Стр о ен и е , фу н к ц и и и во з раст н ы е особенности д ыхательной системы

 

 

Органы дыхания обеспечивают поступление в организм кислоро-да, необходимого для процессов окисления, и выделение углекислого газа, являющегося конечным продуктом обменных процессов. По-требность в кислороде для человека важнее, чем потребность в пище или воде. Без кислорода человек погибает в течение 5-7 мин, в то вре-мя как без воды он может прожить до 7-10 дней, а без пищи — до 60 дней. Прекращение дыхания ведет к гибели прежде всего нервных, а затем и других клеток. В дыхании выделяют три основных процесса: обмен газов между окружающей средой и легкими (внешнее дыха-ние), обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью, обмен газов между кровью и межтканевой жидкостью (тканевое ды-хание).

Фазы вдоха и выдоха составляют дыхательный цикл. Изменение объема грудной полости совершается за счет сокращений инспира-торных и экспираторных мышц. Основной инспираторной мышцей является диафрагма. Во время спокойного вдоха купол диафрагмы опускается на 1,5 см. К инспираторным мышцам относятся также на-ружные косые межреберные и межхрящевые, при сокращении кото-рых ребра поднимаются, грудина смещается вперед, боковые части ребер отходят в стороны. При очень глубоком дыхании в акте вдоха участвует ряд вспомогательных мышц: грудино-ключично-сосцевид-ные, лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая, а также мышцы, разгибающие позвоночник и фиксирующие плечевой пояс (трапециевидная, ромбовидная, поднимающая лопатку).

При активном выдохе сокращаются мышцы брюшной стенки (ко-сые, поперечная и прямая), в результате уменьшается объем брюш-ной полости и повышается давление в ней, оно передается на диа-фрагму и поднимает ее. Вследствие сокращения внутренних косых и межреберных мышц опускаются и сближаются ребра. К вспомога-тельным экспираторным мышцам относятся мышцы, сгибающие по-звоночник.

4.1. Дыхательные пути                                                                                              141

 

Рис. 20. Дыхательная система:

1 — носовая полость; 2 — твердое нёбо; 3 — мягкое нёбо; 4 — носоглотка; 5 — ротоглот-ка; 6 — надгортанник; 7 — гортанная часть глотки; 8 — гортань; 9 — трахея; 10 — вер-хушка легкого; 11 — бифуркация трахеи; 12 — левый главный бронх; 13 — бронхиаль-ное дерево; 14— нижняя доля правого легкого; 15— средняя доля правого легкого; 16 — верхняя доля правого легкого; 17— правый главный бронх

 

 

Органы дыхания делятся на дыхательные пути, по которым вды-хаемый и выдыхаемый воздух циркулирует в легкие и из легких, и ды-хательную часть (легкие), где происходит газообмен между кровью и воздухом (рис. 20).

 

 

Д ы х а т е ль н ы е п у т и

 

Дыхательные пути образуются носовой полостью, носо- и рото-глоткой, гортанью, трахеей, бронхами различных калибров, включая бронхиолы.

142                       4. Строение, функции и возрастные особенности дыхательной системы

 

П олост ь н ос а

Воздух поступает через ноздри, сближенные между собой и на-правленные вниз. Нос имеет верхушку и спинку, а также хрящевые крылья. Полость носа делится на преддверие полости и собственно полость. Преддверие полости выстлано неороговевающим плоским эпителием и содержит волосы, сальные и потовые железы. Полость носа покрыта слизистой оболочкой. В ней содержатся клетки, выде-ляющие слизь, которая благодаря движению ресничек передвигается кнаружи и удаляет различные твердые частицы. Кроме того, слизь ув-лажняет дыхательный воздух. В день выделяется около пол-литра слизи. Слизистая оболочка также согревает воздух.

