за счет чего человек дышит
Зачем человеку воздух и как работают легкие?
Дыхание – это очень важный процесс, в ходе которого в организм поступает кислород и удаляется углекислый газ. Без кислорода человек может продержаться не больше 5-7 минут, поэтому легкие – главный орган дыхания – защищены грудной клеткой от повреждений. Именно в легких происходит газообмен: кислород из воздуха поступает в кровь, а углекислый газ выделяется из крови прямо в легкие. Как известно, у человека два легких, однако несмотря на одни и те же функции, они разного размера. Согласно данным Йоркского университета, правое легкое короче, потому что оно освобождает место для печени, которая находится прямо под ним. Левое легкое уже, так как сердцу требуется пространство. А в 2017 году ученые обнаружили, что легкие имеют дополнительные функции – они участвуют в процессе кроветворения и, возможно, играют в нем главную роль.
Легкие – главный орган дыхания, за здоровьем которого нужно внимательно следить
Как работают легкие?
По данным Американской ассоциации легких, взрослый человек обычно совершает от 15 до 20 вдохов в минуту, что составляет около 20 000 вдохов в день. Младенцы, как правило, дышат быстрее, чем взрослые. Например, нормальная частота дыхания новорожденного составляет около 40 раз в минуту, в то время как средняя частота дыхания в состоянии покоя для взрослых составляет от 12 до 16 вдохов в минуту. Каждое легкое имеет свой собственный плевральный мешок. Вот почему, когда повреждается одно, другое может продолжать свою работу. Правое легкое делится на три различных отдела, называемых долями. В левом легком всего две доли, которые состоят из губчатой ткани, окруженной мембраной – плеврой. Плевра отделяет легкие от грудной стенки.
В 2018 году Будимир Шобат установил новый мировой рекорд по задержке дыхания под водой. Он составил невообразимые 24 минуты и 11 секунд
Когда легкие расширяются, то втягивают воздух в тело, а когда сжимаются, выбрасывают углекислый газ. В этом им помогают диафрагма и грудная клетка, которые накачивают легкие воздухом. Когда человек дышит, воздух проходит вниз по горлу и попадает в трахею. Трахея делится на более мелкие проходы – бронхиальное дерево, ветви которого прорастают в каждое легкое. Ветви разветвляются на более мелкие подразделения по всей длине каждой стороны легкого, а самые маленькие ветви называются бронхиолами, каждая из которых оснащена воздушным мешком – альвеолами. По данным кафедры анатомии Геттингенского университета, в легких насчитывается около 480 миллионов альвеол.
Легкие человека разного размера, но функции выполняют одинаковые
Стенки альвеол покрыты большим количеством капиллярных вен. Кислород проходит через альвеолы, капилляры и кровь, переносится к сердцу, а затем перекачивается по всему телу к тканям и органам. Поскольку кислород поступает в кровоток, углекислый газ проходит из крови в альвеолы и затем удаляется из тела. Этот процесс называется газообменом. Когда человек дышит неглубоко, в организме накапливается углекислый газ. Как выяснили ученые, это накопление вызывает зевоту.
Если сильно упростить, то при вздохе легкие насыщают кровь кислородом и несут ее к сердцу и другим органам. Углекислый газ кровь возвращает обратно в легкие, от которого мы избавляемся при выдохе.
Какие бывают болезни легких?
У легких есть особый способ защиты. Это реснички, которые покрывают и очищают дыхательные пути от частиц пыли, микробов и любых других нежелательных предметов, которые могут туда попасть. Однако как и другие органы тела человека, легкие подвержены ряду неприятных заболеваний, многие из которых опасны для жизни. Развитию заболеваний могут способствовать вредные привычки, наследственность, вирусы и плохое питание. Наиболее распространенными легочными заболеваниями сегодня являются астма, эмфизема и рак, два из которых напрямую связаны с курением.
Знаете ли вы, какие еще проблемы со здоровьем вызывает курение? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен и не забывайте заботиться о своем здоровье!
Врачи рассматривают снимки легких пациента, зараженного новым коронавирусом
Что касается наиболее распространенных легочных инфекций, таких как бронхит или пневмония, то как правило они вызваны вирусами, однако встречаются поражения грибковыми организмами или бактериями, согласно данным университета Огайо. Новый коронавирус, пандемия которого бушует по всей планете, в тяжелых случаях приводит к развитию атипичной пневмонии, когда мембраны легких заполняются жидкостью. Из-за этого легкие не получают достаточно кислорода и человек умирает от удушья.
Что делать для здоровья легких?
