Определение
Дыхательная система состоит из совокупности органов и тканей, участвующих в поглощении кислорода из атмосферы и выделении углекислого газа, образующегося во время аэробного дыхания, Этот газообмен также называется дыханием или внешнее дыхание.
Как работает дыхательная система?
Органы, специализирующиеся на дыхании, обычно содержат влажные структуры с большой площадью поверхности, чтобы диффузия газов. Они также приспособлены для защиты организм от вторжения патогенов вдоль этих поверхностей.
У рыб этот газообмен происходит через жабры. Некоторые беспозвоночные, такие как тараканы, имеют простые дыхательные системы, состоящие из соединительных трубочек, непосредственно доставляющих кислород к тканям. У людей и других млекопитающих наблюдается обширная система органов специализируется на газообмене.
Дыхательная система начинается в носу, продолжается в глотка и гортань, приводит к трахее, ветви которой для создания бронхов, и, наконец, вниз по бронхиол в легкие. Это дыхательное дерево заканчивается пухлыми структурами, называемыми альвеолами, которые состоят из одного слоя плоскоклеточных клеток, окруженных сетью капилляров. Газообмен происходит внутри альвеол. Поскольку внешнее дыхание у многих позвоночных поражает легкие, это также называется легочной вентиляцией. Изменения объема и давления в легких являются основными движущими силами дыхания.
Функция дыхательной системы
Основная функция
Основной функцией дыхательной системы является газообмен. Животные клетки используют кислород и производят углекислый газ в качестве побочного продукта. Животным нужен не только способ получить больше кислорода в клетки, но и способ удаления углекислого газа. Дыхательная система обеспечивает эту функциональность. Легкие или жабры животного удаляют углекислый газ, доставляя кислород к кровь, Этот кислород несут к тканям, Ткани откладывают отходы углекислого газа, которые затем возвращаются в легкие для освобождения.
Создание звуков
Хотя основной функцией дыхательной системы является газообмен, этот обширный орган Система также имеет некоторые другие роли. У людей и других млекопитающих дыхательная система является неотъемлемой частью создания звуков, подобных тем, которые используются для речи. Структуры верхних дыхательных путей, особенно гортани, участвуют в производстве звука и могут модулировать высоту звука, громкость и четкость. Шуметь называется фонацией.
Обонятельные чувства
Нос играет важную роль в дыхании, но обонятельные нервы и связанные с ними структуры также участвуют в ощущении запаха. Это имеет функции, начиная от пищеварения (головная фаза пищеварения) до охоты, распознавания и спаривания. У большинства животных есть какие-то обонятельные чувства, обычно в форме нервов в дыхательной системе. Акулы, например, могут чувствовать запах крови в воде на расстоянии до нескольких миль. Наземные хищники, такие как волки, также используют свои обонятельные чувства для обнаружения добычи.
невосприимчивость
Клетки дыхательных путей также защищают организм от проникновения патогенных микроорганизмов через носовые ходы. Они играют важную роль в иммунной системе, так как дыхательные пути являются одной из систем органов с интенсивным и многократным взаимодействием с окружающей средой (другой пищеварительная система ). Эпителиальные клетки в дыхательных путях могут выделяться антитела, дефензины и различные ферменты и пептиды, а также небольшие окислительные молекулы, которые препятствуют патогенной колонизации.
Кроме того, некоторые из них эпителиальные клетки также выделяют слизь для улавливания более крупных частиц пыли. Дыхательная система принимает у себя специализированный лимфоидный ткань которые могут продуцировать лимфоциты в качестве первой линии защиты. Кашель и чихание являются другими важными механизмами, используемыми для борьбы с инфекциями, путем удаления большого количества бактерии или вирусы, попавшие в слизь.
Другие функции
Клетки дыхательных путей могут помочь в удалении сгустков в легочных кровеносных сосудах. Они также активируют гормоны и либо удаляют, либо добавляют к веществам, циркулирующим в крови. Они могут сделать поступающий воздух теплым и влажным, чтобы защитить чувствительные клетки внутренних дыхательных путей.
