Значение дыхания для организма. Возрастные особенности дыхания

ФГБОУ ВПО « Казанский государственный университет»

Медицинский институт

Кафедра физиологии человека

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Нормальная физиология»

  на тему:

  «Значение дыхания для организма. Возрастные особенности дыхания»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка группы 13ЛЛ19

Петрова Ольга Андреевна

Проверила: доктор медицинских наук

 Романец Виктория Сергеевна

 

 

 

 

 

 

Казань,2014

План курсовой работы:

 Введение……………………………………………………………..……..3

1.Строение и функции органов дыхания…………………………..…...…2

2.Возрастные особенности  дыхания ……………………………..….…….7

3.Акт дыхания……………………………………………………..…….…..8

3.1.Внешнее дыхание…………………………………………….……….....8

3.2.Транспорт газа кровью………………………………………………..…9

3.3.Тканевой газообмен…………………………………………………..….9

4.Регуляция внешнего дыхания………………………………………….....10

4.1.Дыхательный центр………………………………………………….….10

4.2.Локализация и функциональные  свойства дыхательных нейронов…11

4.3.Генерация дыхательного ритма………………………………………...13

5. Диффузионная способность легких…………………………………......17

6. Значение дыхания для организма………………………………………..19

Заключение…………………………………………………………...............19

Список литературы…………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Дыхание - необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода, необходимого для осуществления окислительных процессов, являющихся основным источником энергии.

Кислород из внешней среды поступает в легкие. Там, как уже известно, происходит превращение венозной крови в артериальную. Артериальная кровь, текущая по капиллярам большого круга кровообращения, отдает кислород через тканевую жидкость клеткам, которые омываются ею, а углекислый газ, выделяемый клетками, поступает в кровь. Отдача углекислого газа кровью в атмосферный воздух также совершается в легких.

Понятно, что прекращение поступления кислорода к клеткам хотя бы на очень короткое время приводит к их гибели. Вот почему непрестанное поступление этого газа из окружающей среды - необходимое условие жизни организма.

Значение дыхания для человека огромное. На самом деле, без пищи человек может прожить несколько недель, без воды - несколько суток, а без кислорода - всего 5 минут.

Акт дыхания состоит из трех процессов:

1. Внешнее или легочное дыхание - обмен газов между организмом  окружающей средой.

2. Внутреннее или тканевое дыхание, протекающее в клетках.

3. Транспорт газов кровью, т.е. перенос  кислорода кровью от легких  к тканям и углекислого газа  от тканей к легким.

 

 

 

 

 

1.Строение и функции органов дыхания 
 
Систему органов дыхания человека составляют воздухоносные пути и легкие. К воздухоносным путям относятся: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея и бронхи. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на правую и левую половины, в каждой из которых есть извилистые носовые ходы. Слизистая оболочка, которая выстилает носовую полость, густо покрыта ресничками, пронизана кровеносными сосудами и железами. Воздух, поступающий в носовую полость, очищается, согревается, увлажняется и обеззараживается. 
Из носовой полости воздух попадает в носоглотку, а затем в гортань.

Глотка у ребенка отличается меньшей длиной и большей шириной, а также низким расположением слуховой трубки. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха. Также серьезно отражается на здоровье детей заболевание миндалевых желез расположенных в глотке.

Гортань расположена на передней поверхности шеи, на уровне 4-6 шейных позвонков, по обоим бокам ее располагаются доли щитовидной железы, а сзади - глотка. Гортань имеет форму воронки. Ее скелет образован парными и непарными хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами. Непарные хрящи - щитовидный, надгортанник, перстневидный. Парные хрящи - рожковидный, черпаловидный. Надгортанник покрывает вход в гортань во время глотания. Изнутри гортань покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием. Гортань служит для проведения воздуха и одновременно является органом звукообразования, в котором участвуют две голосовые связки, это слизистые складки, состоящие из эластических соединительных волокон. Связки натянуты между щитовидным и черпаловидным хрящами, и ограничивают голосовую щель.

У детей гортань короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3 годах жизни и в период полового созревания - у мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее чем у девочек, происходит ломка голоса.

Слизистая оболочка воздухоносных путей более обильно снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, содержит меньше слизистых желез предохраняющих ее от повреждений.

От нижнего края гортани отходит трахея. Трахея - длиной около 12 см. (длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимально ускоренный рост в 14 - 16 лет), состоит из хрящевых полуколец. Задняя стенка трахеи мягкая, прилегает к пищеводу. Изнутри выстлана слизистой оболочкой содержащей железы, которые выделяют слизь. Из области шеи трахея переходит в грудную полость и делится на два бронха, слева шире и короче, а справа - уже и длиннее. Бронхи входят в легкие и там делятся на бронхи меньшего диаметра-бронхиолы, которые разделяются еще на более мелкие, образуя бронхиальное дерево, которое в свою очередь образует ворота легких. В грудной полости расположены два легких, они имеют форму конуса. На обращенной к сердцу стороне каждого легкого, располагаются углубления - ворота легкого, через которые проходят бронх, нерв легкого, кровеносные и лимфатические сосуды. Бронх в каждом легком ветвится. Бронхи, как и трахея, в стенках содержат хрящи. Самые маленькие разветвления бронхов - бронхиолы, они не имеют хрящей, но снабжены мышечными волокнами и способны сужаться.

