Что такое дыхание: Дыхание — это… Что такое Дыхание?

Содержание

Здоровье

Ты знала, что человек ежедневно потребляет около 10 тысяч литров воздуха? Что дышат не только органы дыхания, но и каждая живая клетка? Что правильное дыхание продлевает жизнь, а многие люди им не владеют?

Дыхание – основа жизни, но в повседневности мы его не замечаем. А ведь можно научиться его контролировать и тем самым улучшить свои природные функции, предотвратить и победить заболевания. Рассказываем все самое важное про дыхание.

Содержание статьи

Что такое дыхание

Удивительно, как по-разному устроено дыхание у разных живых существ! Животные, живущие в воде, дышат поверхностью тела и жабрами. У насекомых воздух к тканям проводят многочисленные трубочки-трахеи, которыми плотно покрыто тело.

Дыхание человека – вообще нечто завораживающее! Это не просто поступление в организм кислорода и выделение углекислого газа, а сложный процесс, который включает:

  • Внешнее дыхание, то есть обмен газами между окружающей средой и кровью.
  • Транспорт газов кровью.
  • Окисление органических веществ посредством полученного кислорода (тканевое дыхание). В результате этого процесса в клетках освобождается энергия, благодаря которой организм живет.

А теперь подробнее о внешнем и тканевом дыханиях.

Внешнее дыхание. Функцию внешнего дыхания человека обеспечивает дыхательная система. 98% газообмена между внешней средой и кровью происходит в альвеолах легких, еще 2% кислорода поступает через кожу. Альвеолы – пузырьки, оплетенные сетью капилляров. Располагаются гроздьями. Несмотря на то, что они крошечные, площадь их поверхности примерно в 50 раз (!) больше площади человека.

Только представьте, как работают эти многочисленные мельчайшие пузырьки, наполненные воздухом! Более 700 миллионов альвеол (у каждого легкого их около 375 миллионов) усваивают через свои дыхательные клетки кислород, доставленный к ним по респираторным путям. Из альвеол этот газ заходит в клетки покрывающих их капилляров. Сосуды в обмен отдают углекислый газ, который поступает в воздух внутри альвеол. Такой газообмен происходит пассивно, из-за разницы содержания кислорода в воздухе и крови.

Легкие, кстати, потому и легкие, что у них легкий вес, ведь они наполнены воздухом. Если их положить в воду, они не утонут.

Тканевое дыхание. Человек дышит не только носом и ртом, но и каждой живой клеткой своего тела. Клетка живет за счет того, что в нее поступает кислород и выделяется углекислый газ.

Можно сказать, единственная биологическая функция кислорода – это окисление (сжигание, утилизация) жиров, белков, углеводов и образование за счет этого энергии «сгорания», необходимой для жизнедеятельности организма.

Спортсмены хорошо знают, что клеточное дыхание бывает кислородным (аэробным) и бескислородным (анаэробным). Во втором случае окисление веществ происходит с помощью других, резервных окисленных соединений, а не кислорода.

Значение дыхания

Человек живет, пока дышит. От глубины и частоты дыхания зависит длина жизни. Если нарушаются физиологические процессы поступления кислорода, организм быстрее изнашивается и стареет.

В среднем, человек может осуществлять задержку дыхания меньше, чем на одну минуту. Хотя некоторые натренированные люди способны его задерживать до 5-6 минут, в частности искатели жемчуга под водой. Мировой рекорд задержки дыхания – более 22 минут! Остановка дыхания – критическое состояние, при котором смерть может наступить через 5 минут.

При рождении мы дышим правильно, глубоко. У диафрагмы большая амплитуда, легкие наполняются хорошим объемом. Но с возрастом диафрагма становится жестче, дыхание – частым и поверхностным, объем легких сокращается. Из-за нехватки кислорода мозг хуже функционирует, сердце начинает биться чаще и быстрее изнашивается.

Если кислорода недостаточно, то продукты распада клеток организма не сгорают в легких, как положено, а в виде токсинов распространяются вместе с кровью по всему телу, отравляя организм. Хорошее дыхание – основа жизни и здоровья.

Биофизические механизмы дыхания

Дыхание в широком понимании осуществляется в каждой клетке организма, и поэтому оно не ограничено пространством. В узком смысле в процессе дыхания участвуют специализированные органы и капилляры тканей, в которых происходит газообмен.

Вентиляция легких происходит за счет энергии сокращений мышц вдоха и мышц выдоха. Смену вдоха и выдоха обеспечивают две группы мышц.

Мышцы вдоха:

  • Мышца диафрагмы
  • Наружные межреберные
  • Межхрящевые части внутренних межреберных мышц

Мышцы выдоха:

  • Мышцы брюшной стенки
  • Межкостные части внутренних межреберных мышц

Объем легких при вдохе и выдохе меняется пассивно. Такая смена происходит из-за варьирования размера грудной клетки, которое влечет за собой понижение или повышение давления в легких. Когда оно ниже атмосферного, воздух проникает в легкие, когда выше – выталкивается из них. Разберемся подробнее в механизме.

При вдохе объем грудной полости увеличивается, давление в плевральной щели (пространстве между внутренним и внешним листками плевры, покрывающей легкое) падает, легочная ткань расширяется, давление в легких уменьшается до уровня ниже атмосферного. Образовавшаяся разность давления обеспечивает проникновение воздуха в легкие через воздухоносные пути.

При выдохе объем грудной клетки уменьшается, давление в плевральной щели увеличивается, легкие сжимаются, давление в них повышается до уровня выше атмосферного. Образовавшаяся разность давления провоцирует выход воздуха из легких.

Виды дыхания: грудное, брюшное, смешанное

Ты знала, что в здоровом состоянии разные люди дышат по-разному? Мужчины, женщины, пожилые люди… Основные виды дыхания:

  • Грудное дыхание (реберное, верхнее). Свойственно женщинам. На вдохе грудная клетка расширяется и приподнимается в результате сокращения межреберных мышц. На выдохе опускается.
  • Брюшное дыхание (диафрагмальное, нижнее). Чаще всего встречается у мужчин. На вдохе диафрагма сокращается, из-за этого давление увеличивается, и легкие заполняются воздухом. На выдохе мышцы расслабляются.
  • Смешанное дыхание. Свойственно пожилым людям. В нем участвуют и мышцы грудной клетки, и диафрагма.

Изменение типа дыхания у женщин на брюшной, а у мужчин – на грудной может свидетельствовать о патологиях.

Здоровое дыхание

Здоровое дыхание определяется по количеству и ритмичности вдохов и выдохов. Норма дыхания – около 18 дыхательных движений в минуту и их одинаковая частота. Природой устроено так, что дыхание – легкое, незаметное и безболезненное.

Если кислорода не хватает, появляется тяжелое дыхание. Такое затрудненное дыхание называют одышкой. Оно возникает при физических нагрузках, нервном переутомлении, хронической усталости, а также сопровождает некоторые заболевания.

Терапевты при осмотре определяют состояние респираторной системы с помощью везикулярного дыхания, то есть по шумам в легких при вдохе. По характеру шума становится ясно, нормально работают органы дыхания или с отклонениями.

Правильное дыхание – полное, при котором в организм поступает достаточное количество кислорода, и сгорают токсины. Оно необходимо каждой клеточке. У глубокого дыхания есть любопытные бонусы:

  • Выработка тепла от процесса сгорания токсинов в легких. Легкие становятся «печкой», обогревающей весь организм и защищающей от простуд.
  • Массаж дыханием, осуществляемый в отношении кишечника и соседних внутренних органов за счет расширения диафрагмальных движений. Это улучшает кровоток к органам, способствует их очищению и восстановлению.

Патологии внешнего дыхания

Самое распространенная дисфункция внешнего дыхания – это дыхательная недостаточность. Проявляется в отклонениях от нормы состава газов, наполняющих артериальную кровь. Напряжение кислорода сокращается, углекислого газа увеличивается.

Какие бывают типы нарушения внешнего дыхания:

  • Нарушения альвеолярной вентиляции. Это может быть гиповентиляция (снижение давления кислорода в воздухе альвеол и оттекающей от них крови из-за недостаточного обмена газов) или гипервентиляция (превышение объема вентиляции потребностей организма в газообмене).
  • Нарушения вентиляционно-перфузионных отношений. Проявляются в неравномерной альвеолярной вентиляции и отклонениях легочного кровотока.
  • Нарушение диффузии, то есть проникновения газов через альвеолокапиллярную мембрану. Это касается, в основном, кислорода, так как его способность к диффузии в 20 раз ниже, чем у углекислого газа.

Недостаток поступления кислорода в организм может быть вызван привычками и образом жизни человека:

  • Неправильное дыхание
  • Курение
  • Нахождение в душных и непроветриваемых помещениях
  • Редкие выходы на свежий воздух

Особенности дыхания у детей

Дыхание детей отличается от дыхания взрослых. Целевые органы у ребенка меньше, из-за чего они склонны к заболеваниям.

Физиологические особенности системы дыхания детей:

  • Узкие носовые ходы и затрудненное дыхание через рот из-за относительно большого языка. В 10-14 лет часто встречаются заболевания носоглотки.
  • Гортань длиннее и уже, чем у взрослого, характеризуется рыхлостью и образованием новых кровеносных сосудов. Это вызывает отек подсвязочного пространства (нижний отдел гортани).
  • Узкие долевые бронхи.
  • Слабая развитость эластичной ткани легких, что является причиной быстрого возникновения эмфиземы.
  • Склонность к непроходимости дыхательного тракта (обструкция дыхательных путей).
  • Склонность к ателектазу (спадению легких из-за дефицита/отсутствия воздуха в альвеолах).
  • Склонность к воспалительным процессам.
  • Мягкий каркас грудной клетки, слабая мускулатура.
  • Преобладание диафрагмального дыхания.
  • Дыхательная аритмия.

Особенности дыхания в пожилом возрасте

У пожилых людей легочная вентиляция становится менее эффективной.

  • Эффективность использования кислорода снижается в полтора раза.
  • Уменьшается эластичность легких и отрицательное внутригрудное давление.
  • Снижается максимальная вентиляция легких.
  • Увеличивается мертвое пространство (участки воздухоносных путей и альвеол, в которых не происходит газообмен) и сокращается альвеолярная вентиляция.
  • Становится неравномерным распределение вдыхаемого воздуха.
  • Появляются участки, где нет воздуха в альвеолах.
  • Нарушение бронхиальной проходимости.
  • Возникновение разных компенсаторных реакций, призванных приспосабливаться к нарушению дыхания. Например, при нагрузке увеличивается частота дыхания, а не глубина.

Дыхание и физические нагрузки

Хорошее дыхание – основа успеха физических упражнений, ведь их эффективность достигается не только за счет работы мышц, но и за счет повышенного получения кислорода. Он помогает укреплять мускулы и расщеплять жиры.

Какое же оно – правильное дыхание во время физических нагрузок? Глубокое, диафрагмой (животом), а не грудью. И его можно освоить. Обычное поверхностное дыхание, используемое в повседневности, не подходит: с неглубокими вдохами в организм поступает недостаточно кислорода.

Во время нагрузок человек, чтобы восполнить дефицит кислорода, начинает дышать чаще. Это неправильно, так как в организме остается углекислый газ, который просто не успевает выйти наружу из-за коротких выдохов. А избыток углекислого газа мешает усвоению кислорода и даже отравляет кровь.

Ты знала, что в разных видах спорта дышат по-разному?

  • Бег. Дыхание в ритме 2:2, по одному вдоху/выдоху на каждые два шага.
  • Силовые тренировки. Вдох на усилие и выдох на расслабление.
  • Плавание. Вдох ртом, выдох носом.

Человек может научиться дышать осознанно. Такой контроль дыхания, к примеру, – важный инструмент в практике йогов. У них существует множество дыхательных техник (пранаямы, что в переводе с санскрита означает «контроль дыхания»), каждая из которых обещает определенный целебный эффект для ума и тела. В их основе – овладение диафрагмальным (мужским) типом дыхания. Популярные виды дыхания йогов предполагают осуществление вдоха ртом при определенном положении языка и выдох носом. О недостатках дыхания ртом мы еще поговорим.

