La sezione iniziale del sistema respiratorio è. Struttura e funzioni dell'apparato respiratorio umano

Organi respiratori umani: breve descrizione

Quanto è bello che tu ed io non abbiamo bisogno di pensare per respirare o fornire ossigeno a ciascun organo separatamente. Tutto è stato calcolato e sviluppato per molto tempo, accade da solo. E una persona semplicemente, in modo del tutto inconscio, inspira e poi espira circa una volta ogni quattro secondi. A prima vista, tutto è elementare. Tuttavia, gli organi respiratori del corpo costituiscono un sistema complesso, in cui ogni elemento svolge funzioni estremamente importanti.

E forse questo è ciò che può essere definito il più importante per una persona. Gli elementi di questo sistema sono le vie respiratorie superiori (cavità orale e nasale, nonché faringe) e inferiori (laringe, trachea e bronchi) e, naturalmente, i polmoni. Ciò include anche i vasi sanguigni e alcuni muscoli. Il sistema respiratorio comprende anche un insieme di terminazioni nervose che favoriscono lo scambio di gas.

Polmoni

Considerando tutti gli organi respiratori umani, questo può essere giustamente definito il principale. I polmoni si trovano nel torace su entrambi i lati del cuore. Il processo di scambio di gas tra una persona e una persona avviene direttamente in essi. ambiente. Grazie al gran numero di alveoli - piccole palline alle estremità dei rami dei bronchi - l'intero corpo viene rifornito di ossigeno. Da qui il gas vivificante viene trasportato dal sangue a tutti i tessuti e gli organi. È proprio a causa dell'enorme importanza dei polmoni che le loro malattie sono estremamente pericolose.

Altri organi respiratori

Cominciamo proprio dall'inspirazione. Molto spesso, inspiriamo l'aria dall'ambiente attraverso il naso. Tuttavia, questo può essere fatto anche usando la bocca. L'aria entra nella cavità nasale (orale). Nel primo caso, molto meglio. Ciò è dovuto al fatto che nella cavità nasale l'aria viene ripulita da particelle di polvere e vari microbi. Ciò si verifica a causa della presenza di muco speciale e piccoli villi - ciglia. Inoltre, l'aria qui si riscalda. Dopo il naso (bocca), cade nella faringe, che collega queste cavità. Da lì - nella laringe. Qui è dove si trova l'apparato vocale di una persona. Dalla laringe l'aria si sposta nella trachea. È un tubo flessibile lungo fino a quindici centimetri. La trachea collega la laringe e i bronchi umani. Da questo tubo flessibile l'aria entra esattamente al loro interno. I bronchi sono la cosiddetta biforcazione della trachea e ulteriori ramificazioni. E questo “albero” termina con gli alveoli, di cui abbiamo già parlato.

Sono così piccoli che ce ne sono fino a settecento milioni in entrambi i polmoni. Ogni alveolo è ricoperto da una fitta rete di minuscoli capillari che assicurano il processo di scambio di gas.

Organi respiratori degli animali: caratteristiche

In altri rappresentanti della fauna, il sistema di scambio di gas può essere (più o meno) diverso. Quindi, nei pesci, i principali organi respiratori sono le branchie. Nei vermi e negli anfibi spesso si tratta dell'intera superficie del corpo. I principali organi respiratori degli insetti sono la trachea; nei rettili, le sacche polmonari. Il sistema di scambio di gas diventa più complesso a seconda delle dimensioni dell'animale. In misura minore, a seconda dell’habitat e dello “stile di vita”. Ma una cosa è costante: nessun rappresentante del mondo animale sul nostro pianeta può vivere senza ossigeno.

Tutta la vita sulla Terra esiste grazie al calore e all’energia solare che raggiungono la superficie del nostro pianeta. Tutti gli animali e gli esseri umani si sono adattati per estrarre energia sintetizzata dalle piante materia organica. Per utilizzare l'energia solare contenuta nelle molecole delle sostanze organiche, è necessario liberarla ossidando tali sostanze. Molto spesso, l'ossigeno atmosferico viene utilizzato come agente ossidante, poiché costituisce quasi un quarto del volume dell'atmosfera circostante.

