Płuca – jak działają? Struktura płuc. Wymiana gazowa w płucach i tkankach Gdzie następuje wymiana gazowa w płucach i tkankach

100 RUR bonus za pierwsze zamówienie

Wybierz rodzaj pracy Praca dyplomowa Praca kursowa Streszczenie Praca magisterska Raport z praktyki Artykuł Raport Recenzja Praca testowa Monografia Rozwiązywanie problemów Biznes plan Odpowiedzi na pytania Praca twórcza Esej Rysunek Eseje Tłumaczenie Prezentacje Pisanie na klawiaturze Inne Zwiększanie niepowtarzalności tekstu Praca magisterska Praca laboratoryjna Pomoc on-line

Poznaj cenę

Akt oddychania polega na rytmicznym powtarzaniu wdechu i wydechu.

Wdychanie przeprowadza się w następujący sposób. Pod wpływem impulsów nerwowych kurczą się mięśnie biorące udział w akcie wdechu: przepona, mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne itp. Podczas skurczu przepona obniża się (spłaszcza), co prowadzi do zwiększenia pionowego rozmiaru jamy klatki piersiowej . Kiedy zewnętrzne mięśnie międzyżebrowe i niektóre inne mięśnie kurczą się, żebra unoszą się, a wymiary przednio-tylne i poprzeczne jamy klatki piersiowej zwiększają się. Zatem w wyniku skurczu mięśni zwiększa się objętość klatki piersiowej. Ze względu na brak powietrza w jamie opłucnej i panujące w niej ciśnienie jest ujemne, jednocześnie ze wzrostem objętości klatki piersiowej płuca rozszerzają się. W miarę rozszerzania się płuc ciśnienie powietrza w nich spada (staje się niższe od ciśnienia atmosferycznego), a powietrze atmosferyczne przedostaje się przez drogi oddechowe do płuc. W konsekwencji podczas wdechu następuje kolejno: skurcz mięśni - zwiększenie objętości klatki piersiowej - rozszerzenie płuc i spadek ciśnienia w płucach - przepływ powietrza drogami oddechowymi do płuc.

Wydech następuje po wdechu. Mięśnie biorące udział w wdechu rozluźniają się (przepona unosi się), żebra opadają w wyniku skurczu mięśni międzyżebrowych wewnętrznych i innych oraz z powodu ich ciężkości. Objętość klatki piersiowej zmniejsza się, płuca kurczą się, ciśnienie w nich wzrasta (staje się wyższe od ciśnienia atmosferycznego), a powietrze wylatuje drogami oddechowymi.

Skład procentowy wydychanego powietrza jest inny. Pozostaje w nim tylko około 16% tlenu, a ilość dwutlenku węgla wzrasta do 4%. Zwiększa się także zawartość pary wodnej. Jedynie azot i gazy obojętne w wydychanym powietrzu pozostają w tej samej ilości, co w powietrzu wdychanym.

Wymiana gazowa w płucach. W pęcherzykach płucnych następuje nasycenie krwi tlenem i uwolnienie dwutlenku węgla. Przez ich naczynia włosowate przepływa krew żylna. Jest oddzielony od powietrza wypełniającego płuca najcieńszymi ściankami naczyń włosowatych i pęcherzyków płucnych, przepuszczalnymi dla gazów.

Stężenie dwutlenku węgla we krwi żylnej jest znacznie wyższe niż w powietrzu wpływającym do pęcherzyków. W wyniku dyfuzji gaz ten przedostaje się z krwi do powietrza płucnego. W ten sposób krew stale uwalnia do powietrza dwutlenek węgla, który stale zmienia się w płucach.

Tlen przenika do krwi również poprzez dyfuzję. We wdychanym powietrzu jego stężenie jest znacznie wyższe niż we krwi żylnej przepływającej przez naczynia włosowate płuc. Dlatego tlen przenika do niego cały czas. Ale natychmiast wchodzi w połączenie chemiczne z hemoglobiną, w wyniku czego zmniejsza się zawartość wolnego tlenu we krwi. Wtedy nowa porcja tlenu natychmiast przenika do krwi, która jest również związana przez hemoglobinę. Proces ten trwa tak długo, jak krew przepływa powoli przez naczynia włosowate płuc. Po wchłonięciu dużej ilości tlenu staje się tętniczy. Po przejściu przez serce krew taka trafia do krążenia ogólnoustrojowego.

Wymiana gazowa w tkankach. Przechodząc przez naczynia włosowate krążenia ogólnoustrojowego, krew oddaje tlen komórkom tkanek i nasyca się dwutlenkiem węgla.

Wolny tlen wchodzący do komórek wykorzystywany jest do utleniania związków organicznych. Dlatego w komórkach jest go znacznie mniej niż w płuczącej je krwi tętniczej. Delikatne wiązanie pomiędzy tlenem i hemoglobiną zostaje zerwane. Tlen dyfunduje do komórek i jest natychmiast wykorzystywany do zachodzących w nich procesów oksydacyjnych. Krew, powoli przepływając przez naczynia włosowate penetrujące tkanki, na drodze dyfuzji dostarcza tlen do komórek. W ten sposób krew tętnicza przekształca się w krew żylną (ryc. 84).

Kiedy związki organiczne utleniają się w komórkach, powstaje dwutlenek węgla. Dyfunduje do krwi. Niewielka ilość dwutlenku węgla wchodzi w delikatne połączenie z hemoglobiną. Ale większość łączy się z niektórymi solami rozpuszczonymi we krwi. Dwutlenek węgla transportowany jest przez krew na prawą stronę serca, a stamtąd do płuc.

Na stronie znajdują się informacje referencyjne wyłącznie w celach informacyjnych. Diagnozowanie i leczenie chorób musi odbywać się pod nadzorem specjalisty. Wszystkie leki mają przeciwwskazania. Wymagana konsultacja ze specjalistą!

