Система дыхания

Содержание

Слайд 2

Дыхание — обмен газов между организмом и окружающей средой. Оно заключается

Дыхание — обмен газов между организмом и окружающей средой. Оно

заключается в поступлении кислорода и удалении углекислого газа.
В состоянии покоя человек потреб-ляет в течение минуты 250 мл О2 и выделяет 230 мл СО2.
Слайд 3

Значение дыхания — обеспечение организма энергией. Источник энергии — органические вещества,

Значение дыхания — обеспечение организма энергией.
Источник энергии — органические

вещества, поступающие в организм с пищей, из которых дыхание высвобождает энергию.
Механизм высвобождения энергии — аэробное окисление.
Слайд 4

Этапы дыхания Газообмен между альвеолами и окружающей средой – вентиляция легких.

Этапы дыхания

Газообмен между альвеолами и окружающей средой – вентиляция легких.
Газообмен между

кровью организма и газовой смесью в легких.
Транспорт газов кровью – О2 от легких к тканям; СО2 от тканей к легким.
Газообмен между кровью и тканями организма.
Потребление О2 тканями с образованием СО2 и воды – тканевое дыхание.

ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

ВНУТРЕННЕЕ ДЫХАНИЕ

Слайд 5

Структура дыхательной системы Легкие Воздухоносные пути Грудная клетка и дыхательные мышцы

Структура дыхательной системы

Легкие
Воздухоносные пути
Грудная клетка и дыхательные мышцы
Кровь
Сердечнососудистая система
Органеллы клеток,

обеспечивающих тканевое дыхание

ВНЕШНЕЕ ЗВЕНО СИСТЕМЫ

ВНУТРЕННЕЕ ЗВЕНО СИСТЕМЫ

Слайд 6

Структура дыхательной системы: верхние и нижние дыхательные пути

Структура дыхательной системы:
верхние и нижние дыхательные пути

Слайд 7

Структура дыхательной системы: бронхиальное дерево (воздухоносные пути)

Структура дыхательной системы: бронхиальное дерево (воздухоносные пути)

Слайд 8

Газообменная – доставка атмосферного воздуха в газообменную область. ФУНКЦИИ ВОЗДУХОНОСНЫХ ПУТЕЙ

Газообменная – доставка атмосферного воздуха в газообменную область.

ФУНКЦИИ ВОЗДУХОНОСНЫХ ПУТЕЙ

Негазообменные функции:
1.Очищение

вдыхаемого воздуха.
2.Увлажнение вдыхаемого воздуха.
3.Инактивация биологически активных
веществ в эндотелии легочных
капилляров.
4.Согревание воздуха.
5.Терморегуляция – теплоиспарение, конвекция и теплопродукция.
Слайд 9

Структура дыхательной системы: строение альвеол

Структура дыхательной системы:
строение альвеол

Слайд 10

Сурфактант Сурфактант Эритроцит Альвеола Альвеола Эпителий альвеолы Эндотелий Интерстиций Капилляр Базальная

Сурфактант

Сурфактант

Эритроцит

Альвеола

Альвеола

Эпителий альвеолы

Эндотелий

Интерстиций

Капилляр

Базальная мембрана

Строение аэрогематического барьера

ГАЗООБМЕННАЯ ОБЛАСТЬ
(АЭРОГЕМАТИЧЕСКИЙ БАРЬЕР)

Слайд 11

Уменьшение поверхностного натяжения жидкости, покрывающей альвеолы в 10 раз – предотвращение

Уменьшение поверхностного натяжения жидкости, покрывающей альвеолы в 10 раз – предотвращение

спадения (ателектаза) альвеол и облегчение вдоха.
Защита – бактериостатическая актив-ность; обратный транспорт пыли и микробов, защита стенок альвеол от действия окислителей; уменьшение проницаемости легочной мембраны.
Облегчение диффузии кислорода из альвеол в кровь.

Роль сурфактанта

Слайд 12

ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ Газообмен между организмом и окружающей средой и выделение СО2.

ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ

Газообмен между организмом и окружающей средой и выделение СО2.

