Регуляция ⭐️ дыхания: ее виды, этапы, значение и примеры регуляции дыхания

Трахея

Гортань переходит в трахею (дыхательное горло), которая имеет форму трубки длиной около 12 см, в стенках которого есть хрящевые полукольца, не позволяющие ей спадать. Задняя стенка её образована соединительнотканной перепонкой. Полость трахеи, как и полость других воздухоносных путей выстлана мерцательным эпителием, препятствующим проникновению в лёгкие пыли и других инородных тел. Трахея занимает серединное положение, сзади она прилежит к пищеводу, а по бокам от неё располагаются сосудисто-нервыне пучки. Спереди шейный отдел трахеи прикрывают мышцы, а вверху она охватывается ещё щитовидной железой. Грудной отдел трахеи прикрыт спереди рукояткой грудины, остатками вилочковой железы и сосудами. Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой, содержащей большое количество лимфоидной ткани и слизистых желёз. При дыхании мелкие частички пыли прилипают к увлажнённой слизистой оболочке трахеи, а реснички мерцательного эпителия продвигают их обратно к выходу из дыхательных путей.

Нижний конец трахеи делится на два бронха, которые затем многократно ветвятся, входят в правое и левое лёгкие, образуя в лёгких «бронхиальное дерево».

Свойства и значение

Свойства процесса зависят от жизнедеятельности человека. Чем глубже он вдыхает воздух, тем больше жизненной энергии входит в организм. Растягивая цикл дыхания, человек делает его более глубоким, а потому воздух дольше задерживается в лёгких. Увеличивая этот показатель, человек повышает эффективность организма и повышает продолжительность жизни.

Сложно переоценить значение дыхания. Если без пищи организм продержится несколько недель, то без воздуха проживёт не больше нескольких минут.

Многие учёные склоняются во мнении, что большинство проблем человеческого организма связано с неправильным питанием. Это верное утверждение. Если задуматься об этой аксиоме, то можно понять, что значимость дыхания куда выше, чем даже питание для организма. Если правильно регулировать вдохи, можно избавиться от многочисленных проблем в человеческом теле. При изучении процесса верхнего дыхания, можно понять, что организм в полной мере не очищается от углекислого газа, клетки не насыщаются кислородом.

«Загрязнённый» организм может представлять серьёзную опасность для жизнедеятельности. Это неоспоримая аксиома. Поэтому не стоит относиться к дыхательному процессу легкомысленно. Если человек правильно питается, но неверно дышит, то абсолютного здоровья добиться он не сможет. Многие йоги утверждают, что если индивид дышит только наполовину, то и полноценно жить он не в состоянии. Здесь речь идёт о продолжительности жизни и её качестве, заболеваниях, от которых получится избавиться.

Поэтому следует лечить респираторные заболевания, поражающие бронхи и лёгкие. Для оздоровления организма необходим комплексный подход. От человека требуется не только правильно питаться, но и верно дышать. От дыхания и питания будет в равной степени зависеть здоровье тела и сознания.

Центр регуляции

Параметры дыхания во время человеческой жизнедеятельности происходят автоматически в зависимости от потребностей, которые могут возникнуть в определённое время.

Поэтому организм имеет несколько отдельных центров регуляции:

Первое звено — потребность в поддержании уровня кислорода на нужном уровне в крови. Это неизменный параметр. Если происходят вынужденные нарушения, то организм прекращает работу после нескольких минут.
Периферические хеморецепторы, располагающиеся в тканях и стенках сосудов. Они сразу реагируют на понижение кислорода в крови или повышение углекислого газа, который попал в организм. Если рецепторы раздражены, то у человека сбивается ритм и частота вдохов.
Дыхательный центр из клеток, располагающихся по всей нервной системе человека.