Płuca są najbardziej obszernym organem naszego ciała. Struktura i mechanizm płuc są dość interesujące. Każdy wdech napełnia nasz organizm tlenem, a wydech usuwa z organizmu dwutlenek węgla i niektóre substancje toksyczne. Oddychamy nieustannie – zarówno we śnie, jak i na jawie. Proces wdechu i wydechu to dość złożone działania, które są wykonywane przez kilka układów i narządów przy jednoczesnej interakcji.

Kilka zaskakujących faktów na temat płuc

Czy wiesz, że płuca zawierają 700 milionów pęcherzyków płucnych ( zakończenia worków, w których zachodzi wymiana gazowa)?
Ciekawostką jest to, że powierzchnia wewnętrznej powierzchni pęcherzyków płucnych zmienia się ponad 3 razy - podczas wdechu ponad 120 metrów kwadratowych, w porównaniu do 40 metrów kwadratowych podczas wydechu.
Powierzchnia pęcherzyków płucnych jest ponad 50 razy większa niż powierzchnia skóry.

Anatomia płuc

Tradycyjnie płuco można podzielić na 3 sekcje:
1. Sekcja powietrzna ( drzewo oskrzelowe) - przez które powietrze niczym system kanałów dociera do pęcherzyków płucnych.
2. Sekcją, w której zachodzi wymiana gazowa, jest układ pęcherzykowy.
3. Na szczególną uwagę zasługuje układ krążenia płuc.

Aby uzyskać bardziej szczegółowe badanie struktury płuc, rozważymy każdy z przedstawionych układów osobno.

Drzewo oskrzelowe - jak system powietrzny

Jest reprezentowany przez gałęzie oskrzeli, wizualnie przypominające rurki faliste. W miarę jak gałęzie drzewa oskrzelowego światło oskrzeli zwęża się, ale stają się one coraz liczniejsze. Końcowe gałęzie oskrzeli, zwane oskrzelikami, mają prześwit mniejszy niż 1 milimetr, ale ich liczba wynosi kilka tysięcy.

Struktura ściany oskrzeli

Ściana oskrzeli składa się z 3 warstw:
1. Warstwa wewnętrzna – śluzowaty. Pokryte nabłonkiem rzęskowym walcowatym. Cechą tej warstwy śluzowej jest obecność na powierzchni rzęskowego włosia, które powoduje jednokierunkowy ruch śluzu na powierzchni i przyczynia się do mechanicznego usuwania cząstek kurzu lub innych mikroskopijnych cząstek do środowiska zewnętrznego. Powierzchnia błony śluzowej jest zawsze nawilżona i zawiera przeciwciała oraz komórki odpornościowe.

2. Środkowa skorupa – mięśniowo-chrzęstny. Ta skorupa działa jak mechaniczna rama. Pierścienie chrzęstne tworzą wygląd falistego węża. Tkanka chrzęstna oskrzeli zapobiega zapadaniu się światła oskrzeli podczas zmian ciśnienia powietrza w płucach. Również pierścienie chrzęstne połączone elastyczną tkanką łączną zapewniają mobilność i elastyczność drzewa oskrzelowego. W miarę zmniejszania się kalibru oskrzeli w warstwie środkowej zaczyna dominować składnik mięśniowy. Za pomocą tkanki mięśni gładkich płuca są w stanie regulować przepływ powietrza i ograniczać rozprzestrzenianie się infekcji i ciał obcych.

3. Powłoka zewnętrzna – przydanka. Membrana ta zapewnia mechaniczne połączenie drzewa oskrzelowego z otaczającymi go narządami i tkankami. Składa się z kolagenowej tkanki łącznej.

Rozgałęzienie oskrzeli bardzo przypomina wygląd przewróconego drzewa. Stąd nazwa – drzewo oskrzelowe. Początek dróg oddechowych drzewa oskrzelowego można nazwać światłem tchawicy. Tchawica w dolnej części dzieli się na dwa główne oskrzela, które kierują przepływ powietrza, każde do własnego płuca ( prawo i lewo). Wewnątrz płuc rozgałęzienie przechodzi do oskrzeli płatowych ( 3 w lewym płucu i 2 w prawym), segmentowy itp. Układ dróg oddechowych drzewa oskrzelowego kończy się w oskrzelikach końcowych, z których rozpoczyna się część oddechowa płuc ( wymiana gazowa zachodzi pomiędzy krwią a powietrzem w płucach).

Część oddechowa płuc

Rozgałęzienie układu oddechowego płuc sięga poziomu oskrzelików. Z każdego oskrzela, którego średnica nie przekracza 1 mm, powstaje 13–16 oskrzelików oddechowych, z których z kolei powstają drogi oddechowe zakończone pęcherzykami płucnymi ( worki w kształcie winogron), w którym zachodzi główna wymiana gazowa.

Struktura pęcherzyków płucnych

Pęcherzyk płucny wygląda jak kiść winogron. Składa się z oskrzelików oddechowych, dróg oddechowych i worków powietrznych. Wewnętrzna powierzchnia pęcherzyków jest wyłożona jednowarstwowym nabłonkiem płaskonabłonkowym, ściśle połączonym ze śródbłonkiem naczyń włosowatych, otaczającym pęcherzyki jak sieć. To właśnie dzięki temu, że światło pęcherzyków płucnych jest oddzielone od światła naczyń włosowatych bardzo cienką warstwą, możliwa jest aktywna wymiana gazowa pomiędzy układem płucnym i krążeniowym.

Wewnętrzna powierzchnia pęcherzyków pokryta jest specjalną substancją organiczną - środek powierzchniowo czynny.
Substancja ta zawiera składniki organiczne, które zapobiegają zapadaniu się pęcherzyków płucnych podczas wydechu, zawiera przeciwciała i komórki odpornościowe, które pełnią funkcje ochronne. Środek powierzchniowo czynny zapobiega również przedostawaniu się krwi do światła pęcherzyków płucnych.

Położenie płuc w klatce piersiowej

Płuco jest mechanicznie przymocowane do otaczających tkanek dopiero na styku z głównymi oskrzelami. Pozostała część jego powierzchni nie ma mechanicznego połączenia z otaczającymi narządami.