Respirano protozoi unicellulari, celenterati, vermi piatti e nematodi a vita libera tutta la superficie del corpo. Organi respiratori speciali - branchie piumate appaiono in marino anellidi e negli artropodi acquatici. Gli organi respiratori degli artropodi sono trachea, branchie, polmoni a forma di foglia situato negli incavi della copertura del corpo. Viene presentato il sistema respiratorio della lancetta fessure branchiali perforando la parete dell'intestino anteriore - la faringe. Nei pesci ci sono sotto le coperture branchiali branchie, abbondantemente penetrato dai vasi sanguigni più piccoli. Nei vertebrati terrestri gli organi respiratori lo sono polmoni. L'evoluzione della respirazione nei vertebrati ha seguito il percorso di aumento dell'area delle partizioni polmonari coinvolte nello scambio gassoso e di miglioramento sistemi di trasporto fornitura di ossigeno alle cellule situate all'interno del corpo e sviluppo di sistemi che forniscono ventilazione al sistema respiratorio.

Struttura e funzioni degli organi respiratori

Una condizione necessaria per la vita del corpo è il costante scambio di gas tra il corpo e l'ambiente. Gli organi attraverso i quali circola l'aria inspirata ed espirata sono riuniti in un apparato respiratorio. L'apparato respiratorio è formato da narice, faringe, laringe, trachea, bronchi e polmoni. La maggior parte di essi sono vie aeree e servono a condurre l'aria nei polmoni. I processi di scambio di gas avvengono nei polmoni. Durante la respirazione, il corpo riceve ossigeno dall'aria, che viene trasportato dal sangue in tutto il corpo. L'ossigeno è coinvolto in complessi processi ossidativi delle sostanze organiche, che rilasciano l'energia necessaria all'organismo. I prodotti finali della decomposizione - anidride carbonica e in parte acqua - vengono rimossi dal corpo nell'ambiente attraverso il sistema respiratorio.

Nome Dipartimento	Caratteristiche strutturali	Funzioni
Vie aeree
Cavità nasale e rinofaringe	Passaggi nasali tortuosi. La mucosa è dotata di capillari, ricoperta di epitelio ciliato e presenta numerose ghiandole mucose. Ci sono recettori olfattivi. I seni aerei delle ossa si aprono nella cavità nasale.	Trattenimento e rimozione della polvere. Distruggere i batteri. Odore. Starnuti riflessi. Conduzione dell'aria nella laringe.
Laringe	Cartilagini spaiate e accoppiate. Le corde vocali sono tese tra la tiroide e le cartilagini aritenoidi, formando la glottide. L'epiglottide è attaccata alla cartilagine tiroidea. La cavità laringea è rivestita da una mucosa ricoperta da epitelio ciliato.	Riscaldare o raffreddare l'aria inalata. L'epiglottide chiude l'ingresso della laringe durante la deglutizione. Partecipazione alla formazione dei suoni e della parola, tosse quando i recettori sono irritati dalla polvere. Conduzione dell'aria nella trachea.
Trachea e bronchi	Tubo 10–13 cm con semianelli cartilaginei. Parete di fondo elastico, confina con l'esofago. Nella parte inferiore la trachea si ramifica in due bronchi principali. L'interno della trachea e dei bronchi è rivestito da mucosa.	Garantisce il libero flusso d'aria negli alveoli dei polmoni.
Zona di scambio gassoso
Polmoni	Organo abbinato: destro e sinistro. Piccoli bronchi, bronchioli, vescicole polmonari (alveoli). Le pareti degli alveoli sono formate da epitelio monostrato e sono intrecciate con una fitta rete di capillari.	Scambio di gas attraverso la membrana alveolo-capillare.
Pleura	Esternamente ciascun polmone è ricoperto da due strati di membrana di tessuto connettivo: la pleura polmonare è adiacente ai polmoni, la pleura parietale è adiacente ai polmoni. cavità toracica. Tra i due strati della pleura c'è una cavità (spazio) piena di liquido pleurico.	A causa della pressione negativa nella cavità, i polmoni durante l'inspirazione vengono allungati. Il liquido pleurico riduce l’attrito quando i polmoni si muovono.

Funzioni dell'apparato respiratorio

• Fornire ossigeno O 2 alle cellule del corpo.
• Rimozione dell'anidride carbonica CO 2 dal corpo, nonché di alcuni prodotti finali del metabolismo (vapore acqueo, ammoniaca, idrogeno solforato).

