Краткое содержание: Параграф § 17 / Биология 9 класс Часть 2

Структура и функции дыхательной системы

Параграф «Легкие и дыхательные движения» подробно описывает основные органы дыхательной системы человека — легкие, их строение, а также механизмы вдоха и выдоха.

Легкие представляют собой парные органы, расположенные в грудной полости. Они имеют конусообразную форму с закругленными верхушками, выступающими над ребрами. На внутренней (медиальной) поверхности каждого легкого находятся ворота легкого, через которые проходят главный бронх, кровеносные и лимфатические сосуды, а также нервы. Все эти структуры вместе образуют корень легкого. Правое легкое делится на три доли, а левое — на две. Каждая доля, в свою очередь, состоит из сегментов, содержащих около 80 долек.

Функционально легкие делятся на две зоны:

• Проводящая зона: Включает главный бронх и бронхиолы (самые тонкие бронхи), которые обеспечивают доставку воздуха. Стенки бронхов состоят из хрящевых полуколец или пластинок, гладких мышц, а внутри выстланы цилиндрическим реснитчатым эпителием.
• Обменная зона (Респираторная): Образована респираторными бронхиолами, альвеолярными ходами и альвеолами — структурно-функциональными единицами легкого, где происходит газообмен.

Особенности альвеол

Альвеолы имеют многоугольную, почти шаровидную форму, их общее количество достигает 600–700 млн. Суммарная площадь их поверхности может составлять до \(40 \: \mathrm{m}^2\) на выдохе и до \(120 \: \mathrm{m}^2\) на вдохе. Стенки альвеол состоят из одного слоя плоских клеток — респираторных альвеолоцитов, лежащих на базальной мембране, толщина которой составляет \(0,1-0,2 \: \mathrm{mkm}\). Снаружи альвеолы оплетены густой сетью капилляров, что обеспечивает эффективную диффузию газов.

Клетки альвеол выделяют сурфактант — липопротеиновое вещество, снижающее поверхностное натяжение воды и препятствующее спадению альвеол на выдохе. Кроме того, в альвеолах присутствуют макрофаги, выполняющие неспецифическую защитную функцию (фагоцитоз загрязнителей и бактерий).

Плевра и плевральная полость

Легкие окружены двойной эластичной оболочкой из соединительной ткани — легочной плеврой (висцеральным листком), которая покрывает легкое со всех сторон и срастается с его тканью. Наружный слой (париетальный листок) срастается с внутренней поверхностью грудной клетки. Между листками плевры находится герметично замкнутая плевральная щель, содержащая небольшое количество плевральной жидкости, которая устраняет трение и позволяет листкам скользить друг относительно друга. Отрицательное давление в плевральной полости имеет решающее значение для обеспечения легочной вентиляции.

Дыхательные движения (Вдох и Выдох)

Вдох (Инспирация) — активный процесс, осуществляемый за счет сокращения главных дыхательных мышц: наружных межреберных мышц и диафрагмы. При сокращении диафрагма уплощается и опускается, увеличивая вертикальный размер грудной полости. Наружные межреберные мышцы поднимают ребра, увеличивая поперечный размер. Благодаря отрицательному давлению в плевральной полости легкие растягиваются вслед за стенками грудной клетки, их объем увеличивается, и атмосферный воздух устремляется в легкие. Принудительный вдох также использует вспомогательные мышцы (большую и малую грудные, лестничные, грудино-ключично-сосцевидные).

Выдох (Экспирация) — при спокойном дыхании является пассивным процессом. Мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, а диафрагма принимает куполообразную форму, выгибаясь вверх. Эластичная тяга легких, благодаря их эластичной ткани и сурфактанту, способствует уменьшению их объема, и воздух пассивно выходит наружу. Форсированный (усиленный) выдох становится активным и требует сокращения внутренних межреберных мышц и мышц брюшного пресса.

Показатели состояния дыхательной системы

Для оценки состояния дыхательной системы используют легочные объемы, которые измеряются с помощью спирометра.

• Дыхательный объем (ДО): Объем воздуха, вдыхаемого/выдыхаемого при спокойном дыхании. Норма — около \(500 \: \mathrm{mL}\).
• Резервный объем вдоха (РОвд): Дополнительный объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха. Норма — \(1,5-2,5 \: \mathrm{L}\).
• Резервный объем выдоха (РОвыд): Дополнительный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. Норма — \(1-1,5 \: \mathrm{L}\).
• Жизненная емкость легких (ЖЕЛ): Максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. ЖЕЛ является суммой дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха: \(ЖЕЛ = ДО + РОвд + РОвыд\). У здорового взрослого человека колеблется от \(3,0\) до \(4,5 \: \mathrm{L}\).
• Остаточный объем (ОО): Воздух, который остается в легких после максимально глубокого выдоха. Необходим для предотвращения спадения легких. Норма — \(1,0-1,5 \: \mathrm{L}\).
• Общая емкость легких (ОЕЛ): Объем воздуха в легких после максимального вдоха. \(ОЕЛ = ЖЕЛ + ОО\).
• Мертвое пространство: Объем воздуха, заполняющий воздухоносные пути (от носа до бронхиол), не участвующий в газообмене. Составляет около \(150 \: \mathrm{mL}\).