Выберите особенности строения дыхательной системы человека: Строение дыхательной системы человека – Российский учебник

Строение дыхательной системы человека – Российский учебник

Дыхательная система — совокупность органов, обеспечивающих поступление кислорода из окружающего воздуха в дыхательные пути, и осуществляющих газообмен, т.е. поступление кислорода в кровоток и выведение углекислого газа из кровотока обратно в атмосферу. Однако дыхательная система — это не только обеспечение организма кислородом — это еще и человеческая речь, и улавливание различных запахов, и теплообмен.

Органы дыхательной системы человека условно делятся на дыхательные пути, или проводники, по которым воздушная смесь поступает к легким, и легочную ткань, или альвеолы.

Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на верхние и нижние. К верхним относятся:

• нос и его придаточные пазухи
• ротоглотка
• гортань

К нижним дыхательным путям относятся:

• трахея
• главные бронхи
• бронхи следующих порядков
• терминальные бронхиолы.

Носовая полость — первый рубеж при поступлении воздуха в организм. На пути пылевых частиц встают многочисленные волоски, расположенные на слизистой полости носа, и очищают проходящий воздух. Носовые раковины представлены хорошо кровоснабжаемой слизистой и, проходя сквозь извитые носовые раковины, воздух не только очищается, но и согревается.

Также нос – орган, благодаря которому мы наслаждаемся ароматом свежей выпечки, или точно можем определить местонахождение общественного туалета. А все потому, что на слизистой верхней носовой раковины расположены чувствительные обонятельные рецепторы. Их количество и чувствительность генетически запрограммированы, благодаря чему парфюмеры создают запоминающиеся ароматы духов.

Проходя сквозь ротоглотку, воздух попадает в гортань. Как же получается, что пища и воздух проходят через одни и те же части тела и не смешиваются? При глотании надгортанник прикрывает дыхательные пути, и пища попадает в пищевод. При повреждении надгортанника человек может поперхнуться. Попадание еды в дыхательные пути требует немедленной помощи и может даже привести к смерти.

Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани — щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя

адамово яблоко, или кадык. Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.

Дальше на пути воздуха встают голосовые связки. Именно проходя через голосовую щель и заставляя дрожать натянутые голосовые связки, человеку доступна не только функция речи, но и пение. Некоторые уникальные певцы могут заставить дрожать связки с частотой 1000 децибел и силой своего голоса взрывать хрустальные стаканы

(в России самым широким диапазоном голоса в пять октав обладает Светлана Феодулова — участница шоу «Голос–2»).

Через гортань и голосовые связки воздух поступает в трахею. Трахея анатомически делится на шейную и грудную части. Анатомическим ориентиром является яремная вырезка грудины.

Трахея имеет строение хрящевых полуколец

. Передняя хрящевая часть обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха за счет того, что трахея не спадается. Сзади к трахее прилегает пищевод, и мягкая часть трахеи не задерживает прохождение пищи по пищеводу.

Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких — альвеол. Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева, похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.

Множество альвеол формируют легкие. Легкие — парный орган. Природа позаботилась о своих нерадивых детях, и некоторые важные органы – легкие и почки – создала в двойном экземпляре. Человек может жить и с одним легким.

Легкие расположены под надежной защитой каркаса из прочных ребер, грудины и позвоночника.

Функции дыхательной системы

Интересно, что легкие лишены мышечной ткани и сами дышать не могут. Дыхательные движения обеспечивает работа мышц диафрагмы и межреберных мышц.

Человек совершает дыхательные движения благодаря сложному взаимодействию различных групп мышц межреберных, мышц брюшного пресса при глубоком дыхании, а самая мощная мышца, участвующая в дыхании, – диафрагма.

Наглядно представить работу дыхательных мышц поможет опыт с моделью Дондерса, описанный на странице 177 учебника «Биология 9 класс» под редакцией Пономаревой И.Н.

Легкие и грудная клетка выстланы плеврой. Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной, или висцеральной. А та, которая покрывает ребра, – пристеночной, или париетальной. Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен.

При вдохе мышцы растягивают легочную ткань, как умелый музыкант меха у баяна, и воздушная смесь атмосферного воздуха, состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно бо´льшим содержанием углекислого газа – 4%.

Чтобы представить масштаб газообмена, только подумайте, что площадь всех альвеол человеческого организма примерно равна волейбольной площадке.

Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом — специальной смазкой, содержащей липидные комплексы.

Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.

Если вспомнить основы химии, а конкретно – тему растворимость газов в жидкостях, особо дотошные могут сказать: «Ерунда какая, ведь растворимость газов с повышением температуры уменьшается, а тут вы рассказываете, что кислород отлично растворяется в теплой, почти горячей — примерно 38-39

°С, соленой жидкости».
И они правы, но забывают, что эритроцит содержит гемоглобин-захватчик, одна молекула которого может присоединить 8 атомов кислорода и транспортировать их к тканям!

В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.
Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.

Дыхание и газообмен – самые важные функции дыхательной системы, но далеко не единственные. Дыхательная система обеспечивает поддержание теплового баланса за счет испарения воды при дыхании.

Внимательный наблюдатель замечал, что в жаркую погоду человек начинает чаще дышать. У людей, правда, этот механизм работает не так эффективно, как у некоторых животных, например у собак.

Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.

Регуляция

Казалось бы, что тут сложного. Содержание кислорода в крови снизилось, и вот она – команда для вдоха. Однако на самом деле механизм значительно сложнее. Ученые до сих пор не разгадали механизм, благодаря которому человек дышит. Исследователи лишь выдвигают гипотезы, и только некоторые из них доказываются сложными экспериментами. Точно установлено лишь то, что истинного водителя ритма в дыхательном центре, подобного водителю ритма в сердце, нет.

В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов. Выделяют три основных группы нейронов:

• дорсальная группа — основной источник импульсов, которые обеспечивают постоянный ритм дыхания;
• вентральная группа — контролирует уровень вентиляции легких и может стимулировать вдох или выдох в зависимости от момента возбуждения.Именно эта группа нейронов управляет мышцами брюшного пресса и живота для глубокого дыхания;
• пневмотаксический центр — благодаря его работе происходит плавная смена выдоха вдохом.

Для полноценного обеспечения организма кислородом нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение ритма и глубины дыхания. Благодаря отлаженной регуляции даже активные физические нагрузки практически не влияют на концентрацию кислорода и углекислого газа в артериальной крови.

В регуляции дыхания участвуют:

• хеморецепторы каротидного синуса, чутко реагирующие на содержание газов О₂ и СО₂ в крови. Рецепторы расположены во внутренней сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща;
• рецепторы растяжения легких, расположенные в гладких мышцах бронхов и бронхиол;
• инспираторные нейроны, расположенные в продолговатом мозге и варолиевом мосту (делятся на ранние и поздние).

Что ещё почитать?

Этапы энергетического обмена

Методическая помощь учителю биологии

Сердечные истории: 8 интересных фактов о сердце

Что такое фотосинтез? История открытия процесса, фазы фотосинтеза и его значение.

Сигналы с различных групп рецепторов, расположенных в дыхательных путях, передаются в дыхательный центр продолговатого мозга, где в зависимости от интенсивности и продолжительности формируется импульс к дыхательному движению.

Физиологи предположили, что отдельные нейроны объединяются в нейронные сети для регуляции последовательности смены фаз вдоха-выдоха, регистрации отдельными типами нейронов своего потока информации и изменения ритма и глубины дыхания в соответствии с этим потоком.

Расположенный в продолговатом мозге дыхательный центр контролирует уровень напряжения газов крови и регулирует вентиляцию легких с помощью дыхательных движений, чтобы концентрация кислорода и углекислого газа была оптимальной. Регуляция осуществляется при помощи механизма обратной связи.

Тест по теме Воздухоносные пути ЕГЭ биология

5040. Установите соответствие между характеристиками и структурами системы дыхания: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

А) обеспечивается согревание или охлаждение воздуха
Б) имеет форму пузырька
В) клетки содержат многочисленные волоски
Г) образована одним слоем клеток
Д) осуществляется газообмен

СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ

1) носовая полость
2) альвеола лёгких

Верный ответ: 12122

P. S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 5040.

4593. Установите последовательность расположения органов дыхания, по которым воздух поступает при вдохе. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) трахея
2) носовая полость
3) гортань
4) носоглотка
5) бронхи

Верный ответ: 24315

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 4593.

4564. Установите соответствие между особенностями строения дыхательной системы человека и функциями, которые они выполняют: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ

А) железистые клетки носовой полости
Б) трахея из хрящевых полуколец
В) капилляры и альвеолы легких
Г) ресничный эпителий носовой полости
Д) бронхи из хрящевых колец
Е) хрящевой надгортанник в гортани

ФУНКЦИИ

1) проведение воздуха
2) защита
3) газообмен

Верный ответ: 213212

P. S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 4564.

4469. Экспериментатор измерил диаметр бронхиол у спортсмена за несколько часов до начала соревнований и в момент объявления результатов.
Как изменится диаметр бронхиол?
Для каждого показателя определите соответствующий характер его изменения:

1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Верный ответ: 13

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 4469.

4367. Выберите три верно обозначенные подписи к рисунку, на котором изображено строение дыхательной системы органов. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) бронхиола
2) гортань
3) носоглотка
4) голосовые связки
5) бронх
6) трахея

Верный ответ: 256

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 4367.

Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще

Органы и структуры дыхательной системы

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Перечислить структуры, составляющие дыхательную систему
• Опишите, как дыхательная система перерабатывает кислород и CO ₂
• Сравните и сопоставьте функции верхних дыхательных путей с нижними дыхательными путями

Основные органы дыхательной системы функционируют главным образом для снабжения тканей организма кислородом для клеточного дыхания, удаления углекислого газа и поддержания кислотно-щелочного баланса. Части дыхательной системы также используются для нежизненных функций, таких как восприятие запахов, речь и напряжение, например, во время родов или кашля.

Рисунок 1. Основные дыхательные структуры простираются от носовой полости до диафрагмы.

Функционально дыхательную систему можно разделить на проводящую и дыхательную зоны. Проводящая зона дыхательной системы включает в себя органы и структуры, непосредственно не участвующие в газообмене. Газообмен происходит в дыхательной зоне .