Jak zatem płuca rozszerzają się podczas oddychania?

Faktem jest, że płuco znajduje się w specjalnej wnęce klatki piersiowej zwanej opłucnowa. Jama ta jest wyłożona pojedynczą warstwą tkanki śluzowej - opłucna. Ta sama tkanka wyścieła zewnętrzną powierzchnię samego płuca. Te błony śluzowe stykają się ze sobą, utrzymując możliwość poślizgu. Dzięki wydzielanemu lubrykantowi podczas wdechu i wydechu zewnętrzna powierzchnia płuc może przesuwać się po wewnętrznej powierzchni klatki piersiowej i przepony.

Mięśnie biorące udział w oddychaniu

W rzeczywistości wdech i wydech są procesem dość złożonym i wielopoziomowym. Aby to rozważyć, należy zapoznać się z układem mięśniowo-szkieletowym biorącym udział w procesie oddychania zewnętrznego.

Mięśnie biorące udział w oddychaniu zewnętrznym
Membrana - Jest to mięsień płaski, rozciągnięty jak trampolina wzdłuż krawędzi łuku żebrowego. Przepona oddziela jamę klatki piersiowej od jamy brzusznej. Główną funkcją przepony jest aktywne oddychanie.
Mięśnie międzyżebrowe – są reprezentowane przez kilka warstw mięśni, przez które połączone są górne i dolne krawędzie sąsiednich żeber. Z reguły mięśnie te biorą udział w głębokim wdechu i długim wydechu.

Mechanika oddychania

Podczas wdechu następuje szereg jednoczesnych ruchów, które prowadzą do aktywnego wstrzyknięcia powietrza do dróg oddechowych.
W miarę kurczenia się membrany ulega ona spłaszczeniu. W jamie opłucnej powstaje podciśnienie w wyniku podciśnienia. Podciśnienie w jamie opłucnej przekazywane jest do tkanek płuc, które posłusznie się rozszerzają, tworząc podciśnienie w drogach oddechowych i drogach oddechowych. W rezultacie powietrze atmosferyczne wpada do obszaru niskiego ciśnienia - do płuc. Po przejściu przez drogi oddechowe świeże powietrze miesza się z pozostałą częścią powietrza płucnego ( powietrze pozostające w świetle pęcherzyków płucnych i dróg oddechowych po wydechu). W efekcie wzrasta stężenie tlenu w powietrzu pęcherzyków płucnych, a maleje stężenie dwutlenku węgla.

Podczas głębokiego wdechu pewna część skośnych mięśni międzyżebrowych rozluźnia się, a prostopadła część mięśni kurczy się, co zwiększa odległości międzyżebrowe, zwiększając objętość klatki piersiowej. Dzięki temu możliwe staje się zwiększenie objętości wdychanego powietrza o 20–30%.

Wydech jest w większości procesem biernym. Spokojny wydech nie wymaga napięcia żadnych mięśni – wymagane jest jedynie rozluźnienie przepony. Płuca, ze względu na swoją elastyczność i sprężystość, same wypierają większość powietrza. Tylko przy wymuszonym wydechu mięśnie brzucha i mięśnie międzyżebrowe mogą się napiąć. Na przykład podczas kichania lub kaszlu mięśnie brzucha kurczą się, wzrasta ciśnienie w jamie brzusznej, które jest przenoszone przez przeponę do tkanki płucnej. Pewna część mięśni międzyżebrowych podczas skurczu prowadzi do zmniejszenia przestrzeni międzyżebrowych, co powoduje zmniejszenie objętości klatki piersiowej, co prowadzi do wzmożonego wydechu.

Układ krążenia płuc

Naczynia płucne pochodzą z prawej komory serca, skąd krew wpływa do pnia płucnego. Rozprowadza krew do prawej i lewej tętnicy płucnej odpowiednich płuc. W tkankach płuc naczynia rozgałęziają się równolegle do oskrzeli. Co więcej, tętnice i żyły biegną równolegle do oskrzeli w bliskiej odległości. Na poziomie części oddechowej płuc tętniczki rozgałęziają się w naczynia włosowate, które otaczają pęcherzyki gęstą siecią naczyniową. W tej sieci zachodzi aktywna wymiana gazowa. W wyniku przepływu krwi na poziomie oddechowej części płuc, czerwone krwinki zostają wzbogacone w tlen. Opuszczając struktury pęcherzykowe, krew kontynuuje swój ruch, ale w kierunku serca - do jego lewych odcinków.

Jak zachodzi wymiana gazowa w płucach?

Część powietrza otrzymana podczas wdechu zmienia skład gazu w jamie pęcherzykowej. Poziom tlenu wzrasta, poziom dwutlenku węgla maleje.
Pęcherzyki otoczone są dość gęstą siecią drobnych naczyń - naczyń włosowatych, które przepuszczając przez nie czerwone krwinki z małą prędkością, przyczyniają się do aktywnej wymiany gazowej. Czerwone krwinki obciążone hemoglobiną, przechodząc przez sieć naczyń włosowatych pęcherzyków płucnych, dodają tlen do hemoglobiny.

Jednocześnie dwutlenek węgla jest usuwany z krwi - opuszcza krew i przechodzi do jamy dróg oddechowych. Więcej o tym, jak na poziomie molekularnym przebiega proces wymiany gazowej w krwinkach czerwonych, można dowiedzieć się z artykułu: „Czerwone krwinki – jak działają? "
Przez płuca podczas oddychania następuje ciągła wymiana gazowa pomiędzy powietrzem atmosferycznym a krwią. Zadaniem płuc jest dostarczanie organizmowi niezbędnej ilości tlenu, przy jednoczesnym usuwaniu dwutlenku węgla powstającego w tkankach organizmu i transportowanego do płuc przez krew.

Jak kontrolowany jest proces oddychania?

