Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система. Транспорт газов и других необходимых организму веществ осуществляется с помощью кровеносной системы. Функция дыхательной системы сводится лишь к тому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода и удалять из нее углекислый газ.
Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованием воды служит для млекопитающих основным источником энергии. Без нее жизнь не может продолжаться дольше нескольких секунд.
Восстановлению кислорода сопутствует образование CO2. Кислород входящий в CO2 не происходит непосредственно из молекулярного кислорода. Использование O2 и образование CO2 связаны между собой промежуточными метаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некоторое время.
Обмен O2 и CO2 между организмом и средой называется дыханием. У высших животных процесс дыхания осуществляется благодаря ряду последовательных процессов.
Обмен газов между средой и легкими, что обычно обозначают как “легочную вентиляцию”.
Обмен газов между альвеолами легких и кровью (легочное дыхание).
Обмен газов между кровью и тканями.
Наконец, газы переходят внутри ткани к местам потребления (для O2) и от мест образования (для CO2) (клеточное дыхание). Выпадение любого из этих четырех процессов приводят к нарушениям дыхания и создает опасность для жизни человека.
Актуальность
Знания о дыхательной системе очень важны для каждого человека. Необходимо знать о роли различных органов дыхания, о проблемах, связанных с ними.
Дыхательная система человека — совокупность органов, обеспечивающих внешнее дыхание (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и кровью). Газообмен выполняется лёгкими, и в норме направлен на поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа. Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови.
Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.
- Дыхательная система
Дыха́тельная систе́ма челове́ка — совокупность органов, обеспечивающих функцию внешнего дыхания человека (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и циркулирующей по малому кругу кровообращения кровью).
Газообмен осуществляется в альвеолах лёгких, и в норме направлен на захват из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа.
Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту, однако частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту)[1]. Взрослый человек делает 15—17 вдохов-выдохов в минуту, а новорождённый ребёнок делает 1 вдох в секунду. 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. Дыхание не перестаёт работать от рождения человека до его смерти, ведь без дыхания наш организм существовать не может. дыхательный гистологический новорождённый постнатальный
Дыхательные пути
Различают верхние и нижние дыхательные пути. Символический переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани.
Система верхних дыхательных путей состоит из полости носа (лат. cavum nasi), носоглотки (лат. pars nasalis pharyngis) и ротоглотки (лат. pars oralis pharyngis), а также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани (лат. larynx, иногда её относят к верхним дыхательным путям), трахеи (др.-греч. τραχεῖα (ἀρτηρία)), бронхов (лат. bronchi).
Дыхательные органы
Дыхательные пути обеспечивают связи окружающей среды с главными органами дыхательной системы — лёгкими. Лёгкие (лат. pulmo, др.-греч. πνεύμων) расположены в грудной полости в окружении костей и мышц грудной клетки. В лёгких осуществляется газообмен между атмосферным воздухом, достигшим лёгочных альвеол (паренхимы лёгких), и кровью, протекающей по лёгочным капиллярам, которые обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразных продуктов жизнедеятельности, в том числе — углекислого газа. Благодаря функциональной остаточной ёмкости (ФОЁ) лёгких в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше дыхательного объёма (ДО). Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции. Без внешнего дыхания человеческий организм обычно может прожить до 5-7 минут (так называемая клиническая смерть), после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и его смерть (биологическая смерть). Восстановление функции внешнего дыхания и кровообращения после наступления биологической смерти ведёт к эффекту зомбирования, когда восстанавливается жизнедеятельность практически всех органов и тканей организма, кроме коры головного мозга.
Основные функции — дыхание, газообмен.
Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.
Гистологическое строение лёгкого новорождённого (живо – и мертворождённого) ребёнка
Легкие дышавшего новорожденного, кусочки, вырезанные из них, перевязанные у входа и выхода желудок и кишечник содержат воздух и при погружении в воду плавают. Жизненные пробы не всегда являются достоверными, так как воздух может попасть в легкие при искусственном дыхании, а газы — образоваться при гниении.