В заключение, эпителиальные клетки Из легких также выделяют поверхностно-активные вещества, которые облегчают процесс вдоха и выдоха. Фактически, адекватное производство сурфактанта клетками легких плода является важной предпосылкой жизнеспособности у недоношенных новорожденных.
Части дыхательной системы
У людей и большинства млекопитающих анатомия дыхательной системы разделен на три части. Первая – это серия проводящих трубок, которые переносят воздух из атмосферы в легкие. Вторая часть состоит из дыхательных мышц – диафрагмы и межреберные мышцы в ребрах. Легкие образуют третью часть.
Но диафрагма не одинока. Межреберные мышцы, как показано на рисунке ниже, обеспечивают расширение и сокращение грудной клетки, что способствует движению воздуха внутрь и наружу легких.
Нос и рот образуют основные внешние отверстия и обозначают начало проводящая зона дыхательных путей или дыхательных путей. Носовая полость, расположенная позади носа, содержит волосы, фильтры и увлажняет воздух. Большинство крупных загрязнителей окружающей среды задерживаются в слизи, выделяемой клетками носа и носовой полости. Рот не в состоянии воспроизвести все функции полости носа и действует как второе отверстие, когда нос заблокирован или когда есть непосредственная потребность в большом количестве воздуха.
Воздух затем проходит в глотка, который также участвует в глотании. Надгортанник предотвращает движение пищи в дыхательные пути и неправильное направление воздуха в направлении пищевод, Когда надгортанник не функционирует должным образом, маленькие частицы могут попасть в трахею. Они удаляются при кашле. Если пища застряла или застряла в дыхательных путях, возможно, ее необходимо быстро удалить с помощью ударов в живот, также известных как маневр Геймлиха.
гортань следует за глоткой и его основной функцией является производство звука. Поток воздуха через эту область может влиять на высоту и громкость звука. Затем воздух поступает в трахею, длинную трубку, которая покрыта рядом хрящевых колец, которые помогают этой трубчатой структуре сохранять свою форму при вдохе и выдохе. Трахея выстлана псевдостратифицированным столбчатым эпителием с бокалами, секретирующими муцины и способствующими образованию слизи.
Легкие
Трахея расщепляется, образуя две первичные бронхи, называемые левой и правой бронхами. Каждый из них ведет к легкому, а затем подвергается повторному разветвлению с образованием вторичных, третичных бронхов и бронхиол с последовательно меньшими диаметрами. Когда бронхиолы имеют диаметр менее миллиметра, их называют терминальными бронхиолами, цель которых – закончить васкуляризованными альвеолами. Когда бронхи начинают ветвиться, их внутренняя структура изменяется. хрящ чаще встречается в более крупных дыхательных путях, а один эпителиальный слой распространен в самых маленьких частях проводящей зоны и дыхательной зоны. Бронхи и бронхиолы содержат гладкие мышцы, которые могут сокращаться во время отдыха или расширяться во время упражнений.
Легкие сделаны из губчатой ткани, содержащей много сосудистых тканей и большую часть дыхательных путей, которые появляются после трахеи. Плевральная мембрана позволяет этим парным органам расширяться и сжиматься с минимальным трением. Левое легкое меньше правого из-за расположения сердце на левой стороне грудной полости.
Структура дыхательной системы
Описанные выше органы работают как функциональная единица в дыхательной системе. Воздух забирается через рот и нос. Отсюда он идет вниз по трахее. Трахея распадается на бронхи каждого легкого, где она далее делится на несколько небольших трубок, которые ведут к каверны, Эти крошечные мешочки в легких являются фактическими местами газообмена.
Альвеолы напрямую связываются с крошечными капиллярами из сердечно-сосудистая система и способны пропускать небольшие молекулы газа и некоторые отходы через клетка мембраны, разделяющие их. Кислород добавляется в кровь, а углекислый газ – в альвеолы. Когда дыхание выпущено, этот углекислый газ выпущен в атмосферу. Кислород будет проникать через кровеносную систему в ткани, где он будет выделять кислород и собирать больше углекислого газа. Таким образом, цикл дыхания повторяется постоянно.
