Розділ «Тема 60. ДИХАННЯ»

Бронхи – нижні дихальні шляхи у вигляді трубок, які дихотомічно розгалужуються й утворюють бронхіальне дерево. Каркас стінок складають хрящові півкільця і пластинки. Стінки складаються з трьох оболонок: сполучної, м'язової і слизової. Правий і лівий головні бронхи, які відгалужуються від трахеї, входять у ворота легень і розподіляються на часткові бронхи. Вони, у свою чергу, дають сегментарні бронхи, які розгалужуються дихотомічно до часточкових бронхів 18-го порядку. Найтонші бронхи називають бронхіолами і вони закінчуються альвеолярними мішечками, стінки яких утворені альвеолами. Уся система розгалуження бронхів до кінцевих бронхіол називається бронхіальним деревом.

Легені (pneumon, pulmones) – органи дихання, які розташовані в грудній порожнині. Це парні органи: права легеня – складається з 3 часток, ліва – з 2. Ззовні є легенева плевра із 2 листків: внутрішній листок зрощений з легенями, а зовнішній – зі стінками грудної порожнини. Між листками знаходиться порожнина плеври з серозною рідиною (полегшує ковзання листків плеври під час дихальних рухів) і негативним тиском (на 6-9 мм рт ст нижчий від атмосферного).

Потрапляння в цю порожнину повітря при пошкодженнях грудної клітки зумовлює стискання легені і розвиток пневмотораксу. На внутрішній поверхні легень розміщені ворота легенів, через які входять головні бронхи, легенева артерія і нерви, а виходять дві легеневі вени і лімфатичні судини. Легені у людини, як і у всіх ссавців, мають альвеолярну будову. Основною структурно-функціональною одиницею легень є ацинус, до якого належать дві дихальні бронхіоли, що відходять від однієї кінцевої бронхіоли, їхні альвеолярні ходи та альвеолярні мішечки з альвеолами. Альвеоли – це легеневі пухирці, які є випинаннями альвеолярних мішечків. Стінки альвеол складаються з одношарового плоского епітелію і тонкого шару еластичних волокон та вкриті сіткою кровоносних капілярів. Епітелій складається з дихальних і великих секреторних епітеліоцитів. Внутрішня поверхня альвеол вистилається плівкою особливої речовини – сурфактанту. Це комплекс поверхнево активних речовин переважно ліпопротеїдної природи, який утворюється секреторними епітеліоцитами, і полегшує дифузію газів і перешкоджає їх злипанню. Загальна поверхня всіх альвеол перевищує 100 м2, тобто в 50 разів більша за поверхню шкіри, що забезпечує дуже швидкий газообмін у легенях.

Характеристика основних етапів дихання у людини

Основними етапами дихання у людини є вентиляція легень, газообмін у легенях, транспортування газів, газообмін у тканинах і тканинне дихання.

Будова легень

Вентиляція легень – обмін повітря між зовнішнім середовищем і альвеолами легень, що досягається ритмічними дихальними рухами – вдихом і видихом. Дихальний апарат людини складають: а) грудна клітка із зовнішніми і внутрішніми міжреберними м'язами, які приводять її в рух; б) діафрагма; в) легені; г) допоміжні інспіраторні (вдихаючі) м'язи: великі й малі грудні, трапецієвидний, ромбовидний та ін.; д) допоміжні експіраторні (видихаючі) м'язи: черевні.

Вдих – активний процес, що забезпечує збільшення грудної клітки. Під час спокійного вдиху міжреберні зовнішні м'язи скорочуються і піднімають ребра, діафрагма скорочується, стає плоскішою та опускається донизу. При цьому об'єм грудної порожнини збільшується, тиск у легенях стає меншим за атмосферний, і повітря надходить в легені. При глибокому вдихові відбувається одночасне скорочення міжреберних м'язів, діафрагми, а також деяких м'язів грудної клітки та плечового поясу. Видих – пасивний процес, який приводить до зменшення грудної клітки. При спокійному видиху міжреберні зовнішні м'язи розслаблюються і ребра опускаються донизу, діафрагма розслаблюється і стає випуклою. Завдяки цьому об'єм грудної клітки зменшується, тиск у легенях стає більшим за атмосферний і повітря виходить з легень. При глибокому вдихові відбувається скорочення внутрішніх міжреберних м'язів та м'язів черевної стінки.