Один из лучших способов обеспечить здоровье легких – избегать воздействия табачного дыма, потому что по крайней мере 70 из 7000 химических веществ, содержащихся в табачном дыме, повреждают клетки легких. По данным Клиники Майо, среди любителей табака зафиксирован самый высокий риск развития рака легких. Более того, недавно ученые обнаружили, что пристрастие к сигаретам увеличивает риск заболеванием CoVID-19. Чем больше человек курит, тем выше риск. Но есть и хорошие новости – как пишет издание Livescience, если человек бросает курить, то легкие могут восстановиться от большей части повреждений.
Медицинский центр университета Раша также предлагает практиковать дыхательные упражнения и регулярно заниматься спортом, чтобы сохранить легкие здоровыми. Сегодня, в разгар пандемии нового коронавируса, лучшее, что вы можете сделать для собственного здоровья – бросить курить и соблюдать рекомендации Всемирной организации здравоохранения. А о том, как не заразиться CoVID-19 читайте в нашем специальном материале.
Строение дыхательной системы человека
С тех пор, как жизнь вышла из моря на сушу, дыхательная система, обеспечивающая газообмен с внешней средой, стала важной частью человеческого тела. Хотя все системы организма важны, считать, что одна более важна, а другая – менее, неправомерно. Ведь человеческий организм — тонко регулируемая и быстро реагирующая система, которая стремится обеспечить постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.
Советуем внимательно прочитать статью – в конце вас ждет интерактивный тест!
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:
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.
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.
Методическое пособие подготовлено к изданному в соответствии с ФГОС учебнику М.Р. Сапина, Н.И. Сонина «Биология. Человек. 9 класс». Пособие содержит подробные разработки уроков, включающие цели, основное содержание урока, планируемые результаты (личностные, метапредметные, предметные), необходимое для урока оборудование, а также изложение хода урока и дополнительную информацию для учителя.
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.
В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов. Выделяют три основных группы нейронов:
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:
Как работает дыхательная система? Просто о сложном
Эволюционно сложилось так, что для жизнедеятельности человека необходим кислород. Как доставить его к органам и тканям? Сегодня говорим о дыхательной системе и особенностях её функционирования.
Как всё устроено?
Воздух попадает в легкие не сам по себе, туда его необходимо «втянуть», что и происходит в процессе вдоха. В этом участвуют диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы. Во время вдоха диафрагма несколько уплощается, грудная клетка расширяется, что обеспечивается поступательное движение воздуха в дыхательные пути и легкие.
Определенную роль в процессе дыхания играет отрицательное внутриплевральное давление.
Процесс дыхания человека сложен и регулируется различными способами. Рассмотрим некоторые из них.
Частота и глубина дыхания зависит от интенсивности процессов окисления, происходящих в организме. Физическая нагрузка приводит к увеличению поглощения кислорода и повышению концентрации в тканях и крови углекислого газа. Последний через кровь активирует работу дыхательного центра, и, как следствие, усиливается сокращение дыхательных мышц. Это позволяет быстрее удалить избыток углекислого газа и восполнить недостаток кислорода.
Не на пользу телу: что вредит нашей дыхательной системе?
На любой из этих параметров могут воздействовать изменения окружающей среды.
Чистота. Пыль различного происхождения, выхлопные газы автомобилей, выбросы вредных веществ в атмосферу, табачный дым, шерсть животных, пыльца растений. Список можно было бы продолжить.
Увлажненность. Наверняка многим знакомо чувство сухости и першения в горле в помещениях в зимнее время года, особенно поутру. Причина до банальности проста: отопление в квартирах и домах пересушивает воздух, который затем сушит слизистые оболочки дыхательных путей. В результате повышается восприимчивость их к инфекции.
Читайте материал по теме: Чем отличаются ОРВИ и ОРЗ?
Низкая температура. Дышать через нос, а не через рот, советуют не просто так: помимо очищения и увлажнения, слизистая носовой полости согревает проходящий транзитом воздух.
Когда дышать тяжело. Что говорит статистика?
Пневмония, острый ларингит, трахеит и бронхит. По данным министерства здравоохранения РФ наиболее распространенные заболевания среди взрослых связаны с дыхательной системой.
Сохраняют актуальность бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), рак и туберкулез легких.
Сколько воздуха в день вдыхает человек?
Сколько человек может не дышать?
Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Находится ли человек в покое или двигается? Какова температура окружающей среды? И т.д.
Что будет, если часто задерживать дыхание?
