Презентация на тему Система дыхания

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.

Источник энергии — органические вещества, поступающие в организм с

пищей, из которых дыхание высвобождает энергию.
Механизм высвобождения энергии — аэробное окисление.

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

мышцы


Кровь
Сердечнососудистая система
Органеллы клеток, обеспечивающих тканевое дыхание



ВНЕШНЕЕ ЗВЕНО СИСТЕМЫ
ВНУТРЕННЕЕ ЗВЕНО

СИСТЕМЫ

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.

БАРЬЕР)

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

выделение СО2.


венозный кровоток
артериальный кровоток
клетки
просвет альвеолы
артериальный кровоток
венозный кровоток

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

– 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

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

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

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.

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.

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

легких
Функциональная остаточная емкость
Уровень максимального выдоха
Остаточный объем
Емкость вдоха
Дыхательный объем
ВДОХ
ВЫДОХ
Время
Объем легких,

мл

Дыхательные объемы и емкости

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.

воздуха

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

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

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

7,4 и 37°С
насыщение Нb кислородом, %
РО2, мм

рт.ст.

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

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.).

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

и стенка грудной полости
альвеолярно-капиллярный барьер
кровь
механорецепторы
хеморецепторы
Рефлекторная регуляция дыхания

деятельности дыхательного центра являются колебания концентрации углекислоты в крови.
Углекислота

является специфическим возбудителем дыхания

– рефлекс со слизистой гортани или бронхов;

Чихание – рефлекс

со слизистой носа.

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

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

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

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

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

атмосферном давлении

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

альвеолах

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.