Развитие дыхания

Научиться дышать правильно не получится в одно мгновенье. Необходимо тренировать органы дыхания с помощью дыхательной гимнастики. Она способствует нормализации газового состава крови и улучшению усвоения кислорода.

Основные направления дыхательной гимнастики:

  • Отработка глубокого, брюшного дыхания. Результат: сильная и гибкая диафрагма без напряжения.
  • Работа над увеличением объема легких. Результат: сильные легкие, очищенные от застоев в виде слизи, тяжелых металлов, смол и бактерий, осевших в нижних отделах по причине поверхностного дыхания.
  • Обратное дыхание. На вдохе грудь расширяется, а живот втягивается, на выдохе живот выпячивается.
  • Дыхание носом. Хорошее дыхание – через нос, а не через рот. При дыхании через рот воздух сразу попадает в легкие, не очищаясь от вредных микроорганизмов.

Техник дыхания множество. Например, есть такие виды тренировки респираторной системы как вечернее (успокаивающее) и утреннее (мобилизующее) дыхание. Первое заключается в постепенном удлинении выдоха до длительности, равной двум вдохам, затем в удлинении вдоха до этого же уровня и в последующем поэтапном возвращении к естественному темпу. Утреннее дыхание – зеркально противоположное, начинается с удлинения вдохов.

Успокаивающее и возбуждающее действие техник вечернего и утреннего дыхания основано на интересном механизме: при вдохе возбуждаются окончания симпатического нерва, стимулирующего внутренние органы, а при выдохе – блуждающего нерва, тормозящего их деятельность.

Если человек не посылает в легкие нужного количества воздуха, он отравляет весь свой организм. А если при этом он еще и дышит ртом, не фильтруя носом токсины внешней среды, вредные процессы форсируются.

Аллергия, гайморит, бронхит, хроническая пневмония, аденоиды, варикоз, геморрой, гипертиреоз, неконтролируемый набор веса – все это и многое другое может не возникнуть, если человек научится правильно дышать.

Более того, правильное дыхание способно избавить от болей при множестве заболеваний. Специалисты насчитали порядка 150 таких проблем, решить которые помогает хорошее дыхание! Бороться с ними научит авторский курс «Воздух» Мари Дебошир, направленный на освоение правильного дыхания носом marideboshir.ru.

Марафоны красоты, которые проводит MelAnnett, включают техники дыхательной гимнастики, раскрытия грудного отдела, освобождения дыхания носом. Насыщение организма кислородом и очищение от токсинов – фундамент, без которого бессмысленно решать задачи восстановления красоты и здоровья.

душевное состояние человека. Тема «Воздухоносные пути». 9-й класс – Учительская газета

По мнению Баяра Гомбоева, биологическое образование сегодня должно формировать у детей понимание жизни как величайшей ценности. Он старается строить свои уроки так, чтобы ученики осознали главное: сохранение биосферы – это непременное условие не только существования, но и развития человечества.

В процессе работы , таблицами, схемами учитель развивает умение подростков анализировать, осуществлять умозаключения, исследовательские навыки, способствует осознанию изучаемого материала. При закреплении знаний и проверке их усвоения предлагаются задания, при решении которых учащиеся демонстрируют глубокие знания, способы и приемы их добывания и применения их в жизни.

Задачи: раскрыть значение дыхания как физиологического процесса, необходимого для жизни; установить взаимосвязь строения и функций воздухоносных путей; выяснить характер изменений воздуха в дыхательных путях; обосновать основные правила внешнего дыхания…

Ход урока

Предлагаю проблемную задачу классу: человек может прожить без пищи несколько недель, без воды несколько дней, а без кислорода не больше 3-4 минут. Почему? (Учащиеся строят различные предположения.)

Ответ. Потому что в организме нет запаса кислорода, он должен поступать из внешней среды в организм постоянно, ежесекундно.

Учитель: Поговорка «Это нам нужно как воздух!» выражает особую потребность организма в воздухе. Великий врач Древней Греции Гиппократ назвал воздух пастбищем жизни. Древнегреческий философ Анаксимен, наблюдая за дыханием животных и человека, считал воздух условием и первопричиной жизни.

Что же такое воздух?

Ответ. Воздух – смесь газов (азот, кислород, углекислый газ и др.). Сколько процентов кислорода в воздухе? » 21%.

Кислород играет огромную роль в процессах превращения энергии. Любая деятельность клетки, ткани органа требует превращения энергии; в организме в различных превращениях энергии обязательно участвует О2. Без него процесс превращения энергии останавливается и жизнь прекращается.

Каково биологическое значение кислорода?

Ответ. Кислород необходим для окисления от сложных органических веществ до простых.

В каком органоиде клетки происходит окисление органических веществ?

Ответ. В митохондриях, которых называют силовыми станциями клетки.

Что такое дыхание?

Ответ. Дыхание – это процесс обеспечения организма кислородом и удаления продуктов окисления: СО2 и Н2О. Осуществляется этот процесс путем газообмена.

Дыхание – это не просто процесс вдоха и выдоха газов. Как много в жизни и состоянии человека связано с дыханием – и состав крови, и движение, и чувства, и ум! Дыхание лежит в основе речи и пения. Даже простой вздох бессознательно выражает душевное состояние человека.

Органы дыхания – это воздушные ворота в организм. Через них он сообщается с внешней средой, хотя они и являются внутренними органами.

Каково же строение органов дыхания человеческого организма, как они функционируют в соответствии со своим строением?

Но вначале вспомним из курса 8-го класса строение органов дыхания хордовых животных, отметим эволюцию органов дыхания.

1. Рыбы дышат растворенным О2 с помощью жабр.

2. Амфибии дышат атмосферным О2 легкими + растворенным О2 кожей.

3. Рептилии дышат атмосферным кислородом легкими (дифференцируются, имеется сложная система камер).

4. Птицы дышат атмосферным кислородом легкими + легочные мешки, принцип двойного дыхания.

5. Звери дышат атмосферным кислородом легкими (обособлена грудная полость от брюшной – диафрагмой, развитие вторичного неба).

Каково же строение дыхательной системы человека?

Изучение нового материала (проблемное изложение)

Дыхательная система представляет собой последовательно расположенные полости и трубки, по которым наружный воздух поступает в легкие.

Воздухоносные пути

Фрагмент из диафильма «Органы дыхания».

Носовая полость

Воздух, поступающий в органы дыхания, бывает разной температуры, влажности, чистоты.

Как же устроена носовая полость, какие приспособительные особенности имеют воздухоносные пути?

Сернистый газ во влажном воздухе образует серную кислоту. Выпадая с дождем, она разъедает не только легкие человека, но и металлы, краски и даже камень. Совсем недавно в Италии скульптурное изображение четверки коней, украшавшее площадь Святого Марка, пришлось заменить копией. Серная кислота разъедает камень скульптур, простоявших века! ТЭЦ средней мощности выбрасывает в сутки около 400 тонн золы и 120 тонн сернистого газа!

Исследованиями ученых установлена прямая зависимость между загрязненностью воздуха и частотой заболевания детей рахитом. Запыленный воздух плохо пропускает ультрафиолетовые лучи, необходимые для нормального формирования скелета. Травы, растущие вблизи оживленной автострады, непригодны в корм скоту, так как ядовитые соединения свинца, накапливающиеся в них, могут отравлять молоко и мясо животных. Пыль и сажа оседают на поверхности почвы. Один квадратный километр территории крупного города собирает за месяц 25 тонн сажи.

Немецкий ученый Ф. Кан образно описал те процессы, которые происходят в начале дыхательных путей: «В дыхательных путях воздух подвергается основательной обработке. Он очищается от пыли, обеззараживается носовой слизью, обмывается в паровой бане носовых раковин, обнюхивается ищейками обонятельной станции, поливается душем в области миндалин, обследуется рефлексными чиновниками».

Приспособления носовой полости

1. Большая поверхность ходов носовой полости.

2. Слизистые оболочки богаты кровеносными сосудами.

3. Лейкоциты выходят из сосудов.

4. Значение мерцательного эпителия.

За 70 лет скопилось бы около 5 кг пыли! (Если бы реснички не удаляли.)

Какова функция носовой полости? (Согревает, увлажняет, очищает воздух.)

Функция слизистой оболочки – увлажнение вдыхаемого воздуха, задержка пыли и микробов.

Почему зимой рекомендуют дышать через нос? Диафильм «Органы дыхания». Фрагмент «Опыт с зайцами».

Носоглотка (проводит воздух в гортань; уничтожается большое количество микроорганизмов » 50%).

Гортань – орган голосообразования; верхняя часть горла между глоткой и трахеей, орган дыхания и образования голоса (полый орган):

а) щитовидный хрящ защищает гортань спереди;

б) хрящевой надгортанник закрывает путь в гортань во время проглатывания пищи;

в) голосовые связки;

г) голосовая щель.

Из Книги рекордов Гиннесса:

Самое большое расстояние. При тихой погоде вне помещения обычный человеческий голос слышен на расстоянии 180 м. Силбо, свистящий язык испаноговорящих жителей Канарских островов, при идеальных условиях в долинах слышен на расстоянии 8 км. Зарегистрирован случай, когда человеческий голос можно было различить при особых условиях ночью над тихой водой на расстоянии 17 км.

Говорят, что Миллза Дардена слышано за 9 км, когда он достигает предела своих голосовых связок. Женские вскрики достигают более высокого уровня по децибельному измерению, чем мужские голоса – на нижнем уровне. Рекорд ежегодных всемирных чемпионатов крикунов – 112,4 децибела – установлен Энтони Филдхаусом 9 сентября 1984 года (Скарборо, Северный Йоркшир).

Самостоятельная работа

с учебником

Задание: внимательно прочитайте текст учебника «Биология» (А.Цузмер) на стр. 80 и устно подготовьте ответы на следующие вопросы:

Почему у человека меняется голос при потере зубов, насморке, нахождении пищи во рту?

Почему человек не может говорить без языка?

Что такое шепот?

Голос – совокупность звуков, возникающих в результате колебания голосовых связок.

Ларингит – воспаление слизистой оболочки гортани.

Функции гортани – участие в производстве звуков человеческой речи; предохранение дыхательных путей от проникновения вредных для организма веществ, проводит воздух в трахею.

Животные тоже имеют голосовые связки, но почему они не разговаривают? (Речь осуществляется вследствие существования у человека в продолговатом мозге специальных центров речи. Они согласовывают работу мышц всего речевого аппарата и связаны с процессами сознания и мышления.)

Трахея – дыхательное горло, дыхательная трубка длиной около 12 см, в стенке ее находятся хрящевые полукольца (функция – свободное продвижение воздуха).

Бронхи (левое и правое) образованы хрящевыми кольцами. В легких они ветвятся на мелкие бронхи. Конечные разветвления бронхов в легких – бронхиолы.

Легкие – крупные парные органы конусообразной формы.

Почему эти органы называют легкими?

Задание: рассмотрите рис. 52, найдите в учебнике ответ на вопрос: как строение легких приспособлено к их функциям? Функция – осуществляют обмен газов между вдыхаемым воздухом и кровью. (Под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора соединяются в крови – СО2.)

Это интересно…

Если представить себе все легочные пузырьки в одной плоскости, то она составила бы площадь в 150 м2, т.е. в 75 раз больше поверхности всего тела. Это равно площади волейбольной площадки. Легочные альвеолы могут раздуваться так, что их поверхность увеличивается в 3 раза по сравнению с поверхностью в спокойном состоянии.

Стенки капилляров в легких вместе со стенками альвеол имеют в 10 раз меньшую толщину, чем толщина самого тонкого лезвия бритвы.