Носовая полость делится продольной перегородкой на правую и левую половины. На боковых стенках располагаются три носовые раковины: верхняя, средняя и нижняя, свисающие в полость носа. Между раковинами находятся носовые ходы: верхний, средний и ниж-ний, в которые открываются воздухоносные пазухи черепа. В нижний носовой ход открывается носослезный канал, в средний — верхнече-люстная (гайморова) и лобная пазухи и передние ячейки решетчатой кости, а в верхний — ее задние ячейки и клиновидные пазухи.

В слизистой оболочке выделяют дыхательную и обонятельные области. В последней располагаются чувствительные окончания обо-нятельных нейронов. Обонятельная область занимает верхнюю носо-вую раковину и прилегающие к ней части средней раковины и пере-городки носа. Остальная слизистая оболочка полости носа относится к дыхательной части. В средней и нижней раковине расположено большое количество тонкостенных венозных сосудов, находящихся в спавшемся состоянии. Они способны растягиваться и переполнять-ся кровью, при этом возникает ощущение «заложенности» носа.

У новорожденного полость носа низкая (17,5 см) и узкая, носовые раковины толстые, носовые ходы развиты слабо. Нижняя носовая ра-ковина касается дна полости носа, хоаны находятся ниже. К 6 месяцам высота полости носа увеличивается до 22 мм и формируется средний носовой ход, к 2 годам — нижний, после 2 лет — верхний. К 10 годам полость носа увеличивается в 1,5 раза, а к 20 годам — в 2 раза.

Из полости носа воздух через хоаны поступает в носовую, затем ротовую части глотки и гортань.

Строение глотки рассмотрено при описании пищеварительной системы.

4.1. Дыхательные пути                                                                                              143

 

Г о р т а н ь

Гортань находится на уровне IV—VI шейных позвонков (рис. 21). По бокам от нее располагаются доли щитовидной железы, сзади — глотка. Спереди гортань покрыта только мышцами шеи, а внизу грани-чит с трахеей. Гортань образована гиалиновыми (щитовидный, перст-невидный, черпаловидные) и эластическими (рожковидные, клино-видные и надгортанник) хрящами. Щитовидный хрящ непарный и состоит из двух пластинок, соединяющихся под углом: прямым — у мужчин и тупым (120°) — у женщин. Этот выступ получил название кадык, или адамово яблоко. Внизу щитовидного хряща лежит перстне-видный хрящ, расположенный расширенной частью кзади, а сужен-ной — кпереди. Кнутри от щитовидного хряща располагаются парные черпаловидные хрящи. На их верхушке сидят маленькие конической формы рожковидные хрящи. В толще мышц гортани располагаются клиновидные хрящи. Сверху гортань прикрыта надгортанником.

 

 

Рис. 21. Гортань:

1 — подъязычная кость; 2 — зерновидный хрящ; 3 — шито-подъязычная мембрана; 4 — щитовидный хрящ; 5 — складка преддверия; 6 —желудочек гортани; 7 — голосовая складка; 8 — перстнечерпаловидный сустав; 9 — подголосовая полость; 10 — перстне-видный хрящ; 11 — задняя черпаловидная мышца; 12 — черпаловидный хрящ; 13 — рожковидный хрящ; 14 — преддверие гортани; 15 — латеральная щито-подъязычная

связка; 1 6 — надгортанник

144                       4. Строение, функции и возрастные особенности дыхательной системы

 

Гортань новорожденного короткая, широкая, воронкообразная, располагается выше — на уровне II—IV шейных позвонков. Пластин-ки щитовидного хряща располагаются под тупым углом друг к другу, выступ гортани отсутствует. Так как гортань располагается высоко, надгортанник поднят над корнем языка и пища при глотании обходит его по бокам. Поэтому ребенок может дышать и глотать одновременно, что необходимо при акте сосания. Гортань наиболее быстро растет в те-чение первых четырех лет жизни. С возрастом она опускается и положе-ние, характерное для взрослого человека, занимает после 17—20 лет.