Исходя из описанного выше, в зависимости от частоты и длительности задержек в организме может постепенно накапливаться углекислый газ. При выходе его за границы нормы и сравнительно длительном сохранении этого состояния возможны пагубные влияния на здоровье.
Обычно после ощутимой задержки дыхания и закономерном повышении уровня углекислоты отмечается углубление дыхания: организм удаляет ее избыток и стремится получить кислород.
Лечебное дыхание
На пользу стройности
Можно ли похудеть, употребляя супы? Рассказывает врач-терапевт и диетолог «Клиника Эксперт Ставрополь» Мальцева Валентина Сергеевна
Мнения ученых по поводу снижения веса с помощью только дыхательных упражнения противоречивы. Кроме того, необходимо помнить, что слишком глубокие вдохи и выдохи могут нарушить равновесие между кислородом и углекислым газом. Это может вызвать головокружение, а у кого-то и обморок.
Поэтому перед началом такой практики необходимо посоветоваться с врачом, в том числе и особенно если имеются какие-то проблемы со здоровьем.
Вдох, выдох, покой
Взволнованы? Понервничали? «Нужно сделать глубокий вдох и успокоиться». Знакомая мысль? А может кто-то давал вам такой совет.
Как оказалось, эта техника не только «работает», но и имеет под собой материальную основу. Ученым удалось установить (правда, пока на мышах), что в головном мозге имеются нервные клетки, связанные как с областями, регулирующими дыхание, так и анализирующими психологическое состояние.
Схема работает примерно так. Когда организм эмоционально возбуждается, обнаруженные клетки передают сигналы на нейроны, учащающие дыхание. Однако, как оказалось, работает система и в обратном направлении. Иными словами, если начать дышать чаще, то мозг может возбуждаться. Отсюда напрашивается вывод, почему глубокое замедленное дыхание может успокаивать.
Как дышать, чтобы быстро уснуть?
Существует методика, основанная на практиках йогов. Разработал ее доктор Эндрю Уейл (Andrew Weil). Техника называется «4-7-8» и выполняется следующим образом:
— поместите кончик языка на слизистую оболочку сразу за верхними передними зубами (с внутренней стороны) и держите его там на протяжении всего упражнения;
— полностью выдохните через рот со свистящим звуком;
— закройте рот и спокойно вдохните через нос, досчитав про себя до четырех;
— задержите дыхание, посчитав мысленно до семи;
— полностью выдохните через рот, издавая свистящий звук, посчитав до восьми.
Это одно дыхание. Теперь повторите цикл еще три раза.
Если вам сложно задерживать дыхание, вы можете ускорить упражнение, но придерживайтесь соотношения 4:7:8 для трех фаз. Выполняйте упражнение дважды в день.
Метод относится к альтернативным методам лечения и, возможно, не проверялся с точки зрения принципов доказательной медицины.
Сохраняем здоровье
Важна профилактика респираторных инфекций, а также своевременное лечение любых заболеваний органов дыхания.
Необходимо обязательно проходить плановые диспансеризации и профосмотры с выполнением флюорографии с частотой, предусмотренной ими.
Текст: Энвер Алиев
Дыхание: как происходит, устройство дыхательной системы
Без дыхания невозможно нормальное функционирование организма. Клеткам в одинаковой степени важно, как непрерывное поступление кислорода, так и освобождение от продукта обмена веществ – углекислого газа. Дыхание человека обеспечивается отдельной системой органов – дыхательной системой.
Сущность дыхания
Большая часть людей даже не замечают, как они дышат. Это естественный процесс, без которого человеку не выжить. Тем временем, дыхание – это сложная система взаимосвязанных действий и явлений, благодаря которым все органы получают кислород (O2), а углекислый газ (CO2) выводится наружу.
Процесс может регулироваться сознанием или происходить неосознанно. Газообмен происходит циклично: вдох сменяется выдохом, в минуту человек совершает 13-15 дыхательных движений. Средняя продолжительность акта дыхания составляет 5 секунд. Вдыхание воздуха происходит быстрее, чем выдыхание.
Процесс оценивают по трем параметрам:
ритмичность, означает возникновение вдоха и выдоха через примерно одинаковые временные интервалы;
частота, она определяется как количество дыхательных актов в минуту;
глубина, под которой понимается объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Частота дыхания у мужчин составляет 15-20 актов в минуту, у женщин – 17-21. Глубина в спокойном состоянии взрослого человека составляет 0,5 л.
Разговор или прием пищи меняют дыхание – на выдохе или вдохе может происходить его задержка. Когда человек засыпает, то его дыхание также меняется. Фаза медленного сна сопровождается поверхностным и редким дыханием, быстрого – учащением и увеличением его глубины.