Клетки эпителия выделяют наружу биологически активные вещества, образующие сурфактант, который препятствует слипанию альвеол и обезвреживает микробы, попавшие в легкие. Отработанный сурфактант переваривается фагоцитами или выделяется в виде мокроты.

Какой источник загрязнения воздуха убивает ежегодно около 2 млн. людей, преимущественно мужчин? Почему? (Курение табака, при курении частично нарушаются физиологические свойства сурфактанта.)

Сообщение (на 2-3 мин), подготовленное учеником. Тема «Охрана воздушной среды – важная забота человечества» (цифры, факты о содержании в воздухе пыли, вредных газов по сводкам республиканских газет).

На уроке особое внимание уделяется актуализации опорных знаний. Поэтому в начале урока предлагаю проблемную задачу: почему человек может прожить без воздуха (О2) не более 3-4 минут? Таким образом, с первых минут урока учащиеся погружаются в проблему. По ходу урока акцентирую внимание на значимости дыхания, на процессах дыхания растений, животных, на составе воздуха. Разрешение этих вопросов создает преемственность между разделами школьного курса биологии.

В процессе работы с учебником, таблицами, схемами учитель развивает умение подростков анализировать, осуществлять умозаключения, исследовательские навыки, способствует осознанию изучаемого материала. При закреплении знаний и проверке их усвоения предлагаются задания, при решении которых учащиеся демонстрируют глубокие знания, способы и приемы их добывания и применения их в жизни.

Баяр ГОМБОЕВ, учитель биологии школы №63, Улан-Удэ

What is Cellular Respiration? | Protocol (Translated to Russian)

8.1: Что такое клеточное дыхание?

Организмы получают энергию из пищи, но клетки не могут напрямую использовать эту энергию. Клетки преобразовывают энергию, запасенную в питательных веществах, в более удобную форму: аденозинтрифосфат (АТФ).

АТФ хранит энергию в химических связях, которые при необходимости могут быстро высвобождаться. Клетки производят энергию в виде АТФ в процессе клеточного дыхания. Хотя большая часть энергии клеточного дыхания выделяется в виде тепла, некоторая ее часть используется для производства АТФ.

Во время клеточного дыхания несколько окислительно-восстановительных (окислительно-восстановительных) реакций переносят электроны от органических молекул к другим молекулам. Здесь окисление относится к потере электронов и восстановлению до усиления электронов. Электронные переносчики NAD + и FAD & mdash; и их восстановленные формы, NADH & nbsp; и FADH 2 соответственно & mdash; необходимы для нескольких этапов клеточного дыхания.

Некоторые прокариоты используют анаэробное дыхание, для которого не требуется кислород. Большинство организмов используют аэробное (кислородное) дыхание, которое производит намного больше АТФ. При аэробном дыхании образуется АТФ, расщепляя глюкозу и кислород на углекислый газ и воду.

Как аэробное, так и анаэробное дыхание начинается с гликолиза, для которого не требуется кислород. Гликолиз расщепляет глюкозу на пируват с образованием АТФ. В отсутствие кислорода пируват ферментирует, производя НАД + для продолжения гликолиза. Важно отметить, что некоторые виды дрожжей используют спиртовое брожение. Мышечные клетки человека могут использовать молочнокислое брожение при недостатке кислорода. Анаэробное дыхание заканчивается брожением.

Однако аэробное дыхание продолжается с окислением пирувата. Окисление пирувата приводит к образованию ацетил-КоА, который входит в цикл лимонной кислоты. Цикл лимонной кислоты состоит из нескольких окислительно-восстановительных реакций, которые высвобождают энергию связи ацетил-КоА, производя АТФ и восстановленные переносчики электронов НАДН и ФАДН 2 .

На заключительном этапе клеточного дыхания, окислительном фосфорилировании, вырабатывается большая часть АТФ. НАДН и ФАДН 2 передают свои электроны через цепь переноса электронов. Цепь переноса электронов высвобождает энергию, которая используется для вытеснения протонов, создавая протонный градиент, который обеспечивает синтез АТФ.


Литература для дополнительного чтения

Lane, N. «Why are cells powered by proton gradients.» Nature Education 3(9):18 (2010). [Source]

Martin, W. & Mentel, M. The Origin of Mitochondria. Nature Education 3(9):58 (2010). [Source]

Что такое дыхание | Природоведение. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Раздел:

Организмы

Живым существам (за небольшим исключением) для дыха­ния необходим кислород. Что это значит? В их организм вмес­те с воздухом поступает кислород, который принимает участие в превращении внутри клеток веществ пищи в вещества, необ­ходимые организму. Одновременно образуется излишек угле­кислого газа. Он с помощью органов дыхания выводится из организма наружу. Поэтому благодаря дыханию кислород с воздухом постоянно поступает в организм растения или живот­ного, а углекислый газ выводится из него в атмосферу. То есть между живым организмом и воздухом атмосферы осуществля­ется газообмен.

Таким образом, дыхание — это совокупность физических и химических явлений, происходящих в клетках живых существ при участии кислорода. Материал с сайта http://worldofschool.ru

  • Дыхание — это использование кислорода клетками для поддер­жания жизнедеятельности организма и выведения из него углекис­лого газа.
  • Поступление кислорода и выведение углекислого газа в расти­тельном организме обеспечивают устьица, в животном — органы дыхания.
  • Разнообразие органов дыхания является следствием приспо­собления организмов к условиям среды обитания

Возможно ли дыхание без участия специальных органов дыхания? Да, некоторые лягушки, морские змеи, черви и другие животные могут дышать еще и через кожу. Свободный доступ к кислороду имеют также одноклеточные организмы. Кислород проникает в единственную клетку их тела при помощи диффузии.

В природе встречаются организмы, не нуждающиеся в кислороде, например грибы дрожжи.

На этой странице материал по темам:
  • Дыхание человека природоведение

  • Природоведение дыхание

  • Реферат на тему питание бактерий и грибов

  • Дыхание живых организмов это явление

  • Природоведение: дыхание. органы дыхания

Вопросы по этому материалу:
  • Объясните значение дыхания для живых существ.

Диагностика дыхания в г. Королёв / Медсанчасть №170

Дыхание есть один из основных жизненных процессов, представляющий собой обмен газов между организмом и наружной средой.
Различают внутреннее дыхание, или газообмен между кровью и тканями, и внешнее дыхание, или газообмен между наружным воздухом и кровью легочных капилляров. Все дальнейшее изложение в данной главе будет касаться последнего, так как предметом приложения легочной хирургии являются органы, относящиеся к системе внешнего дыхания.

Напряжение кислорода в венозной крови легочных капилляров около 60— 75 мм ртутного столба, а напряжение углекислоты — около 46 мм. Такая разность давлений вполне достаточна для диффузии кислорода в кровь и обратной диффузии углекислоты при максимальных физических нагрузках. Общее число альвеол у человека превышает 700 миллионов, а их общая поверхность составляет около 90 м2. Общая площадь поверхности легочных капилляров также очень велика — около 80 м2.

Этим объясняются чрезвычайно высокие резервы компенсации при резекции легких: в эксперименте доказано, что можно вывести из действия 11/12 функционирующей легочной паренхимы и все же дыхание будет сохранено; имеется ряд сообщений о резекции единственного легкого у человека с хорошим результатом. Хотя конечной целью внешнего дыхания остается газообмен. Он обеспечивается рядом процессов, к которым относятся вентиляция, диффузия и перфузия (кровоток по легочным капиллярам Легочные объемы (емкости).

Различают четыре первичных объема, не перекрывающих друг друга, и четыре емкости, каждая из которых включает два или более первичных объема:

Дыхательное мертвое (вредное) пространство — объем дыхательных путей, не участвующий в газообмене.

Различают анатомическое мертвое пространство — объем дыхательных путей от носа и рта до альвеол, составляющее у взрослого человека в среднем 120— 200 см3, и физиологическое (функциональное) мертвое пространство, которое включает объем анатомического и два дополнительных объема: объем выдыхаемого газа, вентилирующего альвеолы, в которых нет перфузии, и объем выдыхаемого газа, избыточно (более чем требуется для артериали зации крови легочных капилляров) вентилирующего некоторые альвеолы.

У здоровых людей в покое и при умеренных нагрузках объемы анатомического и физиологического мертвого пространства практически совпадают. Легочная вентиляция определяется частотой и глубиной дыхания (дыхательным объемом). Средняя частота дыхания у взрослого здорового человека в условиях основного обмена составляет приблизительно 11 —14 в минуту . При равномерном дыхании он определяется по формуле: МОД = ДО х частоту дыхания. При неравномерном дыхании для определения МОД необходимо суммировать все дыхательные объемы за минуту. В легочном газообмене принимает участие не весь вентилируемый воздух, но лишь та его часть, которая достигает альвеол. Соответственно, для получения правильного представления об эффективности вентиляционных процессов необходимо знать не только величину МОД, но и альвеолярной вентиляции. Последняя определяется путем вычитания из ДО объема дыхательного мертвого пространства и умножения на частоту дыхания. Очевидно, что при одинаковом МОД альвеолярная вентиляция будет выше, если дыхание глубже и реже. При частом поверхностном дыхании величина альвеолярной вентиляции уменьшается, а если ДО равен объему анатомического мертвого пространства, альвеолярная вентиляция должна равняться нулю.

Функция внешнего дыхания имеет целью поглощение кислорода и выделение углекислоты, то есть газообмен между наружным воздухом и кровью, практически осуществляющийся на этапе альвеолярный воздух — кровь легочных капилляров. Кроме поглощения кислорода, в легких существует еще потребление кислорода, то есть тканевый газообмен, или фактическое использование кислорода тканями организма. Считается, что в физиологических условиях поглощение кислорода соответствует его потреблению, иначе говоря, потребность регулирует поглощение . Однако, ограничивая себя проблемой изучения внешнего дыхания, в дальнейшем мы будем говорить только о поглощении кислорода. Поглощение кислорода, измеряемое в миллилитрах в минуту, может считаться основным показателем легочного газообмена.
Выделение (элиминация) углекислоты представляет большую трудность в определении и имеет меньшее значение в выявлении функциональных нарушений внешнего дыхания, так как в силу значительно более высокой диффузионной способности углекислоты нарушение ее выделения возникает значительно позже, чем поглощения кислорода.

Для всесторонней оценки реакции внешнего дыхания на физическую нагрузку рационально сочетание спирографии и оксигемографии. В заключение данной статьи следует подчеркнуть, что спирография заслуженно признается наиболее совершенным методом исследования внешнего дыхания в практической работе.

Исследование внешнего дыхания должно войти в повседневную практику лечебных учреждений, занимающихся легочной патологией, причем рядом с анатомическим диагнозом должен стоять функциональный.
Исследование внешнего дыхания методом спирографии на отечественных аппаратах типа СГ-1, СГ-2М с помощью спирометаболографа, спирографов типа Элема, Хирана и других позволяет получить необходимую диагностическую информацию путем несложной процедуры, продолжающейся 5—10 минут, совершенно безопасной и не отягощающей обследование. Противопоказаний к спирографии нет. Спирограмма может быть записана и рассчитана в абсолютных цифрах и в процентах от должных величин лаборанткой, и лишь толкование ее дается врачом, занимающимся функциональной диагностикой (подобно электрокардиограмме).
Естественно, что спирография не может удовлетворить все потребности функциональной диагностики внешнего дыхания и в большинстве случаев ее приходится дополнять различными функциональными пробами или другими методами исследования.
Как на основании данных обзорной рентгеноскопии и рентгенографии в сочетании с клиническими данными ставятся показания к дополнительным рентгенологическим методам исследования (томография, бронхография, пневмомедиастинография и т. п.), так и на основании данных стандартной спирограммы и сведений, полученных при клинико-рентгенологическом исследовании, определяются показания к дополнительным функциональным исследованиям: пробе Тиффно, пробам с дозированными физическими нагрузками, бронхоспирометрии, определению газов крови и др. Это и определяет минимальный уровень функциональной диагностики.