Проводящая зона

Основными функциями проводящей зоны являются обеспечение пути для входящего и выходящего воздуха, удаление мусора и патогенов из входящего воздуха, а также подогрев и увлажнение входящего воздуха. Некоторые структуры внутри проводящей зоны выполняют и другие функции. Эпителий носовых ходов, например, необходим для восприятия запахов, а бронхиальный эпителий, покрывающий легкие, может метаболизировать некоторые переносимые по воздуху канцерогены.

Нос и прилегающие к нему структуры

Основные вход и выход дыхательной системы проходят через нос. При обсуждении носа полезно разделить его на две основные части: наружный нос и полость носа или внутренний нос.

Наружный нос состоит из поверхностных и скелетных структур, которые определяют внешний вид носа и способствуют выполнению его многочисленных функций. Корень – это область носа, расположенная между бровями. Перемычка — это часть носа, которая соединяет корень с остальной частью носа. Спинка носа – это длина носа. Апекс – это кончик носа. По обе стороны от вершины ноздри образованы крыльями (единственное число = ala). Крыло представляет собой хрящевую структуру, которая образует боковую сторону каждой ноздри (множественное число = ноздри) или отверстие ноздри. Фильтрум – это вогнутая поверхность, соединяющая вершину носа с верхней губой.

Рисунок 2. На этой иллюстрации показаны особенности внешнего носа (вверху) и скелетные особенности носа (внизу).

Под тонкой кожей носа скрываются черты скелета. В то время как корень и переносица состоят из кости, выступающая часть носа состоит из хряща. В результате при взгляде на череп отсутствует нос. Носовая кость — одна из пары костей, лежащих под корнем и переносицей. Носовая кость сочленяется сверху с лобной костью и латерально с верхнечелюстными костями. Перегородочный хрящ представляет собой гибкий гиалиновый хрящ, соединенный с носовой костью и образующий спинку носа. Крыльный хрящ состоит из верхушки носа; он окружает нари.

Рисунок 3. Верхние дыхательные пути

Ноздри открываются в полость носа, которая разделена перегородкой носа на левую и правую части. Носовая перегородка образована спереди частью септального хряща (гибкой частью, которую можно коснуться пальцами), а сзади — перпендикулярной пластинкой решетчатой ​​кости (черепная кость, расположенная сразу за носовыми костями) и тонким сошником. кости (название которых связано с формой плуга). Каждая боковая стенка носовой полости имеет три костных выступа, называемых верхней, средней и нижней носовыми раковинами. Нижние раковины представляют собой отдельные кости, тогда как верхняя и средняя раковины являются частями решетчатой ​​кости. Раковины служат для увеличения площади поверхности носовой полости и нарушения потока воздуха при его поступлении в нос, заставляя воздух отражаться вдоль эпителия, где он очищается и нагревается. Раковины и носовые ходы также сохраняют воду и предотвращают обезвоживание носового эпителия, задерживая воду во время выдоха. Пол носовой полости состоит из неба. Твердое небо в передней части носовой полости состоит из кости. Мягкое небо в задней части носовой полости состоит из мышечной ткани. Воздух выходит из носовых полостей через внутренние ноздри и движется в глотку.

Несколько костей, формирующих стенки носовой полости, имеют воздухосодержащие пространства, называемые околоносовыми пазухами, которые служат для обогрева и увлажнения поступающего воздуха. Синусы выстланы слизистой оболочкой. Каждая околоносовая пазуха названа в честь связанной с ней кости: лобная пазуха, верхнечелюстная пазуха, клиновидная пазуха и решетчатая пазуха. Пазухи производят слизь и облегчают вес черепа.

Ноздри и передняя часть носовой полости выстланы слизистой оболочкой, содержащей сальные железы и волосяные фолликулы, которые служат для предотвращения прохождения через полость носа крупных частиц мусора, например грязи. Обонятельный эпителий, используемый для обнаружения запахов, находится глубже в полости носа.

Раковины, носовые ходы и околоносовые пазухи выстланы респираторным эпителием, состоящим из псевдомногослойного реснитчатого столбчатого эпителия. Эпителий содержит бокаловидные клетки, одну из специализированных столбчатых эпителиальных клеток, вырабатывающих слизь для улавливания дебриса. Реснички респираторного эпителия помогают удалять слизь и мусор из носовой полости постоянными бительными движениями, подметая материалы к горлу для проглатывания. Интересно, что холодный воздух замедляет движение ресничек, что приводит к накоплению слизи, что, в свою очередь, может привести к насморку в холодную погоду. Этот влажный эпителий согревает и увлажняет поступающий воздух. Капилляры, расположенные прямо под носовым эпителием, нагревают воздух за счет конвекции. Серозные и слизеобразующие клетки также секретируют фермент лизоцим и белки, называемые дефенсинами, которые обладают антибактериальными свойствами. Иммунные клетки, которые патрулируют соединительную ткань глубоко в респираторном эпителии, обеспечивают дополнительную защиту.

Рисунок 4. Респираторный эпителий представляет собой псевдомногослойный реснитчатый цилиндрический эпителий. Серозно-слизистые железы обеспечивают смазывающую слизь. LM × 680. (Микрофотография предоставлена ​​Регентами Медицинской школы Мичиганского университета © 2012 г.)