Oddychanie jest procesem półautomatycznym. Jesteśmy w stanie wstrzymać oddech na określony czas lub dowolnie go przyspieszyć. Jednak w ciągu dnia częstotliwość i głębokość oddechów jest determinowana głównie automatycznie przez centralny układ nerwowy. Na poziomie rdzenia przedłużonego znajdują się specjalne ośrodki regulujące częstotliwość i głębokość oddychania w zależności od stężenia dwutlenku węgla we krwi. Ten ośrodek w mózgu jest połączony z przeponą poprzez pnie nerwowe i zapewnia jej rytmiczne skurcze podczas oddychania. W przypadku uszkodzenia ośrodka kontroli oddechowej lub nerwów łączących ten ośrodek z przeponą utrzymanie oddychania zewnętrznego możliwe jest jedynie przy pomocy sztucznej wentylacji.

Tak naprawdę płuca pełnią znacznie więcej funkcji: utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej krwi (utrzymanie pH krwi w granicach 7,35-7,47), ochronę immunologiczną, oczyszczanie krwi z mikrozakrzepów, regulację krzepnięcia krwi, usuwanie toksycznych substancji lotnych. Celem tego artykułu było jednak zwrócenie uwagi na funkcję oddechową płuc, czyli główne mechanizmy prowadzące do oddychania zewnętrznego.

Wymiana gazowa w płucach zachodzi na drodze dyfuzji. Tlen przedostaje się z powietrza do krwi przez cienkie ścianki pęcherzyków i naczyń włosowatych, a dwutlenek węgla z krwi do powietrza. Dyfuzja gazów następuje w wyniku różnicy ich stężeń we krwi i w powietrzu. Tlen przenika do czerwonych krwinek i łączy się z hemoglobiną, krew staje się tętnicza i jest wysyłana do tkanek. W tkankach zachodzi proces odwrotny: tlen w wyniku dyfuzji przechodzi z krwi do tkanek, a dwutlenek węgla, przeciwnie, przechodzi z tkanek do krwi. Dzieje się tak do czasu... Ich pojemność życiowa (VC) obejmuje objętość oddechową, rezerwową objętość wdechową i objętość rezerwową wydechową. Objętość oddechowa to ilość powietrza wchodząca do płuc podczas jednego wdechu. W spoczynku wynosi około 500 cm 3 i odpowiada objętości wydychanego powietrza podczas wydechu. Jeśli po spokojnej inhalacji wykonasz mocny dodatkowy wdech, wówczas do płuc może przedostać się dodatkowe 1500 cm 3 powietrza - jest to rezerwa objętości wdechowej. Po spokojnym wydechu możesz wydychać kolejne 1500 cm 3 powietrza przy maksymalnym napięciu - jest to objętość rezerwowa. Zatem pojemność życiowa płuc to największa ilość powietrza, jaką człowiek może wydychać po najgłębszym oddechu. Jest to w przybliżeniu równe 3500 cm 3. Pojemność życiowa u sportowców jest większa niż u osób nietrenujących i zależy od stopnia rozwoju klatki piersiowej, płci i wieku. Pod wpływem palenia zmniejsza się pojemność życiowa. Nawet po maksymalnym wydechu w płucach zawsze pozostaje trochę powietrza, co nazywa się objętością zalegającą (ok. 1000 cm 3).

Ruchy oddechowe. Naprzemienne zwiększanie i zmniejszanie objętości klatki piersiowej spowodowane jest rytmicznymi skurczami mięśni oddechowych. W takim przypadku następuje wentylacja płuc. Warunkiem koniecznym do wykonania ruchów oddechowych jest szczelność jamy opłucnej (szczeliny opłucnej), która znajduje się pomiędzy opłucną płucną a opłucną ciemieniową i jest wypełniona płynem. Regulacja oddychania. Ośrodek oddechowy znajduje się w rdzeniu przedłużonym. Co 4 sekundy w ośrodku oddechowym automatycznie pojawiają się wzbudzenia, zapewniając naprzemienność wdechu i wydechu. Ośrodek oddechowy automatycznie reguluje również częstotliwość i głębokość ruchów oddechowych.

Płuca człowieka (łac. jednostka pulmo), najważniejsze narządy układu oddechowego człowieka, zwierząt lądowych i niektórych ryb. U ssaków znajdują się w klatce piersiowej. Prawe i lewe płuca u człowieka zajmują 4/5 klatki piersiowej, ściśle przylegając do jej ścian, pozostawiając miejsce jedynie dla serca, dużych naczyń krwionośnych, przełyku i tchawicy. Płuca nie są takie same: prawe płuco jest większe i składa się z 3 płatów, mniejsze lewe płuco składa się z 2 płatów. Masa każdego płuca waha się w granicach 0,5-0,6 kg.

Każde płuco, prawe i lewe, ma kształt stożka z jedną stroną spłaszczoną i zaokrąglonym wierzchołkiem wystającym ponad pierwsze żebro. Dolna (przeponowa) powierzchnia płuc przylegająca do przepony jest wklęsła. Boczna powierzchnia płuc (żebrowa) przylega do żeber, przyśrodkowa (śródpiersiowa) powierzchnia każdego płuca ma wgłębienie odpowiadające sercu i dużym naczyniom. Na powierzchni śródpiersia każdego płuca znajduje się portal płucny, przez który przechodzą otoczone tkanką łączną oskrzela główne, tętnice i nerwy, tworząc korzeń płuca, żyły i naczynia limfatyczne.