Среднюю часть гортани составляет собственно голосовой аппарат. В его образовании участвуют голосовые связки, расположенные между щитовидным и черпаловидными хрящами. Голосовые складки ограни-чивают голосовую щель, форма которой меняется в зависимости от сте-пени натяжения голосовых связок и положения черпаловидных хрящей. У ребенка голосовая щель находится высоко и имеет длину 6,5 см (в 3 раза короче, чем у взрослого). Голосовая щель заметно увеличива-ется в первые три года жизни, а затем в период полового созревания. В гортани звук лишь образуется, а для формирования членораздель-ной речи необходимо участие губ, языка, мягкого нёба и околоносо-вых пазух. В течение первых лет жизни гортань растет медленно и не отличается у мальчиков и девочек. В дальнейшем рост ее у мальчиков идет быстрее, чем у девочек. После 6—7 лет у мальчиков становится заметным выступ гортани. После периода полового созревания разме-ры гортани, длина голосовых связок у мальчиков становятся больше, чем у девочек. В это время меняется голос у мальчиков. Активный рост гортани продолжается до 25 лет у мужчин и до 22-23 лет у женщин.

После 25 лет начинается окостенение гиалиновых хрящей: внача-ле щитовидного, потом перстневидного и в последнюю очередь — черпаловидного. В них откладываются соли кальция, хрящи окосте-невают, становятся хрупкими и ломкими. Окостенения эластичных хрящей не происходит.

 

Тра х е я

Гортань переходит в трахею, начинающуюся на уровне VII шейно-го позвонка и заканчивающуюся на уровне V грудного позвонка, где она разделяется на два главных бронха. Это место получило название бифуркации. Длина трахеи от 8,5 до 15 см. Ее основу составляют 16—20 гиалиновых хрящевых колец, открытых сзади. Трахея плотно сращена с пищеводом, что объясняет отсутствие хрящей на задней

4.2. Легкие                                                                                                                145

 

стенке: пищевой комок, проходя по пищеводу, не испытывает со-противления со стороны трахеи. У новорожденного длина трахеи 3,2-4,5 см, ширина просвета — 0,8 см, хрящи развиты слабо, тонкие и мягкие. Трахея быстро растет в течение первых 6 месяцев жизни и в период полового созревания (длина ее удваивается), а к 20-25 годам она становится длиннее в 3 раза. Слизистая оболочка стенки трахеи у ребенка тонкая, железы развиты слабо. После 60—70 лет хрящи трахеи становятся плотными, хрупкими, при сдавлении легко ломаются.

 

Бр о н х и

После бифуркации трахея распадается на два главных бронха. Би-фуркация трахеи до 7 лет находится кпереди от IV-V грудных позвон-ков, а после 7 лет постепенно устанавливается на уровне V грудного позвонка, как у взрослого человека. Правый бронх является продол-жением трахеи, он короче и шире левого и состоит из 6—8 хрящевых полуколец. В составе левого бронха — 9-12 полуколец. Главные брон-хи особенно быстро растут на первом году жизни ребенка и в период полового созревания. От главных бронхов отходят долевые бронхи, а затем сегментарные. Сегментарные подразделяются на субсегмен-тарные (9-10), дольковые и внутридольковые.

Главные бронхи имеют строение трахеи: гиалиновые хрящевые полукольца, соединенные сзади перепончатой частью. При уменьше-нии диаметра бронхов до 1 мм исчезают хрящевые пластинки. Внут-ридольковые бронхи распадаются на 18—20 концевых бронхиол, кото-рые имеют диаметр 0,5 мм и представляют собой конечные разветвле-ния воздухоносных путей. Бронхиальное дерево к моменту рождения в основном сформировано. Интенсивнее всего оно растет на первом году жизни и в период полового созревания. К 20 годам все его разме-ры увеличиваются в 3,5-4 раза. В 40-45 лет бронхиальное дерево имеет наибольшие размеры, после 50 лет начинаются его возрастные изме-нения. В старческом возрасте длина сегментарных бронхов уменьша-ется и появляются выпячивания их стенок.

