Строение и функционирование дыхательной системы презентация

Дыхание — это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО2, Н2 О и другие). В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через легкие в среднем около 5 — 18 литров углекислого газа (СО2), и 50 г воды в час. А с ними — около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон. В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (СО2 и воды), используя для этого молекулярный кислород.

Дыхание – совокупность процессов, при которых происходит потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа
Внешнее дыхание – обмен газами между внешней средой и альвеолами;
Обмен газов в легких – обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью в легочных капиллярах;
Транспорт газов кровью;
Обмен газов в тканях – обмен газов между кровью и тканями в тканевых капиллярах;
Клеточное дыхание – потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа

Функции дыхания
Газообмен
Регулирование рН крови
Образование звуков
Обоняние
Защита от некоторых микроорганизмов, предотвращая их попадание в организм, а также выводя их из дыхательных путей

Газообмен

Защитная функция

Дыхательный аппарат
воздухоносные пути
активные элементы
вспомогательные элементы
проводящие пути
дыхательная зона
дыхательные мышцы
грудная клетка как каркас;
плевра

Дыхательная система

Полость носа и глотка

Строение гортани

Голосовые складки

Трахея
Общая схема строения трахеи
Микрофотография поперечного среза трахеи
Электронная микрофотография поверхности слизистой оболочки трахеи

Трахеобронхиальное дерево

Бронхиолы и альвеолы

Доли и бронхолегочные сегменты легких:
а — трахея (голубой), главные бронхи (зеленый), долевые бронхи (красный) и сегментарные бронхи (все остальные цвета) расположены в центре рисунка. По бокам показаны два легких с бронхолегочными сегментами. Каждый бронхолегочный сегмент "обслуживается" сегментарным бронхом; б — фотография легких, иллюстрирующая бронхи, "обслуживающие" доли легких

Дыхательные мышцы
Инспираторные
Основные
Вспомогательные
Экспираторные
диафрагма;
наружные межреберные
лестничные;
грудино-ключично-сосцевидные;
мелкие мышцы головы и шеи;
мышцы крыльев носа
прямая мышца живота;
внутренняя мышца живота;
наружная мышца живота;
косые мышцы живота;
поперечная мышца живота;
внутренние межреберные мышцы

Влияние дыхательных мышц на грудной объем:
а — дыхательные мышцы в конце выдоха; б — дыхательные мышцы в конце вдоха

Влияние движения ребер и грудины на грудной объем:
а — поднимание ребра движением по типу "ручки ведра" латерально увеличивает грудной объем; б — по мере поднимания ребра, его вращение движением по типу "ручки насоса" увеличивает грудной объем кпереди

Плевральные полости и мембраны:
а — каждое легкое окружено плевральной полостью. Париетальная плевра выстилает стенку каждой плевральной полости, а висцеральная плевра покрывает поверхность легких. Пространство между париетальной и висцеральной плеврой небольшое и заполнено плевральной жидкостью; б — поперечный разрез грудной клетки на уровне, указанном на позиции а, иллюстрирующий взаимосвязь плевральных полостей с органами грудной клетки

Изменение альвеолярного давления во время вдоха и выдоха
Объединенное пространство всех альвеол представлено большим "пузырем". В действительности размер альвеол очень маленький и их нельзя увидеть на рисунке

Сурфактант – природный липопротеид, важным компонентом которого является ди-пальмитоил-фосфатил-холин (ДПФХ), снижающий силы поверхностного натяжения в легких.
Функции сурфактанта:
увеличение растяжимости легких, что ведет к уменьшению работы мышц при вдохе;
способствует «сухости» альвеол. Силы поверхностного натяжения «засасывают» жидкость из капилляров в альвеолы. Сурфактант, уменьшая эти силы, препятствует образованию транссудата;
поддержание стабильности альвеол.

Вентиляция – это процесс движения воздуха в легкие и из легких

Легочные объемы
Дыхательный объем – объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого во время спокойного дыхания (около 500 мл).
Резервный объем вдоха – объем воздуха, который человек может форсированно (глубоко) вдохнуть после обычного вдоха (около 3000 мл).
Резервный объем выдоха – объем воздуха, который человек может форсированно выдохнуть после обычного выдоха (около 1100 мл).
Остаточный объем легких – объем воздуха, находящегося в дыхательных путях и легких после максимального выдоха (около 1200 мл).