Дыхание насекомых | справочник Пестициды.ru

Процесс дыхания у наземных насекомых

Насекомые с открытой трахейной системой, дышащие атмосферным воздухом, получают кислород через дыхальца, проводящие воздух в трахеи, а оттуда – в клетки. Внутрь клеток молекулы О2 проникают путем диффузии из самых тонких трахей – трахеол.[5]

поступление воздуха в дыхальца происходит все время, как и избавление от углекислого газа. В таком постоянном режиме дыхание осуществляется у примитивных насекомых и малоактивных видов, обитающих в условиях высокой влажности.[5]. У видов, перешедших к обитанию в засушливых биотопах, механизм дыхания несколько усложнен. У активных насекомых с повышенной потребностью в кислороде появляются дыхательные движения, которые нагнетают воздух в трахейную систему и изгоняют его оттуда. Эти движения заключаются в напряжении и расслаблении мышц брюшка, обеспечивающих изменения его объема, что приводит к вентилированию трахей и воздушных мешков. Видео демонстрирует процесс дыхания у богомола

Видео демонстрирует процесс дыхания у богомола


Работа замыкательных аппаратов дыхалец снижает потери воды в процессе дыхания.[5](видео)

Во время дыхательных движений стерниты и тергиты брюшка отдаляются друг от друга и сближаются, а у перепончатокрылых они также делают телескопические движения, то есть, кольца брюшка втягиваются друг в друга во время «выдохов» и расправляются при «вдохах». При этом, активным дыхательным движением, которое вызывается сокращением мышц, является именно «выдох», а не «вдох», в отличие от человека и животных, у которых все наоборот.[4]

Ритм дыхательных движений может быть различным и зависит от множества факторов, например, от температуры: у кобылки Melanoplus при 27 градусах осуществляется 25,6 дыхательных движений в минуту, а при 9 градусах их всего 9. Перед полетом многие усиливают свое дыхание, а во время него вдохи и выдохи часто приостанавливаются.[4] У медоносной пчелы в состоянии покоя наблюдается 40 дыхательных движений, а при работе – 120.[1]

Некоторые исследователи пишут, что, несмотря на наличие дыхательных движений, у насекомых отсутствуют типичные вдохи и выдохи. С этим можно согласиться, учитывая особенности ряда таксонов. Так, у саранчи воздух входит в тело через передние пары дыхалец и выходит через задние, что создает отличия от «обычного» дыхания. Кстати, у этого же насекомого при повышенном содержании углекислоты воздух в трахейной системе может начать перемещаться в обратном направлении: втягиваться через брюшные дыхальца и выходить через грудные.[4]

«Крыски»

«Крыски»


Использовано изображение:[8]

Как дышат водные насекомые

У насекомых, обитающих в воде, дыхание осуществляется двумя способами. Это зависит от того, какое строение имеет их трахейная система.

Многие из водных организмов имеют закрытую трахейную систему, в которой не функционируют дыхальца. Она замкнута, и в ней нет «выходов» наружу. Дыхание осуществляется при помощи жабр – выростов тела, в которые входят и обильно разветвляются трахеи. Тонкие трахеолы настолько близко подходят к поверхности жабр, что через них начинает диффундировать кислород. Это и позволяет некоторым насекомым, обитающим в воде (личинки и нимфы ручейников, веснянок, поденок, стрекоз) осуществлять газообмен. При переходе их к наземному существованию (превращении в имаго) жабры редуцируются, а трахейная система из закрытой превращается в открытую.[5]

В других случаях дыхание водных насекомых осуществляется атмосферным воздухом. У таких насекомых имеется открытая трахейная система. Они набирают воздух через дыхальца, всплывая к поверхности, а затем опускаются под воду до тех пор, пока его не израсходуют.[5] В связи с этим, у них имеются две особенности строения:

  • во-первых, развитые воздушные мешки, в которых могут храниться большие порции воздуха,
  • во-вторых, развитый замыкательный механизм дыхалец, который не пропускает воду внутрь трахейной системы.[4]

Возможны и другие особенности. Например, у личинки жука-плавунца дыхальца находятся на заднем конце тела. Когда ей необходимо «сделать вдох», она подплывает к поверхности, принимает вертикальное положение «вниз головой» и выставляет наружу часть, где расположены стигмы.[4]

У личинки обыкновенного комара от соединенных вместе 8 и 9 сегментов брюшка вверх и назад отходит дыхательная трубка, на конце которой открываются главные трахейные стволы. Когда трубка выставляется над водой, через просветы стволов насекомое получает воздух. Почти такая же, но сильнее выраженная трубка имеется у личинок Eristalis. Данное образование выражено у них настолько сильно, что за его наличие и серый цвет самого насекомого таких личинок называют «крысками». В зависимости от пребывания на большей или меньшей глубине, хвост «крыски» может менять свою длину.[4](фото)

Интересно дыхание взрослых плавунцов. У них имеются развитые надкрылья, с боковых сторон подгибающиеся в направлении вниз и внутрь, к телу. В результате при всплывании к поверхности при сложенных надкрыльях жук захватывает пузырек воздуха, который попадает в подэлитральное пространство. Туда же открываются дыхальца. Таким образом плавунец и возобновляет запасы кислорода. Плавунец рода Dyliscusмежду всплываниями может находиться под водой 8 минут, Hyphidrus около 14 минут, Hydroporus– до получаса. После первых заморозков подо льдом жуки также сохраняют свою жизнеспособность. Они находят воздушные пузырьки под водой и проплывают над ними так, чтобы «забрать» их под надкрылья.[4]

У водолюба запасание воздуха происходит между волосками, расположенными на брюшной части тела. Они не смачиваются, поэтому между ними формируется запас воздуха. Когда насекомое плывет под водой, его вентральная часть выглядит серебристой из-за воздушной «подушки».[4]

У водных насекомых, дышащих атмосферным воздухом, те небольшие запасы кислорода, которые они захватывают с поверхности, должны очень быстро расходоваться, но этого не происходит. Почему? Дело в том, что из воды в воздушные пузырьки диффундирует кислород, и из них же в воду частично уходит углекислый газ. Таким образом, забирая под воду воздух, насекомое получает запас кислорода, который какое-то время сам собой пополняется. Процесс сильно зависит от температуры. Например, клоп Pleaможет жить в кипяченой воде 5-6 часов при теплой температуре и 3 дня при холодной.[4]

Коллемболы

Коллемболы


Личинки коллембол дышат кожей

Использовано изображение:[6]

Дыхание у внутренних паразитов

Многие паразиты имеют настолько примитивное строение, что у них нет трахейной системы. Отсутствуют трахеи и у некоторого количества не паразитических видов, например, у представителей Protura (Acerentomidae) и Collembola (кроме Sminthurus) (фото). Как правило, отсутствием трахей отличаются личинки этих организмов, но, например, водный наездник Anagrusимеет трахейную систему, которая на протяжении всей жизни заполнена у него жидкостью и не функционирует.[4]

Во всех перечисленных случаях имеет место кожное дыхание. Насекомые дышат всей поверхностью тела (первые возраста личинок наездников и паразитических мух) или при помощи особых образований. Так, у личинок мух Apanteles газообмен наиболее интенсивно протекает вблизи образования, называемого хвостовым пузырем, а у личинки желудочного овода лошади, которая живет в стенке желудка лошадей, есть красный орган, который, предположительно, тоже участвует в дыхании.[4]

Личинка комара Tendipes

Личинка комара Tendipes


Использовано изображение:[7]

Газообмен насекомых

Вне зависимости от способа попадания кислорода в трахеи, биохимически дыхание в любом случае представляет собой окислительный процесс потребления кислорода. После проникновения в организм кислород окисляет при помощи ферментов-оксидаз молекулы белков, жиров и углеводов, потребленных насекомым с пищей. Это сопровождается выделением энергии и образованием метаболитов: углекислого газа, воды, аммиака. Выделенная энергия расходуется организмом на его нужды. При дыхании у насекомых соотношение между объемами поглощенного О2 и выделенного углекислого газа не постоянно.[1]

После попадания в организм кислород не только идет к тканям, но и частично растворяется в гемолимфе. Если в ней есть гемоглобин (дыхательный пигмент), то О2 связывается с ним и может транспортироваться к клеткам (пример – личинки комаров рода Tendipes) (фото). Однако механизм тканевого дыхания с переносом кислорода через кровь играет у насекомых вторичную роль и может наблюдаться лишь в условиях недостатка кислорода в окружающей среде.[3]

Углекислый газ выделяется наружу не только при помощи дыхалец, но и также растворяясь в гемолимфе или диффундируя через кожу.[3]

Хозяйственное значение дыхания

Некоторые дыхательные яды (фумиганты) обладают способностью блокировать дыхательные ферменты (например, фосфористый водород). Однако, если подействовать этими ядами на насекомых, находящихся в диапаузе, смертельная доза токсинов может не привести к их гибели. Это вызвано тем, что во время диапаузы интенсивность газообмена падает в несколько раз.[3]

Для преодоления этой проблемы используют несколько приемов:

  • Фумигация в вакуумной камере: отсутствие килорода увеличивает интенсивность дыхания в несколько раз, заставляея тем самым насекомое вдыхать «читсый» фумигант.
  • Увеличение сроков экспозиции.
  • Увеличение концентрации фумиганта.

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

2.

Догель В.А. Зоология беспозвоночных. /Под ред. проф. Полянского Ю. И. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.школа., 1981. – 606 с., ил.  

3.

Захваткин Ю.А., Курс общей энтомологии, Москва, «Колос», 2001 — 376 с.

4.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил.

Изображения (переработаны):

5.

Догель В.А. Зоология беспозвоночных. /Под ред. проф. Полянского Ю. И. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.школа., 1981. – 606 с., Иллюстрации из книги ©

6.7.8. Свернуть Список всех источников

Жесткое дыхание – хорошо это или плохо?

Наши пациенты часто обращаются с вопросом, который возникает у них в процессе общения с педиатром. Почему так часто говорят, что у нас жесткое дыхание и что нужно с этим делать? Может это нужно как-то лечить? Для того, чтобы окончательно внести ясность в этот вопрос, придется насколько можно просто объяснить, что выслушивает врач, вооружившись фонендоскопом.

Органы дыхания создают в процессе вдоха и выдоха определенные дыхательные шумы. Шумы эти несколько отличаются у взрослых и детей.  Но общая тенденция такова: в норме хорошо слышен вдох и почти не слышен выдох. В этом нет ничего удивительного, ведь вдох — процесс активный, а выдох не требует никакого напряжения и происходит сам по себе, пассивно.

Воспалительные процессы, затрагивающие воздухоносные пути, особенно бронхи, практически всегда изменяют громкость выдоха — он становится таким же слышным, как и вдох. Такое дыхание, при котором громкость вдоха и выдоха одинакова, называется жестким. Вместе с жестким дыханием могут прослушиваться и хрипы и это —  разгар заболевания, когда нужно серьезно лечиться и строго соблюдать назначенное лечение.

То есть, жесткое дыхание врач может услышать при воспалении слизистой оболочки бронхов (при бронхите), а также и при затянувшемся выздоровлении,  когда на поверхности бронхов имеется сухая слизь: эта слизь делает внутреннюю поверхность неровной, поэтому дыхательный шум возникает и при вдохе, и при выдохе. Если бы слизи было много, если бы она накапливалась в просвете бронхов, тогда врач обязательно услышала бы хрипы. Хрипов нет — слизи не много, «чувствует себя неплохо» — серьезное воспаление в бронхах крайне маловероятно. Скорее всего, и остаточный кашель, и жесткое дыхание — остаточные проявления перенесенной ОРВИ, обусловленные наличием засохшей слизи на поверхности бронхов. Это неопасно, это лечит время и свежий воздух. Гуляйте побольше, увлажняйте и проветривайте детскую комнату, не нервничайте и не выпрашивайте у врача лишних, а точнее ненужных, лекарств.

Бигазиева З.К. – заведующая приемным  отделением

Функции, факты, органы и анатомия

Обзор

Что такое дыхательная система?