 

 

Ле гки е

Дыхательная часть органов дыхания — легкие (рис. 22). Они пред-ставляют собой парный орган в виде конуса с утолщенным основани-ем и верхушкой, которая выступает на 1-2 см над I ребром. Границы

146                       4. Строение, функции и возрастные особенности дыхательной системы

 

Рис. 22. Схематическое строение легких человека:

1 — нижняя доля; 2 — косая щель; 3 — средняя доля; 4 — горизонтальная щель; 5 —верх-няя доля; 6 — правый главный бронх; 7 — трахея; 8 — верхушка легкого; 9 — основание легкого; 10 — сердечная вырезка

 

легкого с возрастом изменяются. Верхушка легкого новорожденного находится на уровне I ребра. В дальнейшем она выступает над I реб-ром и к 20-25 годам располагается на 2 см выше ключицы. Нижняя граница легких у новорожденного на одно ребро выше, чем у взросло-го. С возрастом эта граница опускается, после 60 лет — на 1—2 см. Лег-кие имеют три поверхности: боковую, или реберную, нижнюю, или диафрагмальную, и серединную, или средостенную. На левом легком просматривается сердечное вдавление. Каждое легкое имеет на внут-ренней стороне ворота, через которые проходят бронхи, артерии, вены, нервы и лимфатические сосуды. Легкие глубокими щелями де-лятся на доли: правое — на три, левое — на две. На обоих легких есть косая щель, начинающаяся на 6-7 см ниже верхушки и идущая до ос-нования легкого. На правом легком имеется еще и горизонтальная щель, идущая на уровне IV ребра. Она менее глубокая и более корот-кая. Легкие у новорожденного неправильной конусовидной формы, верхние доли небольших размеров, нижние сравнительно велики. Масса обоих легких после рождения составляет 57 г, а объем — 67 см3.

Легкое имеет мягкую и упругую консистенцию. У детей цвет лег-кого бледно-розовый, а затем ткань его темнеет, появляются темные пятна за счет пыли и других твердых частиц, которые откладываются в соединительнотканной основе легкого. Ацинус — функциональная единица легкого. Он представляет собой разветвление одной концевой бронхиолы, которая, в свою очередь, распадается на 14 - 16дыхательных

4.2. Легкие                                                                                                                147

 

альвеол. Последние образуют 150 альвеолярных ходов с 20 000 альвеол. Один альвеолярный ход содержит около 21 альвеолы, а в одной легоч-ной дольке — 16—18 ацинусов. Ацинусы новорожденного имеют не-большое количество мелких легочных альвеол. Со второго года жизни ацинус растет за счет появления новых альвеолярных ходов и образо-вания новых легочных альвеол в стенках уже имеющихся альвеоляр-ных ходов. Альвеолы — это пузырьки произвольной формы, разделен-ные перегородкой толщиной 2—8 мкм. В перегородке располагаются густая сеть кровеносных капилляров и эластичные волокна. Также в альвеолах находятся поры для сообщения их между собой. Вход в альвеолу представляет собой округлое отверстие и открыт благодаря наличию в ней эластических волокон. Дыхательная поверхность всех альвеол составляет 40—120 м2. Образование новых альвеолярных хо-дов заканчивается к 7—9 годам, альвеол — к 12— 15 годам. К этому вре-мени размеры альвеол увеличиваются вдвое. В период от 25 до 40 лет строение ацинуса не изменяется. После 40 лет начинается старение легочной ткани, что выражается в укрупнении альвеол за счет разру-шения межальвеолярных перегородок.

