Будова легень. Газообмін у легенях та тканинах. Плевральна порожнина. Механізм вентиляції легень Зменшує тертя легень про грудну клітину

Легкі.

За формою нагадують конус із закругленою верхівкою, що виступає над першим ребром. На медіальній (середостенній) поверхні кожної легені розташовані ворота легені, через які проходять головний бронх, легенева артерія дві легеневі вени та нерви. Всі ці елементи оточені сполучною тканиноюі утворюють корінь легені.

Кожна легеня розділяється глибокими щілинами на частки: праве – на три, ліве – на дві.

Частки легень - це окремі, до певної міри ізольовані, відокремлені анатомічно і фізіологічно ділянки легені з бронхом, що їх вентилює, і власною судинно-нервовою системою. Кожному сегментарному бронху відповідає бронхолегеневий сегмент.

Сегмент – ділянка легеневої тканини, до певної міри ізольована в анатомічному та фізіологічному відношенні, що має свою судинно-нервову систему та вентильована сегментарним бронхом. Сегменти утворені легеневими часточками (один сегмент досягає приблизно 80 часточок), розділеними міждольковими сполучнотканинними перегородками.

Часткаявляє собою ділянку легеневої тканини, що вентилюється претермінальною (частковою) бронхіолою, що супроводжується кінцевими розгалуженнями легеневих артеріол і венул, лімфатичних судин і нервів. У верхівку кожної часточки входить претермінальна долькова бронхіола, яка розгалужується на 3-7 дрібних кінцевих (термінальних) бронхіол діаметром близько 0,5-0,15 мм кожна.

Ацинус – функціональна одиницялегені. Це система розгалужень однієї кінцевої бронхіоли, що ділиться на 14-16 респіраторних бронхіол першого порядку, які дихотомічно поділяються на респіраторні бронхіоли другого порядку. Останні, своєю чергою, також дихотомічно розгалужуються на респіраторні бронхіоли третього порядку, що утворюють 2-3 генерації альвеолярних ходів (до 1500), що несуть на собі до 20 000 альвеолярних мішечків та альвеол. В одній легеневій часточці налічується близько 50 ацинусів. Стіни термінальних та дихальних бронхіол оточені густою мережею еластичних волокон і пов'язані з еластичними волокнами легеневої паренхіми.

Будова ацинуса легені:

1 – термінальна бронхіола; 2 – дихальна бронхіола першого порядку;

3 – дихальна бронхіола другого порядку; 4 – дихальна бронхіола третього порядку;

5 – альвеолярні ходи; 6 – альвеолярні мішечки; 7 – альвеоли

Грудна порожнина.

Органи грудної порожнини оточені та захищені грудним відділом хребта (ззаду), грудиною (спереду) та дванадцятьма парами кісткових ребер. До ребрів прикріплені міжреберні м'язи, а грудну порожнину відокремлює від черевної великий плоский м'яз – діафрагма. Ці м'язи беруть участь у роботі вентиляційного механізму. Грудна порожнина є системою трьох герметично замкнутих порожнин – правої плевральної, лівої плевральної та середостіння.

Середовищерозташовується між правою та лівою плевральними порожнинами. Спереду воно обмежене грудиною, ззаду – грудним відділом хребетного стовпа, верхньою межею є верхня апертура грудної клітки, нижньою – діафрагма. У середостінні розташовуються серце, кровоносні та лімфатичні судини, стравохід, трахея, головні бронхи, тимус, симпатичні стовбури, нерви та ін.

Поділяє порожнини грудної клітки плевру.

Плевра– еластична прозора плівка, що складається з двох листків: парієтального та вісцерального. Парієтальна (пристінкова) плевра являє собою суцільний листок, який зростається з внутрішньою поверхнею грудної клітки, середостінням і діафрагмою, утворюючи два замкнуті мішки, що містять по легкому. Вісцеральний листок щільно зростається з легеневою тканиною, покриває легеню з усіх боків, заходить у щілини між його частками. Таким чином, легені, що знаходяться в грудній клітці, відокремлені від її стінок плевральною порожниною – щілиноподібним простором плеврою.

Плевральна порожнина– щілина між парієтальним та вісцеральним листками. Вона містить серозну рідину, що виділяється плеврою. Ця рідина зволожує плевру і цим зменшує тертя між її листками при дихальних рухах. Плевральна порожнина непроникна для повітря та тиск у ній на 3-9 мм рт. ст. нижче, ніж у легенях. Негативний тиск у плевральній порожнині підтримується протягом усього вдиху, що дозволяє альвеолам розтягуватися та заповнювати будь-який додатковий простір, що виникає при розширенні грудної клітки.

Умовний поперечний зріз через грудну клітину:

1 – стінка грудної клітки,

2 – парієтальний листок плеври (сірий колір),

3 – вісцеральний листок плеври (жовтий колір),

4 – права та ліва плевральні порожнини,

5 – середостіння (синій колір),

6 – праве та ліве легке (червоний колір).