Każde płuco ma trzy krawędzie: przednią, dolną i tylną. Przednia, ostra krawędź płuca oddziela powierzchnię żebrową i przyśrodkową. Na prawym płucu krawędź ta jest skierowana niemal pionowo na całej jej długości. W dolnej przedniej części lewego płuca znajduje się wcięcie sercowe, w którym znajduje się serce. Poniżej wcięcia znajduje się tzw. język. Ostra dolna krawędź oddziela dolną powierzchnię od powierzchni żebrowej, tylna krawędź jest zaokrąglona. Każde płuco jest podzielone na płaty głębokimi szczelinami: prawe - na trzy, lewe - na dwa. Szczelina skośna przebiega niemal identycznie na obu płucach, zaczyna się od tyłu na poziomie trzeciego kręgu piersiowego i wnika głęboko w tkankę płucną, dzieląc ją na 2 płaty, połączone ze sobą dopiero w pobliżu korzenia. Na prawym płucu znajduje się również pozioma szczelina. Jest mniej głęboki i krótszy, odchodzi od skośnego na powierzchni żebrowej, biegnie do przodu prawie poziomo na poziomie IV żebra do przedniego brzegu płuca. Następnie przesuwa się na powierzchnię przyśrodkową. Kończy się przed korzeniem. Ta szczelina w prawym płucu oddziela płat środkowy od płata górnego.

Każde płuco pokryte jest błoną surowiczą - opłucną. Opłucna ma dwie warstwy. Jeden jest ściśle połączony z płucami - opłucną trzewną; drugi jest przymocowany do klatki piersiowej - opłucnej ciemieniowej lub ciemieniowej. Pomiędzy obydwoma płatami znajduje się niewielka jama opłucnowa wypełniona płynem opłucnowym (około 1-2 ml), co ułatwia przesuwanie się płatków opłucnowych podczas ruchów oddechowych. Pokrywając płuco ze wszystkich stron, opłucna trzewna u nasady płuc przechodzi bezpośrednio do opłucnej ciemieniowej.

Opłucna składa się z dwóch symetrycznych worków surowiczych znajdujących się po obu połówkach klatki piersiowej; Pomiędzy nimi pozostaje wolna przestrzeń - śródpiersie. Znajduje się tu serce, tchawica, przełyk, naczynia krwionośne i nerwy.

Płaty płuc to oddzielne, anatomicznie odrębne obszary płuc z oskrzelem płatowym, które je wentyluje. Konsystencja płuc jest miękka i elastyczna. Kolor płuc dzieci jest jasnoróżowy. U dorosłych tkanka płuc stopniowo ciemnieje, ciemne plamy pojawiają się bliżej powierzchni z powodu cząstek węgla i pyłu osadzających się w podstawie tkanki łącznej płuc.

Każde segmentowe oskrzele płuc odpowiada oskrzelowo-płucnemu kompleksowi nerwowo-naczyniowemu. Segment to odcinek tkanki płucnej posiadający własne naczynia i włókna nerwowe, wentylowany przez oddzielne oskrzela. Każdy segment przypomina ścięty stożek, którego wierzchołek jest skierowany w stronę nasady płuca. A szeroka podstawa pokryta jest opłucną trzewną. Segmenty płucne są oddzielone od siebie przegrodami międzysegmentowymi, składającymi się z luźnej tkanki łącznej, w której przechodzą żyły międzysegmentowe. Zwykle segmenty nie mają wyraźnie określonych, widocznych granic.

Segmenty utworzone są przez zraziki płucne oddzielone przegrodami tkanki łącznej międzyzrazikowej. Liczba płatków w jednym segmencie wynosi około 80. Kształt płatka przypomina nieregularną piramidę o średnicy podstawy 0,5-2 cm, a wierzchołek płatka zawiera oskrzele zrazikowe, które rozgałęzia się na 3-7 oskrzelików końcowych z średnica 0,5mm. Ich błona śluzowa jest wyłożona jednowarstwowym nabłonkiem rzęskowym, pomiędzy komórkami których znajdują się pojedyncze komórki wydzielnicze (Clara), które są źródłem odbudowy nabłonka oskrzelików końcowych. Blaszka właściwa błony śluzowej jest bogata w elastyczne włókna, które przechodzą do elastycznych włókien układu oddechowego, dzięki czemu oskrzeliki nie zapadają się.

Jednostką funkcjonalną płuc jest acinus. Jest to układ odgałęzień jednego oskrzela końcowego, który jest podzielony na 14-16 oskrzelików oddechowych (oddechowych), tworząc do 1500 przewodów pęcherzykowych, przenoszących do 20 tysięcy pęcherzyków pęcherzykowych i pęcherzyków płucnych. W jednym płacie płucnym znajduje się 16-18 gronków. U ludzi w każdym kanale pęcherzykowym znajduje się średnio 21 pęcherzyków. Zewnętrznie pęcherzyki wyglądają jak pęcherzyki o nieregularnym kształcie, oddzielone są przegrodami międzypęcherzykowymi o grubości 208 mikronów. Każda przegroda jest ścianą dwóch pęcherzyków płucnych, pomiędzy którymi w przegrodzie znajduje się gęsta sieć naczyń włosowatych, włókien elastycznych, siatkowych i kolagenowych oraz komórek tkanki łącznej.

Liczba pęcherzyków płucnych w obu płucach człowieka wynosi 600–700 milionów, a ich całkowita powierzchnia wynosi 40–120 m2. Duża powierzchnia pęcherzyków płucnych sprzyja lepszej wymianie gazowej. Z jednej strony tej powierzchni znajduje się powietrze pęcherzykowe, stale odnawiające się w swoim składzie, z drugiej – krew nieustannie przepływająca przez naczynia. Dyfuzja tlenu i dwutlenku węgla zachodzi przez rozległą powierzchnię błony pęcherzykowej. Podczas pracy fizycznej, gdy pęcherzyki płucne znacznie się rozciągają podczas głębokich oddechów, zwiększa się wielkość powierzchni oddechowej. Im większa całkowita powierzchnia pęcherzyków, tym intensywniejsza jest dyfuzja gazów.

Kształt pęcherzyków płucnych jest wielokątny, wejście do pęcherzyków jest zaokrąglone ze względu na obecność włókien elastycznych i siatkowych. Przegrody międzypęcherzykowe mają pory, przez które pęcherzyki komunikują się ze sobą.