Легочные емкости
Емкость вдоха – дыхательный объем плюс резервный объем вдоха, т.е. объем воздуха, который можно вдохнуть после нормального выдоха (около 3500 мл).
Функциональная остаточная емкость – резервный объем выдоха плюс остаточный объем легких, т.е. объем воздуха, остающийся в легких в конце нормального выдоха (около 2300 мл).
Жизненная емкость легких – сумма резервного объема вдоха и резервного объема выдоха, т.е. наибольший объем воздуха, который можно выдохнуть из легких после максимального вдоха (около 4600 мл).
Общая емкость легких – сумма резервного объема вдоха и выдоха плюс дыхательный объем и остаточный объем легких(около 5800 мл).

Парциальное давление газов на уровне моря

Процесс изменения парциального давления кислорода и углекислого газа

Кривая диссоциации оксигемоглобина в состоянии покоя
В тканях, которые находятся в состоянии покоя, гемоглобин выделяет некоторое количество кислорода. Схематически это можно представить в виде частично наполненного стакана
Гемоглобин, насыщенный кислородом в легких, схематически можно представить в виде почти полного стакана

Влияние смещения кривой диссоциации оксигемоглобина
а — в тканях по мере снижения рН, повышения Ро2 или температуры кривая {черный) смещается вправо (красный), что ведет к повышенному выделению кислорода
б — в легких по мере повышения рН, снижения Ро2 или температуры кривая (черный) смещается влево (красный), что ведет к повышению способности гемоглобина присоединять кислород

Кривая диссоциации оксигемоглобина во время физической нагрузки
а - при Ро2 в легких гемоглобин на 98 % насыщен кислородом. При Ро2 работающих тканей гемоглобин насыщен кислородом на 25 % Следовательно, 73 /о кислорода, поступившего в легкие, выделяется в ткани; б - способность гемоглобина присоединять и выделять' кислород напоминает наполнение и опорожнение стакана

Транспорт углекислого газа
Способы переноса:
Растворенный газ в плазме (7% всего СО2);
Комплекс с гемогллобином (23%) – СО2 прикреплен к аминогруппам глобина (карбаминогемоглобин, или карбогемоглобин);
Ионы бикарбоната (70%) – НСО3-

Дыхательные структуры ствола головного мозга
Взаимосвязь дыхательных структур друг с другом и с нервами, иннервирующими дыхательные мышцы

Модификация дыхания:
произвольный контроль, эмоции, изменения рН крови, уровней углекислого газа и кислорода, растяжение легких, движения конечностей проприоцепция) и тактильные, термальные и болевые стимулы способны влиять на дыхательный центр и модифицировать дыхание. Знак плюс (+) указывает на увеличение дыхания, знак минус (-) — на снижение

Хеморецепторы – это специализированные нейроны, реагирующие на изменение концентрации химических веществ в растворе
Центральные хеморецепторы расположены билатерально в хемочувствительной зоне продолговатого мозга и соединены с дыхательным центром
Периферические хеморецепторы расположены возле сонных синусов и дуги аорты

Гомеостаз. Регуляция рН крови и газа

Механизмы влияния физических нагрузок на вентиляцию
А. Мгновенное усиление вентиляции (до 50% общего увеличения). Стимуляция дыхательного центра по коллатералям из двигательной коры головного мозга
Б. Постепенное усиление вентиляции (в течение 4-6 минут после начала нагрузки). Колебания мгновенных значений парциального давления О2 и СО2 , а также рН в артериальной крови, хотя средние величины этих параметров неизменны.
При очень больших физических нагрузках, превышающих анаэробный порог (уровень нагрузки, выполняемой без значительного изменения рН крови), когда скелетные мышцы производят и выделяют в кровь молочную кислоту, в регуляцию включаются периферические хеморецепторы.

Адаптация дыхательной системы к физическим нагрузкам
Некоторое увеличение ЖЕЛ;
Некоторое уменьшение остаточного объема легких;
Увеличение дыхательного объема в покое;
Увеличение интенсивности дыхания при максимальной нагрузке;
Рост кровотока через легкие при максимальной нагрузке

Влияние старения на дыхательную систему
1. Снижение ЖЕЛ и интенсивности максимальной вентиляции легких
ослабление дыхательных мышц;
снижение эластичности грудной клетки
2. Увеличение остаточного объема и «мертвого пространства»
рост диаметра альвеолярных протоков и некоторых бронхиол
3. Уменьшение газообмена через дыхательную мембрану
рост плотности альвеолярных стенок;
уменьшение общей площади газообмена из-за потери части альвеолярных стенок
Накапливание слизи в дыхательных путях
рост вязкости слизи;
уменьшение количество ресничек;
снижение скорости движения ресничек