Этот центр состоит из нескольких частей. Учёные разделяют его на 3 уровня:

Спинальный. Он располагается около спинного мозга и предназначен для регулирования силы сокращения в определённых мышечных группах.
Центральный механизм располагается в продолговатом мозге и контролирует уровень дыхания в состоянии покоя.
Центр, расположенный в гипоталамусе и в больших полушариях, предназначен для регулирования дыхания, когда происходит сильная физическая нагрузка и начинается стрессовое состояние. В таком случае головной мозг начнёт самостоятельно регулировать уровень дыхания.

Носовая полость

Воздухоносные пути начинаются с носовой полости, которая через ноздри соединяется с окружающей средой. От ноздрей воздух проходит по носовым ходам, выстланным слизистым, реснитчатым и чувствительным эпителием. Наружный нос состоит из костных и хрящевых образований и имеет форму неправильной пирамиды, которая изменяется в зависимости от особенностей строения человека. В состав костного скелета наружного носа входят носовые косточки и носовая часть лобной кости. Хрящевой скелет является продолжением костного скелета и состоит из гиалиновых хрящей различной формы. Полость носа имеет нижнюю, верхнюю и две боковые стенки. Нижняя стенка образована твёрдым нёбом, верхняя — решётчатой пластинкой решётчатой кости, боковая — верхней челюстью, слёзной костью, глазничной пластинкой решётчатой кости, нёбной костью и клиновидной костью. Носовой перегородкой полость носа разделена на правую и левую части. Перегородка носа образована сошником, перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и спереди дополняется четырёхугольным хрящом носовой перегородки.

На боковых стенках полости носа располагаются носовые раковины — по три с каждой стороны, что увеличивает внутреннюю поверхность носа, с которой соприкасается вдыхаемый воздух.

Носовая полость образована двумя узкими и извилистыми носовыми ходами. Здесь воздух согревается, увлажняется и освобождается от частичек пыли и микробов. Оболочка, выстилающая носовые ходы, состоит из клеток, которые выделяют слизь, и клеток реснитчатого эпителия. Движением ресничек слизь вместе с пылью и микробами направляется из носовых ходов наружу.

Внутренняя поверхность носовых ходов богато снабжена кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадает в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Из носовой полости он попадает в носоглотку. Затем воздух из носовой полости попадает в глотку, а из неё — в гортань.

Производимый процесс

Есть много схем, анатомических картинок и таблиц, объясняющих процесс дыхания, но по ним сложно понять взаимодействие разных органов. Физиологию можно объяснить проще. Чтобы произошёл естественный процесс дыхания, в грудной клетке должны быть задействованы несколько эластичных мешочков, которые принимают абсолютно любой форму. Они могут сжиматься и разжиматься в зависимости от уровня заполнения воздухом.

Ныряльщики, у которых недостаточно опыта в этом ремесле, делают серьёзную ошибку: максимально сильно заполняют лёгкие кислородом, а потому глубоко погрузиться не могут. Воздух в лёгких будет выталкивать их на поверхность. Но при выдохе человек сразу же начнёт опускаться ко дну, поскольку лёгкие сильно сжаты и в них практически нет воздуха. Знание анатомии пригодится в этом занятии.

Дыхательная система человека (строение и функции) зависит от работы мышечных групп. Они раздвигают рёбра, расширяют грудную клетку. Диаграмма при этом сильно напрягается, сдавливая брюшную полость. После этого она направляется вниз. Воздух проходит в свободное пространство.

Выдох проходит в реверсивном порядке: сначала мышцы максимально расслабляются, грудь сжимается. Диафрагма возвращается в начальное положение и тянется кверху. Воздух, сдавливаемый грудью, перемещается вверх и выходит из лёгких.

Всё это физиология дыхания.

Механизм дыхания. Газообмен в легких

Вдох

Выдох

Сокращение наружных межреберных мышц и диафрагмыдиафрагма опускается внизобъем грудной полости увеличиваетсядавление в грудной полости меньше атмосферного

Расслабление межреберных мышц

диафрагма поднимается, становится куполообразной

объем грудной полости уменьшается

давление в грудной полости выше атмосферного

Легочные объемы

в состоянии покоя человек может вдохнуть и выдохнуть около 500 мл воздуха — это называется дыхательный объем;
после спокойного вдоха человек может вдохнуть еще дополнительно 1500 мл — это резервный объем вдоха;
то же самое при выдохе — резервный объем выдоха — 1500 мл.