Тяжелый физический труд или занятия спортом вызывают повышение потребности клеток в кислороде, поэтому дыхание становится более частым, увеличивается его глубина.
Когда человек смеется, вздыхает, кашляет или поет, то его дыхательный ритм меняется в сравнении с обычным дыханием, которое происходит автоматически.
Человек способен дышать благодаря дыхательной (или по-другому – респираторной) системе.
Как устроена дыхательная система
Респираторная система представляет собой совокупность органов, слаженная работа которых обеспечивает внешнее дыхание человека. Она включает:
Дыхательные пути представлены носовыми ходами, гортанью, трахеей, бронхами, мелкими бронхами и альвеолами. Вместе с воздухом кислород попадает в носовые ходы, проходит по гортани в трахею и бронхи, затем попадает в легкие.
Строение дыхательной системы предусматривает разветвление бронхов внутри каждого легкого. Трахея с бронхами образуют так называемое бронхиальное дерево. Каждый мелкий бронх в конце переходит в альвеолу – легочный пузырек. В них кислород переходит в кровь, а CO2 удаляется из кровяного русла, то есть в альвеолах происходит газообмен.
Основные функции респираторной системы:
осуществление дыхания и газообмена;
механическая и иммунная защита от вредных факторов окружающей среды;
участие в образовании голоса;
обеспечение способности определять и различать запахи;
помощь в поддержке нормальной температуры тела;
увлажнение воздуха, вдыхаемого организмом.
Ткань легких принимает участие в синтезе гормонов, водно-солевом и липидном обменах. В сосудах легких накапливается кровь, которая при необходимости может использоваться организмом для восполнения кровопотери.
Регулирование дыхания
Респирация и газообмен – это саморегулирующаяся деятельность, каждый живой организм самостоятельно поддерживает баланс углекислого газа и кислорода в крови.
Дыхательный ритм регулирует ЦНС с помощью дыхательного центра и системы рецепторов. Центр, отвечающий за жизненно важный процесс, располагается в головном мозге. Он сам имеет два центра, один отвечает за акт вдоха, второй – выдоха. Представляет собой группу нейронов, которые располагаются в заднем отделе головного мозга ЦНС, является продолжением спинного мозга.
В нормальном состоянии от центра вдоха посылаются ритмичные сигналы к мышечным волокнам грудной клетки и диафрагмальной перегородке, запускающие их сжатие. Сигналы формируются из-за того, что клетки центра самопроизвольно образуют нервные импульсы.
В процессе своего движения мышечный корсет вызывает расширение грудной клетки, а воздух попадает в легкие. Далее объем легких увеличивается, что вызывает возбуждение рецепторов, отвечающих за растяжение и присутствующих в легочных стенках.
Рецепторы отправляют информацию в центр, регулирующий выдох, локализованный в мозге. В результате:
активность центра, отвечающего за вдох, подавляется;
импульсы к задействованным мышцам прекращаются;
они переходят в состояние расслабления;
полость грудной клетки сокращается в объеме;
легкие выпускают воздух в окружающую среду.
Какие разновидности дыхания бывают
Исходя из задействованных мышц различают следующие виды дыхания:
грудное – свойственно женщинам, дыхательные движения происходят за счет работы межреберных мышц;
брюшное – свойственно мужчинам, дыхание происходит за счет диафрагмы;
смешанное – характерно для пожилых лиц, в процессе принимает участие грудная клетка и диафрагма.
При заболеваниях механизм дыхания способен изменяться. Например, если поражены органы брюшной полости дыхание становится грудным. При болезнях органов грудной клетки – диафрагмальным.
Также дыхание разделяют на внешнее и внутреннее. Внешнее заключается в поступлении кислорода в легочные альвеолы и газообмен в них, то есть переход молекул кислорода в состав крови и удаление из нее углекислого газа.
тканевое, в процессе которого кислород из крови передается клеткам;
клеточное, когда кислород утилизируется внутри клеток.
Правильное дыхание оказывает прямое влияние на здоровье человека, поэтому важно укреплять дыхательную мускулатуру и регулярно делать физические упражнения, улучшающие легочную вентиляцию.
Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. Администрация сайта, редакторы и авторы статей не несут ответственности за любые последствия и убытки, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.
Авторизуйтесьчтобы оставлять комментарии
Возрастные ограничения 18+
Лицензия на осуществление фармацевтической деятельности ЛО-77-02-011246 от 17.11.2020 Скачать.