У зовнішньому дьжанні беруть участь низка органів та тканин.

1. Дитинні м'язи:

а) м'язи вдиху:

Основні (три спокійні вдихи): діафрагма, зовнішні міжреберні та міжхрящові м'язи;

Допоміжні (підключаються три форсованому вдиху): грудні м'язи, сходові, грудино-ключично-соскоподібні, трате-цеподібні, найширші м'язи спини та ін;

б) м'язи видиху:

Основні (три спокійні видихи) не беруть участь, тому що видих здійснюється за рахунок еластичної тяги легень;

Допоміжні (підключаються три форсовані видихи): мьшпги черевного преса, внутрішні міжреберні, задній верхній зубчастий м'яз та ін.

2. Грудна клітина:

б) хребетний стовп;

в) грудина.

3. Повітроносні туті.

4. Плевральна товщина.

Об'єм легень людини відповідає обсягу грудної клітки. З метою зменшення тертя про її стінки три дьжанні легені покриті серозним листком плеври (вісцеральна плевра), яка в області верхівки легені переходить на стінку грудної клітки (парієтальна тлевра). Інакше кажучи, три русі легень труться два листки тлев-ри - вісцеральний, токривающий легкі, і тариетеральный, токры-вающий зсередини грудну клітину. Між цими листками існує тонка щілина, що назгується плевральною порожниною. Поверхня листків плеври покрита шаром рідини, що містить 2% білка.

Тиск у плевральній товстості нижче за атмосферний, що позначають як «негативний». «Негативність» цього тиску зберігається і три вдиху, і три видиху. У разі порушення герметичності плевральної товстості (або з боку легені, або три поранення грудної клітини ззовні) тиск у товстості стає атмосферним і легені спадаються.

13.3.1. Механізм вдиху

Вдих відбувається без активної участі легень, оскільки будь-які скорочувальні елементи в них відсутні.

У загальному виглядівдих здійснюється так. При скороченні зовнішніх міжреберних і міжхрящових м'язів ребра приймають горизонтальніше положення, піднімаючись догори, три нижній кінець грудини відходить вперед. Завдяки руху ребер розміри грудної клітки збільшуються в поперечному та поздовжньому напрямку. Через війну скорочення м'язових волокон діафрагми купол її сплощується і опускається: органи черевної товстості відтісняються вниз, убік і вперед, у результаті обсяг грудної клітки збільшується у вертикальному напрямі. Так як плевральна порожнина замкнута, внутрішньоплевральний тиск, що був і до вдиху негативним (менше атмосферного), стає ще негативнішим. Тиск, що діє на легені зсередини, розтягує легені, вони пасивно йдуть за грудною клітиною, що збільшується в розмірах. Дихальна поверхня легень збільшується, тиск у них знижується. Це сприяє надходженню повітря у легені (рис. 75).

При русі ребер коло грудної клітки збільшується: у чоловіків на 7-10 см, у жінок - на 5-8 см. У спокої відшсані рухи зачіпають тільки верхні 3-6 ребер.

При паралічі міжреберних м'язів серйозних порушень зовнішнього дихання немає, тому що працює головна дикальна м'ячка-діафрагма.

Діафрагма - великий куполоподібний м'яз, що відокремлює грудну порожнину від черевної. У центральній сухожильній частині цього м'яза крізь нього проходять: стравохід, черевна аорта, великі вени, блукаючі нерви. При спокійному вдиху баня діафрагми опускається на 1 см, при форсованому - на 9-10 см.

Легкі розширюються

Діафрагма сокра; щається і уплс щається

Легкі скорочуються

Діафрагма розслаблюється та рухається вгору

Мал. 75. Механізм дихання

При пошкодженні діафрагмальних нервів (що йдуть з 2-7 шийних сегментів спинного мозку) настає параліч дьжання. Паралізована діафрагма при вдиху зміщується не вниз, а вгору - у зв'язку із зменшенням внутрішньогрудного тиску, тобто відзначається парадоксальний рух діафрагми. Крім того, рухи діафрагми обмежені при вагітності, переїданні, тісних корсетах і т. д. Крім дихання, діафрагма бере участь в екстильсивних актах: натужуванні, кашлі, блювоті, пологах.

13.3.2. Механізм видиху

У стані спокою видих здійснюється пасивно за рахунок еластичності легень і, пов'язаного з розслабленням м'язових волокон, підйому купола діафрагми та опускання ребер. Дихальна поверхня легень зменшується, тиск у них стає на 3-4 мм рт. ст. вище атмосферного, що викликає вихід повітря з них у навколишнє середовище (рис. 75).

При форсованому даканні глибина видиху посилюється за допомогою м'язів черевного преса та внутрішніх міжреберних. М'язи черевного преса здавлюють черевну порожнинуспереду та підсилюють підйом діафрагми. Внутрішні міжреберні м'язи зміщують ребра вниз і тим самим зменшують поперечний переріз грудної порожнини, отже, і її об'єм.