С большей достоверностью живорождённость устанавливается при рентгенологическом и гистологическом исследованиях. Выявляемое при рентгенологическом исследовании присутствие воздуха в легких и желудочно-кишечном тракте обычно свидетельствует о живорожденности.
У дышавшего новорожденного при гистологическом исследовании препарата легких видны альвеолы округлой формы и примерно равной величины, просветы бронхов и бронхиол округлой или овальной формы. Альвеолы недышавшего новорожденного — щелевидной или угловатой формы; мелкие и средние бронхи находятся в спавшемся состоянии. Если применялось искусственное дыхание, альвеолы неравномерны и в ткани между ними может быть воздух. Образующиеся при гниении трупов мертворожденных газы содержатся в межальвеолярной соединительной ткани и внутри альвеол, однако основная часть паренхимы легких остается нерасправленной. Обнаружение гиалиновых мембран (отложение на внутренней поверхности альвеол или бронхиол гиалиноподобного вещества, красящегося эозином) свидетельствует о живорождённости.
Наряду с этим ткань легкого в раннем детском возрасте бедна эластическими волокнами, особенно в окружности альвеол. К концу первого года жизни эластические волокна определяются и в стенках бронхиол. Слабое развитие эластической ткани и недостаточные экскурсии грудной клетки, а также замедление крово- и лимфообращения в заднем и нижних отделах легких способствуют образованию в этих отделах ателектатических изменений.
По мере роста ребенка гистологическая дифференцировка легочной паренхимы заключается в постепенном развитии всех элементов ацинуса, а также образовании альвеол из альвеолярных ходов. Одновременно с этим идет развитие эластической ткани и несколько уменьшается кровоснабжение межуточной ткани легких за счет системы легочных и бронхиальных артерий. У детей при хронических воспалительных процессах легко возникают артерио-венозные анастомозы, являющиеся компенсаторными приспособлениями при расстройстве кровообращения в области мелких бронхов.
- Развитие лёгкого в постнатальном периоде
Масса обоих легких новорожденного составляет в среднем 57 г, объем – 67 см3. Плотность недышавшего легкого составляет 1,068 (легкие мертворожденного ребенка тонут в воде), а плотность легкого дышавшего ребенка – 0,490. Бронхиальное дерево к моменту рождения в основном сформировано; на первом году жизни наблюдается его интенсивный рост – размеры долевых бронхов увеличиваются в 2 раза, а главных – в полтора раза. В период полового созревания рост бронхиального дерева снова усиливается. Размеры всех его частей к 20 годам увеличиваются в 3,5 – 4 раза по сравнению с бронхиальным деревом новорожденного. У людей 40 – 45 лет бронхиальное дерево имеет наибольшие размеры.
Возрастная инволюция бронхов начинается после 50 лет.В пожилом и старческом возрастах длина и диаметр просвета сегментарных бронхов немного уменьшаются, иногда появляются выпячивание их стенок, извилистость хода.
Легочные ацинусы у новорожденного имеют небольшое количество мелких легочных альвеол. В течение первого года жизни ребенка и позже ацинус растет за счет появления новых альвеолярных ходов и образования новых легочных альвеол в стенках уже имеющихся альвеолярных ходов.
Образование новых разветвлений альвеолярных ходов заканчивается к 7 – 9 годам, легочных альвеол – к 12 – 15 годам. К этому же времени размеры альвеол увеличиваются вдвое. Формирование легочной паренхимы завершается к 15 – 25 годам. В период от 25 до 40 лет строение легочного ацинуса практически не меняется. После 40 лет постепенно начинается старение легочной ткани: сглаживаются межальвеолярные перегородки, легочные альвеолы становятся мельче, альвеолярные ходы сливаются друг с другом, размеры ацинусов увеличиваются.
Рис. 2. Группа полностью расправленных альвеол среди массивного ателектаза. Окраска гематоксилин-эозином. Х26.
- Возрастные изменения лёгкого в процессе старения
Организм обычно производит новые альвеолы примерно до 20 лет. После этого, легкие начинают терять часть своих тканей. Число альвеол уменьшается, и есть соответствующее уменьшение легочных капилляров. Легкие и становятся менее эластичными, утрачивая возможность расширяться и сжиматься в силу различных факторов, включая потерю ткани белка эластина.