Дыхательная система — это сеть органов и тканей, которые помогают вам дышать. Он включает ваши дыхательные пути, легкие и кровеносные сосуды. Мышцы, питающие ваши легкие, также являются частью дыхательной системы. Эти части работают вместе, перемещая кислород по всему телу и очищая отработанные газы, такие как углекислый газ.

Функция

Что делает дыхательная система?

Дыхательная система выполняет множество функций.Помимо помощи в вдохе (вдохе) и выдохе (выдохе), он:

  • Позволяет говорить и нюхать.
  • Согревает воздух до температуры вашего тела и увлажняет его до уровня влажности, необходимой вашему телу.
  • Доставляет кислород клеткам вашего тела.
  • Удаляет отработанные газы, включая углекислый газ, из организма при выдохе.
  • Защищает дыхательные пути от вредных веществ и раздражителей.

Анатомия

Какие части дыхательной системы?

Дыхательная система состоит из множества различных частей, которые работают вместе, чтобы помочь вам дышать.Каждая группа частей состоит из множества отдельных компонентов.

Дыхательные пути доставляют воздух в легкие. Ваши дыхательные пути — сложная система, в которую входят:

  • Рот и нос: Отверстия, через которые воздух извне попадает в дыхательную систему.
  • Пазухи: Полые области между костями в голове, которые помогают регулировать температуру и влажность вдыхаемого воздуха.
  • Глотка (горло): Трубка, по которой воздух доставляется изо рта и носа в трахею (дыхательное горло).
  • Трахея: Канал, соединяющий горло и легкие.
  • Бронхиальные трубки: Трубки в нижней части дыхательного горла, которые соединяются с каждым легким.
  • Легкие: Два органа, которые удаляют кислород из воздуха и передают его в кровь.

Из легких кровь доставляет кислород ко всем вашим органам и другим тканям.

Мышцы и кости помогают перемещать вдыхаемый воздух в легкие и выходить из них. Некоторые из костей и мышц дыхательной системы включают:

  • Диафрагма: Мышца, которая помогает легким втягивать воздух и выталкивать его.
  • Ребра: Кости, которые окружают и защищают ваши легкие и сердце.

Когда вы выдыхаете, ваша кровь выносит углекислый газ и другие отходы из организма. Другие компоненты, которые работают с легкими и кровеносными сосудами, включают:

  • Альвеолы: Крошечные воздушные мешочки в легких, где происходит обмен кислорода и углекислого газа.
  • Bronchioles: Небольшие ветви бронхов, ведущих к альвеолам.
  • Капилляры: Кровеносные сосуды в стенках альвеол, по которым перемещаются кислород и углекислый газ.
  • Доли легкого: Разделы легких — три доли правого легкого и две доли левого легкого.
  • Плевра: Тонкие мешочки, окружающие каждую долю легкого и отделяющие легкие от грудной стенки.

Некоторые из других компонентов вашей дыхательной системы включают:

  • Реснички: Крошечные волоски, которые движутся волнообразным движением, отфильтровывая пыль и другие раздражители из ваших дыхательных путей.
  • Надгортанник: Тканевый лоскут на входе в трахею, который закрывается при глотании, чтобы не допустить попадания пищи и жидкости в дыхательные пути.
  • Гортань (голосовой ящик): Полый орган, позволяющий говорить и издавать звуки, когда воздух входит и выходит.

Состояния и расстройства

Какие условия влияют на дыхательную систему?

Многие состояния могут влиять на органы и ткани, составляющие дыхательную систему. Некоторые развиваются из-за раздражителей, которые вы вдыхаете из воздуха, включая вирусы или бактерии, вызывающие инфекцию.Другие возникают в результате болезни или старения.

Состояния, которые могут вызвать воспаление (отек, раздражение и боль) или иным образом повлиять на дыхательную систему, включают:

  • Аллергия: Вдыхание белков, таких как пыль, плесень и пыльца, может вызвать респираторную аллергию у некоторых людей. Эти белки могут вызывать воспаление дыхательных путей.
  • Asthma: Хроническое (длительное) заболевание, астма вызывает воспаление дыхательных путей, которое может затруднить дыхание.
  • Инфекция: Инфекции могут вызвать пневмонию (воспаление легких) или бронхит (воспаление бронхов). Общие респираторные инфекции включают грипп (грипп) или простуду.
  • Болезнь: Респираторные заболевания включают рак легких и хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Эти заболевания могут нарушить способность дыхательной системы доставлять кислород по всему телу и отфильтровывать отходящие газы.
  • Старение: Объем легких уменьшается с возрастом.
  • Повреждение: Повреждение дыхательной системы может вызвать проблемы с дыханием.

Забота

Как сохранить здоровье дыхательной системы?

Способность выводить слизь из легких и дыхательных путей важна для здоровья дыхательных путей.

Для поддержания здоровья дыхательной системы вам необходимо:

  • Избегайте загрязнителей, которые могут повредить дыхательные пути, включая пассивное курение, химические вещества и радон (радиоактивный газ, который может вызвать рак).Наденьте маску, если вы по какой-либо причине подверглись воздействию паров, пыли или других загрязняющих веществ.
  • Не курите.
  • Соблюдайте здоровую диету с большим количеством фруктов и овощей и пейте воду, чтобы избежать обезвоживания
  • Регулярно выполняйте физические упражнения, чтобы поддерживать здоровье легких.
  • Профилактика инфекций, часто мыть руки и ежегодно делая прививку от гриппа.

Когда мне следует позвонить поставщику медицинских услуг по поводу проблемы с дыхательной системой?

Обратитесь к своему врачу, если у вас проблемы с дыханием или боли.Ваш врач будет прослушивать вашу грудную клетку, легкие и сердцебиение и искать признаки респираторной проблемы, такой как инфекция. Чтобы убедиться, что ваша дыхательная система работает должным образом, ваш лечащий врач может использовать тесты визуализации, такие как компьютерная томография или МРТ. Эти тесты позволяют вашему врачу увидеть отек или закупорку в легких и других частях дыхательной системы. Ваш врач может также порекомендовать функциональные тесты легких, в том числе спирометрию. Спирометр — это устройство, которое может определить, сколько воздуха вы вдыхаете и выдыхаете.Обращайтесь к врачу для регулярных осмотров, чтобы предотвратить серьезные респираторные заболевания и заболевания легких. Ранняя диагностика этих проблем может помочь предотвратить их серьезное развитие.

Легкие и дыхательная система (для подростков)

Что такое легкие и дыхательная система?

Легкие и дыхательная система позволяют нам дышать. Они приносят кислород в наши тела (так называемый вдох или вдох) и выводят углекислый газ наружу (так называемый выдох или выдох).

Этот обмен кислорода и углекислого газа называется дыханием.

Какие части дыхательной системы?

Дыхательная система включает нос, рот, горло, голосовой ящик, дыхательное горло и легкие.

Воздух попадает в дыхательную систему через нос или рот. Если он попадает в ноздри (также называемые ноздрями), воздух нагревается и увлажняется. Крошечные волоски, называемые ресничками (произносится: SIL-ee-uh), защищают носовые проходы и другие части дыхательных путей, отфильтровывая пыль и другие частицы, попадающие в нос через вдыхаемый воздух.

Два отверстия дыхательных путей (носовая полость и рот) встречаются в глотке (произносится: FAR-inks) или горле, в задней части носа и рта. Глотка является частью пищеварительной системы, а также дыхательной системы, потому что она несет как пищу, так и воздух.

В нижней части глотки этот путь разделяется на две части: один для приема пищи — пищевод (произносится: ih-SAH-fuh-gus), который ведет к желудку, а другой — для воздуха. Надгортанник (произносится: э-пих-GLAH-тус), небольшой лоскут ткани, закрывает проход только для воздуха, когда мы глотаем, предотвращая попадание пищи и жидкости в легкие.

Гортань, или голосовой ящик, представляет собой верхнюю часть трубы, предназначенной только для воздуха. Эта короткая трубка содержит пару голосовых связок, которые издают звуки.

Трахея, или дыхательное горло, является продолжением дыхательных путей ниже гортани. Стенки трахеи (произносится: TRAY-kee-uh) укреплены жесткими кольцами

. хрящ, чтобы держать его открытым. Трахея также выстлана ресничками, которые удаляют жидкости и инородные частицы из дыхательных путей, чтобы они не попадали в легкие.

На нижнем конце трахея делится на левую и правую воздушные трубки, называемые бронхами (произносится: BRAHN-kye), которые соединяются с легкими. В легких бронхи разветвляются на более мелкие бронхи и еще более мелкие трубки, называемые бронхиолами (произносится: BRAHN-kee-olz). Бронхиолы заканчиваются в крошечных воздушных мешочках, называемых альвеолами, где на самом деле происходит обмен кислорода и углекислого газа. У каждого человека в легких сотни миллионов альвеол. Эта сеть альвеол, бронхиол и бронхов известна как бронхиальное дерево.

Легкие также содержат эластичные ткани, которые позволяют им надуваться и спускаться без потери формы. Они покрыты тонкой оболочкой, называемой плеврой (произносится: PLUR-э-э).

Грудная полость или грудная клетка (произносится: THOR-aks) — это воздухонепроницаемая коробка, в которой находится бронхиальное дерево, легкие, сердце и другие структуры. Верхняя и боковые части грудной клетки образованы ребрами и прикрепленными к ней мышцами, а нижняя — большой мышцей, называемой диафрагмой (произносится: ДИ-э-фрам).Стенки грудной клетки образуют защитную клетку вокруг легких и другого содержимого грудной полости.

Как работают легкие и дыхательная система?

Клеткам нашего тела нужен кислород, чтобы оставаться в живых. Углекислый газ вырабатывается в нашем организме, поскольку клетки выполняют свою работу.

Легкие и дыхательная система позволяют кислороду из воздуха поступать в организм, а также позволяют организму избавляться от углекислого газа, содержащегося в выдыхаемом воздухе.

Когда вы вдыхаете, диафрагма движется вниз к животу, а мышцы ребер тянут ребра вверх и наружу.Это увеличивает грудную полость и втягивает воздух через нос или рот в легкие.

На выдохе диафрагма движется вверх и мышцы грудной стенки расслабляются, в результате чего грудная полость сужается и выталкивает воздух из дыхательной системы через нос или рот.

Каждые несколько секунд при каждом вдохе воздух наполняет большую часть миллионов альвеол. В процессе, называемом диффузией, кислород перемещается из альвеол в кровь через капилляры (крошечные кровеносные сосуды), выстилающие альвеолярные стенки.Попадая в кровоток,

забирает кислород. гемоглобин в красных кровяных тельцах. Эта богатая кислородом кровь затем возвращается к сердцу, которое перекачивает ее по артериям к кислородно-голодным тканям по всему телу.

В крошечных капиллярах тканей тела кислород освобождается от гемоглобина и перемещается в клетки. Углекислый газ, производимый клетками во время их работы, перемещается из клеток в капилляры, где большая часть его растворяется в плазме крови.Кровь, богатая углекислым газом, затем возвращается к сердцу по венам. Из сердца эта кровь перекачивается в легкие, где углекислый газ переходит в альвеолы ​​для выдоха.

16.3: Дыхание — Биология LibreTexts

Характеристика: Миф против реальности

Утопление определяется как нарушение дыхания в результате пребывания в жидкости или под ней. Далее он классифицируется в зависимости от его исхода на смерть, текущие проблемы со здоровьем или отсутствие текущих проблем со здоровьем (полное выздоровление).В Соединенных Штатах случайное утопление является второй по значимости причиной смерти (после дорожно-транспортных происшествий) среди детей в возрасте 12 лет и младше. Есть несколько потенциально опасных мифов об утоплении. Знание того, что они из себя представляют, может спасти вам жизнь или жизнь близкого человека, особенно ребенка.

Миф: Люди тонут, когда набирают воду в легкие.