13.3.3. Роль сурфактанту в регуляції пружного опору легень

На кордоні повітря – рідина, невеликий шар якої покриває зсередини поверхню альвеол, існують сили поверхневого натягу, які прагнуть зменшити діаметр альвеол. Це зменшення, по-перше, заважає заповненню альвеол повітрям при вдиху, а по-друге, зменшує поверхню дифузії газів у кров.

У легенях існує речовина, що знижує силу поверхневого натягу – сурфактант. Сурфактант – це ліпопротеїд.

Існує сурфактантна система легень. Основними компонентами її є клітини легень – пневмоциги, які синтезують фосфолшгщгні та білкові частини сурфактанту.

На синтез сурфактанту впливають пари таких агресивних газоподібних речовин, як пари соляної кислоти, аміаку, спирту, запилене повітря та сигаретний дим. Вже перші години вдихання чистого кисню вироблення цієї речовини різко зменшується. Зменшує її також перебування в гіпоксичному середовищі.

Механізм дії сурфактанту:

а) молекули мають гідрофобну частину, завдяки чому вони збираються на поверхні альвеол;

б) молекули взаємно відштовхуються, зменшуючи силу поверхневого натягу;

в) сила їхнього відштовхування пропорційна товщині шару сурфактанту. На початку вдиху, коли радіус альвеоли невеликий, а шар сурфактанту значний, ця речовина полегшує розширення альвеол при вдиху. На початку видиху, коли шар сурфактанту тонкий, він не може перешкодити спаденню альвеол;

г) сурфактант, маючи гідрофобність, не дозволяє плазмі переходити в порожнину альвеол з капіляра.

Пружний опір грудної клітини обумовлено пружністю ребер, особливо їх хрящових частин, і дижальних м'язів, особливо діафрагми.

13.3.4. Зміни тиску в плевральній порожнині та в легенях при диханні

Ці зміни найповніше пояснюють механізм руху легень. За рахунок замкнутості плевральної порожнини, еластичної тяги легень та сил поверхневого натягу в цій порожнині завжди існує негативний тиск (нижче за атмосферний). Під час вдиху воно стає негативнішим на 9 мм рт. ст. нижче атмосферного, під час видиху – менш негативним на 6 мм рт. ст. нижче атмосферного, але негативним завжди.

У разі порушення герметичності грудної клітки при пораненні, під час операції на органах грудної клітки тиск тут стає рівним атмосферному, а легені спадаються. Це - пневмоторакс. Для порятунку життя в цьому випадку необхідно розтягувати легені за допомогою надлишкового (стосовно атмосферного) тиску повітря в процесі штучного дихання.

Негативний тиск у плевральній порожнині неоднаковий у верхніх і нижніх відділах - через дію тяжкості легень внизу, в області основи легень, тиск вищий (плевральний тиск менш негативний). Внаслідок цього нижні відділи при вдиху легше розтягуються, і краще вентилюються при дижании.

Верхні відділи легень вентилюються гірше.

13.3.5. Показники зовнішнього дихання

Показники зовнішнього дихання поділяються на статичні та динамічні. Статичні показники демонструють потешдальні можливості дихання.

До них відносяться обсяги та ємності (рис. 76).

1. Дихальний об'єм (ДО) – об'єм повітря, яке людина може вдихнути (здихнути) при спокійному диханні.

2. Резервний об'єм вдиху (РОвд) – об'єм повітря, яке людина може вдихнути понад спокійний вдих.

3. Резервний об'єм видиху (РОвид) - об'єм повітря, яке людина може вичохнути додатково після спокійного видиху.

4. Залишковий об'єм (00) - об'єм повітря, яке залишається в легенях після можливо глибокого видиху. Це повітря знаходиться в альвеолах, які ізольовані від порожнини легені.

50-60 20-30 дит

Мал. 76. Легкові обсяги та ємності. Величина життєвої ємності легень та залишковий обсяг (у правій частині малюнка) залежать від статі та віку

Суми обсягів формують ємності:

1. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) = РОвд+ДО + РОвид характеризує можливості дихальної системи за максимальної глибини дажания. ЖЕЛ - це можливий максимальний ДО.

2. Місткість вдиху (Е) = ДО + РОвд характеризує можливість наповнення легень повітрям при вдиху після спокійного видиху.

3. Функціональна залишкова ємність (ФОЕ) = РОВ + ГО характеризує кількість повітря, що залишається в легенях після спокійного видиху.

4. Загальна ємність легень (ОЕЛ) = РО + ГО + РО + ГО харак-

1 4 7 вид вид *

теризує кількість повітря, що знаходиться в легенях при максимальному вдиху.

Визначення статичних показників дихання виробляється шляхом запису руху повітря при дакании (спірографії) чи спірометрії.