Narice

Le vie aeree iniziano con narice, che si collega con l'ambiente attraverso le narici. Dalle narici l'aria passa attraverso i passaggi nasali, che sono rivestiti da epitelio mucoso, ciliato e sensibile. Il naso esterno è costituito da formazioni ossee e cartilaginee e ha la forma di una piramide irregolare, che varia a seconda delle caratteristiche strutturali della persona. Lo scheletro osseo del naso esterno comprende le ossa nasali e la parte nasale dell'osso frontale. Lo scheletro cartilagineo è una continuazione dello scheletro osseo ed è costituito da cartilagine ialina varie forme. La cavità nasale ha una parete inferiore, una superiore e due laterali. Parete inferiore formato dal palato duro, quello superiore dalla placca etmoidale dell'osso etmoidale, il laterale dalla mascella superiore, dall'osso lacrimale, dalla placca orbitale dell'osso etmoidale, dall'osso palatino e dall'osso sfenoide. Il setto nasale divide la cavità nasale nelle parti destra e sinistra. Il setto nasale è formato dal vomere, perpendicolare alla lamina dell'etmoide, e completato anteriormente dalla cartilagine quadrangolare del setto nasale.

I turbinati si trovano sulle pareti laterali della cavità nasale - tre su ciascun lato, il che aumenta la superficie interna del naso con cui entra in contatto l'aria inspirata.

La cavità nasale è formata da due cavità strette e tortuose passaggi nasali. Qui l'aria viene riscaldata, umidificata e liberata da particelle di polvere e microbi. La membrana che riveste i passaggi nasali è costituita da cellule che secernono muco e cellule epiteliali ciliate. Attraverso il movimento delle ciglia, il muco, insieme alla polvere e ai germi, viene espulso dai passaggi nasali.

La superficie interna dei passaggi nasali è ricca di vasi sanguigni. L'aria inalata entra nella cavità nasale, viene riscaldata, umidificata, ripulita dalla polvere e parzialmente neutralizzata. Dalla cavità nasale entra nel rinofaringe. Quindi l'aria dalla cavità nasale entra nella faringe e da essa nella laringe.

Laringe

Laringe- una delle sezioni delle vie aeree. L'aria entra qui dai passaggi nasali attraverso la faringe. Ci sono diverse cartilagini nella parete della laringe: tiroide, aritenoide, ecc. Al momento della deglutizione del cibo, i muscoli del collo sollevano la laringe e la cartilagine epiglottica si abbassa e chiude la laringe. Pertanto, il cibo entra solo nell'esofago e non nella trachea.

Situato nella parte stretta della laringe corde vocali, nel mezzo tra loro c'è una glottide. Quando l'aria passa, le corde vocali vibrano, producendo il suono. La formazione del suono avviene durante l'espirazione con movimento dell'aria controllato dall'uomo. La formazione della parola coinvolge: la cavità nasale, le labbra, la lingua, il palato molle, i muscoli facciali.

Trachea

La laringe entra trachea (trachea), che ha la forma di un tubo lungo circa 12 cm, nelle cui pareti sono presenti semianelli cartilaginei che non ne permettono la caduta. La sua parete posteriore è formata da una membrana di tessuto connettivo. La cavità della trachea, come la cavità delle altre vie aeree, è rivestita da epitelio ciliato, che impedisce la penetrazione di polvere e altre sostanze nei polmoni. corpi stranieri. La trachea occupa una posizione centrale, nella parte posteriore è adiacente all'esofago e ai suoi lati sono presenti fasci neurovascolari. Davanti regione cervicale la trachea ricopre i muscoli e in alto è ricoperta anche dalla ghiandola tiroidea. La sezione toracica della trachea è ricoperta anteriormente dal manubrio dello sterno, dai resti della ghiandola del timo e dai vasi sanguigni. L'interno della trachea è ricoperto da una membrana mucosa contenente una grande quantità di tessuto linfoide e ghiandole mucose. Durante la respirazione, piccole particelle di polvere aderiscono alla mucosa umida della trachea e le ciglia dell'epitelio ciliato le respingono verso l'uscita dalle vie respiratorie.

L'estremità inferiore della trachea è divisa in due bronchi, che poi si ramificano ripetutamente ed entrano nei polmoni destro e sinistro, formando un “albero bronchiale” nei polmoni.