венозный кровоток

артериальный

кровоток

клетки

просвет альвеолы

артериальный кровоток

венозный кровоток

Слайд 13

Негазообменные функции: Выделительная – удаление воды и летучих веществ. Выработка биологически

Негазообменные функции:
Выделительная – удаление воды и летучих веществ.
Выработка биологически активных веществ

– гепарина, тромбоксана В2, тромбопластина, факторов свертывания крови, гистамина, серотонина и др.
Инактивация биологически активных веществ в эндотелии легочных капилляров.
Защитная – образование антител; фагоцитоз; выработка лизоцима, интерферона, иммуноглобулинов; задержка и разрушение в капиллярах микробов.
Терморегуляция – выработка тепла.
Голосообразование – легкие – резервуар воздуха.

ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ

Слайд 14

ГРУДНАЯ КЛЕТКА И ПЛЕВРА

ГРУДНАЯ КЛЕТКА И ПЛЕВРА

Слайд 15

Защита и предохранение от высыхания легких. Обеспечение вентиляции легких – сужение

Защита и предохранение от высыхания легких.
Обеспечение вентиляции легких – сужение и

расширение (вдох-выдох).
Поддержка отрицательного давления в плевральной щели – пространство между париетальным и висцеральным листками плевры.
Образование и сохранение сурфактанта – активного вещества альвеол.

ФУНКЦИИ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ И ПЛЕВРЫ

Слайд 16

Плевральное пространство – герметично. Растяжение легких создает явление эласти-ческой тяги легких

Плевральное пространство – герметично.
Растяжение легких создает явление эласти-ческой тяги легких (ЭТЛ).
Давление

в плевральной щели ниже атмосфер-ного на величину ЭТЛ:
при спокойном вдохе – на -8 мм рт.ст.
при спокойном выдохе – на -4 мм рт.ст.
при глубоком вдохе – до -30 мм рт.ст.
Отрицательное давление обеспечивает сжатие грудной клетки при выдохе и способствует возврату крови и лимфы к сердцу.

Отрицательное давление в плевральном пространстве

Слайд 17

Поступление воздуха в межплевральную щель при нарушениях целости грудной клетки, а

Поступление воздуха в межплевральную щель при нарушениях целости грудной клетки, а

иногда стенки легкого изнутри.
Плевральная щель сообщается с окружающей средой, воздух поступает в нее – давление в ранее герметичной полости становится таким же, как и в альвеолах, т.е. атмосферным; легкое при этом спадается, и человек перестает им дышать.
Различают открытый, закрытый и клапанный пневмоторакс.

ПНЕВМОТОРАКС

Слайд 18

ПРИ ОТКРЫТОМ ПНЕВМОТОРАКСЕ Плевральная полость после травмы продол-жает сообщаться с вне-шней

ПРИ ОТКРЫТОМ ПНЕВМОТОРАКСЕ

Плевральная полость после травмы продол-жает сообщаться с вне-шней

средой и воздух свободно циркулирует между плевральной полостью и внешней средой.
При открытом пневмо-тораксе легкое спада-ется (ателектаз) и его функции не выполня-ются.
Открытый пневмоторакс требует применения экстренных мер первой помощи – наложения герметизирующей повязки.
Слайд 19

ПРИ ЗАКРЫТОМ ПНЕВМОТОРАКСЕ плевральная полость не сообща-ется с внешней средой и

ПРИ ЗАКРЫТОМ ПНЕВМОТОРАКСЕ

плевральная полость не сообща-ется с внешней средой и

объем воздуха, попавший в плевраль-ную полость, не меняется.
Если не происходит образования клапанного механизма, закрытый пневмоторакс протекает отно-сительно доброкачественно: рана довольно быстро закрывается самостоятельно, а имеющееся небольшое количество воздуха в плевральной полости не вызы-вает угрожающего жизни состо-яния, однако требует неотлож-ных мер.

ПРИ КЛАПАННОМ ПНЕВМОТОРАКСЕ

воздух на вдохе свободно попадает в плевральную полость, но выход его затрудняется из-за наличия клапанного механизма. Клапанный пневмоторакс может быть наружным и внутренним.