Pęcherzyki wyścielone są od wewnątrz dwoma rodzajami komórek: pęcherzykami płucnymi (większość z nich) i komórkami ziarnistymi (duże pęcherzyki płucne). Pęcherzyki oddechowe pokrywają 97,5% powierzchni pęcherzyków płucnych. Są to spłaszczone komórki o grubości 0,1-0,2 mikrona, stykają się ze sobą i znajdują się na własnej błonie podstawnej, zwróconej w stronę kapilary. Taka struktura sprzyja lepszej wymianie gazowej. Sieć naczyń krwionośnych oplatających pęcherzyki zawiera kilkadziesiąt centymetrów sześciennych krwi. W spoczynku czerwone krwinki pozostają w pęcherzykach płucnych przez 0,75 sekundy, a podczas wysiłku fizycznego czas ten ulega znacznemu skróceniu. Jednak tak krótki czas jest wystarczający do wymiany gazowej.

Całkowita powierzchnia oddechowa pęcherzyków płucnych u osoby dorosłej wynosi około 120 metrów kwadratowych. Tlen (1) przedostaje się do krwi (4) przez ściany pęcherzyków płucnych (2) i naczyń włosowatych (3), a dwutlenek węgla (5) przemieszcza się w przeciwnym kierunku.

Duże pęcherzyki płucne wytwarzają lipoproteinowy środek powierzchniowo czynny, ta warstwa powierzchniowo czynnego środka nawilżającego ich środka powierzchniowo czynnego jest pokryta od wewnątrz pęcherzyków. Środek powierzchniowo czynny zapobiega zapadaniu się pęcherzyków płucnych podczas wydechu, pomaga usuwać ciała obce z dróg oddechowych i działa bakteriobójczo. Duże pęcherzyki płucne znajdują się również na błonie podstawnej i uważa się, że są źródłem odbudowy komórkowej wyściółki pęcherzyków płucnych. Pęcherzyki są splecione gęstą siecią włókien siatkowych i kolagenowych oraz naczyń włosowatych, które przylegają do błony podstawnej pęcherzyków płucnych. Każda kapilara graniczy z kilkoma pęcherzykami, co ułatwia wymianę gazową.

Poprzez naprzemienny wdech i wydech osoba wentyluje płuca, utrzymując względnie stały skład gazu w pęcherzykach płucnych. Człowiek oddycha powietrzem atmosferycznym o dużej zawartości tlenu (20,9%) i niskiej zawartości dwutlenku węgla (0,03%), a wydycha powietrzem, w którym znajduje się 16,3% tlenu i 4% dwutlenku węgla.

Skład powietrza pęcherzykowego znacznie różni się od składu powietrza atmosferycznego wdychanego. Zawiera mniej tlenu (14,2%). Azot i gazy obojętne zawarte w powietrzu nie biorą udziału w oddychaniu, a ich zawartość w powietrzu wdychanym, wydychanym i pęcherzykowym jest prawie taka sama. Wydychane powietrze zawiera więcej tlenu niż powietrze pęcherzykowe, ponieważ powietrze pęcherzykowe miesza się z powietrzem znajdującym się w drogach oddechowych. Kiedy oddychamy, nie napełniamy ani nie opróżniamy całkowicie płuc. Nawet po najgłębszym wydechu w płucach pozostaje zawsze około 1,5 litra powietrza. W spoczynku osoba zwykle wdycha i wydycha około 0,5 litra powietrza. Przy głębokim wdechu osoba może wdychać dodatkowe 3 litry powietrza, a przy głębokim wydechu może wydychać dodatkowy 1 litr powietrza. Ważnym wskaźnikiem antropometrycznym jest taka wartość, jak pojemność życiowa płuc (maksymalna objętość powietrza wydychanego po najgłębszym wdechu). U mężczyzn wynosi 3,5-4,5 litra, u kobiet średnio o 25% mniej. Pod wpływem treningu objętość płuc wzrasta do 6-7 litrów.

Wdech i wydech odbywa się poprzez zmianę objętości klatki piersiowej w wyniku skurczu i rozluźnienia mięśni oddechowych - mięśni międzyżebrowych i przepony. Podczas wdechu przepona spłaszcza się, dolne partie płuc biernie podążają za nią, ciśnienie powietrza w płucach staje się niższe od ciśnienia atmosferycznego, a powietrze dostaje się do oskrzeli i płuc przez tchawicę. Podczas wydechu żołądek lekko się cofa, krzywizna kopuły przepony zwiększa się, a płuca wypychają powietrze.

Płuca rosną głównie ze względu na wzrost objętości pęcherzyków płucnych. U noworodka średnica pęcherzyków płucnych wynosi 0,07 mm, średnica pęcherzyków u osoby dorosłej wynosi 0,2 mm. W starszym wieku zwiększa się objętość pęcherzyków płucnych, ich średnica osiąga 0,3-0,35 mm. Zwiększony wzrost płuc i różnicowanie poszczególnych ich elementów następuje przed 3. rokiem życia. W wieku ośmiu lat liczba pęcherzyków płucnych osiąga liczbę osób dorosłych. Pęcherzyki rosną szczególnie intensywnie po 12 roku życia. W wieku 12 lat objętość płuc wzrasta 10 razy w porównaniu z objętością płuc noworodka, a pod koniec okresu dojrzewania - 20 razy (głównie ze względu na wzrost objętości pęcherzyków płucnych).

Wymiana gazowa w płucach. Powietrze wdychane przez człowieka i wydychane znacznie różni się składem. W powietrzu atmosferycznym zawartość tlenu sięga 21%, dwutlenku węgla - 0,03-0,04%. W wydychanym powietrzu ilość tlenu spada do 16%, ale dwutlenku węgla wzrasta - 4-4,5%. Co dzieje się z powietrzem w płucach?