Легкие находятся в полости грудной клетки в своеобразной обо-лочке — легочной плевре. Плевра образует два мешка — висцеральный и париетальный. Висцеральный плотно срастается с легочной тка-нью, покрывает легкое со всех сторон и заходит в его щели. Парие-тальный мешок покрывает внутреннюю поверхность грудной полос-ти и содержит в себе легкое. Между пристеночной и легочной плеврой находится герметически замкнутое пространство — плевральная по-лость (5—10 мкм). Полость плевры содержит небольшое количество серозной жидкости, которая облегчает движение легких при дыхании. Давление в полости ниже атмосферного. Отрицательное давление обусловлено эластичной тягой легких, т.е. их стремлением уменьшить свой объем. В конце спокойного выдоха давление в полости равно —3 мм рт. ст., к концу спокойного вдоха оно снижается до —6 мм рт. ст. В плевральной полости в обычных условиях не бывает газов.

При попадании небольшого количества воздуха в плевральную полость легкое частично спадается, но вентиляция его продолжается. Такое состояние называется закрытым пневмотораксом. Через неко-торое время воздух из плевральной полости всасывается и легкое рас-правляется. При вскрытии грудной клетки, например при ранениях или внутригрудных операциях, давление вокруг легкого становится равным атмосферному и легкое спадается полностью. Его вентиляция

148                       4. Строение, функции и возрастные особенности дыхательной системы

 

прекращается, несмотря на сокращения дыхательных мышц. Такой пневмоторакс называется открытым. Двусторонний открытый пнев-моторакс без экстренной помощи приводит к смерти. В этом случае необходимо либо срочно начать искусственное дыхание ритмическим нагнетанием воздуха в легкие через трахею, либо немедленно герме-тизировать плевральную полость.

При вдохе сокращаются дыхательные мышцы и диафрагма, увели-чивается объем грудной полости и соответственно объем легких. В ре-зультате давление в легких становится меньше атмосферного, и воз-дух устремляется в них. В механизме вдоха важную роль играют еще два фактора: во-первых, наличие в плевральной полости жидкости, уменьшающей трение легких о стенку грудной клетки, и, во-вторых, отрицательное давление в плевральной полости. Последнее вследст-вие эластичности легочной ткани при вдохе увеличивается. Отрица-тельное давления выдоха меньше атмосферного приблизительно на 7 мм рт. ст., а в конце вдоха — на 9 мм рт. ст. Выдох, осуществляемый в покое, протекает пассивно. При расслаблении дыхательных мышц уменьшается объем грудной клетки и легких, вследствие чего воздух выходит наружу.

Существуют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра занимают горизонтальное положение, межре-берные мышцы развиты слабо, в связи с чем у новорожденных преоб-ладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межре-берных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц ребра принимают косое положение и дыхание детей становится грудоб-рюшным с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет развивается плечевой пояс и дыхание становится грудным. В 7-8 лет начинают проявляться половые различия в типе дыхания: у мальчи-ков преобладает брюшной тип дыхания, а у девочек — грудной. За-канчивается дифференцировка в 14-17 лет. Тип дыхания может ме-няться в зависимости от спортивной и трудовой деятельности.

 

Д ы хательн ы е о б ъе м ы

Обычно в состоянии относительного покоя при каждом вдохе в легкие поступает около 500 мл воздуха и столько же выходит наружу. Этот объем воздуха называют дыхательным объемом и используют для характеристики глубины дыхания. Однако после спокойного выдоха

4.2. Легкие                                                                                                                149

 

в легких еще остается около 1500 мл воздуха — это резервный объем вы-доха. После спокойного вдоха человек может вдохнуть еще 1500 мл — резервный объем вдоха. Сумма этих трех объемов (дыхательного, ре-зервных объемов вдоха и выдоха) составляет жизненную емкость легких, которая зависит от возрастных, половых и морфологических особен-ностей человека и является одним из важнейших функциональных показателей внешнего дыхания. У взрослого человека жизненная ем-кость легких равна 3500 мл (500 мл + 1500 мл + 1500 мл). У мужчин она колеблется в пределах 3200-7200 мл, у женщин — 2500-5000 мл. У де-тей жизненная емкость легких может быть определена только после 4-5 лет. К 16-17 годам она достигает величины, характерной для взрослого человека. Даже при максимальном выдохе в легких остает-ся еще 1500 мл воздуха. Это остаточный объем. Жизненная емкость легких и остаточный объем в сумме составляют общую емкость легких. Из 500 мл вдыхаемого воздуха только 360 мл проходит в альвеолы и от-дает кислород в кровь. Остальные 140 мл остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути на-зывают «мертвым пространством».