ЖЕЛ зависит от возраста, физического состояния и тренированности человека, но есть минимальная величина, характерная для любого взрослого человека — 1000 мл — остаточный объем после максимального выдоха — он необходим, чтобы легкие не слипались и имели резервный запас воздуха.

Все эти объемы измеряются спирометром

В легких газообмен происходит между альвеолами т кровеносными капиллярами. Процесс — диффузия кислорода в кровеносные сосуды, а углекислого газа — из них.

Транспорт газов в крови

кислород переносится гемоглобином эритроцитов

Кровь становится ярко — алой (артериальной)

Оксигемоглобин образуется в легких, транспортируется кровью к тканям и органам, а там уже кислород переходит в клетки, а углекислый газ диффундирует в кровь.

Есть один очень существенный момент — в крови есть вода и ионы натрия и калия, а углекислый газ может с ними реагировать, поэтому в венозной крови углекислый газ находится в виде гидрокарбоната: NаHCO₃ и KHCO₃.

Венозная кровь возвращается к сердцу и затем поступает в легкие. Цикл обмена газов повторяется.

Регуляция дыхания

Нервная регуляция

Гуморальная регуляция

в дыхательном центре продолговатого мозга расположен центр вдоха и выдохадыхательный центр подчинен гипоталамусу и коре больших полушарий. Соответственно, есть осознанная и бессознательная составляющая регулировки дыхания.легочная вентиляция изменяется рефлекторно при воздействии на рецепторы, чувствительные к повышению концентрации углекислого газа и рецепторов, реагирующих на изменение артериального давления

повышение концентрации углекислого газа в организме стимулирует усиление дыхания

адреналин также учащает дыхание человека

тест ЕГЭ по дыханию
ОГЭ — вопросы

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой — легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли — верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две — верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком — следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.

Органы дыхательной системы человека

Вдох и выдох осуществляется за счет работы мышц. Увеличение объема грудной клетки осуществляется при помощи диафрагмы — мышечной «перегородки» — орган дыхания между грудной частью тела и брюшной полостью.

Система дыхания человека состоит из органов:

Воздухоносные пути: носовая полость → носоглотка → гортань → трахея, бронхи; легкие.

Основными органами дыхательной системы человека считаются бронхи и легкие, но но у носовой полости тоже очень существенные функции:

— фильтрация вдыхаемого воздуха — волоски в носовой полости задерживают частички пыли;

— защита от микробов — с этим справляется слизистая оболочка носа;

— согревания воздуха — в носовой полости много сосудов и капилляров.

Эта часть дыхательной системы человека подготавливает воздух для поступления его в основную часть — бронхи и легкие.

Гортань — разделяет воздухоносные и пищеварительные пути, непосредственно участвует в образовании звука ( голоса).

Это широкая трубка, состоящая из хрящей, со стороны глотки гортань прикрыта подвижным ( закрывает дыхательный пути при проглатывании пищи) надгортанником, который закрывает дыхательный путь.

Основные органы дыхания — бронхи и легкие.

Бронхи

Трахея — хрящевое образование, состоящее из 15-20 полуколец, задняя стенка которой ( та, которая ближе к пищеводу) образована мягкой соединительной и гладкой мышечной тканью.

Далее трахея ветвится на два бронха — они тоже образованы хрящевыми кольцами, а их многочисленные разветвления — бронхиолы ( все это похоже на ветки дерева).

В состав бронхов входит помимо хрящевой ткани — благодаря ей они держат форму (бронхи часто называют «скелетом» легких), мышечная ткань и слизистая оболочка.

Основная функция бронхов в дыхательной системе человека — проведение вдыхаемого воздуха от трахеи к альвеолам — бронхи входят в легкие.

Дополнительно, бронхи очищают этот воздух. Когда человек кашляет — удаляются крупные частицы — примеси в воздухе.