Реальность: Обычно на ранних стадиях утопления в легкие поступает очень мало воды.Небольшое количество воды, попадающее в трахею, вызывает мышечный спазм в гортани, который закупоривает дыхательные пути и препятствует прохождению воды в легкие. Этот спазм, вероятно, продлится до потери сознания.

Миф: Когда кто-то тонет, можно сказать, что он кричит о помощи и машет руками, чтобы привлечь внимание.

Реальность: Мышечный спазм, закрывающий дыхательные пути, препятствует прохождению воздуха, а также воды, поэтому тонущий человек не может кричать или звать на помощь.Кроме того, инстинктивные реакции, возникающие в последнюю минуту или около того перед тем, как тонущий человек погрузится в воду, могут быть похожи на спокойное и безопасное поведение. Голова, скорее всего, находится низко в воде, запрокинута назад с открытым ртом. У человека могут быть неконтролируемые движения рук и ног, но они вряд ли будут видны над водой.

Миф: Слишком поздно спасать человека, потерявшего сознание в воде.

Реальность: Человек без сознания, спасенный с дыхательными путями, все еще закрытыми от мышечного спазма гортани, имеет хорошие шансы на полное выздоровление, если он начнет получать сердечно-легочную реанимацию в течение нескольких минут.Без воды в легких СЛР намного эффективнее. Даже если остановка сердца произошла и сердце больше не бьется, есть шанс на выздоровление. Однако чем дольше мозг остается без кислорода, тем более вероятно, что клетки мозга умрут. Смерть мозга вероятна примерно через шесть минут без кислорода, за исключением исключительных обстоятельств, например, когда молодые люди тонут в очень холодной воде. Есть примеры, когда дети выживали, по всей видимости, без длительных болезненных последствий, в течение часа в холодной воде (см. Пример ниже).Поэтому спасатели, вытаскивающие ребенка из холодной воды, должны предпринимать попытки реанимации даже после длительного периода погружения в воду.

Миф: Если кто-то тонет, вам следует немедленно начать СЛР, даже до того, как вы попытаетесь вытащить человека из воды.

Реальность: Вытащить тонущего человека из воды — первоочередная задача, потому что в воде СЛР неэффективна. Цель должна заключаться в том, чтобы как можно быстрее вывести человека на устойчивую почву, а затем начать СЛР.

Миф: Вы вряд ли утонете, если не окажетесь в воде над головой.

Реальность: В зависимости от обстоятельств люди утонули всего в 30 мм (около 1 ½ дюйма) воды. Например, известно, что пьяные или находящиеся под воздействием наркотиков люди тонули в лужах. Сотни детей утонули в воде туалетов, ванн, раковин, душевых, ведер и ведер (см. Рисунок ниже).

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Никогда не оставляйте маленьких детей без присмотра возле источников воды, которые могут утонуть, включая воду в туалетах, ваннах и ведрах.

Как мы дышим — Больница Крейга

Роль дыхательной системы — вдыхать кислород и выдыхать углекислый газ. Это называется дыханием. Клетки тела используют кислород для выполнения функций, которые поддерживают нашу жизнь. Продукт отходов, создаваемый клетками после того, как они выполнили эти функции, — это углекислый газ. Дыхательная система помогает обеспечить голос. Это также способствует обонянию и вкусу.

Дыхательная система

Дыхательная система состоит из носа, рта, горла, трахеи (дыхательного горла) и легких.Диафрагма — это основная дыхательная мышца тела. Дополнительные дыхательные мышцы помогают диафрагме и состоят из:

  • Мышцы, окружающие ребра
  • Мышцы живота
  • Мышцы шеи и плеч
Как работают дыхательные мышцы

Когда диафрагма и вспомогательные мышцы сокращаются, ваша грудь расширяется, и втягивает воздуха в легкие; это вдыхание . По мере того, как ваши мышцы расслабляются, пространство внутри вашей груди становится меньше и подвергается большему давлению, и воздух выталкивается из легких; это выдох — похоже на выпуск воздуха из воздушного шара.

Как организм использует кислород

Клетки тела используют кислород для производства энергии. Кислород переносится гемоглобином на эритроцитах. Кровеносные сосуды в легких доставляют насыщенную кислородом кровь к сердцу. Затем сердце перекачало его в клетки тела. Отходом этого процесса является углекислый газ. Затем гемоглобин возвращает углекислый газ обратно в легкие, где он выдыхается.

Как большая высота влияет на кислород

Кислород составляет 21% газа в воздухе.На больших высотах воздух менее плотный, потому что там меньше атмосферное давление. Это означает, что молекулы кислорода расходятся дальше друг от друга. С каждым вдохом в легкие поступает меньше кислорода. Атмосферное давление также помогает продвигать кислород через мембрану клеток в легких. В Денвере высота составляет 5280 футов, и мы вдыхаем на 17% меньше кислорода, чем кто-либо на уровне моря. Мы вдыхаем на 50 процентов меньше кислорода на высоте 18 000 футов.

Наши тела приспосабливаются к большей высоте, производя больше красных кровяных телец.Для этого требуется от 21 до 28 дней. Количество кислорода, необходимого организму, варьируется. Это будет зависеть от уровня активности, возраста, веса и общего состояния здоровья человека. Больным или травмированным людям может потребоваться больше кислорода, чтобы помочь своему телу функционировать и выздороветь.

Как травма спинного мозга и травматическая травма головного мозга могут повлиять на легкие

Дыхательная недостаточность: Повреждения спинного мозга на уровне C3 или выше влияют на диафрагмального нерва. Диафрагмальный нерв управляет диафрагмой.Люди с такими травмами не смогут дышать самостоятельно, и им потребуется помощь аппарата ИВЛ.

Дыхательная недостаточность: Травмы спинного мозга на уровне Т6 и выше затронут вспомогательные дыхательные мышцы. У этих людей будут проблемы с глубоким вдохом. Это называется дыхательной недостаточностью. Дыхательная недостаточность возникает, когда организм слишком слаб, чтобы полностью расширить легкие. Эти люди могут быть не в состоянии доставить достаточно кислорода или избавиться от достаточного количества углекислого газа.

Брайан Травма: Травмы головного мозга также могут повлиять на части мозга, которые контролируют или регулируют дыхание.

Глотание: Травмы спинного или головного мозга, поражающие части тела, контролирующие глотание, могут лишить пациентов возможности защитить свои дыхательные пути.

Химия легких

Дыхательная система иногда может выйти из строя, если нервы, контролирующие дыхание, повреждены. Легкие могут реагировать слишком остро или не реагировать.Они могут выделять слишком много секретов, или дыхательные пути и кровеносные сосуды могут сужаться, когда им необходимо расширяться.

Слизь и кашель

Все мы производим слизь. Но слизь может стать проблемой, если вы не можете кашлять или у вас слабый кашель. Если кто-то не может удалить слизь из легких, она может инфицироваться и вызвать слипание тканей в легких. Это подвергает людей риску пневмонии.

Здоровье легких после травмы

Очень важно поддерживать здоровье легких.Респираторная инфекция — это причина номер один, по которой пациенты с травмами шейного отдела спинного мозга возвращаются в больницу после выписки из реабилитационного центра. Это также основная причина смерти после того, как этих людей отпускают домой.

Как оставаться здоровым
  1. Вымой руки # 1
  2. Встань с постели
  3. Часто поворачивайте
  4. Глубокое дыхание
  5. Выполните упражнения, если можете
  6. Весовые перестановки в инвалидной коляске
  7. Держитесь подальше от больных друзей и семьи, пока они не выздоровеют
  8. Чистое оборудование
  9. Пройдите дыхательные процедуры по расписанию
  10. Обратитесь к врачу, если вы почувствуете себя плохо или изменится слизь
  11. Положительный настрой

Скачать версию PDF

Исправлено: 1/2016


Артикул:

http: // gotlungs.ca / index.php / факты-здоровье / дети-как …

http://www.innerbody.com/anatomy/respiratory

BioMed Research InternationalVolume 2013 (2013), идентификатор статьи 168757

http://www.medterms.com/script/main/art.asp? Articl …

Исследования и практика в области интенсивной терапии, том 2012 (2012), ID статьи 207247, 8 страниц http://dx.doi.org/10.1155/2012/207247

http://anthro.palomar.edu/adapt/adapt_3.htm

Понимание дыхания и важность глубокого вдоха

Дыхание — это жизнь.Глубокий вдох не только полезен для дыхательной системы, но и помогает расслабиться.

Ваша дыхательная система усиленно работает, ежедневно регистрируя 20 000 вдохов. Но иногда возникают проблемы.

«Дыхательные мышцы работают каждую минуту, каждый день нашей жизни», — сказал доктор Джеймс Хойт, пульмонолог из клиники пульмонологии UCHealth — кампус Хармони в Форт-Коллинзе, который также принимает пациентов в клинике пульмонологии UCHealth в Стимбот-Спрингс. «Наши дыхательные мышцы не могут позволить себе роскошь терять форму.”

Ниже Хойт рассказывает об основах дыхания, а также об общих проблемах и способах их решения.

Как работает дыхание

Чтобы лучше понять вашу дыхательную систему, сначала изобразите дерево.

Доктор Джеймс Хойт, пульмонолог из пульмонологической клиники UCHealth — кампус Хармони в Форт-Коллинзе.

«Трахея, или трахея, похожа на ствол дерева», — сказал Хойт. «Оттуда дыхательные пути разделяются и разделяются, как ветви дерева. На конце ветки дерева — листья; Точно так же на концах бронхиол есть альвеолы, также известные как воздушные мешочки, в которых происходит газообмен.”

В воздушных мешочках свежий вдыхаемый кислород переходит в кровь, которая затем перекачивается через тело; воздушные мешочки также поглощают углекислый газ, который затем удаляется из тела при выдохе.

Диафрагма, тонкая мышца, разделяющая грудную и брюшную полости, сжимается и тянется вниз при вдохе, открывая грудную полость и позволяя легким расширяться. Чтобы выдохнуть, ваша диафрагма расслабляется и движется вверх, выталкивая воздух наружу.

Сделайте глубокий вдох

Хотя глубокое дыхание может показаться неестественным, практика дает различные преимущества.Глубокие вдохи более эффективны: они позволяют вашему телу полностью обменивать поступающий кислород с выходящим углекислым газом. Также было показано, что они замедляют сердцебиение, снижают или стабилизируют кровяное давление и снимают стресс.

Чтобы испытать глубокое дыхание, найдите удобное место, чтобы сесть или лечь. Дышите медленно и глубоко через нос, заставляя живот подниматься и расширяться. Выдохните полностью.

«Глубокое дыхание в течение минуты не улучшит емкость легких», — сказал Хойт.«Но глубокое дыхание — хороший способ уменьшить стресс и расслабиться».

Общие проблемы с дыханием

Одной из распространенных проблем, поражающих дыхательную систему, является астма, при которой дыхательные пути сужаются и выделяется лишняя слизь, что затрудняет прохождение воздуха через легкие.

«При астме воздуху из легких тяжелее выйти наружу», — сказал Хойт. «Если вы начнете быстро дышать, вы накопите больше воздуха в легких. Тогда вы не сможете сделать большой вдох.”

Лечение первой линии — это ингаляционные стероиды, уменьшающие воспаление бронхов. Затем может помочь бронходилататор длительного действия, открывающий бронхи.

Медленное и глубокое дыхание с помощью небулайзера — устройства, которое производит тонкую струю лекарства, которое вдыхается, помогает двумя способами: лекарство уменьшает воспаление, а глубокое дыхание удаляет лишний воздух. «Лекарства помогают, но не менее важно медленное и глубокое дыхание», — сказал Хойт.

Пациенты с ХОБЛ или хронической обструктивной болезнью легких обычно имеют две проблемы: хронический бронхит, который вызывает воспаление дыхательных путей и приводит к хрипу, чрезмерному кашлю и выделению мокроты; и эмфизема, при которой «листья» или альвеолы ​​легких повреждены, что затрудняет передачу достаточного количества кислорода организму.