Слайд 20

Циркуляция воздуха в легких во время дыхания - легочная венти-ляция. Показатель

Циркуляция воздуха в легких во время дыхания - легочная венти-ляция.
Показатель легочной

вентиляции – минутный объем легких (МОЛ):
ЧД • объем воздуха при 1 вдохе = МОЛ
Дыхательные объемы:
общая емкость легких 6 000 мл
жизненная емкость легких 3 500 мл
дыхательный объем 500 мл
резервный объем вдоха 3 000 мл
резервный объем выдоха 1 500 мл
остаточный воздух 1 300 мл
емкость вдоха 3 000 мл
функциональная остаточная емкость 2 400 мл
вредное или мертвое пространство 1 500 мл

ЛЕГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Слайд 21

Резервный объем вдоха Резервный объем выдоха Общая емкость легких Жизненная емкость

Резервный объем вдоха

Резервный объем выдоха

Общая емкость легких

Жизненная емкость легких

Функциональная остаточная емкость

Уровень

максимального выдоха

Остаточный объем

Емкость вдоха

Дыхательный объем

ВДОХ

ВЫДОХ

Время

Объем легких, мл

Дыхательные объемы и емкости

Слайд 22

Вредное или мертвое пространство Газообмен происходит только в альве-олах; воздух же,

Вредное или мертвое пространство

Газообмен происходит только в альве-олах; воздух же,

находящийся в воздухо-носных путях, в газообмене участия не принимает.
При обычном дыхании мы вдыхаем 500 мл, из которых 140 мл остаются в воздухоносных путях – гортани, трахее, бронхах и бронхиолах, – и во время дыхания изменениям не подвергаются, а 360 мл поступают в альвеолы;
Пространство, заполненное воздухом, не участвующим в газообмене, называется вредным или мертвым пространством.
Объем мертвого пространства (МП) –
0,14 – 0,15 л.
Слайд 23

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Слайд 24

Парциальное давление газов – часть общего давления, которая приходится на долю

Парциальное давление газов – часть общего давления, которая приходится на долю

каждого газа в газовой смеси.
Состав атмосферного воздуха: азот 79,03%; кислород 20,94%, углекислый газ 0,03%.
Общее атмосферное давление = 760 мм рт. ст.
Парциальное давление азота равно 600,8 мм рт. ст.
Кислорода - 159 мм рт. ст.
Углекислого газа - приблизительно 0,2 мм рт. ст.
Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем давление (напряжение) этого же газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости, и между жидкостью и окружающим ее газом устанавливается определенное равновесие.

Парциальное давление газов

Слайд 25

Коэффициентом растворимости называется то количество газа, которое может быть растворено в

Коэффициентом растворимости называется то количество газа, которое может быть растворено в

1 мл воды при давлении 760 мм рт. ст. при данной температуре.
Коэффициент растворимости меняется в зависи-мости от температуры раствора. Чем выше температура жидкости, тем меньше газа в ней растворяется.
Разные газы имеют разный коэффициент растворимости, так же как и в разных растворителях может раствориться разное количество одного и того же газа.

Растворимость в жидкости. Коэффициент растворимости

Слайд 26

венозный кровоток артериальный кровоток клетки просвет альвеолы ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ

венозный кровоток

артериальный кровоток

клетки

просвет альвеолы

ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ

Слайд 27

Кислород и углекислый газ находятся в крови в физически растворенном состоянии

Кислород и углекислый газ находятся в крови в физически растворенном состоянии

и в химически связанном виде.
Из 100 мл крови можно выделить 20 мл кислорода:
В физически растворенном состоянии – 0,3 мл;
В химически связанном виде – 19,7 мл.
Веществом, вступающим в химическую связь с кислородом, является гемоглобин.
Кислород из воздуха диффундирует в плазму крови, а из плазмы, поступает в эритроциты и вступает в химическую связь с гемоглобином. Гемоглобин при этом превращается в оксигемоглобин; 1 г гемоглоби-на может связать 1,34 мл кислорода.

РОЛЬ КРОВИ В ДЫХАНИИ

Слайд 28

Кривая образования оксигемоглобина при рН 7,4 и 37°С насыщение Нb кислородом, % РО2, мм рт.ст.