Спірометрія - визначення статичних показників дижання (об'ємів - крім залишкового; ємностей - крім ФОЕ та ОЕЛ) шляхом видихання повітря через прилад, що реєструє його кількість (об'єм). У сучасних сухих кригчастих спірометрах повітря обертає повітряну турбінку, з'єднану зі стрілкою.

Спірографія - графічна реєстрація зміни об'єму легенів при виконанні різних проб, навантажень і т. п. Випробовуваний ди1тгит через джателъньгй контур, ізольований від зовнішнього середовища і з'єднаний з реєстратором об'єму повітря, що вдихається (видихається). Для нівелювання накопичення СО2 у дихальному контурі передбачено поглинання цього газу хімічними поглиначами.

Динамічні показники зовнішнього дихання характеризують реалізацію потішал'них можливостей дихальної системи. Розглянемо основні:

1. Хвилинний обсяг дихання (МОД) = ДО x частота дихання. Характеризує кількість повітря, що надійшло в легені (і видаляється з них) при спокійному диханні за 1 хв. У нормі, при спокої, МОД становить 5-6 л/хв, при легкій фізичній роботі збільшується до 10-12 л/хв.

2. Максимальна вентиляція легень (МВЛ) = ДОмакс x частота дихання макс. Характеризує кількість повітря, що надходить у легені (і видаляється з них) при форсованій глибині та частоті дижання. У нормі становить 60-180 л/хв (залежить від статі, віку, зростання, тренованості).

3. Не все повітря, що надходить у легені, доходить до альвеол і бере участь у газообміні. Існує так званий мертвий простір (МП) - це повітроносні шляхи, аж до переходу бронхіол в альвеоли, які непроникні для газів. Крім зазначеного анатомічного МП, є і функціональне МП - це повітря, яке не бере участі в газообміні. У нормі у дорослої людини обсяг МП становить 150 мл. Тобто до альвеол доходить лише частина повітря, що вдихається. Наприклад, при спокійному вдиху ця величина дорівнює ДО МП. З огляду на це, використовується показник альвеолярна вентиляція легень АВЛ = = (ДО - МП х частота дихання). Відношення АВЛ/МОД х 100 характеризує ефективність дижання. У нормі вона становить 60-70%.

З урахуванням МП можна говорити, що неглибоке дихання неефективне. Для підтвердження цього розберемо два варіанти дихання: а) ДО = 400 мл, частота дихання = 20; б) ДН = 1000 мл, частота дихання = 8. Розрахувавши МОД, в обох випадках отримуємо величину 8000 мл. Однак, прийнявши МП = 150 мл і розрахувавши АВЛ, отримуємо у випадку а) АВЛ = (400 - 150) х 20 = 5000 мл, тоді як у випадку б) АВЛ = (1000 - -150) х 8 = 6800 мл . Дихання а) явно ефективніше.

Дихання через трубку підвищує МП, що ускладнює дихання і змушує форсувати його (збільшувати ДО). У разі граничних розмірів трубки (розрахуйте самі) можна одержати АВЛ = 0.

4. Коефіцієнт легеневої вентиляції (КЛВ)

Характеризує ступінь оновлення складу повітря в легенях при кожному вдиху: наприкінці попереднього видиху в легенях залишалося повітря, що дорівнює ФОЕ. При новому вдиху до альвеол надійшло (ДО - МП) нового повітря. Отже, зазначений коефіцієнт показує ступінь розведення повітря, що знову надійшло в уже колишньому до того в альвеолах. У нормі КЛВ = 1/7 – 1/9. Іншими словами, оновлення повітря дуже невелике. Це має позитивне значення та сприяє сталості газового складу повітря в альвеолах.

Все живе на Землі існує за сіт сонячного тепла та енергії, що досягає поверхні нашої планети. Всі тварини та людина пристосувалися добувати енергію із синтезованих рослинами органічних речовин. Щоб використати енергію Сонця, укладену в молекулах органічних речовин, її необхідно вивільнити, окисливши ці речовини. Найчастіше як окислювач використовують кисень повітря, благо він становить майже чверть обсягу навколишньої атмосфери.

Одноклітинні найпростіші тварини, кишковопорожнинні, вільноживучі плоскі та круглі черви дихають всією поверхнею тіла. Спеціальні органи дихання - перисті зябраз'являються у морських кільчастих черв'яків і у водних членистоногих. Органами дихання членистоногих є трахеї, зябра, листоподібні легенірозташовані у поглибленнях покриву тіла. Система органів дихання ланцетника представлена зябровими щілинами, що пронизують стінку переднього відділукишечника – горлянку. У риб під зябровими кришками розташовуються зябра, рясно пронизаними найдрібнішими кровоносними судинами. У наземних хребетних органів дихання є легені. Еволюція дихання у хребетних йшла шляхом збільшення площі легеневих перегородок, що у газообміні, вдосконалення транспортних систем доставки кисню до клітин, що усередині організму, та розвитку систем, які забезпечують вентиляцію органів дихання.

