Дыхание. Органы дыхания, их строение и функции. Гуморальная и нервная регуляция дыхания - ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Дыхание — это одна из важнейших жизненных функций организма, включающая в себя поступление в организм кислорода, использование кислорода для получения энергии и выведение из организма конечных продуктов дыхания, в основном углекислого газа.

У человека воздух попадает сначала в носовую полость, которая состоит из извилистых носовых ходов, имеющих большую площадь и выстланных мерцательным эпителием, который служит для выноса инородных частичек, попавших в нос с воздухом. Из носовой полости через носоглотку воздух попадает в гортань. Основа гортани — щитовидный хрящ, прикрывающий ее спереди. Так как рядом с гортанью начинается и пищевод, ведущий в желудок, то при глотании гортань рефлекторно прикрывается специальным надгортанным хрящом, чтобы в нее не попадала пища. Гортань также выстлана ресничным эпителием. Между хрящами гортани расположены особые складки — голосовые связки, просвет между которыми может изменяться в широких пределах. При выдыхании воздуха связки могут колебаться с различной частотой, генерируя звук. Тембр голоса зависит не только от толщины, длины и формы голосовых связок, но и от формы и объема глотки, носоглотки, ротовой полости, расположения языка и т. д.

Из гортани воздух проходит в трахею — трубку, передняя стенка которой образована хрящевыми полукольцами, а задняя примыкает к пищеводу. Трахея разветвляется на два бронха, а те, в свою очередь, многократно делясь, образуют многочисленные ветви — бронхиолы. Бронхиолы также многократно делятся, образуя воздухоносные ходы с гроздьями мельчайших легочных пузырьков — альвеол, заполненных воздухом. Альвеолы образуют легкие. Стенки альвеол образованы одним слоем клеток. Общая поверхность всех альвеол при вдохе достигает 120 м2 (при выдохе — 40 м2). И все они оплетены капиллярами малого круга кровообращения. Дыхательная и кровеносная системы неразрывно связаны и совместно обеспечивают получение кислорода из воздуха и доставку его ко всем клеткам организма.

Каждое легкое покрыто соединительнотканной оболочкой — легочной плеврой, а стенки грудной клетки, в которой расположены легкие, покрыты изнутри пристенной плеврой. Между двумя плеврами находится небольшое, герметически замкнутое пространство, в котором нет воздуха, — плевральная полость. Давление в плевральной полости — «отрицательное», то есть несколько ниже атмосферного.

У человека, находящегося в спокойном состоянии, приблизительно один раз в четыре секунды в нейронах дыхательного центра продолговатого мозга возникают залпы импульсов, идущие по нервным волокнам к межреберным мышцам и диафрагме, которая ограничивает грудную полость снизу. В результате этого мышцы сокращаются и ребра приподнимаются, а диафрагма, уплощаясь, опускается. Все это приводит к тому, что объем грудной полости увеличивается. Легкие, находясь в герметически замкнутом пространстве, следуют за движениями грудной клетки и тоже расширяются; давление в них становится ниже атмосферного, и в них поступает воздух. Происходит вдох. При вдохе кровь насыщается кислородом, мгновенно доходящим до клеток дыхательного центра, которые перестают генерировать дыхательные импульсы. Вдох прекращается: ребра опускаются, диафрагма приподнимается. Таким образом объем грудной полости уменьшается, и происходит выдох.

Мужчины вдыхают воздух преимущественно за счет движений диафрагмы, а женщины — за счет движений ребер. Объем спокойного вдоха человека — около 500 см3, однако после очень глубокого вдоха человек способен выдохнуть 3500-4000 см3. Этот объем получил название жизненной емкости легких. Однако и после самого глубокого выдоха в легких человека обязательно остается около 1000 см воздуха для того, чтобы альвеолы не слипались.

Во вдыхаемом воздухе содержится примерно 21% О2, 79% N2, 0,03% СО2. В легких около 5% О2 проходит через тончайшие стенки альвеол и капилляров малого круга и связывается с гемоглобином в эритроцитах. Около 4% СО2, наоборот, выходит из кровяного русла в альвеолы и выдыхается. Таким образом, в состав выдыхаемого воздуха входит примерно 16% О2, 79%N2, 4% СО2, водяные пары.

Активность дыхательного центра регулируется как различными химическими веществами, приносимыми в дыхательный центр кровью (гуморальная регуляция), так и нервными импульсами, приходящими из различных отделов центральной нервной системы. Специфическим возбудителем нейронов, вызывающим вдох, является углекислый газ (СО2): снижение уровня СО2 в крови приводит к урежению дыхания. Если человек случайно вдохнет пары веществ, раздражающих рецепторы слизистой оболочки носа, глотки, гортани (аммиак, хлор и т. п.), происходит рефлекторной спазм голосовой щели, бронхов и задержка дыхания. При раздражении дыхательных путей мелкими инородными частицами (пылью, соринками, избытком слизи) возникает чихание или кашель. Таким образом, кашель и чихание в норме являются защитными рефлексами, представляющими собой резкие выдохи. При этом из дыхательных путей выносятся раздражающие частицы. Резко увеличивается частота дыхания при физической или нервной нагрузке, что связано с увеличением затрат энергии, а следовательно, и затрат кислорода.

Гигиена дыхания подразумевает прежде всего восстановление нормального состава, температуры и влажности воздушной среды в помещениях, то есть вентиляцию и кондиционирование помещений, а также отказ от курения. С каждой затяжкой курящий вводит в свой организм десятки ядовитых веществ, в результате чего гибнут клетки мерцательного эпителия, воспаляются голосовые связки, нарушается снабжение тканей и клеток кислородом. Все это в конечном счете приводит к развитию целого ряда хронических заболеваний.

В некоторых случаях может наступить остановка дыхания, которая уже через 4—5 минут приводит к гибели человека. Причиной остановки дыхания могут быть: закупорка воздухоносных путей инородными телами, сдавливание гортани или грудной клетки, отеки слизистой оболочки воздухоносных путей, ранения грудной клетки. В любом из этих случаев пострадавшему необходима срочная помощь.

Инородные тела из полости рта или глотки можно извлечь самостоятельно, а вот предметы из гортани или трахеи удаляют с помощью специальных медицинских инструментов.

При сдавливании горла или грудной клетки необходимо быстро ликвидировать причины этого сдавливания.

При утоплении необходимо очистить полость рта и носа от песка и т. п., положить пострадавшего лицом вниз на колено спасателя так, чтобы голова и туловище свешивались вниз, а затем надавливать на спину до тех пор, пока вода из легких не вытечет через рот.

При ранениях грудной клетки необходимо, насколько это возможно, восстановить герметичность плевральной полости. Для этого рану обрабатывают, накладывают на нее марлевый тампон, поверх него прорезиненную ткань, клеенку или полиэтиленовый пакет, а затем туго забинтовывают. Раненого необходимо срочно доставить в лечебное учреждение.

Если у пострадавшего остановилось дыхание и самостоятельно не восстанавливается, то необходимо проводить искусственное дыхание. Проще и эффективнее осуществлять искусственное дыхание способом «рот в рот». Для этого пострадавшего кладут на спину, откинув ему голову назад. Затем спасатель делает глубокий вдох и, поддерживая голову и шею пострадавшего снизу, сильно выдыхает воздух ему в рот. При этом необходимо предотвратить утечку воздуха через нос пострадавшего. Иногда эту же процедуру осуществляют через нос, зажимая рот пострадавшего. Такие действия необходимо осуществлять 15-20 раз в минуту в течение 1-2 часов без перерывов, до восстановления дыхания у пострадавшего.