В лечении используются бронходилататоры, ингаляционные стероиды и другие препараты. Может потребоваться кислородная терапия. Около 95 процентов случаев ХОБЛ связаны с курением.

Наконец, при легочном фиброзе альвеолы ​​покрываются рубцами. В большинстве случаев врачи не знают, что вызывает рубцевание. «Лечение было разочаровывающим, поскольку нет ничего, что могло бы обратить вспять фиброз», — сказал Хойт. «Но несколько новых лекарств могут замедлить развитие рубцов».

Чтобы лучше заботиться о своих легких, избегайте курения, ведите здоровый образ жизни и лечите возникающие заболевания.

«Работайте со своим врачом, чтобы решить любые проблемы, которые у вас есть по поводу дыхания», — сказал Хойт. «В конце концов, дыхание имеет решающее значение для жизни».

Эта статья впервые появилась в Steamboat Pilot & Today 27 августа 2018 г.

Как мы дышим? — Scientific American

Ключевые понятия
Биология
Кузов
Легкие
Физика
Давление воздуха

Введение
Мы дышим много — примерно 10 раз в минуту! Вы когда-нибудь задумывались, как процесс дыхания протекает так гладко? Наши легкие позволяют нам вдыхать кислород, в котором нуждается наш организм, но они делают гораздо больше.Они также позволяют избавиться от углекислого газа, продукта жизнедеятельности, образующегося в организме, и играют жизненно важную роль в пении, крике и даже хихиканье. В этом упражнении вы создадите модель легкого и с легкостью узнаете, как воздух входит в легкие и выходит из них.

Фон
Все клетки нашего тела нуждаются в кислороде для эффективного производства энергии. Однако когда клетки вырабатывают энергию, они производят углекислый газ. Мы получаем кислород, вдыхая свежий воздух, и удаляем углекислый газ из организма, выдыхая застоявшийся воздух.Но как работает дыхательный механизм?

Воздух поступает через рот или нос. Затем воздух проходит по дыхательному горлу, которое сначала разделяется на два бронха: по одному на каждое легкое. Затем бронхи разделяются на все меньшие и меньшие трубки, на концах которых есть крошечные воздушные мешочки, называемые альвеолами. В наших легких миллионы альвеол! У этих мешочков тонкие стенки — настолько тонкие, что кислород и углекислый газ могут проходить через них и попадать в нашу кровь или выходить из нее. Кровь переносит кислород почти во все части тела.Кровь также возвращает углекислый газ в легкие.

Легкие занимают большую часть места в груди. 12 пар ребер в грудной клетке защищают легкие и другие органы грудной полости, например сердце.

Расслабленное дыхание — это рефлекс; нам не нужно думать, чтобы дышать. Во время этого невынужденного вдоха наша диафрагма — куполообразная мышца между грудной клеткой и брюшной полостью — уплощается. Это расширяет грудную клетку и в результате втягивается воздух.Во время выдоха диафрагма расслабляется, легкие естественным образом отскакивают, и воздух мягко выталкивается наружу.

Мы также можем дышать с большей силой. Когда мы тренируемся, громко поем или когда нам нужно больше воздуха или кислорода, мы можем приложить силу, чтобы дышать глубже. Мы используем различные мышцы для более резкого увеличения объема груди. Так же, как при расслабленном дыхании, расширение грудной клетки втягивает воздух, так что легкие наполняются. Расслабление грудной клетки выталкивает воздух наружу. Мышцы также могут заставить грудную клетку сокращаться еще больше, выталкивая еще больше воздуха.Поскольку расширения и сокращения в этом случае больше, больший объем воздуха поступает в наши легкие и выходит из них, и наше тело получает больший запас кислорода или у нас больше воздуха для создания звука.

Материалы

  • Одноразовая пустая прозрачная бутылка (10–16 жидких унций) из твердого пластика (например, бутылка для спортивных напитков)
  • Линейка
  • Два шара (хорошо подойдут 8-дюймовые шары)
  • Универсальный нож (обратитесь за помощью к взрослым и будьте осторожны при использовании ножа)
  • Помощник для взрослых
  • Ножницы
  • Соломинка для питья (опция)
  • Пластилин (по желанию)
  • Лента (опция)
  • Дополнительный баллон (опция)


Подготовка

  • Попросите взрослого разрезать пластиковую бутылку.Отрежьте дно бутылки так, чтобы когда воздушный шарик висел внутри бутылки из носика, под воздушным шариком оставалось от 1/3 до 3/4 дюйма пустого пространства.
  • Поместите разрезанную бутылку в широкое отверстие. Опустите баллон в бутылку, пока не будет выступать только часть горлышка баллона. Загните горлышко воздушного шара поверх бутылки. Воздушный шар представляет собой легкое.
  • Переверните бутылку (удерживая баллон внутри) так, чтобы верхняя часть бутылки лежала на столе.На следующих шагах вы создадите и добавите диафрагму к своей модели.
  • Завяжите узел на шее второго шарика. На противоположной стороне этого шарика отрежьте около трети шарика, так что у вас останется широкое отверстие.
  • Растяните широкое отверстие разрезанного баллона над широким отверстием бутылки. Вытяните края воздушного шара достаточно далеко вверх по бутылке, чтобы поверхность воздушного шара слегка растянулась. Убедитесь, что узелок находится снаружи и находится около середины горлышка бутылки.
  • Как надутый воздушный шар, наши легкие наполнены воздухом. У нас есть два легких, которые заключены в грудную клетку и защищены 24 ребрами. Когда вы вдыхаете, воздух попадает в легкие. Когда вы выдыхаете, воздух выходит из легких. Воздушный шар внутри бутылки похож на одно из ваших легких. Бутылка похожа на грудную клетку.


Порядок действий

  • Держите бутылку так, чтобы вы могли видеть воздушный шарик внутри (представляющий легкие). Осторожно потяните за узел. Что происходит с воздушным шариком внутри бутылки ?
  • Дайте узлу вернуться в нейтральное положение, а затем осторожно надавите на него. Что теперь происходит с воздушным шариком внутри бутылки?
  • Повторите эти шаги несколько раз. Это похоже на дыхание? Почему?
  • Какая часть напоминает вдох, а какая — выдох?
  • Если ваша модель работает хорошо, воздух будет устремляться в воздушный шар, когда вы потянете узел наружу, и вытечь, когда вы толкаете узел внутрь .Как вы думаете, почему это происходит?
  • Когда мы дышим расслабленно, наша диафрагма — мышца, отделяющая грудную полость от брюшной полости — движется, расширяя и сокращая грудную полость. Чем это похоже на то, что вы делаете с вашей моделью?
  • Потяните и потяните узел еще несколько раз. Используя модель, вы можете определить, какое движение диафрагмы создает вдох, а какое — выдох?
  • Пощупайте ребра и глубоко вдохните, затем выдохните. Вы чувствуете, как ваша грудная клетка расширяется и опускается назад?
  • Центр нашей диафрагмы перемещается больше, когда мы делаем глубокий вдох: до четырех дюймов! В модели, которую вы сделали, грудная клетка (пластиковая бутылка) зафиксирована, но вы можете сдвинуть «диафрагму» дальше, потянув узел дальше и вдавив его сильнее. Попробуйте сами. Как это изменит объем воздуха, который втекает в баллон легкого и выходит из него?
  • Extra : Добавьте дыхательное горло к вашей модели. Для этого выньте воздушный шарик из бутылки и наденьте его горлышко на соломинку; прикрепите баллон к соломке скотчем.Повесьте воздушный шарик и короткую часть соломинки на горлышко бутылки и используйте глину, чтобы удерживать его на месте. Убедитесь, что глина герметично закрывает соломинку и горлышко бутылки. Второй баллон, закрывающий дно бутылки, менять не нужно. Вы видите, какая часть моделирует дыхательное горло?
  • Extra : Кашель — это тело, с силой выталкивающее воздух, чтобы избавиться от чего-то, что вызвало раздражение. Во время кашля вы вдыхаете относительно глубоко, но вместо того, чтобы воздух выходить наружу, когда грудная полость сжимается, ваше горло закрывается, и в легких накапливается воздух.Когда горло открывается, грудная клетка сжимается еще больше, и воздух с силой выходит наружу. Можете ли вы имитировать кашель с помощью своей модели?
  • Extra : Найдите способ создать модель, включающую дыхательное горло, которое разделяется на два бронха, к каждому из которых прикреплено легкое. Модель с дыхательным горлом и одним легким — хорошее начало. Как добавить второе легкое? Можете ли вы найти причину, почему для нас полезно иметь два легких?

Наблюдения и результаты
Когда вы затянули узел, пространство внутри бутылки увеличилось, и ваш воздушный шар, вероятно, заполнился воздухом.Точно так же, когда диафрагма в нашем теле отодвигается, грудная полость увеличивается, и воздух поступает в наши легкие, и мы вдыхаем.

Когда вы затолкали узел, пространство внутри бутылки уменьшилось, и воздушный шар, вероятно, сдулся. Точно так же, когда диафрагма расслабляется, грудная полость уменьшается, воздух выталкивается из легких, и мы выдыхаем.

Когда вы потянули и затянули узел дальше, воздушный шар надувается и сдувается еще больше. Это отражает то, что происходит, когда больший объем воздуха вытесняется при более глубоком дыхании.

Эта динамика работает из-за давления воздуха, мера того, насколько сильно воздух прижимается к объектам. Давление воздуха увеличивается, когда вы уменьшаете пространство, которое есть в воздухе, и уменьшается, когда вы освобождаете воздух. Закройте непрочную пустую пластиковую бутылку и попробуйте сжать ее. Это трудно! Воздух внутри отталкивается. Откройте бутылку и попробуйте снова сжать бутылку. Это намного проще. Воздух отжимается с гораздо меньшей силой. Если что-то не блокирует движение, воздух будет перемещаться из областей с высоким давлением в области с более низким давлением, и именно это происходит, когда воздух врывается в легкие или из них.Когда грудная полость расширяется, вокруг легких появляется больше места. В этом состоянии легкие могут расширяться, создавая зону низкого давления, и воздух устремляется внутрь, чтобы уравновесить разницу в давлении. Затем для выдоха грудная полость и легкие сжимаются. Это повышает давление воздуха в легких, и воздух устремляется обратно.

Больше, чтобы исследовать
Ваши легкие и дыхательная система, от KidsHealth
Объем легких и возраст, от Science Buddies
Постройте автомобиль с воздушным шаром, от Scientific American
Под давлением: запустите ракету на воздушном шаре, от Scientific American
Занятия STEM для детей от Science Buddies

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

В чем разница между вентиляцией и дыханием?

Крис Эбрайт

Вас учили с первого дня измерения показателей жизнедеятельности считать дыханий .Однако я здесь, чтобы сказать, что ваш звездный инструктор ЕМТ подвел вас, потому что это неправильно. Та же самая неправильная терминология также используется в многочисленных учебниках, в отчетах о тестах и ​​ежедневно используется медицинскими специалистами. Итак, теперь вы спрашиваете: хорошо, умные штаны, тогда каков правильный термин? Подходящий термин, мои коллеги-профессионалы, — вы насчитаете 90 446 вентиляций.

Разве эти термины по сути не то же самое? Простой ответ — нет.Более сложный вопрос: а почему бы и нет? В этом выпуске «Назад к основам» обсуждаются эти физиологические процессы и их различия. Так что, пожалуйста, читайте дальше.

Несмотря на то, что вентиляция и дыхание являются независимыми физиологическими процессами, они также взаимозависимы, обеспечивая выживание человеческого тела. (Фото / Getty Images)

Вентиляция

Проще говоря, вентиляция — это дыхание — физическое движение воздуха между внешней средой и легкими.Воздух проходит через рот и носовые ходы, а затем вниз по глотке. Достигнув голосовых связок, воздух попадает в трахею, переходя из верхних дыхательных путей в нижние. Здесь он продолжается дистальнее киля, затем через главные бронхи, различные ветви бронхиол и в конечном итоге достигает альвеол. Это вдох. Движение воздуха по обратному пути от альвеол ко рту и носу — выдох. Вдох с последующим выдохом приравнивается к одной вентиляции.Это то, что вы наблюдаете (подъем и опускание груди) при определении частоты дыхания.