Bronchi

Nella cavità toracica la trachea si divide in due bronco- sinistra e destra. Ogni bronco entra nel polmone e lì si divide in bronchi di diametro più piccolo, che si diramano nei tubi d'aria più piccoli: i bronchioli. I bronchioli, a seguito di ulteriori ramificazioni, si trasformano in estensioni: dotti alveolari, sulle cui pareti sono presenti sporgenze microscopiche chiamate vescicole polmonari, o alveoli.

Le pareti degli alveoli sono costituite da uno speciale epitelio sottile a strato singolo e sono densamente intrecciate con i capillari. Lo spessore totale della parete alveolare e della parete capillare è 0,004 mm. Attraverso questa parete più sottile avviene lo scambio di gas: l'ossigeno entra nel sangue dagli alveoli e l'anidride carbonica rientra. Nei polmoni ci sono diverse centinaia di milioni di alveoli. La loro superficie totale in un adulto è di 60–150 m2. Grazie a ciò, una quantità sufficiente di ossigeno entra nel sangue (fino a 500 litri al giorno).

Polmoni

Polmoni occupano quasi tutta la cavità toracica e sono organi elastici e spugnosi. Nella parte centrale del polmone c'è una porta dove entra il bronco, arteria polmonare escono i nervi e le vene polmonari. Il polmone destro è diviso da scanalature in tre lobi, il sinistro in due. L'esterno dei polmoni è ricoperto da una sottile pellicola di tessuto connettivo: la pleura polmonare, che passa sulla superficie interna della parete della cavità toracica e forma la parete pleura. Tra questi due film c'è uno spazio pleurico pieno di liquido che riduce l'attrito durante la respirazione.

Ci sono tre superfici sul polmone: quella esterna, o costale, quella mediale, rivolta verso l'altro polmone, e quella inferiore, o diaframmatica. Inoltre, in ciascun polmone ci sono due bordi: anteriore e inferiore, che separano le superfici diaframmatica e mediale dalla superficie costale. Nella parte posteriore, la superficie costale, senza bordo netto, passa nella superficie mediale. Il bordo anteriore del polmone sinistro ha una tacca cardiaca. L'ilo si trova sulla superficie mediale del polmone. La porta di ciascun polmone comprende il bronco principale, l’arteria polmonare, che trasporta il sangue venoso al polmone, e i nervi che innervano il polmone. Dall’ilo di ciascun polmone emergono due vene polmonari che trasportano il sangue arterioso e i vasi linfatici al cuore.

I polmoni hanno solchi profondi che li dividono in lobi: superiore, medio e inferiore, e a sinistra ce ne sono due: superiore e inferiore. Le dimensioni dei polmoni non sono le stesse. Il polmone destro è leggermente più grande del sinistro, mentre è più corto e più largo, il che corrisponde alla posizione più alta della cupola destra del diaframma dovuta alla posizione del fegato sul lato destro. Colore dei polmoni normali infanzia rosa pallido, e negli adulti acquisiscono un colore grigio scuro con una sfumatura bluastra - una conseguenza della deposizione di particelle di polvere che entrano in essi con l'aria. Il tessuto polmonare è morbido, delicato e poroso.

Scambio gassoso dei polmoni

IN processo complesso Esistono tre fasi principali dello scambio gassoso: respirazione esterna, trasferimento di gas mediante sangue e respirazione interna o tissutale. La respirazione esterna combina tutti i processi che si verificano nel polmone. Viene effettuata dall'apparato respiratorio, che comprende il torace con i muscoli che lo muovono, il diaframma e i polmoni con le vie aeree.

L'aria che entra nei polmoni durante l'inalazione cambia la sua composizione. L'aria nei polmoni cede parte dell'ossigeno e si arricchisce di anidride carbonica. Contenuto di anidride carbonica nel sangue venoso più alto che nell'aria negli alveoli. Pertanto, l'anidride carbonica lascia il sangue negli alveoli e il suo contenuto è inferiore a quello dell'aria. Innanzitutto, l'ossigeno si dissolve nel plasma sanguigno, quindi si lega all'emoglobina e nuove porzioni di ossigeno entrano nel plasma.

La transizione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica da un ambiente all'altro avviene per diffusione da concentrazioni più elevate a concentrazioni più basse. Sebbene la diffusione sia lenta, la superficie di contatto tra sangue e aria nei polmoni è così ampia da garantire completamente lo scambio gassoso necessario. Si stima che lo scambio gassoso completo tra sangue e aria alveolare possa avvenire in un tempo tre volte più breve del tempo in cui il sangue rimane nei capillari (cioè il corpo ha riserve significative per fornire ossigeno ai tessuti).