Глотка

Глотка представляет собой трубку, образованную скелетными мышцами и выстланную слизистой оболочкой, которая является продолжением слизистой оболочки носовых полостей. Глотка делится на три основные области: носоглотку, ротоглотку и гортаноглотку.

Рис. 5. Глотка делится на три области: носоглотку, ротоглотку и гортаноглотку.

Носоглотка окружена раковинами носовой полости и служит только воздуховодом. В верхней части носоглотки находятся глоточные миндалины. Глоточная миндалина, также называемая аденоидом, представляет собой скопление лимфоидной ретикулярной ткани, похожее на лимфатический узел, который находится в верхней части носоглотки. Функция глоточной миндалины изучена недостаточно, но она содержит богатый запас лимфоцитов и покрыта реснитчатым эпителием, который улавливает и уничтожает инвазивные патогены, проникающие во время вдоха. Глоточные миндалины у детей большие, но, что интересно, имеют тенденцию регрессировать с возрастом и могут даже исчезнуть. Небный язычок представляет собой небольшую выпуклую каплевидную структуру, расположенную на вершине мягкого неба. И язычок, и мягкое небо двигаются подобно маятнику во время глотания, качаясь вверх, закрывая носоглотку и предотвращая попадание проглоченных материалов в носовую полость. Кроме того, в носоглотку открываются слуховые (евстахиевы) трубы, которые соединяются с каждой полостью среднего уха. Эта связь является причиной того, что простуда часто приводит к ушным инфекциям.

Ротоглотка является проходом как для воздуха, так и для пищи. Ротоглотка граничит сверху с носоглоткой, а спереди с ротовой полостью. Зев – это отверстие, соединяющее ротовую полость с ротоглоткой. Когда носоглотка становится ротоглоткой, эпителий изменяется от псевдомногослойного реснитчатого столбчатого эпителия до многослойного плоского эпителия. Ротоглотка содержит два различных набора миндалин, небные и язычные миндалины. Небная миндалина — одна из пары структур, расположенных латерально в ротоглотке в области зева. Язычная миндалина расположена у основания языка. Подобно глоточной миндалине, небная и язычная миндалины состоят из лимфоидной ткани и улавливают и уничтожают болезнетворные микроорганизмы, попадающие в организм через ротовую или носовую полости.

Гортаноглотка находится ниже ротоглотки и позади гортани. Он продолжает путь проглоченного материала и воздуха до своего нижнего конца, где расходятся пищеварительная и дыхательная системы. Многослойный плоский эпителий ротоглотки переходит в гортаноглотку. Спереди гортаноглотка открывается в гортань, а сзади — в пищевод.

Гортань

Гортань представляет собой хрящевую структуру, расположенную ниже гортаноглотки, которая соединяет глотку с трахеей и помогает регулировать объем воздуха, поступающего в легкие и выходящего из них. Структура гортани образована несколькими кусочками хрящей. Три крупных хряща — щитовидный хрящ (передний), надгортанник (верхний) и перстневидный хрящ (нижний) — образуют основную структуру гортани. Щитовидный хрящ — это самый большой кусок хряща, из которого состоит гортань. Щитовидный хрящ состоит из выступа гортани, или «адамова яблока», который, как правило, более заметен у мужчин. Толстый перстневидный хрящ образует кольцо с широкой задней частью и более тонкой передней частью. Три меньших парных хряща — черпаловидные, рожковидные и клиновидные — прикрепляются к надгортаннику, голосовым связкам и мышцам, которые помогают двигать голосовые связки при произнесении речи.

Рисунок 6. Гортань простирается от гортаноглотки и подъязычной кости до трахеи.

Рис. 7. Истинные голосовые связки и вестибулярные складки гортани просматриваются снизу от гортаноглотки.

Надгортанник, прикрепленный к щитовидному хрящу, представляет собой очень гибкий участок эластичного хряща, закрывающий отверстие трахеи. В «закрытом» положении неприкрепленный конец надгортанника упирается в голосовую щель. Голосовая щель состоит из вестибулярных складок, истинных голосовых связок и пространства между этими складками. Вестибулярная складка, или ложная голосовая связка, представляет собой один из парных складчатых участков слизистой оболочки. Истинная голосовая связка представляет собой одну из белых перепончатых складок, прикрепляющихся мышцами к щитовидному и черпаловидному хрящам гортани по их наружным краям. Внутренние края настоящих голосовых связок свободны, что позволяет воспроизводить звук при колебаниях. Размер перепончатых складок настоящих голосовых связок различается у разных людей, что приводит к появлению голоса с разным диапазоном высоты тона. Складки у самцов, как правило, больше, чем у самок, что создает более глубокий голос. Акт глотания заставляет глотку и гортань подниматься вверх, позволяя глотке расширяться, а надгортанник гортани опускаться вниз, закрывая отверстие в трахее. Эти движения создают большую площадь для прохождения пищи, предотвращая попадание пищи и напитков в трахею.

Продолжая гортаноглотку, верхняя часть гортани выстлана многослойным плоским эпителием, переходящим в псевдомногослойный реснитчатый столбчатый эпителий, содержащий бокаловидные клетки. Подобно носовой полости и носоглотке, этот специализированный эпителий вырабатывает слизь, чтобы улавливать мусор и патогены, когда они попадают в трахею. Реснички отбрасывают слизь вверх по направлению к гортаноглотке, где ее можно проглотить по пищеводу.