Заболевания дыхательной системы
Заболевания дыхательных путей могут возникать из-за обструкции дыхательных путей, сужения проходов или потери обширной площади поверхности альвеол для газообмена. Также могут быть проблемы с капиллярами, окружающими эти альвеолы, либо из-за сгустков, либо из-за изменения функции сердца. Эти заболевания могут быть хроническими заболеваниями или временными инфекциями. Они также могут быть незначительными изменениями в характере дыхания, как это видно при икоте.
Простуда
Простуда, названная соответствующим образом в связи с ее вездесущим характером, вызвана большим количеством различных вирусы При этом риновирусы являются самой разнообразной и распространенной причиной этой жалобы. Обычно это инфекция верхних дыхательных путей, хотя иногда она может распространяться на уши или нижние дыхательные структуры. Инфекция передается при непосредственном контакте с инфицированным человеком, особенно с выделениями из носа.
Это особенно трудно предотвратить, так как человек заразен до того, как у него начинают проявляться симптомы. Вирусы обычно устанавливают контакт с клетками носа, которые затем производят прозрачную жидкость, которая задерживает эти микроорганизмы и выводит их из организма. Затем следует чихание и кашель, особенно если вирус путешествует глубже в дыхательные пути. Толстая кашляющая желтая или зеленая мокрота является признаком того, что эти микробы атакованы иммунной системой хозяина. Антибиотики бесполезны против вирусных инфекций, и симптомы обычно проходят через неделю.
туберкулез
На другом конце спектра инфекционных заболеваний дыхательных путей находится туберкулез или туберкулез. Это бактериальная инфекция, вызванная Mycobacterium tuberculosis, и до появления мощных антибиотиков часто приводила к смерти после болезненной болезни. Инфекция распространяется при передаче живых бактерий от инфицированного человека, особенно при пероральных и назальных выделениях. Поскольку бактерия устойчива и может существовать в высушенной форме в течение многих месяцев, заболевание может быстро достичь масштабов эпидемии в регионах, где Население высокая плотность или длительное холодное время года, когда люди остаются в помещении и тесно взаимодействуют друг с другом. Многие здоровые дети и взрослые могут преодолеть инфекцию без явных симптомов, где только анализ крови может подтвердить, что инфекция произошла.
Болезнь названа в честь твердых узелков, которые образуются в легких, называемых бугорками. Эти бугорки могут не только разрушать дыхательные пути, но и поражать кровеносные сосуды, что приводит к тому, что пациент кашляет кровью. Это драматический симптом, свидетельствующий о поздней стадии заболевания. Появление ВИЧ и СПИДа выдвинуло туберкулез на передний план, с оригинальными туберкулезами решенной инфекции, разрушающими и выпускающими бактерии в кровоток. Люди с ослабленным иммунитетом, будь то младенцы, пожилые люди или люди с аутоиммунными заболеваниями, становятся подверженными рецидивам этого недуга. Лечение обычно включает в себя несколько антибиотиков в течение длительного периода времени. Опекуны должны быть привиты.
Рак легких
Рак легких – это развитие злокачественной опухоли в легких, связанное с неконтролируемым ростом клеток в тканях и метастазированием этих клеток в другие органы организма. Курение, особенно когда оно началось в более раннем возрасте, является самым высоким фактором риска развития рака легких. Пассивное курение часто одинаково опасно. В недавней истории король Георг VI умер от осложнений, связанных с раком легких, вызванным годами интенсивного курения. Хотя курение табака составляет более 80% случаев рака легких, любое химическое вещество, которое неоднократно раздражает тонкие внутренние оболочки легких, может привести к образованию опухоли. К ним относятся асбест, хром, никель, газ радон, урановая пыль, угольная пыль. Наиболее распространенным органом для метастазирования рака легких является кость. Поэтому на поздних стадиях заболевания также возникают боли в костях.