Pamiętasz, że pęcherzyki płucne tworzą ogromną powierzchnię. Wszystkie pęcherzyki są otoczone naczyniami włosowatymi, do których krew żylna z serca dostaje się poprzez krążenie płucne. Ściany pęcherzyków i naczyń włosowatych są bardzo cienkie. Krew dostająca się do płuc jest uboga w tlen i bogata w dwutlenek węgla. Przeciwnie, powietrze w pęcherzykach płucnych jest bogate w tlen i zawiera znacznie mniej dwutlenku węgla. Dlatego zgodnie z prawami osmozy i dyfuzji tlen z pęcherzyków płucnych przedostaje się do krwi, gdzie łączy się z hemoglobiną czerwonych krwinek. Krew przybiera szkarłatny kolor. Dwutlenek węgla z krwi, tam gdzie występuje w nadmiarze, przenika do pęcherzyków płucnych. Woda jest również uwalniana z krwi żylnej do pęcherzyków płucnych, która podczas wydychania jest usuwana z płuc w postaci pary.

Wymiana gazowa w tkankach. W narządach naszego organizmu stale zachodzą procesy oksydacyjne, które zużywają tlen. Dlatego też stężenie tlenu we krwi tętniczej, która przedostaje się do tkanek przez naczynia krążenia ogólnoustrojowego, jest większe niż w płynie tkankowym. Dzięki temu tlen swobodnie przedostaje się z krwi do płynu tkankowego i do tkanek. Natomiast dwutlenek węgla, który powstaje w wyniku licznych przemian chemicznych, przedostaje się z tkanek do płynu tkankowego, a stamtąd do krwi. W ten sposób krew jest nasycona dwutlenkiem węgla.

Ruchy oddechowe. Wymiana gazowa w organizmie jest możliwa tylko przy stałej wymianie powietrza w płucach. Dlatego oddychanie odbywa się stale. Po pierwszym wdechu podczas porodu osoba oddycha przez całe życie. Cykl oddechowy składa się z wdechu i wydechu, które rytmicznie następują jeden po drugim. W płucach nie ma mięśni, które mogłyby je na przemian ściskać i rozszerzać. Płuca rozciągają się biernie, podążając za ruchami ścian jamy klatki piersiowej. Ruchy oddechowe wykonywane są za pomocą mięśni oddechowych. Wydech i wdech angażują dwie grupy mięśni. Głównymi mięśniami oddechowymi są mięśnie międzyżebrowe i przepona.

Kiedy zewnętrzne mięśnie międzyżebrowe kurczą się, żebra unoszą się, a przepona kurczy się i staje się płaska. Dlatego zwiększa się objętość jamy klatki piersiowej. Płuca, podążając za ścianami klatki piersiowej, rozszerzają się, ciśnienie w nich spada i staje się poniżej atmosferycznego. Dlatego powietrze przepływa drogami oddechowymi do płuc - następuje wdychanie.

Podczas wydechu wewnętrzne mięśnie międzyżebrowe obniżają żebra, przepona rozluźnia się i staje się wypukła. Żebra pod wpływem własnego ciężaru i skurczu wewnętrznych mięśni międzyżebrowych, a także mięśni brzucha przyczepionych do żeber, opadają. Jama klatki piersiowej powraca do pierwotnego stanu, płuca zmniejszają objętość, ciśnienie w nich wzrasta, stając się nieco wyższe niż atmosferyczne. Dlatego nadmiar powietrza opuszcza płuca - następuje wydech.

W ten sposób przeprowadzany jest spokojny wdech i wydech. Mięśnie szyi, ściany klatki piersiowej i brzucha biorą udział w głębokim oddechu.

Ruchy oddechowe występują z określoną częstotliwością: u młodzieży - 12-18 na minutę, u dorosłych - 16-20.

Pojemność życiowa płuc. Ważnym wskaźnikiem rozwoju układu oddechowego jest pojemność życiowa płuc. Jest to największa objętość powietrza, jaką człowiek może wydychać po wzięciu głębokiego oddechu. Dokonuje się go za pomocą specjalnego urządzenia – spirometru. U osoby dorosłej pojemność życiowa wynosi średnio 3500 ml.

W przypadku sportowców liczba ta jest zwykle o 1000-1500 ml większa, a dla pływaków może osiągnąć 6200 ml. Dzięki dużej pojemności życiowej płuca są lepiej wentylowane, a organizm otrzymuje więcej tlenu.

U osób otyłych pojemność życiowa płuc jest o 10-11% mniejsza, przez co wymiana gazowa w płucach jest zmniejszona.

Regulacja oddychania. Aktywność układu oddechowego kontrolowana jest przez ośrodek oddechowy. Znajduje się w rdzeniu przedłużonym. Impulsy pochodzące stąd koordynują skurcze mięśni podczas wdechu i wydechu. Z tego ośrodka impulsy przesyłane są włóknami nerwowymi przez rdzeń kręgowy, co powoduje w określonej kolejności skurcz mięśni odpowiedzialnych za wdech i wydech.

Wzbudzenie samego ośrodka zależy od wzbudzeń pochodzących z różnych receptorów i od składu chemicznego krwi. Zatem wskoczenie do zimnej wody lub oblanie się zimną wodą powoduje głęboki oddech i wstrzymanie oddechu. Silnie pachnące substancje mogą również powodować wstrzymanie oddechu. Dzieje się tak dlatego, że zapach podrażnia receptory węchowe znajdujące się w ścianach jamy nosowej. Wzbudzenie przekazywane jest do ośrodka oddechowego, a jego aktywność zostaje zahamowana. Wszystkie te procesy odbywają się odruchowo.

Łagodne podrażnienie błony śluzowej nosa powoduje kichanie, natomiast krtani, tchawicy i oskrzeli powoduje kaszel. Jest to reakcja obronna organizmu. Podczas kichania lub kaszlu ciała obce dostające się do dróg oddechowych są usuwane z organizmu.

W ośrodku oddechowym znajdują się komórki wrażliwe na najmniejszą zmianę zawartości dwutlenku węgla w substancji międzykomórkowej. Nadmiar dwutlenku węgla pobudza ośrodek oddechowy, co z kolei powoduje wzmożone oddychanie. Nadmiar dwutlenku węgla jest szybko eliminowany, a gdy jego stężenie wraca do normy, częstość oddechów maleje.