Трахея

Трахея (дыхательное горло) простирается от гортани к легким. Трахея образована 16-20 уложенными друг на друга С-образными кусочками гиалинового хряща, соединенными плотной соединительной тканью. Мышца трахеи и эластичная соединительная ткань вместе образуют фиброэластическую мембрану — гибкую мембрану, закрывающую заднюю поверхность трахеи, соединяющую С-образные хрящи. Фиброэластичная мембрана позволяет трахее слегка растягиваться и расширяться во время вдоха и выдоха, тогда как хрящевые кольца обеспечивают структурную поддержку и предотвращают коллапс трахеи. Кроме того, трахеальная мышца может сокращаться, чтобы проталкивать воздух через трахею во время выдоха. Трахея выстлана псевдомногорядным реснитчатым столбчатым эпителием, переходящим в гортань. Сзади пищевод граничит с трахеей.

Рис. 8. (а) Интубационная трубка образована стопкой С-образных кусочков гиалинового хряща. (b) Слой, видимый на этом поперечном срезе ткани стенки трахеи между гиалиновым хрящом и просветом трахеи, представляет собой слизистую оболочку, которая состоит из псевдомногослойного мерцательного столбчатого эпителия, содержащего бокаловидные клетки. LM × 1220. (Микрофотография предоставлена ​​Регентами Медицинской школы Мичиганского университета © 2012)

Бронхиальное дерево

Трахея разветвляется на правый и левый первичные бронхи у киля. Эти бронхи также выстланы псевдомногослойным реснитчатым столбчатым эпителием, содержащим бокаловидные клетки, продуцирующие слизь. Карина представляет собой приподнятую структуру, содержащую специализированную нервную ткань, вызывающую сильный кашель при наличии инородного тела, например пищи. Кольца хрящей, подобные кольцам трахеи, поддерживают структуру бронхов и предотвращают их коллапс. Главные бронхи входят в легкие в воротах, вогнутой области, где кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы также входят в легкие. Бронхи продолжают разветвляться на бронхиальное дерево. Бронхиальное дерево (или респираторное дерево) — это собирательный термин, используемый для этих разветвленных бронхов. Основная функция бронхов, как и других структур проводящей зоны, состоит в том, чтобы обеспечить проход для воздуха, входящего и выходящего из каждого легкого. Кроме того, слизистая оболочка задерживает мусор и болезнетворные микроорганизмы.

Бронхиола ответвляется от третичных бронхов. Бронхиолы диаметром около 1 мм далее разветвляются, пока не становятся крошечными конечными бронхиолами, которые ведут к структурам газообмена. В каждом легком насчитывается более 1000 терминальных бронхиол. Мышечные стенки бронхиол не содержат хрящей, как стенки бронхов. Эта мышечная стенка может изменять размер трубки, увеличивая или уменьшая поток воздуха через трубку.

Дыхательная зона

В отличие от проводящей зоны в дыхательную зону входят структуры, непосредственно участвующие в газообмене. Дыхательная зона начинается там, где терминальные бронхиолы присоединяются к дыхательной бронхиоле, наименьшему типу бронхиол, которые затем ведут к альвеолярному протоку, открывающемуся в группу альвеол.

Рисунок 9. Бронхиолы переходят в альвеолярные мешочки в дыхательной зоне, где происходит газообмен.

Альвеолы ​​

Альвеолярный проток представляет собой трубку, состоящую из гладких мышц и соединительной ткани, которая открывается в скопление альвеол. Альвеолярный отросток — это один из множества маленьких, похожих на виноград, мешочков, прикрепленных к альвеолярным ходам.

Альвеолярный мешок представляет собой скопление множества отдельных альвеол, отвечающих за газообмен. Альвеола имеет диаметр около 200 мм с эластичными стенками, которые позволяют альвеоле растягиваться во время поступления воздуха, что значительно увеличивает площадь поверхности, доступной для газообмена. Альвеолы ​​связаны со своими соседями альвеолярными порами, которые помогают поддерживать одинаковое давление воздуха во всех альвеолах и легких.

Рис. 10. (а) Альвеола отвечает за газообмен. (b) На микрофотографии показаны альвеолярные структуры в легочной ткани. LM × 178. (Микрофотография предоставлена ​​Регентами Медицинской школы Мичиганского университета © 2012)

Альвеолярная стенка состоит из трех основных типов клеток: альвеолярных клеток типа I, альвеолярных клеток типа II и альвеолярных макрофагов. Альвеолярные клетки типа I представляют собой клетки плоского эпителия альвеол, которые составляют до 97 процентов площади альвеолярной поверхности. Эти клетки имеют толщину около 25 нм и обладают высокой проницаемостью для газов. Альвеолярные клетки типа II вкраплены среди клеток типа I и секретируют легочный сурфактант, вещество, состоящее из фосфолипидов и белков, которое снижает поверхностное натяжение альвеол. Вокруг альвеолярной стенки бродит альвеолярный макрофаг, фагоцитирующая клетка иммунной системы, которая удаляет мусор и патогены, достигшие альвеол.