Вентиляция может иметь место только в том случае, если ствол мозга, черепные и связанные с ним периферические нервы, диафрагма, межреберная мускулатура и легкие находятся в рабочем состоянии. Сочетая в себе функции всех этих структур, механизм легочной вентиляции устанавливает два градиента давления газа. Первый, при котором давление в альвеолах ниже атмосферного — это вызывает вдох.Другой, при котором давление в альвеолах выше атмосферного, вызывает выдох. Эти необходимые изменения внутрилегочного давления происходят из-за изменений объема легких.

Итак, как изменяется объем легких? Проще говоря, это комбинация мышечных сокращений, стимулируемых центральной нервной системой, и движения серозной оболочки в грудной клетке, называемой плеврой. Плевра состоит из двух слоев: париетального слоя, выстилающего внутреннюю часть грудной клетки, и висцерального слоя, покрывающего легкие и прилегающие структуры (кровеносные сосуды, бронхи и нервы).Между висцеральным и париетальным слоями находится небольшое заполненное жидкостью пространство, называемое плевральной полостью.

Запуск вентиляции начинается со ствола мозга, где импульсы (потенциалы действия) генерируются в продолговатом мозге, а затем распространяются дистально по спинному мозгу. Импульс проходит индивидуально через третий, четвертый и пятый шейные нервы до уровня чуть выше ключицы. Здесь три шейных нерва сливаются в один большой нерв, называемый диафрагмальным нервом, который прикрепляется дистально к диафрагме.Представьте себе эти два нерва, напоминающие пару подтяжек на передней части груди. Импульс, подаваемый диафрагмальным нервом, вызывает сокращение диафрагмы.

Межреберные мышцы — это группа внутренних мышц грудной стенки, занимающая межреберные промежутки. Они расположены отдельно в трех различных слоях (внешние межреберные мышцы, внутренние межреберные мышцы и самые внутренние межреберные мышцы). Межреберные нервы, которые стимулируют эти мышцы, берут начало от грудных нервов 1–11 спинного мозга.

Вдыхание инициируется при стимуляции куполообразной диафрагмы. По мере того как она сжимается и уплощается, грудная клетка расширяется снизу. Внутренние и самые внутренние межреберные мышцы расслабляются, в то время как внешние межреберные мышцы сокращаются от раздражения грудных нервов. Это вызывает движение ребер вверх и наружу (аналогично движению ручки ведра) и грудины (аналогично движению вверх за ручку водяного насоса).Жидкость в плевральной полости действует как клей, прикрепляя грудную клетку к легким. Следовательно, когда грудная клетка расширяется в вертикальном и латеральном направлении, теменный слой увлекает за собой висцеральный слой, заставляя легкие расширяться. Адекватное расширение легких приводит к снижению давления в альвеолах. Поэтому, когда альвеолярное давление падает ниже атмосферного, воздух устремляется в легкие.

Помните, для вдоха требуется стимул, инициированный центральной нервной системой.Думайте об этом, как о включении света. Свет не горит, пока вы не щелкнете выключателем (CNS), высвобождая электричество и стимулируя компоненты лампочки. Пока переключатель включен и есть импульс, свет продолжает гореть. Однако, если вы выключите выключатель, стимул исчезнет, ​​и свет погаснет. Выдох сродни выключению переключателя, так сказать.

Рецепторы растяжения грудной клетки постоянно контролируют расширение грудной клетки.Как только достигается приемлемый предел расширения, они посылают в центральную нервную систему сигнал «выключить тумблер». Все нервы, стимулирующие сокращение диафрагмальных и наружных межреберных мышц, временно перестают проводить. Следовательно, диафрагма и внешние межреберные мышцы расслабляются, уменьшая грудной объем — как выпуск воздуха из воздушного шара. Помогая этому пассивному процессу, стимулируются внутренние и самые внутренние межреберные мышцы. Их сокращение тянет грудную клетку и прикрепленную плевру вниз и внутрь, сжимая легкие и увеличивая давление воздуха в альвеолах.Когда альвеолярное давление превышает атмосферное, воздух выходит из легких.

Вот и все — просто, правда? Взрослые обычно вентилируют воздух от 12 до 20 раз в минуту благодаря вегетативной нервной системе. Нам даже не нужно об этом думать! Тем не менее, проблема (и причина вызова службы скорой помощи) возникает тогда, когда нервная система, грудная мускулатура или легкие заболевают или становятся инвалидами.Вот неполный список патологий, нарушающих вентиляцию:

  • Нервная система: Травма ствола головного мозга / черепно-мозговая травма, травма шейного отдела позвоночника, миастения гравис, БАС (болезнь Лу Герига), синдром Гийена-Барре
  • Грудная клетка: тупая травма грудной клетки, перелом ребра / цепная грудная клетка, разрыв диафрагмы / грыжа, проникающая травма грудной клетки / пневмоторакс, гемоторакс, плевральный выпот, сдавление грудной клетки
  • Легкие: эмфизема, хронический бронхит, астма, обструкция дыхательных путей инородным телом, муковисцидоз, рак / опухоль легких

Дыхание

Дыхание — это движение газа через мембрану.Газообмен в легких называется внешним дыханием. Очень тонкая мембрана, пересекающая газ, называется дыхательной мембраной, отделяя воздух в альвеолах от крови в легочных капиллярах. Его структура состоит из альвеолярной стенки, капиллярной стенки и соответствующей базальной мембраны. Базальная мембрана — это тонкая волокнистая структура, которая отделяет внутреннюю или внешнюю поверхность тела от подлежащей соединительной ткани. Думайте об этом как о рождественской упаковке коробки.

Напомним, что адекватная вентиляция позволяет воздуху достигать альвеол и создавать градиент давления. Альвеолярное давление кислорода обычно составляет от 80 до 100 мм рт. Ст., Тогда как альвеолярное давление вдыхаемого углекислого газа очень низкое (обычно 40 мм рт. Ст.). Обедненная кислородом кровь, транспортируемая от клеток организма к правой стороне сердца, перекачивается в легочный ствол и через легочные артерии.В конце концов кровь пробивается через дистальные легочные капилляры, окружающие альвеолы. Кислород в легочном кровотоке обычно имеет давление 40 мм рт. Ст., А углекислый газ — 45 мм рт. Эти различия в давлении обеспечивают диффузию кислорода из альвеолярного воздуха через дыхательную мембрану и на гемоглобин эритроцитов. Углекислый газ диффундирует от гемоглобина, пересекает дыхательную мембрану и попадает в альвеолярное пространство.

Результат внешнего дыхания устанавливает давление кислорода гемоглобина более 100 мм рт. Ст. И пониженное давление углекислого газа до 40 мм рт.Обмен кислорода и углекислого газа продолжается через дыхательную мембрану до тех пор, пока не установится равновесие каждого газа. Затем богатая кислородом кровь течет из легких по легочным венам обратно в левую часть сердца. Здесь он перекачивается через аорту во все ткани тела.

Кровь течет из большого круга кровообращения вниз по артериям, артериолам и, в конечном итоге, к капиллярам. Капилляры достаточно велики, чтобы вместить по одному эритроциту за раз, и кровоток на этом уровне очень медленный.Это максимизирует время высвобождения кислорода и реабсорбции углекислого газа. Клеткам для правильного функционирования требуется кислород высокой концентрации. Таким образом, между отдельными клетками организма и системными капиллярами должен иметь место еще один мембранный газообмен.

Эта операция происходит с газом, уже находящимся в организме, поэтому это называется внутренним дыханием. Органеллы внутри клетки берут кислород и объединяют его с глюкозой, жиром или белком и производят энергию (АТФ) посредством ряда сложных химических реакций.В результате образуются отходы с высокой концентрацией углекислого газа. Таким образом, когда артериальная кровь течет в капилляры, ожидающая клетка имеет низкое давление кислорода (обычно 40 мм рт. Ст.) И высокое давление углекислого газа (45 мм рт. Ст.).

Кислород, связанный с гемоглобином, поддерживает давление около 100 мм рт. Ст., А углекислый газ — 40 мм рт. Снова устанавливается диффузионный градиент, только на этот раз в направлении, противоположном тому, что происходило в легких.На клеточном уровне обмен кислорода и углекислого газа начинается через клеточную / капиллярную мембрану до тех пор, пока не установится равновесие каждого газа. Кровоток продолжается через венулы, вены, полую вену, сердце и обратно в легкие с давлением кислорода гемоглобина 40 мм рт. Ст. И давлением углекислого газа 45 мм рт. Промыть и повторять каждую минуту, каждый день, всю жизнь.

К сожалению, на внешнее и внутреннее дыхание также могут отрицательно влиять и подавлять различные болезненные процессы.На момент написания этой статьи наиболее заметная респираторная патология вызвана коронавирусом COVID-19. Посмотрите видео на YouTube доктора Санджая Мукхопадхая из клиники Кливленда (можно найти в списках литературы), чтобы из первых рук узнать, что COVID-19 делает с альвеолярно-капиллярной мембраной.

Кроме того, вот некоторые другие распространенные респираторные патологии:

  • Отек легких.Левосторонняя сердечная недостаточность
  • Потеря поверхностно-активного вещества. Утопление / аспирация
  • Легочная эмболия. Отсутствие капиллярного кровотока
  • Внутреннее / внешнее кровоизлияние. Недостаточный объем крови, возвращающейся к сердцу
  • Ушиб легкого. Сбор крови в альвеолах
  • Ателектаз. Различные заболевания, увеличивающие размер дыхательной перепонки

Надеюсь, теперь вы понимаете разницу между вентиляцией и дыханием. Несмотря на то, что это независимые физиологические процессы, они также взаимозависимы, чтобы обеспечить выживание человеческого тела.Итак, в следующий раз, когда кто-то злоупотребит одним из этих терминов, поправьте их с улыбкой. Скажи им, что Крис сказал тебе.

Список литературы
  1. https://www.slideshare.net/cud2018/respiratory-1-pulmonary-ventilation-physiology
  2. Мухопадхьяй, Санджай. (2020). https://www.youtube.com/watch?v=v2EHsG-C_Rg
  3. Панавала, Лакна.(2017). Разница между внутренним и внешним дыханием. Получено с: http://pediaa.com/difference-between-internal-and-external-respiration/
  4. Уччхас, Назиб. (2017). Дыхание и дыхание. Получено с: https://www.slideshare.net/uchchhas/breathing-respiration

Об авторе

Крис Эбрайт (Chris Ebright) — специалист по обучению EMS в компании ProMedica Air and Mobile в Толедо, штат Огайо, руководит всеми аспектами внутреннего непрерывного обучения EMS, а также многочисленными системами EMS на северо-западе Огайо и юго-востоке Мичигана.Он был зарегистрированным фельдшером на национальном уровне в течение 25 лет, обеспечивая первичную неотложную помощь, наземный и воздушный транспорт для оказания неотложной помощи. Крис обучил сотни специалистов по оказанию первой помощи, врачей скорой помощи, парамедиков и медсестер за 24 года с помощью своих торговых сессий с классной доской, в том числе уроженцев Каймановых островов и Австралии. Страсть Криса к образованию в настоящее время также отражается в ежемесячных статьях, публикуемых на веб-сайте Limmer Education. Он был ведущим на многочисленных местных, государственных и национальных конференциях EMS за последние 13 лет и любит ежегодно путешествовать по Соединенным Штатам, встречаясь с профессионалами EMS из всех слоев общества.Крис самопровозглашает себя наркоманом в спорте, кино и американских горках и имеет степень бакалавра образования в Университете Толедо в Толедо, штат Огайо. С ним можно связаться по электронной почте [email protected] или через его веб-сайт www.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.