Дихальні рухи регулюються дихальним центром, що розміщений у довгастому мозку. У ньому є центр вдиху та видиху, які й забезпечують ритмічну зміну дихальних рухів. Частота дихальних рухів залежить також від того, скільки вуглекислого газу в крові.

Розрізняють черевний і грудний типи дихання залежно від того, які м'язи переважають в акті видиху (діафрагма або міжреберні). Ефективнішим вважають черевний тип дихання, бо він забезпечує глибшу вентиляцію легенів. Тип дихання залежить від статі (у чоловіків переважає черевний тип дихання), професії та віку.

Кількісним показником вентиляції легень є хвилинний об'єм дихання, тобто кількість повітря, що вдихається і видихається протягом однієї хвилини. Визначається як добуток дихального об'єму і частоти дихальних рухів. У спокої ХОД для дорослої людини дорівнює: ХОД = 0,5 л × 14/хв = 7 л/хв. Не все повітря, що вдихає людина, бере участь у вентиляції легень. Частина його (близько 140 мл) затримується в дихальних шляхах і впливає на склад вдихуваного і видихуваного повітря (об'єм мертвого простору).

Склад вдихуваного, видихуваного і альвеолярного повітря

Газообмін у легенях – обмін газів шляхом дифузії між альвеолярним повітрям і кров'ю. Відбувається ця сукупність процесів в альвеолах і найближчих до них елементах перехідної зони дихальних шляхів: бронхіолах, альвеолярних мішечках.

До складу атмосферного повітря входить майже 21% кисню, близько 79% азоту, приблизно 0,03% вуглекислого газу, невелика кількість водяної пари та інертних газів. Таке повітря ми вдихаємо, і називають його вдихуваним. Повітря, яке ми видихаємо, називають видихуваним. Його склад порівняно з вдихуваним інший: 16,3% кисню, близько 79% азоту, приблизно 4% вуглекислого газу та ін. Різний вміст кисню і вуглекислого газу у вдихуваному і видихуваному повітрі пояснюється обміном газів у легенях.

Газообмін у легенях відбувається під час дифузії газів через стінки альвеол і кровоносних капілярів унаслідок різниці між парціальним тиском O2 і СO2 в альвеолярному повітрі і в крові.

Парціальний тиск O2 і СO2 в альвеолярному повітрі та в крові

Для швидкого газообміну в легенях різниця між парціальним тиском газів в альвеолярному повітрі та їх напругою в крові складає для O2 – близько 70 мм рт. ст, для СO2 – близько 7 мм рт. ст.

Транспортування газів – перенесення кров'ю O2 від легень до клітин і СO2 від клітин до легень.

Здійснюється цей етап кровоносною системою, а транспортним засобом є кров. Коефіцієнти розчинності дихальних газів різні (O2 – 0,022, СO2 – 0,53), тому і транспортуються вони по різному. Транспортування кисню забезпечується основним переносником кисню – гемоглобіном крові, і дуже незначна частка 02 розчиняється в плазмі. У молекулі гемоглобіну міститься одна молекула глобіну і 4 молекули гема, кожний з яких має один атом двовалентного заліза, що зв'язує одну молекулу кисню: Нb + 4O2 = НbO8. Приєднання кисню до гемоглобіну з утворенням оксигемоглобіну відбувається при парціальному тиску 70-73 мм рт. ст. Один грам гемоглобіну може приєднати 1,34 мл. кисню. Для транспорту вуглекислого газу існує три способи перенесення вуглекислоти кров'ю: 1) у розчиненому стані – 5%; 2) у вигляді карбгемоглобіну – 10-20%; 3) у вигляді карбонатів (в основному гідрокарбонати натрію і калію) – 85%.

Газообмін у тканинах – обмін газів шляхом дифузії між кров'ю і тканинами в капілярах. Зумовлений цей етап напругою газів у крові і тканинах (для O2 – близько 70 мм рт. ст; для СO2 – близько 7 мм рт. ст.) і здійснюється також унаслідок дифузії. У тканинах різниця напруги підтримується безперервним процесом біологічного окиснення.