Простой плоский эпителий, образованный альвеолярными клетками I типа, прикреплен к тонкой эластичной базальной мембране. Этот эпителий чрезвычайно тонкий и граничит с эндотелиальной мембраной капилляров. Вместе взятые альвеолярные и капиллярные мембраны образуют респираторную мембрану толщиной примерно 0,5 мм. Дыхательная мембрана позволяет газам проходить путем простой диффузии, позволяя крови поглощать кислород для транспорта и высвобождать CO ₂ в воздух альвеол.

Заболевания дыхательной системы: астма

Астма является распространенным заболеванием, поражающим легкие как у взрослых, так и у детей. Около 8,2% взрослых (18,7 млн) и 9,4% детей (7 млн) в США страдают астмой. Кроме того, бронхиальная астма является наиболее частой причиной госпитализации детей.

Астма — это хроническое заболевание, характеризующееся воспалением и отеком дыхательных путей и бронхоспазмами (то есть сужением бронхиол), которые могут препятствовать поступлению воздуха в легкие. Кроме того, может наблюдаться чрезмерное выделение слизи, что еще больше способствует закупорке дыхательных путей. Клетки иммунной системы, такие как эозинофилы и мононуклеарные клетки, также могут быть вовлечены в инфильтрацию стенок бронхов и бронхиол.

Бронхоспазмы возникают периодически и приводят к «приступу астмы». Приступ может быть вызван факторами окружающей среды, такими как пыль, пыльца, шерсть или перхоть домашних животных, изменениями погоды, плесенью, табачным дымом и респираторными инфекциями, а также физическими упражнениями и стрессом.

Рис. 11. (а) Нормальная легочная ткань не имеет характеристик легочной ткани во время (б) приступа астмы, которые включают утолщение слизистой оболочки, увеличение количества бокаловидных клеток, продуцирующих слизь, и эозинофильные инфильтраты.

 

Симптомы приступа астмы включают кашель, одышку, свистящее дыхание и стеснение в груди. Симптомы тяжелого приступа астмы, требующего немедленной медицинской помощи, включают затрудненное дыхание, приводящее к посинению губ или лица, спутанность сознания, сонливость, учащенный пульс, потливость и сильную тревогу. Тяжесть состояния, частота приступов и выявленные триггеры влияют на тип лекарства, которое может потребоваться человеку. Для пациентов с более тяжелой астмой используются более длительные методы лечения. Краткосрочные, быстродействующие препараты, которые используются для лечения приступа астмы, обычно вводятся через ингалятор. Маленьким детям или людям, которым трудно пользоваться ингалятором, лекарства от астмы можно вводить через небулайзер.

Во многих случаях основная причина состояния неизвестна. Однако недавние исследования показали, что некоторые вирусы, такие как риновирус человека С (HRVC) и бактерии Mycoplasma pneumoniae и Chlamydia pneumoniae , которыми заражаются в младенчестве или раннем детстве, могут способствовать развитию многих случаев астмы. .

Практический вопрос

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о том, что происходит во время приступа астмы. Какие три изменения происходят в дыхательных путях во время приступа астмы?

Показать ответ

Обзор главы

Дыхательная система отвечает за получение кислорода и избавление от углекислого газа, а также за помощь в воспроизведении речи и восприятии запахов. С функциональной точки зрения дыхательную систему можно разделить на две основные области: проводящую зону и дыхательную зону. Проводящая зона состоит из всех структур, обеспечивающих проход воздуха в легкие и из легких: полость носа, глотка, трахея, бронхи и большинство бронхиол. Носовые ходы содержат раковины и носовые ходы, которые расширяют площадь поверхности полости, что помогает согревать и увлажнять поступающий воздух, удаляя при этом мусор и болезнетворные микроорганизмы. Глотка состоит из трех основных отделов: носоглотки, переходящей в полость носа; ротоглотка, граничащая с носоглоткой и полостью рта; и гортаноглотка, которая граничит с ротоглоткой, трахеей и пищеводом. В зону дыхания входят структуры легкого, непосредственно участвующие в газообмене: терминальные бронхиолы и альвеолы.

Выстилка проводящей зоны состоит в основном из псевдомногослойного реснитчатого цилиндрического эпителия с бокаловидными клетками. Слизь улавливает патогены и мусор, тогда как бьющиеся реснички перемещают слизь вверх к горлу, где она проглатывается. По мере того как бронхиолы становятся все меньше и меньше и приближаются к альвеолам, эпителий истончается и в альвеолах становится простым плоским эпителием. Эндотелий окружающих капилляров вместе с альвеолярным эпителием образует дыхательную мембрану. Это гемато-воздушный барьер, через который происходит газообмен путем простой диффузии.

Вопросы на критическое мышление

1. Опишите три отдела глотки и их функции.
2. Если человек получит травму надгортанника, каковы будут физиологические последствия?
3. Сравните и сопоставьте проводящую и дыхательную зоны.