Будова та функції органів дихання

Необхідною умовою життєдіяльності організму є постійний газообмін між організмом та довкіллям. Органи, за якими циркулюють повітря, що вдихається і видихається, об'єднуються в дихальний апарат. Систему органів дихання утворюють носова порожнина, ковтка, гортань, трахея, бронхи та легені. Більшість з них є повітроносними шляхами і служать для проведення повітря в легені. У легких і відбуваються процеси газообміну. При диханні організм отримує з повітря кисень, що розноситься кров'ю по всьому тілу. Кисень бере участь у складних окислювальних процесах органічних речовин, у якому звільняється необхідна організму енергія. Кінцеві продукти розпаду – вуглекислота та частково вода – виводяться з організму в навколишнє середовище через органи дихання.

Функції дихальної системи

• Забезпечення клітин організму киснем Про 2 .
• Видалення з організму вуглекислого газу СО2, а також деяких кінцевих продуктів обміну речовин (парів води, аміаку, сірководню).

Носова порожнина

Повітроносні шляхи починаються з носової порожнинияка через ніздрі з'єднується з навколишнім середовищем. Від ніздрів повітря проходить носовими ходами, вистеленими слизовим, війчастим і чутливим епітелієм. Зовнішній ніс складається з кісткових та хрящових утворень та має форму неправильної піраміди, яка змінюється залежно від особливостей будови людини. До складу кісткового скелета зовнішнього носа входять носові кісточки та носова частина лобової кістки. Хрящовий скелет є продовженням кісткового скелета і складається з гіалінових хрящів різної форми. Порожнина носа має нижню, верхню та дві бічні стінки. Нижня стінка утворена твердим піднебінням, верхня - гратчастою пластинкою гратчастої кістки, бічна - верхньою щелепою, сльозовою кісткою, очний пластинкою гратчастої кістки, піднебінної кісткою і клиноподібною кісткою. Носовою перегородкою порожнина носа розділена на праву та ліву частини. Перегородка носа утворена сошником, перпендикулярною пластинкою гратчастої кістки та спереду доповнюється чотирикутним хрящем носової перегородки.

На бічних стінках порожнини носа розташовуються носові раковини - по три з кожного боку, що збільшує внутрішню поверхню носа, з якою стикається повітря, що вдихається.

Носова порожнина утворена двома вузькими та звивистими носовими ходами. Тут повітря зігрівається, зволожується та звільняється від частинок пилу та мікробів. Оболонка, що вистилає носові ходи, складається з клітин, що виділяють слиз, і клітин війчастого епітелію. Рухом вій слиз разом з пилом і мікробами прямує з носових ходів назовні.

Внутрішня поверхня носових ходів багато забезпечена кровоносними судинами. Повітря, що вдихається, потрапляє в порожнину носа, обігрівається, зволожується, очищається від пилу і частково знешкоджується. З носової порожнини він потрапляє до носоглотки. Потім повітря з носової порожнини потрапляє в горлянку, та якщо з неї - в горло.

Гортань

Гортань- один із відділів повітроносних шляхів. Сюди з носових ходів через горлянку надходить повітря. У стінці гортані є кілька хрящів: щитовидний, черпалоподібний та ін. У момент ковтання їжі м'язи шиї піднімають горло, а надгортанний хрящ опускається і закривається горло. Тому їжа надходить тільки до стравоходу і не потрапляє в трахею.

У вузькій частині гортані розташовані голосові зв'язки, посередині між ними є голосова щілина. При проходженні повітря голосові зв'язки вібрують, роблячи звук. Утворення звуку відбувається на видиху при керованому людиною русі повітря. У формуванні промови беруть участь: носова порожнина, губи, язик, м'яке піднебіння, мімічні м'язи.

Трахея

Гортань переходить у трахею(Дихальне горло), яка має форму трубки довжиною близько 12 см, у стінках якого є хрящові півкільця, що не дозволяють їй спадати. Задня стінка її утворена сполучнотканинною перетинкою. Порожнина трахеї, як і порожнина інших повітроносних шляхів вистелена миготливим епітелієм, що перешкоджає проникненню в легені пилу та інших сторонніх тіл. Трахея займає серединне положення, ззаду вона прилягає до стравоходу, а з боків від неї розташовуються судинно-нервині пучки. Спереду шийний відділтрахеї прикривають м'язи, а вгорі вона охоплюється ще щитовидною залозою. Грудний відділтрахеї прикритий спереду рукояткою грудини, залишками вилочкової залози та судинами. Зсередини трахея покрита слизовою оболонкою, що містить велику кількість лімфоїдної тканини та слизових залоз. При диханні дрібні частинки пилу прилипають до зволоженої слизової оболонки трахеї, а вії миготливого епітелію просувають їх до виходу з дихальних шляхів.