Количество воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого в течение одной минуты, называют минутным объемом дыхания. В покое его величина составляет от 7 до 10 л, при физической работе увеличивается до 150—180 л. Величина минутного объема дыхания также зависит от возраста, пола и степени тренированности человека. За счет большой частоты дыхания у детей минутный объем дыхания значительно выше, чем у взрослых. У новорожденного он составляет 650—670 мл, у ребенка первого года жизни — 2600—2700 мл, в 10 лет — 4300 мл, у взрослого человека — 5000-6000 мл.

 

Обме н г а зо в в легки х

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кисло-рода из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (430 л в сутки). Диффузию обес-печивает разность парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжения в крови.

Парциальное давление газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа в ней (табл. 3). Разность парциального давления кислорода (100 мл рт. ст.) и углекислого газа (40 мм рт. ст.) в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов проникают через альвеолярную мембрану в кровь.

150                       4. Строение, функции и возрастные особенности дыхательной системы

 

В крови газ находится в растворенном свободном состоянии. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Если парциальное давление газа выше его напряжения, газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет выхо-дить из раствора в газовую среду.

 

Таблица 3 Парциальное давление и напряжение газа в легких (мм р т. ст.)

 

Г а з	В ено з на я кро в ь	А ль в ео л яр н ы й воздух	А р те р и а л ь н а я кровь
Кислород Углекислый газ	40 46	100 40	96 39

 

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений, составляющей 60 мм рт. ст. Кровь через капилляры малого круга протекает за 0,7 с, что достаточно для растворения кислорода в крови и перехода оксида углерода в альвеолярный воздух.

Переносчиком газов является кровь. Кислород и углекислый газ переносятся в связанном состоянии. Благодаря особому свойству ге-моглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве. В нор-ме 1 л артериальной крови содержит 180—200 мл кислорода, веноз-ной — 120 мл. Часть кислорода, поглощаемая тканями из артериаль-ной крови, называется коэффициентом утилизации. Одна молекула гемоглобина способна присоединять к себе четыре молекулы кисло-рода, образуя нестойкое соединение оксигемоглобин. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. В 100 мл крови содержится 15 г гемогло-бина. При поступлении в ткани оксигемоглобин отдает кислород клеткам, а образовавшийся в результате обмена веществ углекислый газ переходит в кровь и присоединяется к гемоглобину, образуя не-прочное соединение карбгемоглобин.

 

Обмен га з о в в тканях

Наименьшее напряжение кислорода наблюдается в местах его по-требления — в клетках, где кислород используется для процессов окисления. Молекулы кислорода, освобождающиеся в результате рас-щепления оксигемоглобина, движутся в направлении более низкого

4.3. Регуляция дыхания                                                                                             151

 

напряжения. В тканевой жидкости оно около 40 мм рт. ст., что значи-тельно ниже, чем в крови.

В клетках в результате обменных процессов наблюдается наиболь-шее напряжение углекислого газа (до 60 мм рт. ст.), в артериальной крови оно составляет 40 мм рт. ст. Углекислый газ движется по гради-енту напряжения в кровеносные капилляры и транспортируется кро-вью к легким.

 

 

Р егу л яци я д ы х ани я

 

Изменение режима работы дыхательной системы, направленное на точное и своевременное удовлетворение потребности организма в кислороде, называется регуляцией дыхания. Как и регуляция других вегетативных функций, она осуществляется нервным и гуморальным путем.