Il sangue venoso, una volta nei polmoni, cede anidride carbonica, si arricchisce di ossigeno e si trasforma in sangue arterioso. In un ampio cerchio, questo sangue si disperde attraverso i capillari in tutti i tessuti e fornisce ossigeno alle cellule del corpo, che lo consumano costantemente. Come risultato della loro attività vitale, le cellule rilasciano più anidride carbonica che nel sangue, e questa si diffonde dai tessuti nel sangue. Pertanto, il sangue arterioso, dopo aver attraversato i capillari della circolazione sistemica, diventa venoso e metà destra Il cuore viene inviato ai polmoni, qui è nuovamente saturo di ossigeno ed emette anidride carbonica.

Nel corpo, la respirazione viene effettuata utilizzando meccanismi aggiuntivi. I mezzi liquidi che compongono il sangue (il suo plasma) hanno una bassa solubilità dei gas al loro interno. Pertanto, affinché una persona esista, dovrebbe avere un cuore 25 volte più potente, polmoni 20 volte più potenti e pompare più di 100 litri di liquido (non cinque litri di sangue) in un minuto. La natura ha trovato un modo per superare questa difficoltà adattando una sostanza speciale - l'emoglobina - per trasportare l'ossigeno. Grazie all'emoglobina, il sangue è in grado di legare l'ossigeno 70 volte e l'anidride carbonica - 20 volte più della parte liquida del sangue - il suo plasma.

Alveolo- una bolla a parete sottile con un diametro di 0,2 mm riempita d'aria. La parete alveolare è formata da uno strato cellule piatte epitelio, lungo la cui superficie esterna si ramifica una rete di capillari. Lo scambio gassoso avviene quindi attraverso un setto molto sottile formato da due strati di cellule: la parete capillare e la parete alveolare.

Scambio di gas nei tessuti (respirazione tissutale)

Lo scambio di gas nei tessuti avviene nei capillari secondo lo stesso principio dei polmoni. L'ossigeno dai capillari tissutali, dove la sua concentrazione è elevata, passa nel fluido tissutale con una concentrazione di ossigeno inferiore. Dal fluido tissutale penetra nelle cellule ed entra immediatamente nelle reazioni di ossidazione, quindi praticamente non c'è ossigeno libero nelle cellule.

L'anidride carbonica, secondo le stesse leggi, entra dalle cellule, attraverso il fluido tissutale, nei capillari. L'anidride carbonica rilasciata favorisce la dissociazione dell'ossiemoglobina e si combina essa stessa con l'emoglobina, formando carbossiemoglobina, viene trasportato nei polmoni e rilasciato nell'atmosfera. Nel sangue venoso che scorre dagli organi, l'anidride carbonica si trova sia allo stato legato che disciolto sotto forma di acido carbonico, che si scompone facilmente in acqua e anidride carbonica nei capillari polmonari. L'acido carbonico può anche combinarsi con i sali del plasma per formare bicarbonati.

Nei polmoni, dove entra il sangue venoso, l'ossigeno satura nuovamente il sangue e l'anidride carbonica esce dalla zona alta concentrazione(capillari polmonari) passa in una zona a bassa concentrazione (alveoli). Per il normale scambio di gas, l'aria nei polmoni viene costantemente sostituita, cosa che si ottiene mediante attacchi ritmici di inspirazione ed espirazione, dovuti ai movimenti dei muscoli intercostali e del diaframma.