Нижній кінець трахеї ділиться на два бронхи, які потім багаторазово розгалужуються, входять у праве і ліве легені, утворюючи в легенях «бронхіальне дерево».

Бронхі

У грудній порожнині трахея поділяється на два бронха- лівий та правий. Кожен бронх входить у легеню і там ділиться на бронхи меншого діаметра, які розгалужуються на дрібні трубки повітроносні - бронхіоли. Бронхіоли в результаті подальшого розгалуження переходять у розширення - альвеолярні ходи, на стінках яких знаходяться мікроскопічні випинання, звані легеневими бульбашками, або альвеолами.

Стінки альвеол побудовані з особливого тонкого одношарового епітелію і густо обплетені капілярами. Загальна товщина стінки альвеоли та стінки капіляра становить 0,004 мм. Через цю найтоншу стінку відбувається газообмін: у кров із альвеоли надходить кисень, а назад - вуглекислий газ. У легких налічується кілька сотень мільйонів альвеол. Загальна поверхня їх у дорослої людини становить 60-150 м2. завдяки цьому в кров надходить достатня кількість кисню (до 500 літрів на добу).

Легкі

Легкізаймають майже всю порожнину грудної порожнини і є пружними губчастими органами. У центральній частині легені розташовані ворота, куди входять бронх, легенева артерія, нерви, а виходять легеневі вени. Права легеня ділиться борознами на три частки, ліве на дві. Зовні легені покриті тонкою сполучнотканинною плівкою - легеневою плеврою, яка переходить на внутрішню поверхню стінки грудної порожнини і утворює пристінну плевру. Між цими двома плівками знаходиться плевральна щілина, заповнена рідиною, що зменшує тертя при диханні.

На легені розрізняють три поверхні: зовнішню, або реберну, медіальну, звернену в бік іншої легені, і нижню, або діафрагмальну. Крім того, у кожному легкому розрізняють два краї: передній та нижній, що відокремлюють діафрагмальну та медіальну поверхні від реберної. Позаду реберна поверхня без різкої межі перетворюється на медіальну. Передній край лівої легені має серцеву вирізку. На медіальній поверхні легені розташовуються його ворота. У ворота кожного легені входить головний бронх, легенева артерія, яка несе у легку венозну кров, і нерви, що іннервують легеню. З воріт кожної легені виходять дві легеневі вени, які несуть до серця артеріальну кров, та лімфатичні судини.

Легкі мають глибокі борозни, що розділяють їх на частки - верхню, середню та нижню, а в лівому дві - верхню та нижню. Розміри легені не однакові. Права легка трохи більше лівого, при цьому вона коротша за нього і ширша, що відповідає вищому стоянню правого купола діафрагми у зв'язку з правостороннім розташуванням печінки. Колір нормальних легень у дитячому віці блідо-рожевий, а у дорослих вони набувають темно-сіре забарвлення з синюваним відтінком - наслідок відкладення в них пилових частинок, що потрапляють з повітрям. Тканина легені м'яка, ніжна та пориста.

Газообмін легких

У складному процесі газообміну виділяють три основні фази: зовнішнє дихання, перенесення газу кров'ю та внутрішнє або тканинне дихання. Зовнішнє дихання поєднує всі процеси, що відбуваються в легені. Воно здійснюється дихальним апаратом, до якого відносяться грудна клітка з м'язами, що приводять її в рух, діафрагма і легені з повітроносними шляхами.

Повітря, що надійшло у легені при вдиху, змінює свій склад. Повітря в легені віддає частину кисню і збагачується вуглекислим газом. Зміст вуглекислого газу венозної крові вище, ніж у повітрі, що у альвеолах. Тому вуглекислий газ виходить із крові в альвеоли і вміст його менше, ніж у повітрі. Спочатку кисень розчиняється в плазмі крові, далі зв'язується з гемоглобіном, а в плазму надходять нові порції кисню.

Перехід кисню та вуглекислого газу з одного середовища в інше проходить завдяки дифузії від більшої концентрації до меншої. Хоча дифузія протікає повільно, поверхня контакту крові з повітрям у легень настільки велика, що повністю забезпечує потрібний газообмін. Підраховано, що повний газообмін між кров'ю та альвеолярним повітрям може відбуватися за час, який утричі коротший, ніж час перебування крові в капілярах (тобто в організмі є значні резерви забезпечення тканин киснем).

Венозна кров, потрапивши у легені, віддає вуглекислий газ, збагачується киснем і перетворюється на артеріальну. У великому колі ця кров розходиться капілярами у всі тканини і віддає кисень клітинам тіла, які постійно споживають його. Вуглекислого газу, що виділяється клітинами внаслідок їхньої життєдіяльності, тут більше, ніж у крові, і він дифундує з тканин до крові. Таким чином, артеріальна кров, пройшовши через капіляри великого кола кровообігу, стає венозною і правою половиною серця прямує у легені, тут знову насичується киснем та віддає вуглекислий газ.