Нервная регуляция дыхания контролируется дыхательным центром, находящимся в продолговатом мозге, где каждые 4 с возникает возбу-ждение. Этот нервный центр был впервые подробно исследован рус-ским физиологом Н.А. Миславским(1854-1928). Дыхательный центр состоит из двух тесно взаимосвязанных отделов, ответственных за протекание вдоха (инспираторный центр) и выдоха (экспираторный центр). Возбудимость нервных клеток дыхательного центра опреде-ляется содержанием в крови углекислого газа (гуморальный фактор). При повышении в крови концентрации углекислого газа степень воз-буждения нервных клеток дыхательного центра возрастает, что при-водит к интенсификации дыхания. Важное значение в регуляции ды-хания имеют также и другие рефлекторные механизмы. Так, при вдохе происходит растяжение легких и раздражение барорецепторов, распо-ложенных в их стенках, а также в межреберных мышцах и диафрагме. Центростремительные импульсы поступают в продолговатый мозг, происходит торможение вдоха, и начинается выдох. Как только рас-тяжение легких прекращается, импульсы в нервный центр перестают поступать, возбудимость нервных клеток возрастает и опять вклю-чается механизм вдоха. Разрушение дыхательного центра приводит к немедленной остановке дыхания и гибели организма. Участие коры головного мозга в регуляции дыхания доказывается возможностью произвольной задержки дыхания или его интенсификацией. Способ-ность к произвольной регуляции дыхания зависит от тренированности

152                       4. Строение, функции и возрастные особенности дыхательной системы

 

организма. Например, у спортсменов возможно произвольное усиле-ние дыхания и увеличение его максимального объема до 200 л, в то время как у людей, не занимающихся спортом, — только до 70-80 л. Примером участия коры головного мозга в регуляции дыхания явля-ется также изменение его у спортсменов на старте или у студентов, сдающих экзамены.

Гуморальная регуляция дыхания осуществляется, во-первых, за счет прямого воздействия углекислого газа крови на дыхательный центр. Во-вторых, при изменении химического состава крови возбуждаются рецепторы сосудов и импульсы от них поступают в дыхательный центр, соответственно изменяя его работу.

При повышении или понижении атмосферного давления прояв-ляются особенности дыхательной системы.

При понижении давления происходят следующие изменения. Подъем на высоту 1,5—2 км не сопровождается изменением дыхания. На высоте 2-5 км наступает увеличение вентиляции легких, повыша-ется артериальное давление и увеличивается частота сердечных со-кращений. При дальнейшем снижении атмосферного давления на высоте 4—5 км развивается горная или высотная болезнь, сопровож-дающаяся слабостью, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления, головными болями, уменьшением глуби-ны дыхания. Выше 7 км могут наступить потеря сознания и опасные для жизни нарушения дыхания и кровообращения. Длительное пре-бывание в горах сопровождается акклиматизацией. Это обусловлено увеличением количества эритроцитов, гемоглобина, повышением вентиляции легких, повышением устойчивости нервных клеток к ги-поксии.

Повышение давления наблюдается при погружении на глубину. В этих условиях увеличивается растворимость газов в крови, что мо-жет привести к «кислородному отравлению», сопровождающемуся судорогами. В связи с этим при погружении используются гелие-во-кислородные смеси. Преимущество гелия в том, что он практиче-ски нерастворим в воде. Особого внимания требует переход человека от высокого давления к нормальному. При высоком давлении, как мы отмечали, увеличивается растворимость газов в крови. В случае быст-рого подъема они не успевают выделиться из организма и образуют в крови пузырьки, которые разносятся кровью и закупоривают сосу-ды (газовая эмболия). При этом появляются боли в мышцах, голово-кружение, рвота, одышка, потеря сознания и параличи.

4.4. Развитие дыхания в онтогенезе                                                                            153