Изменения в костях и мышцах изменяют размер грудной клетки. Потеря костной массы в ребрах и позвоночнике, а также отложение различных солей в реберных хрящах, искривление позвоночника, кифоз, лордоз или сколиоз, могут изменить, а точнее уменьшить объем вдыхаемого воздуха при вздохе. Максимальная сила вдоха или выдоха с возрастом уменьшается, так как диафрагма и межреберные мышцы становятся слабее. Грудь в меньшей степени способна растягиваться, чтобы совершать дыхательные движения, и ритм дыхания может слегка измениться, чтобы компенсировать это снижение способности к расширению грудной клетки. Пожилые люди имеют повышенный риск легочных инфекций. У организма есть много способов защититься от легочных инфекций. С возрастом эта способность ослабевает. Кашлевой рефлекс не может вызваться с такой же готовностью, и кашель может быть менее сильным. Внутренняя поверхность легких выстлана ресничкам. С возрастом реснички в меньшей степени способны двигаться, уменьшая способность удаления слизи и из дыхательных путей. Кроме того, нос и дыхательные пути выделяют меньше вещества под названием иммуноглобулин A , антитела, которые защищают от вирусов. Таким образом, пожилые люди более восприимчивы к пневмонии и другим легочным инфекциям.
Важное изменение для многих пожилых людей заключается в том, что дыхательные пути закупориваются легче. Дыхательные пути, как правило, закупориваются, когда пожилой человек дышит неглубоко, или когда он находятся в постели в течение длительного времени. Дыхание неглубокое, потому что вызывает боль. Болезнь или операция вызывает повышенный риск развития пневмонии и других про пожилых людей важно, находиться в постели как можно меньше, даже когда они больны или после операции. Когда это невозможно, было бы полезно сделать спирометрию. Она заключается в использовании небольшого устройства, чтобы помочь держать дыхательные пути открытыми и свободными от слизи.
Японские ученые обнаружили гены, являющиеся главными для развития рака легких.
В научном опыте приняли участие как здоровые, так и те люди, у которых был найден рак. Добиться этого результата, считают ученые, можно открытием всего 6-ти генов в организме человека, изменения в которых увеличивают риск появления злокачественной опухоли в легких. Ученые провели исследование, участие в котором приняли 18 тыс. пациентов, больных раком на различных стадиях развития заболевания, и здоровых людей. Изучив истории заболеваний и ДНК больных раком, ученые выявили шесть генов, отвечающих за реакцию организма на попадание инфекции. В следствии ученым удалось выявить 6 генов, мутации в которых провоцируют развитие такой формы рака легких, которая поражает некурящих женщин и мужчин. При несоблюдении работы этих генов, они провоцируют ускоренное развитие клеточной опухоли легких. Развитие болезни находилось у добровольцев на разной стадии. Вероятность онкологии при несоблюдении работы генов составляет от 20% до 40%. Это несомненно важно для практики лечения онкологических заболеваний.
Заключение
От процесса дыхания зависят все процессы жизнедеятельности организма. Болезни дыхательной системы очень опасны и требуют серьезного подхода и по возможности полного выздоровления больного. Запускание таких болезней может привести к тяжелым последствиям вплоть до летального исхода.
*Альвеолы мертворожденных младенцев в подавляющем большинстве случаев имеют хорошо видимый просвет неправильной формы и различной величины. В части альвеол можно видеть плотные части амниальной жидкости.
*Аэрированные альвеолы и альвеолярные ходы в легких плодов, которым производили искусственное дыхание, имеют неравномерную величину и располагаются в виде очагов.
*Легкие мертворожденных младенцев, которым производилось вдувание, обычно аэрированы почти полностью; неравномерность величины альвеол резко выражена.
*В легких детей, которым производилось искусственное дыхание или вдувание, всегда имеется интерстициальная эмфизема, выраженная значительно резче в случаях вдувания.