В організмі дихання здійснюється за допомогою додаткових механізмів. Рідкі середовища, що входять до складу крові (її плазми), мають низьку розчинність у них газів. Тому, щоб людина могла існувати, їй потрібно було б мати серце потужніше у 25 разів, легені – у 20 разів і за одну хвилину перекачувати понад 100 літрів рідини (а не п'ять літрів крові). Природа знайшла спосіб подолання цієї проблеми, пристосувавши для перенесення кисню особливу речовину - гемоглобін. Завдяки гемоглобіну кров здатна пов'язувати кисень у 70 разів, а вуглекислий газ – у 20 разів більше, ніж рідка частина крові – її плазма.

Альвеола- тонкостінний пухирець діаметром 0,2 мм, заповнений повітрям. Стінка альвеоли утворена одним шаром плоских клітин епітелію, по зовнішній поверхні яких розгалужується сітка капілярів. Таким чином, газообмін відбувається через дуже тонку перегородку, утворену двома шарами клітин: стінки капіляра та стінки альвеоли.

Обмін газів у тканинах (тканинне дихання)

Обмін газів у тканинах здійснюється у капілярах за тим самим принципом, що й у легень. Кисень з тканинних капілярів, де його концентрація висока, перетворюється на тканинну рідину з нижчою концентрацією кисню. З тканинної рідини він проникає в клітини і відразу вступає в реакції окислення, тому в клітинах практично немає вільного кисню.

Діоксид вуглецю за тими ж законами надходить з клітин, через тканинну рідину, капіляри. Вуглекислий газ, що виділяється, сприяє дисоціації оксигемоглобіну і сам вступає в поєднання з гемоглобіном, утворюючи карбоксигемоглобін, транспортується у легені та виділяється в атмосферу. У венозній крові, що відтікає від органів, вуглекислий газ знаходиться як у зв'язаному, так і в розчиненому стані у вигляді вугільної кислоти, яка в капілярах легень легко розпадається на воду і вуглекислий газ. Вугільна кислота може також вступати у сполуки із солями плазми, утворюючи бікарбонати.

У легенях, куди надходить венозна кров, кисень знову насичує кров, а вуглекислий газ із зони високої концентрації (легеневих капілярів) переходить у зону низької концентрації (альвеол). Для нормального газообміну повітря в легенях постійно змінюватиметься, що досягається ритмічними атаками вдиху та видиху, за рахунок рухів міжреберних м'язів та діафрагми.

Транспорт кисню в організмі

Значення дихання.

Дихання- це сукупність фізіологічних процесів, що забезпечують газообмін між організмом та зовнішнім середовищем ( зовнішнє дихання), та окислювальних процесів у клітинах, в результаті яких виділяється енергія ( внутрішнє дихання). Обмін газів між кров'ю та атмосферним повітрям ( газообмін) - здійснюється органами дихання.

Джерелом енергії в організмі є харчові речовини. Основним процесом, що звільняє енергію цих речовин, є окислення. Він супроводжується зв'язуванням кисню та утворенням вуглекислого газу. Враховуючи, що в організмі людини немає запасів кисню, безперервне надходження його життєво необхідне. Припинення доступу кисню до клітин організму веде до їх загибелі. З іншого боку, утворений у процесі окислення речовин вуглекислий газ має бути видалено з організму, оскільки накопичення значної кількості його небезпечне життя. Поглинання кисню з повітря та виділення вуглекислого газу здійснюється через систему органів дихання.

Біологічне значення дихання полягає в:

• забезпечення організму киснем;
• видалення вуглекислого газу з організму;
• окислення органічних сполук БЖУ з виділенням енергії, необхідної людині для життєдіяльності;
• видалення кінцевих продуктів обміну речовин ( пари води, аміаку, сірководню і т.д.).

До органів дихання належать порожнина носа, гортань, трахея, бронхи та легені . У дихальної системивиділяють:

повітроносні (дихальні) шляхи (порожнина носа, горло, трахея та бронхи)

дихальну частину, представлену дихальної паренхімою легеньде відбувається газообмін між повітрям, що міститься в альвеолах легень і кров'ю.

Дихальна система розвиваєтьсяяк виріст вентральної стінки глоткової кишки. Цей зв'язок зберігається в остаточній стадії розвитку: верхній отвір гортані відкривається в горлянку. Таким чином, повітря проходить до гортані через порожнини носа та рота та горлянку. Порожнину носа та носову частину глотки (носоглотка) об'єднують під назвою «верхні дихальні шляхи». Характерними рисами будови дихальних шляхів є наявність хрящового кістяка в їх стінках, внаслідок чого стінки дихальної трубки не спадають , і наявність миготливого епітелію на слизовій оболонці дихальних шляхів, вії клітин якого, вагаючись проти руху повітря, женуть назовні разом зі слизом сторонні частинки, що забруднюють повітря.