Показать ответы

Глоссарий

ala: (множественное число = alae) небольшая расширяющаяся структура ноздри, которая образует боковую сторону ноздрей

крылокрылый хрящ: хрящ, который поддерживает кончик носа и помогает формировать ноздри; соединяется с перегородочным хрящом и соединительной тканью крыльев

альвеолярный проток: небольшая трубка, ведущая от терминальной бронхиолы к респираторной бронхиоле и являющаяся местом прикрепления альвеол

альвеолярный макрофаг: клетка иммунной системы альвеолы, которая удаляет мусор и патогены

альвеолярная пора: отверстие, обеспечивающее поток воздуха между соседними альвеолами

Альвеолярный мешок: кластер альвеол

Альвеол: Маленький, виноградный мешок, который выполняет газообмен в легких

APEX: TIPE of Extra Nose

Bronchial Tree Coldtive Coldtive For For For For For For For Nose

9 Bronchial Tree: . множественные ветви бронхов и бронхиол дыхательной системы

мост: часть наружного носа, лежащая в области носовых костей

бронхиола: ветви бронхов диаметром 1 мм или менее и заканчиваются в альвеолярных мешочках

бронх: трубка, соединенная с трахеей, которая разветвляется на множество ответвлений и обеспечивает проход воздуха для входа и выхода из легких

проводящая зона: область дыхательной системы, включающая органы и структуры, которые воздуха и не принимают непосредственного участия в газообмене

перстневидный хрящ: часть гортани, состоящая из кольца хряща с широкой задней частью и более тонкой передней частью; прикреплен к пищеводу

спинка носа: промежуточная часть наружного носа, которая соединяет переносицу с верхушкой и поддерживается носовой костью закрыть трахею во время глотания

наружный нос: область носа, которая хорошо видна окружающим

зев: часть задней полости рта, соединяющая ротовую полость с ротоглоткой

фиброэластическая мембрана: специализированная мембрана, соединяющая концы С-образного хряща в трахее; содержит гладкомышечные волокна

голосовая щель: отверстие между голосовыми складками, через которое проходит воздух при произнесении речи

выступ гортани: область, где две пластинки щитовидного хряща соединяются, образуя выступ, известный как «адамово яблоко»

гортаноглотка: часть глотки, граничащая с ротоглоткой сверху и пищеводом и трахеей снизу; служит путем как для воздуха, так и для пищи

гортань: хрящевая структура, которая производит голос, предотвращает попадание пищи и напитков в трахею и регулирует объем воздуха, который входит и выходит из легких

язычная миндалина: лимфоидная ткань, расположенная у основания языка

носовое отверстие: одно из трех углублений (верхнее, среднее и нижнее) в носовой полости, прикрепляющееся к раковинам и увеличивающее площадь поверхности носовой полости

ноздри: (множественное число = ноздри) отверстие ноздрей

носовая кость: кость черепа, лежащая под корнем и переносицей и соединенная с лобной и верхнечелюстной костями

носовая перегородка: стенка, состоящая из кости и хрящи, разделяющие левую и правую носовые полости

носоглотка: часть глотки, окруженная раковинами и ротоглоткой, служащая воздухоносным путем

ротоглотка: часть глотки, окруженная носоглоткой и гортаноглотка, которая является проходом как для воздуха, так и для пищи

небная миндалина: одна из парных структур, состоящая из лимфоидной ткани, расположенная кпереди от язычка на крыше перешейка зева служат для обогрева и увлажнения поступающего воздуха, выработки слизи и облегчения веса черепа; состоит из лобной, верхнечелюстной, клиновидной и решетчатой ​​пазух

глоточная миндалина: структура, состоящая из лимфоидной ткани, расположенная в носоглотке

глотка: область проводящей зоны, образующая трубку скелетных мышц, выстланную респираторным эпителием; расположенный между носовыми раковинами и пищеводом и трахеей

желобок: вогнутая поверхность лица, соединяющая вершину носа с верхней губой

легочный сурфактант: вещество, состоящее из фосфолипидов и белков, снижающее поверхностное натяжение альвеол; образованы альвеолярными клетками II типа

респираторная бронхиола: особый тип бронхиолы, которая ведет к альвеолярным мешочкам

респираторный эпителий: реснитчатая выстилка большей части проводящей зоны, которая специализируется на удалении мусора и патогенов и выработке слизи

дыхательная мембрана: альвеолярная и капиллярной стенки вместе, которые образуют воздушно-гематический барьер, облегчающий простую диффузию газов

дыхательная зона: включает структуры дыхательной системы, непосредственно участвующие в газообмене

корень: область наружного носа между бровями

щитовидный хрящ: самый большой кусок хряща, образующий гортань и состоящий из двух пластинок

трахея: трубка, состоящая из хрящевых колец и поддерживающей ткани соединяет легкие бронхи и гортань; обеспечивает путь для входа и выхода воздуха из легких

мышца трахеи: гладкая мышца, расположенная в фиброэластической мембране трахеи

истинная голосовая связка: одна из пары складчатых белых мембран со свободным внутренним краем, который колеблется при прохождении воздуха для производства звука в альвеолярной стенке; высокопроницаемые для газов

альвеолярные клетки II типа: кубовидные эпителиальные клетки, представляющие собой второстепенный тип клеток альвеолярной стенки; секретируют легочный сурфактант

вестибулярная складка: часть складчатой ​​области голосовой щели, состоящая из слизистой оболочки; поддерживает надгортанник во время глотания

Ссылки

Bizzintino J, Lee WM, Laing IA, Vang F, Pappas T, Zhang G, Martin AC, Khoo SK, Cox DW, Geelhoed GC, et al. Связь между риновирусом человека С и тяжестью острой астмы у детей. Eur Respir J [Интернет]. 2010 [цитировано 22 марта 2013 г.]; 37(5):1037–1042. Доступно по адресу: http://erj.ersjournals.com/gca?submit=Go&gca=erj%3B37%2F5%2F1037&allch=

Кумар В., Рамзи С., Роббинс С.Л. Основная патология Роббинса. 7-е изд. Филадельфия (Пенсильвания): Elsevier Ltd; 2005.