Легкие человека

Тоже состоят из двух частей — левого и правого.

Основная функция легких в дыхательной системе человека — газообмен между кровью и внешней средой.

Специальная оболочка —плевра — покрывает легкие, защищая их.

Плевральная полость заполнена жидкостью, уменьшая трение при вдохе — выдохе. В полости давление воздуха выше атмосферного. Такое «отрицательное» давление поддерживает форму легкого, не дает ему спасться и поддерживает вентиляцию.

Воздух поступает в бронхи, которые «вплетены» в легкие через бронхиолы, которые переходят в альвеолы и альвеолярные пузырьки.

Функция этих пузырьков — увеличение площади поверхности для поглощения большего количества кислорода. Их количество — около 700 млн (!!!)

Альвеолы оплетены кровеносными капиллярами, итого получается значительная площадь поверхности, которая осуществляет газообмен.

И последний орган дыхания человека —

кожа

Этот орган имеет площадь приблизительно 2 м2. Огромное количество пор на коже и подходящая к ней сеть кровеносных сосудов помогают осуществлять функцию дыхания.

Т.о., дыхательная система человека включает в себя несколько органов, основная функция которых — получение кислорода и выделение газообразных продуктов метаболизма.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада — углекислота и частично вода — выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Название отдела	Особенности строения	Функции
Воздухоносные пути
Полость носа и носоглотка	Извилистые носовые ходы. Слизистая снабжена капиллярами, покрыта мерцательным эпителием и имеет много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы. В полости носа открываются воздухоносные пазухи костей.	Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха. Задерживание и удаление пыли. Уничтожение бактерий. Обоняние. Рефлекторное чихание. Проведение воздуха в гортань.
Гортань	Непарные и парные хрящи. Между щитовидным и черпаловидными хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Надгортанник прикреплён к щитовидному хрящу. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием.	Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха. Надгортанник при глотании закрывает вход в гортань. Участие в образовании звуков и речи, кашле при раздражении рецепторов от попадания пыли. Проведение воздуха в трахею.
Трахея и бронхи	Трубка 10–13 см с хрящевыми полукольцами. Задняя стенка эластичная, граничит с пищеводом. В нижней части трахея разветвляется на два главных бронха. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой.	Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких.
Зона газообмена
Лёгкие	Парный орган — правое и левое. Мелкие бронхи, бронхиолы, легочные пузырьки (альвеолы). Стенки альвеол образованы однослойным эпителием и оплетены густой сетью капилляров.	Газообмен через альвеолярно-капилярную мембрану.
Плевра	Снаружи каждое лёгкое покрыто двумя листками соединительнотканной оболочки: легочная плевра прилегает к лёгким, пристеночная — к грудной полости. Между двумя листками плевры — полость (щель), заполненная плевральная жидкостью.	За счёт отрицательного давления в полости осуществляется растягивание лёгких при вдохе. Плевральная жидкость уменьшает трение при движении лёгких.

Функции дыхательной системы

Обеспечение клеток организма кислородом О₂.
Удаление из организма углекислого газа СО₂, а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).

Понятие «регуляция дыхания» в биологии

Дыхание использует химические и механические процессы, чтобы доставить кислород в каждую клетку тела и избавиться от углекислого газа. Каждому живому организму необходим кислород, чтобы получать энергию для подпитки всех своих жизненных процессов. Углекислый газ является отходом этого процесса. Дыхательная система с ее проводящими и дыхательными зонами доставляет воздух из окружающей среды в легкие и облегчает газообмен как в легких, так и внутри клеток.

Взаимодействие с зелеными растениями

Нам нужна энергия, чтобы питать все виды деятельности в наших телах, такие как сокращение мышц и поддержание потенциала покоя в наших нейронах, и мы должны «добывать» энергию, которую мы используем.

Зеленые растения получают свою энергию непосредственно от солнечного света в процессе фотосинтеза и преобразуют ее в углеводы (сахара). Люди не могут этого делать, но они используют энергию, запасенную в углеводах, для подпитки всех других процессов в нашем организме. Поэтому организму человека необходимо накапливать как углеводы, так и кислород.

