуют в процессе дыхания, различают брюшное и грудное дыхание, первое более характерно для мужчин, второе — для женщин.
При брюшном дыхании основную роль играют движения диафрагмы, при грудном — преимущественно межреберные мышцы.
Пыли, вдыхаемые из воздуха, задерживаются в дыхательных путях, а затем выбрасываются наружу, благодаря движениям ресничек. Однако, если этих загрязняющих веществ накапливается много или в дыхательные пути попадают более крупные инородные тела (например, случайно во время еды), возникает раздражение слизистых оболочек, в результате чего возникает чихание или кашель.
Эти внезапные рефлекторные выдохи определенного количества воздуха из легких позволяют мусору из дыхательных путей выбрасываться в рот вместе с потоком воздуха.

Гигиена дыхания.

При профилактике заболеваний органов дыхания следует обращать внимание на работоспособность органов дыхания, их закаливание и борьбу с загрязнением атмосферного воздуха.
В процессе дыхания очень важна способность грудной клетки расширяться, чтобы воздух мог поступать во все альвеолы. Эту способность можно повысить с помощью систематических и длительных физических упражнений.
Хорошо выгнутая грудная клетка, сильная и работоспособная дыхательная мускулатура, хорошо развитые легкие — основные условия работоспособности и сопротивляемости дыхательной системы и организма в целом.

Соблюдение этих условий позволяет заниматься гимнастикой, туризмом, маршем, бегом, плаванием, греблей.
Активный отдых, и особенно спорт, заставляет занимающегося делать глубокие вдохи, укрепляет и развивает дыхательные мышцы, что приводит к хорошей вентиляции легких и увеличению их объема.
Неправильная осанка, сгорбленная спина приводят к тому, что грудная клетка не может нормально расширяться, легкие сжимаются и не поглощают достаточного количества воздуха. Аналогичное влияние на движения грудной клетки оказывает ношение тесной одежды, бюстгальтеров, ремней и т. д.
Дышите глубоко, потому что только такое дыхание обеспечивает равномерное наполнение альвеол воздухом.
Воздух при вдохе должен проходить через нос, а не через рот, так как дыхание через рот заставляет нас вводить в легкие воздух, не очищенный от частиц пыли, недостаточно подогретый и увлажненный. Однако это не всегда возможно, например, во время разговора.
Поэтому вам следует избегать разговоров в очень запыленной среде (например, при подметании очень пыльного пола, ходьбе в облаках пыли и т. д.), на улице в очень холодную погоду (когда воздух очень холодный) или при очень жаркой погоде (когда воздух очень сухой). В подобных состояниях следует также избегать чрезмерных физических усилий, заставляющих человека вдыхать воздух ртом.

Курение и здоровье.

Курение очень вредно не только для органов дыхания, но и влияет на весь организм.
Сигаретный дым раздражает слизистые оболочки и вызывает воспаление дыхательных путей.
Поэтому курильщики обычно страдают хроническим бронхитом, который проявляется упорным кашлем, сопровождающимся выделением мокроты.
Длительно протекающий бронхит, в свою очередь, приводит к изменениям в легких. Кроме того, сигаретный дым содержит некоторые канцерогенные соединения. Экспериментально на животных подтверждено и доказано в статистических исследованиях здоровья населения многих стран, что курильщики умирают от рака легких чаще, чем некурящие.
Никотин является особенно вредным компонентом табачного дыма. Хотя он содержится в табаке в небольших количествах, это очень сильный яд.
Никотин особенно сильно действует на молодые клетки, находящиеся в развитии. Поэтому, например. эта зависимость так вредна для детей и молодежи.
Последствия курения обычно становятся заметными только через много лет. Затем появляется ряд нарушений, а позже и различные более серьезные заболевания. Курение, несмотря на его очевидную вредность, является настолько распространенной зависимостью, что даже те, кто не курит, часто становятся ее жертвами — привычка курить сигареты во время совещаний, конференций, в кафе и т.п. в присутствии большего количества людей также заставляет некурящие из группы риска подвергаются воздействию табачного дыма.

Вопреки расхожему мнению, отвыкнуть от курения вполне возможно, и даже очень легко для людей, куривших непродолжительное время.

Профилактика наиболее распространенных респираторных заболеваний.

Респираторные заболевания очень распространены. Каждый из нас болел некоторыми из них, такими как катар или бронхит, даже несколько раз в год. Помимо негативного влияния на общее состояние здоровья, эти заболевания наносят большой экономический ущерб, так как являются одной из наиболее частых причин больничных на производстве.
Среди респираторных заболеваний особого внимания заслуживают те, которые вызываются различными микробами в носу, горле, нижних дыхательных путях и легких.
Таким образом, такие заболевания, как ринит (насморк), фарингит, ларингит, бронхит (так называемый насморк), а также грипп, корь, скарлатина (скарлатина), дифтерия (дифтерия), коклюш (коклюш), распространяется ветряная оспа, туберкулез. Микробы, вызывающие эти заболевания, выделяются из зараженного организма при кашле, чихании и даже громком разговоре вместе с каплями слизи и слюны из носа, горла и рта в окружающий воздух.
Часть более крупных и, следовательно, более тяжелых капель быстро падает вниз, оседая на различные предметы. После высыхания содержащиеся в них микробы могут парить вместе с пылью в воздухе. Мелкие же капли, наоборот, могут витать в воздухе до нескольких часов и вместе с вдыхаемым воздухом попадать в дыхательные пути здорового человека, во многих случаях вызывая заболевание. Заражение такого рода очень легкое и избежать его практически невозможно.
Предотвратить эти заболевания сложно. Многие из них начинаются с насморка, кашля.
Затем больные распространяют больше всего микробов. Поэтому вы всегда должны прикрывать рот салфеткой при кашле и чихании, чтобы хотя бы уменьшить распространение микробов.
Больного человека, кашляющего или чихающего, особенно если у него повышена температура, следует изолировать. Эффективная вентиляция помещения, в котором находится больной, также имеет большое значение.
Однако наиболее действенным оружием в предупреждении этой группы болезней являются профилактические прививки, например прививки от кори, дифтерии, туберкулеза и др., благодаря которым число случаев этих заболеваний значительно уменьшилось. Благодаря многолетней кампании вакцинации против оспы, проводимой по всему миру, уже можно считать, что мир свободен от этой болезни. Таким образом, в настоящее время стало возможным отказаться от обязательной вакцинации против оспы в нашей стране.
Туберкулез легких, хотя сегодня мы и способны эффективно с ним бороться, все же представляет угрозу для здоровья общества.