Кривая образования оксигемоглобина при рН 7,4 и 37°С

насыщение Нb кислородом, %

РО2,

мм рт.ст.
Слайд 29

При насыщении кислородом 97% гемоглобина орга-низма в кровь поступает около 1000

При насыщении кислородом 97% гемоглобина орга-низма в кровь поступает около 1000

мл кислорода.
При мышечной работе потребность в кислороде возрастает до 4000–5000 мл в минуту.
Доставка необходимого количества кислорода обес-печивается за счет усиления кровообращения, в результате чего кровь несколько раз в течение минуты совершает свой кругооборот.
В тканях оксигемоглобин который является нестойким соединением, отдает кислород в плазму; в силу разности напряжения растворенный кислород пере-ходит в тканевую жидкость и оттуда в клетку, где вступает в окислительные процессы.

РОЛЬ КРОВИ В ДЫХАНИИ

Слайд 30

Расширение грудной клетки: сокращение дыхательных мышц; опускание диафрагмы вызывает увеличение объема

Расширение грудной клетки: сокращение дыхательных мышц; опускание диафрагмы вызывает увеличение объема

грудной клетки:
опускание на 1 см – увеличение на 250-300 мл;
опускание на 3 см – увеличение на 1000 мл.
Расширение легких: атмосферное давление воздуха.
Поступление воздуха в легкие при их расширении: падение давления в альвеолах (на 2 мм рт.ст.); увеличение ЭТЛ; дополнительное расширение бронхов.

Механизм вдоха

Механизм выдоха

Сужение грудной клетки: эластическая тяга легких и стенки живота; опускание ребер.
Сужение легких: сужение грудной клетки.
Изгнание воздуха из легких при их сужении: возрастание давления в альвеолах (на 2 мм рт.ст.).

Слайд 31

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге как парное симметричное образование в

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге как парное симметричное образование в

виде совокупности нейронов, облада-ющих сложными сетевыми взаимодействиями. Основным свойством дыхательного центра является автоматизм. Дыхательный центр коор-динирует ритмическую активность мышц, обеспечивающих вдох и выдох.

Дыхательный центр

Инспираторные

Экспираторные

нейроны

Схема расположения дыхательных нейронов в продолговатом мозге

Слайд 32

кора головного мозга респираторный центр (продолговатый мозг) спинной мозг респираторные мышцы

кора головного мозга

респираторный центр (продолговатый мозг)

спинной мозг

респираторные мышцы

легкие и стенка грудной

полости

альвеолярно-капиллярный барьер

кровь

механорецепторы

хеморецепторы

Рефлекторная регуляция дыхания

Слайд 33

Гуморальная регуляция дыхания Опыт Фредерика с перекрестным кровообращением. Причиной изменения деятельности

Гуморальная регуляция дыхания

Опыт Фредерика с перекрестным кровообращением.

Причиной изменения деятельности дыхательного центра

являются колебания концентрации углекислоты в крови.

Углекислота является специфическим возбудителем дыхания

Слайд 34

Защитные рефлексы со слизистых оболочек дыхательных путей; Защитные рефлексы Кашель –

Защитные рефлексы со слизистых оболочек дыхательных путей;

Защитные рефлексы

Кашель – рефлекс со

слизистой гортани или бронхов;
Чихание – рефлекс со слизистой носа.
Слайд 35

При мышечной деятельности дыхание учащается, увеличивается сила дыхательных движений, изменяется глубина

При мышечной деятельности дыхание учащается, увеличивается сила дыхательных движений, изменяется глубина

дыхания.
Резко увеличивается вентиляция легких. В покое вентиляция равна 6 – 8 л в минуту, а при работе она доходит до 120 л.
Увеличивается поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Человек в обычных нормальных условиях за одну минуту потребляет до 350 мл кислорода, а при мышечной работе – 4000 – 5000 мл.
Изменение дыхания тесно связано с изменениями кровообращения. При работе пульс учащается, минутный объем сердца увеличивается.
Чем интенсивнее работа, тем больше вентиляция легких и минутный объем сердца.
В связи с повышением потребности в кислороде возрастает количество гемоглобина в крови за счет увеличения числа эритроцитов и в экстренных случаях за счет выбрасывания крови из селезенки в общий кровоток.