Дихання - сукупність процесів, що забезпечують надходження кисню , використання його в окисленні органічних речовин та видалення вуглекислого газу та деяких інших речовин.

Функція дихальної системи - постачання крові достатньою кількістю кисню та видалення з неї вуглекислого газу.

Розрізняють три етапи дихання :

зовнішнє (легеневе) дихання- обмін газів у легенях між організмом та середовищем;

транспорт газівкров'ю від легень до тканин організму;

тканинне дихання- газообмін у тканинах та біологічне окислення в мітохондріях.

Зовнішнє дихання

Зовнішнє диханнязабезпечується системою органів дихання,яка складається з:

легень(де відбувається газообмін між повітрям, що вдихається, і кров'ю) і

дихальних (повітроносних) шляхів(по яких проходить повітря, що вдихається і видихається).

Повітроносні (дихальні) шляхивключають:

носову порожнину,

носоглотку,

гортань,

трахею

бронхи

Вони мають твердий скелет, представлений кістками та хрящами, а зсередини вистелені слизовою оболонкою, забезпеченою миготливим епітелієм.

Функції дихальних шляхів: 1.обігрів та зволоження повітря,

2.захист від інфекції та пилу.

Порожнина носаподілена перегородкою на дві половини. Вона повідомляється з зовнішнім середовищем за допомогою ніздрів, а ззаду - з ковткоюза допомогою Хоан. Слизова оболонканосової порожнини має велику кількість кровоносних судин. Кров, що проходить по них, зігріває повітря. Залізаслизової виділяють слиз, що зволожує стінки носової порожнини та знижує життєдіяльність бактерій. На поверхні слизової знаходяться лейкоцити,що знищують велику кількість бактерій. Миготливий епітелій слизової оболонки затримує і виводить назовні пил. При подразненні вій носових порожнин виникає рефлекс чхання.Таким чином, у носовій порожнині повітря:

1. зігрівається,

2. знезаражується,

3.зволожується

4.очищається від пилу.

У слизовій оболонці верхньої частини носової порожнини є чутливі нюхові клітини, що утворюють орган нюху. З носової порожнини повітря надходить у носоглотку, а звідти у горло.

Гортаньутворена кількома хрящами:

щитовидний хрящ(захищає гортань спереду),

хрящовий надгортанник(захищає дихальні шляхи при ковтанні їжі).

Гортань складається із двох порожнин, які повідомляються через вузьку голосову щілину. Краї голосової щілини утворені голосовими зв'язками. При видиханні повітря через зімкнені голосові зв'язки відбувається їх вібрація, що супроводжується виникненням звуку. Остаточне формування звуків мови відбувається за допомогою:

мови,

м'якого неба

При подразненні вій гортані виникає рефлекс кашлю . З гортані повітря надходить у трахею.

Трахеяутворена 16-20 неповними хрящовими кільцями, що не дозволяють їй спадатися, а задня стінка трахеї м'яка і містить гладкі м'язи.Завдяки цьому їжа вільно проходить стравоходом, який лежить позаду трахеї.

У нижній частині трахея поділяється на два головних бронхів(правий та лівий), які проникають у легені. У легенях головні бронхи багаторазово розгалужуються на бронхи 1-го, 2-го і т.д. порядків, утворюючи бронхіальне дерево. Бронхи 8-го порядку називають часточковими . Вони розгалужуються на кінцеві бронхіоли , а ті – на дихальні бронхіоли, які утворюють альвеолярні мішечки , що перебувають з альвеол .

Альвеола - легеневі бульбашки, що мають форму півкулі діаметром 02-03 мм. Їхні стінки складаються з одношарового епітелію і покриті мережею капілярів.Через стінки альвеол та капілярів відбувається обмін газами: з повітря в кров переходить кисень, а з крові в альвеоли надходить СО 2 та пари води.

Легкі - великі парні органи конусоподібної форми, розташовані у грудній клітці. Права легеня складається з трьох часток, ліве - із двох . У кожну легеню проходять головний бронх і легенева артерія, а виходять дві легеневі вени . Зовні легені покриті легеневіплеврою . Щілина між оболонкою грудної порожнини та плеврою (плевральна порожнина) заповнена плевральною рідиною , яка зменшує тертя легенів об стінки грудної клітки. Тиск у плевральній порожнині менше атмосферного на 9 мм рт. ст. та становить близько 751 мм рт. ст.

?Дихальні рухи.У легенях немає м'язової тканини, і тому вони можуть активно скорочуватися. Активна роль акті вдиху і видиху належить міжреберним м'язам та діафрагмі .

При їх скороченні об'єм грудної клітки збільшується і

легені розтягуються .

При розслаблення дихальних м'язів

ребра опускаються до вихідного рівня,

купол діафрагми піднімається ,

обсяг грудної клітки, а, отже, і легень зменшується

та повітря виходить назовні.

Людина робить у середньому 15-17 дихальних рухів за хвилину. При м'язовій роботі дихання частішає в 2-3 рази.