Jak widać, regulacja oddychania zachodzi odruchowo, ale pod kontrolą kory mózgowej. Łatwo to udowodnić; Przecież każdy z nas może zmieniać częstotliwość ruchów oddechowych według własnego uznania.

Krótka historia palenia

Jedna z najczęstszych ludzkich wad, palenie tytoniu, ma 500-letnią historię. Liście i nasiona tytoniu zostały przywiezione do Europy z Ameryki przez żeglarzy podczas wyprawy Krzysztofa Kolumba. Początkowo tytoń uznawano za zioło lecznicze, które ma działanie lecznicze. Tak opisano jego cudowne właściwości w jednej z hiszpańskich książek: „Tytoń usypia, łagodzi zmęczenie, łagodzi ból, leczy bóle głowy…”

Nic więc dziwnego, że już w XVI w. tytoń mocno zawładnął salonami arystokratycznymi. Palenie stało się szczególnie popularne w XVII i XVIII wieku. Mężczyźni, kobiety i młodzież zaczęli palić, wciągać tabakę i żuć tytoń.

Tytoń, początkowo zalecany jako lek, szybko jednak zyskał złą sławę. Walkę z paleniem tytoniu rozpoczęła hiszpańska królowa Izabela. Za jej przykładem poszedł król francuski Ludwik XIV, a car Rosji Michaił Fiodorowicz Romanow nakazał obcięcie nosa każdemu, kto pali. Nic jednak nie było w stanie powstrzymać rozprzestrzeniania się tej „trucizny do palenia”. Palenie tytoniu stało się dla wielu przedsiębiorców nowym źródłem dochodu. Około połowy XVIII wieku. w Brazylii zaczęto produkować papierosy, a na początku XIX wieku. - produkować papierosy.

Tym samym w stosunkowo krótkim czasie stworzono warunki do szybkiego rozpowszechnienia się palenia tytoniu. Wada ta stopniowo rozprzestrzeniła się na wszystkie grupy społeczne. Obecnie palenie jest najczęstszym rodzajem uzależnienia od narkotyków na całym świecie.

Skład dymu tytoniowego i jego wpływ na organizm

Palenie jest bardzo niebezpieczne dla tkanki płucnej. Przecież smoła powstająca podczas spalania tytoniu i papieru nie może zostać usunięta z płuc i przez wiele lat osiada na ściankach dróg oddechowych, dosłownie zabijając komórki ich błony śluzowej. Płuca palacza tracą swój naturalny różowy kolor i stają się czarne. Takie płuca są częściej podatne na różne choroby, w tym raka. Obecnie nauka dysponuje tysiącami dowodów potwierdzających, że tytoń zawiera substancje szkodliwe dla organizmu człowieka. Jest ich około 400! Substancje szkodliwe zawarte w dymie tytoniowym można podzielić na cztery grupy: trujące alkaloidy, substancje drażniące, toksyczne gazy, substancje rakotwórcze.

Jedną z najbardziej znanych substancji jest nikotyna, której nazwa wzięła się od francuskiego wysłannika do Lizbony J. Nicota, który w drugiej połowie XVI wieku. podarował Marie de Medici to „wszechlecznicze” zioło do leczenia migreny. Nikotynę można znaleźć w liściach różnych roślin: tytoniu, konopi indyjskich, skrzypu polskiego, niektórych mchów klubowych itp. Jedna kropla czystej nikotyny (0,05 g) wystarczy, aby zabić człowieka. Nikotyna z krwi matki łatwo przenika przez łożysko do układu krążenia płodu.

Oprócz nikotyny liście tytoniu zawierają jeszcze 11 alkaloidów, z których najważniejsze to: nornikotyna, nikotyryna, nikotyna, nikotymina. Wszystkie mają podobną budowę i właściwości do nikotyny i dlatego mają podobne nazwy.

Smutne statystyki dotyczące nowotworów wśród palaczy są dość wymowne. Działanie rakotwórcze mają różne węglowodory aromatyczne zawarte w dymie tytoniowym (na przykład benzopiren), niektóre fenole zawarte w dymie, a także nitrozoamina, hydrazyna, chlorek winylu itp. Wśród substancji nieorganicznych są to przede wszystkim związki arsenu i kadmu, radioaktywne polon, cyna i bizmut-210.

Z dymu tytoniowego wyizolowano kilkanaście substancji działających drażniąco na błonę śluzową. Najważniejszym z nich jest nienasycony propenal aldehydowy. Ma wysoką aktywność chemiczną i biologiczną, powodując kaszel u palaczy.

Frakcja gazowa dymu tytoniowego zawiera dużą liczbę związków nieorganicznych o dużej aktywności chemicznej i biologicznej, takich jak tlenek węgla, siarkowodór, cyjanowodór itp.

• Kiedy pacjent chory na grypę lub inną chorobę kichnie, mikroskopijne kropelki śliny i śluzu zawierające bakterie i wirusy przelatują na odległość do 10 m i przez pewien czas mogą „wisieć” w powietrzu, zarażając innych.

Sprawdź swoją wiedzę

1. Powiedz nam, jakie procesy zachodzą w pęcherzykach płucnych.
2. Jaki jest mechanizm wymiany gazowej w tkankach?
3. Jak wykonywane są ruchy oddechowe?

Myśleć

1. Czym różni się wymiana gazowa w płucach od wymiany gazowej w tkankach?
2. Co jest korzystniejsze dla nurka – wziąć kilka wdechów i wydechów przed nurkowaniem, czy nabrać jak najwięcej powietrza do płuc?

Wymiana gazowa zachodzi w pęcherzykach płucnych: krew jest nasycona tlenem i uwalnia dwutlenek węgla. W tkankach zachodzi proces odwrotny. Wentylacja płuc odbywa się poprzez wdech i wydech, które realizowane są poprzez kurczenie się i rozluźnianie przepony oraz mięśni międzyżebrowych. Aktywność układu oddechowego kontrolowana jest przez układ nerwowy. Zmiana stężenia dwutlenku węgla we krwi wpływa na częstotliwość ruchów oddechowych.