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при мышечной работе

Слайд 36

Наблюдается при работах в кессонах и под водой. При погружении в

Наблюдается при работах в кессонах и под водой. При погружении в

воду давление на организм через каждые 10 м увеличивается на 1 атм. Так, на глубине 20 м давление равно 3 атм, на глубине 30 м – 4 атм.
Вода сдавливает грудную клетку и воздух водолазу необходимо подавать под давлением, равным давлению на данной глубине.
В подаваемом воздухе необходимо уменьшать содержание кислорода, т.к. его переизбыток может привести к кислородному отравлению и судорогам. РО2 должно соответствовать его обычной величине в – 100 мм рт.ст.

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при повышенном атмосферном давлении

Слайд 37

Увеличение парциального давления азота во вдыхаемой смеси токсично для ЦНС и

Увеличение парциального давления азота во вдыхаемой смеси токсично для ЦНС и

на ранних стадиях вызывает эйфорию.
При погружении в воду глубже 60 м в крови растворяется большое количество азота, что вызывает состояние наркоза – глубинное опьянение (эйфория, беспокойство, потеря сознания).
Для предупреждения негативных последствий при погружениях глубже 50 м применяют смесь гелия с кислородом. Гелий мало растворим в крови, обладает меньшей плотностью, чем N2, что уменьшает сопротивление дыханию.

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при повышенном атмосферном давлении

Слайд 38

Погружение (ныряние) в воду на небольшую глубину в несколько метров может

Погружение (ныряние) в воду на небольшую глубину в несколько метров может

стать опасным при избыточной предварительной гипервентиляции, в результате которой возникает респираторный алкалоз (головокружение, судороги).
Также после гипервентиляции в крови резко снижается содержание СО2 – главного стимулятора дыхательного центра. Возникающая под водой гипоксия не является достаточной для возбуждения дыхания и ныряльщик не чувствует потребности подняться на поверхность и вдохнуть воздух, что приводит к потере сознания под водой.
Гипервентиляция перед погружением не увеличивает насыщение гемоглобина кислородом, но повышает содержание кислорода в легких, что позволит несколько продлить пребывание под водой на небольшой глубине.

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при повышенном атмосферном давлении

Слайд 39

Дыхание под водой при помощи длинной трубки опасно по двум причинам:

Дыхание под водой при помощи длинной трубки опасно по двум причинам:
Увеличение

длины воздухоносного пути и снижение поступления кислорода в легкие.
Сдавление всего тела под водой ведет к переполнению кровью сосудов грудной полости и опасному перерастяжению тонкостенных широких сосудов легких, вплоть до их разрыва. 

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при повышенном атмосферном давлении

Слайд 40

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при пониженном атмосферном давлении

ДЫХАНИЕ ПРИ РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ: при пониженном атмосферном давлении

Слайд 41

Ослабевают защитные свойства сурфактанта – уменьшается активность альвеолярных макрофа-гов, снижаются защитные

Ослабевают защитные свойства сурфактанта – уменьшается активность альвеолярных макрофа-гов, снижаются защитные

функции легких, чаще встречаются заболевания легких, особенно – рак легких.
В альвеолах скапливаются ядовитые продукты горения наполнителей сигарет.
Усиливается образование мокроты – утренний кашель курильщиков.
Снижается обратный ток пыли и микробов, т.к. ядовитые продукты горения сигарет уничтожают мерцательный эпителий воздухоносных путей.

Влияние курения на систему дыхания

Слайд 42

Продукты сгорания содержимого табачных изделий

Продукты сгорания содержимого табачных изделий

Слайд 43

Влияние курения на систему дыхания

Влияние курения на систему дыхания

Слайд 44

Накопление ядовитых продуктов горения наполнителей сигарет в альвеолах

Накопление ядовитых продуктов горения наполнителей сигарет в альвеолах

Слайд 45

Домашнее задание: Темы: Дыхание Учебник «Лекции по дисциплинам «Экологическая физиология» и

Домашнее задание: Темы: Дыхание

Учебник «Лекции по дисциплинам «Экологическая физиология» и «Биология

человека». О.М. Родионова, В.В. Глебов – часть 1. – стр. 119-152.
Сайт кафедры Экологии человека. Дисциплины. Экологическая физиология. Курс лекций.
http://web-local.rudn.ru/web-local/disc/?id=250&rasd_id=44655&v=1640#niz
Учебники по нормальной физиологии.