Martin RJ, Kraft M, Chu HW, Berns, EA, Cassell GH. Связь между хронической астмой и хронической инфекцией. J Allergy Clin Immunol [Интернет]. 2001 [цитировано 22 марта 2013 г.]; 107(4):595-601. Доступно по адресу: http://erj.ersjournals.com/gca?submit=Go&gca=erj%3B37%2F5%2F1037&allch=

Дыхательная система человека | Описание, части, функции и факты

легкие человека

См. все СМИ

Связанные темы:

легкое трахея гортань глотка нос

Просмотреть весь связанный контент →

Обзор механизма и анатомии дыхательных путей; прохождение воздуха изо рта и носа в легкие

Посмотреть все видео к этой статье

дыхательная система человека , система человека, которая поглощает кислород и выделяет углекислый газ.

Конструкция дыхательной системы

Газообменный орган человека, легкие, расположен в грудной клетке, где его нежные ткани защищены костно-мышечной грудной клеткой. Легкие обеспечивают ткани человеческого организма непрерывным притоком кислорода и очищают кровь от газообразного продукта жизнедеятельности — углекислого газа. Атмосферный воздух регулярно нагнетается и выходит через систему труб, называемых проводящими дыхательными путями, которые соединяют область газообмена с внешней частью тела. Дыхательные пути можно разделить на верхние и нижние дыхательные пути. Переход между двумя системами находится там, где пересекаются пути дыхательной и пищеварительной систем, прямо в верхней части гортани.

Система верхних дыхательных путей включает нос и околоносовые полости (или пазухи), глотку (или горло) и частично полость рта, поскольку она может использоваться для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани, трахеи, стволовых бронхов и всех дыхательных путей, интенсивно разветвляющихся в легких, таких как внутрилегочные бронхи, бронхиолы и альвеолярные ходы. Очевидно, что для дыхания необходимо взаимодействие других систем органов. Диафрагма, как основная дыхательная мышца, и межреберные мышцы грудной клетки играют существенную роль, создавая под контролем центральной нервной системы насосное действие на легкие. Мышцы расширяют и сокращают внутреннее пространство грудной клетки, костный каркас которой образован ребрами и грудными позвонками. Вклад легких и грудной клетки (ребер и мышц) в дыхание описан ниже в разделе «Механика дыхания». Кровь как переносчик газов и система кровообращения (т. е. сердце и сосуды) являются обязательными элементами работающей дыхательной системы (9).0125 см. кровь; сердечно-сосудистая система).

Морфология верхних дыхательных путей

Нос — наружный выступ внутреннего пространства, полости носа. Он подразделяется на левый и правый канал тонкой медиальной хрящевой и костной стенкой, носовой перегородкой. Каждый канал открывается на лицо ноздрей и в глотку хоаной. Дно полости носа образовано небом, которое также образует крышу полости рта. Сложная форма полости носа обусловлена ​​выступающими из латеральной стенки костными гребнями, верхней, средней и нижней носовыми раковинами (или раковинами). Проходы, образованные таким образом под каждым гребнем, называются верхним, средним и нижним носовыми ходами.

Викторина «Британника»

Человеческое тело

С каждой стороны интраназальное пространство сообщается с рядом соседних наполненных воздухом полостей внутри черепа (придаточных пазух носа), а также через носослезный канал со слезным аппаратом в углу глаза. Проток отводит слезную жидкость в полость носа. Этот факт объясняет, почему носовое дыхание может быстро нарушаться или даже затрудняться при плаче: слезная жидкость не только переливается в слезы, но и заполняет полость носа.

Околоносовые пазухи представляют собой наборы парных одиночных или множественных полостей переменного размера. Большая часть их развития происходит после рождения, и они достигают своего окончательного размера к 20 годам. Пазухи расположены в четырех различных костях черепа — верхней, лобной, решетчатой ​​и клиновидной костях. Соответственно они называются верхнечелюстной пазухой, которая представляет собой самую большую полость; лобная пазуха; решетчатые пазухи; и клиновидная пазуха, расположенная в верхне-задней стенке полости носа. Пазухи выполняют две основные функции: поскольку они заполнены воздухом, они помогают удерживать вес черепа в разумных пределах и служат резонансными камерами для человеческого голоса.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас

Полость носа с прилегающими к ней пространствами выстлана слизистой оболочкой дыхательных путей. Обычно слизистая оболочка носа содержит слизеобразующие железы и венозные сплетения; его верхний клеточный слой, эпителий, состоит в основном из двух типов клеток: реснитчатых и секретирующих клеток. Этот структурный дизайн отражает особые вспомогательные функции носа и верхних дыхательных путей в целом по отношению к дыханию.