Тончайшие бронхи - бронхиолы - заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых расположены легочные пузырьки, или альвеолы. Альвеолы образуют дыхательную часть легких, а бронхи - воздухоносных. Легочные пузырьки образуют губчатую массу, которая формирует легкие. Легкие заполняют всю грудную полость, за исключением места, занятого сердцем, кровеносными сосудами, воздухоносными путями и пищеводом. 
Каждое легкое покрыто серозной оболочкой - плеврой. Плевра состоит из двух листов: пристеночный лист - прилегает к грудной клетке, внутринносный - сросся с легким. Между двумя листами имеется пространство - плевральная полость, заполнена серозной жидкостью, которая облегчает скольжение листов плевры при дыхательных движениях. В полости плевры воздуха нет и давление там отрицательное. Плевральная полость между собой не сообщается.

Правое легкое состоит из трех, а левое из двух долей. Каждый отдел легкого состоит из сегментов: в правом - 11 сегментов, в левом - 10 сегментов. Каждый сегмент в свою очередь состоит из множества легочных долек. Структурной единицей является ацинус - конечная часть бронхиолы с альвеолярными пузырьками. Бронхиолы переходя в расширение - альвеолярные ходы, на стенках которых находятся выпячивания – альвеолы, которые являются конечной частью дыхательного пути. Стенки легочных пузырьков состоят из однослойного плоского эпителия и к ним примыкают капилляры. Через стенки альвеол и капилляров осуществляется газообмен: в кровь из альвеол поступает кислород, а обратно углекислый газ. В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м2.

Основная функция легких - обеспечение газообмена между внешней средой и организмом. 
 
Газообмен в легких происходит вследствие ритмических дыхательных движений - вдоха и выдоха. В легких отсутствует мышечная ткань; дыхательные движения осуществляются с помощью межреберных и грудных мышц и диафрагмы. Во время вдоха, благодаря поднятию ребер и опусканию диафрагмы, объем грудной полости увеличивается. Одновременно с увеличением объема грудной полости расширяются и легкие. Во время выдоха происходит расслабление наружных межреберных мышц, опускание ребер и поднятия купола диафрагмы, объем грудной клетки и легких уменьшается. 
 
Нейрогуморальная регуляция обеспечивает ритмичное чередование вдоха и выдоха, изменения частоты и глубины дыхательных движений. Нервные механизмы дыхания обеспечиваются дыхательным центром, содержащейся в продолговатом мозге и двигательными нервами, ядра которых располагаются в спинном мозге. Основным гуморальным фактором регуляции дыхания является концентрация СО2 в крови (повышенное содержание СО2 вызывает увеличение глубины и частоты дыхания).

 

2. Возрастные особенности дыхания

 

У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. Поэтому у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным.

В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.

Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми. Взрослый же человек делает в среднем 15–17 дыхательных движений в минуту; за один вдох при спокойном дыхании он вдыхает 500  мл воздуха. При мышечной работе дыхание учащается в 2–3 раза. У тренированных людей при одной и той же работе объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, так как дыхание становится более редким и глубоким. При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80–90  %. Это обеспечивает большую диффузию газов через альвеолы. При неглубоком и частом дыхании вентиляция альвеолярного воздуха значительно меньше и относительно большая часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве – в носоглотке, ротовой полости, трахее, бронхах. Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у людей нетренированных.

Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох,  – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебания. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания.

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.

3.Акт дыхания

3.1. Внешнее дыхание.

Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов – легочного дыхания и дыхания через кожу.

Легочное дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03-0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа. Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении При обмене с капиллярами малого круга кровообращения в альвеолярном воздухе давление кислорода 102 мм.рт.ст., а углекислого газа – 40 мм.рт.ст., напряжение в венозной крови кислорода – 40 мм. рт. ст., а углекислого газа – 50 мм.рт.ст. В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом.

3.2.Транспорт газа кровью.

Транспорт газов кровью осуществляется в основном в виде комплексов: 1) кислород образует соединение с гемоглобином, 1 г гемоглобина связывает 1,345 мл газа; 2) в виде физического растворения транспортируется 15-20 мл кислорода; 3) углекислый газ переносится в форме бикарбонатов Na и К, причем бикарбонат К находится внутри эритроцитов, а бикарбонат Na – в плазме крови; 4) углекислый газ транспортируется вместе с молекулой гемоглобина.

3.3.Тканевой газообмен.

Кровь, приносящая к тканям кислород, отдает его ( по градиенту концентрации) в тканевую жидкость, а оттуда молекулы О2 проникают в клетки, где и захватываются митохондриями. Чем интенсивнее происходит  этот захват , тем выше становится градиент между артериальной кровью и тканью, тем быстрее кровь отдает кислород ,отсоединяющийся при этом от молекулы гемоглобина, которая служила «транспортным средством» для доставки кислорода. Освободившиеся молекулы гемоглобина могут захватывать молекулы СО2 ,чтобы нести их к легким и там отдавать альвеолярному воздуху. Кислород, вступая в цикл окислительных реакций в митохондриях , в конечном счете оказывается соединенным либо с водородом (образуется Н2О), либо с углеродом ( образуется СО2) . В свободном виде кислорода практически не существует. Весь образующийся в тканях углекислый газ выводится из организма через легкие. Метаболическая вода также частично испаряется с поверхности легких, но может выводиться, кроме того, с потом и мочой.