Поглощаемый животными, он превращается в углекислый газ. Растения же используют углекислый газ в качестве источника углерода и возвращают кислород в атмосферу.

Кислород образует соединения в результате реакции практически с любым другим элементом, а также в результате реакций, вытесняющих элементы из их комбинаций друг с другом. Во многих случаях эти процессы сопровождаются выделением тепла и света, и в таких случаях называются возгораниями. Наиболее важным соединением кислорода является вода.

Мы получаем углеводы из зеленых растений или мяса животных, питающихся зелеными растениями, а также из воздуха. Зеленые растения выделяют кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза — мы используем этот кислород для подпитки наших метаболических реакций, выделяя углекислый газ в качестве побочного продукта.

Растения используют наши отходы в качестве источника углерода для углеводов. От прокариотических бактерий и археев до эукариотических протистов, грибов, растений и животных все живые организмы подвергаются дыханию.

Выводы

Дыхание является одним из основных процессов организма, важных для обеспечения правильного обмена веществ, поддержки здоровья и функционирования всех систем тела. Знание механизмов дыхания помогает правильно ухаживать за своим здоровьем и улучшать качество жизни.

Как гормоны выводятся из организма

Гормоны, которые выделяют Эндокринные железы человека, выводятся из организма разными способами. Небольшое количество гормонов выводится неизменным видом с желчью и мочой, в то время как основное количество их перерабатывается в печени и выводится с желчью. Развитие гормонов и их выброс в кровь регулируется гипоталамусом, находящимся в головном мозге. Почки и печень также удаляют гормон из крови и могут выделять его с мочой или желчью соответственно. Метаболизм гормонов содержит ферменты, которые могут расщеплять гормон и используют его для клеточных процессов. Организм выводит гормоны естественным путём, но при их избыточном содержании, может потребоваться дополнительное вмешательство специалистов.

Какие препараты выводят мочевину

Для вывода мочевины из организма существует ряд эффективных препаратов. Основными из них являются аллопуринол и фебуксостат. Они блокируют фермент, отвечающий за образование мочевой кислоты в организме. Главным действием этих препаратов является снижение уровня мочевины в крови и предотвращение ее отложения в тканях и суставах. Одновременно с этим, аллопуринол и фебуксостат уменьшают риск развития подагры и других заболеваний связанных с избытком мочевой кислоты в организме. Консультация с врачом перед началом приема данных препаратов обязательна, так как они могут вызывать нежелательные побочные эффекты или несовместимы с другими лекарственными средствами. Однако при правильном использовании, аллопуринол и фебуксостат являются эффективными средствами вывода мочевины.

Как понять Период полувыведения

Период полураспада — это величина, которая позволяет определить скорость распада радиоактивного вещества. Он показывает, за сколько времени на половину уменьшится количество радиоактивных атомов в веществе. Например, если период полураспада равен 1 году, то через год количество атомов уменьшится в два раза. Через еще один год останется четверть атомов, через три года — восемь раз меньше, и т.д. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не останется ни одного радиоактивного атома в веществе. Период полураспада различен для разных радиоактивных элементов и может колебаться от нескольких миллисекунд до миллиардов лет. Знание периода полураспада необходимо для определения дозы радиации и для использования радиоактивных веществ в медицине, научных и промышленных целях.

Какие вредные вещества удаляются из организма

Чтобы поддерживать организм в здоровом состоянии, необходимо удалять вредные вещества из него. На первом месте в этом списке находится мочевина — продукт распада органических веществ, образующийся в клетках. Вредные вещества, которые поступают в кровь из кишечника вместе с продуктами пищеварения, также нужно удалять из организма. Они могут находиться в пищевых продуктах, которые мы едим, а также в воде и воздухе. Кроме того, наш организм расставляется с лишней солью и водой. Все эти вредные вещества могут привести к заболеваниям, усталости и депрессии