Trasporto di ossigeno nel corpo

Percorso dell'ossigeno	Funzioni
Tratto respiratorio superiore
Narice	Umidificazione, riscaldamento, disinfezione dell'aria, rimozione delle particelle di polvere
Faringe	Passaggio di aria riscaldata e purificata nella laringe
Laringe	Conduzione dell'aria dalla faringe alla trachea. Protezione delle vie respiratorie dall'ingresso di cibo da parte della cartilagine epiglottica. La formazione dei suoni mediante vibrazione delle corde vocali, movimento della lingua, delle labbra, della mascella
Trachea
Bronchi	Libero movimento dell'aria
Polmoni	Sistema respiratorio. I movimenti respiratori vengono eseguiti sotto il controllo del sistema nervoso centrale e del fattore umorale contenuto nel sangue - CO 2
Alveoli	Aumenta la superficie respiratoria, effettua lo scambio di gas tra sangue e polmoni
Sistema circolatorio
Capillari polmonari	Trasporta il sangue venoso dall'arteria polmonare ai polmoni. Secondo le leggi della diffusione, l'O 2 arriva dai luoghi a concentrazione maggiore (alveoli) ai luoghi a concentrazione minore (capillari), allo stesso tempo la CO 2 si diffonde in direzione opposta.
Vena polmonare	Trasporta l'O2 dai polmoni al cuore. L'ossigeno, una volta nel sangue, si dissolve prima nel plasma, poi si combina con l'emoglobina e il sangue diventa arterioso
Cuore	Spingere il sangue arterioso attraverso la circolazione sistemica
Arterie	Arricchisci tutti gli organi e i tessuti con l'ossigeno. Le arterie polmonari trasportano il sangue venoso ai polmoni
Capillari del corpo	Effettuare lo scambio di gas tra il sangue e il fluido tissutale. L'O2 passa nel fluido tissutale e la CO2 si diffonde nel sangue. Il sangue diventa venoso
Cellula
Mitocondri	Respirazione cellulare - assimilazione dell'aria O2. Le sostanze organiche, grazie all'O 2 e agli enzimi respiratori, vengono ossidate (dissimilazione) nei prodotti finali: H 2 O, CO 2 e l'energia destinata alla sintesi dell'ATP. H 2 O e CO 2 vengono rilasciati nel fluido tissutale, da cui si diffondono nel sangue.

Il significato del respiro.

Respiro- è una raccolta processi fisiologici, garantendo lo scambio di gas tra il corpo e l'ambiente esterno ( respirazione esterna) e processi ossidativi nelle cellule, a seguito dei quali viene rilasciata energia ( respirazione interna). Scambio di gas tra sangue e aria atmosferica ( lo scambio di gas) - effettuato dal sistema respiratorio.

La fonte di energia nel corpo sono le sostanze alimentari. Il processo principale che libera l'energia di queste sostanze è il processo di ossidazione. È accompagnato dal legame dell'ossigeno e dalla formazione di anidride carbonica. Considerando che il corpo umano non dispone di riserve di ossigeno, il suo rifornimento continuo è vitale. L'interruzione dell'accesso dell'ossigeno alle cellule del corpo porta alla loro morte. D'altra parte, l'anidride carbonica formata durante l'ossidazione delle sostanze deve essere rimossa dal corpo, poiché l'accumulo di una quantità significativa di essa è pericolosa per la vita. L'assorbimento dell'ossigeno dall'aria e il rilascio di anidride carbonica avviene attraverso il sistema respiratorio.

Il significato biologico della respirazione è:

• fornire ossigeno al corpo;
• rimuovere l'anidride carbonica dal corpo;
• ossidazione dei composti organici di BZHU con rilascio di energia, necessario per una persona per la vita;
• rimozione dei prodotti finali del metabolismo ( vapore acqueo, ammoniaca, idrogeno solforato, ecc.).

La respirazione è il collegamento tra l’uomo e l’ambiente. Se l’apporto d’aria viene ostacolato, gli organi respiratori umani e il cuore iniziano a lavorare di più per fornire la quantità necessaria di ossigeno per la respirazione. Sistema respiratorio e sistema respiratorio gli esseri umani sono in grado di adattarsi alle condizioni ambientali.

Il sistema respiratorio umano garantisce lo scambio di gas tra l'aria atmosferica e i polmoni, a seguito del quale l'ossigeno dai polmoni entra nel sangue e viene trasferito dal sangue ai tessuti del corpo, e l'anidride carbonica viene trasportata dai tessuti nella direzione opposta direzione. A riposo, i tessuti del corpo di un adulto consumano circa 0,3 litri di ossigeno al minuto e producono una quantità leggermente inferiore di anidride carbonica. Il rapporto tra la quantità di CO2 formata nei suoi tessuti e la quantità di 02 consumata dall'organismo è chiamato coefficiente respiratorio, il cui valore è condizioni normali pari a 0,9. Il mantenimento di un livello normale di omeostasi del gas di O2 e CO2 nel corpo in conformità con la velocità del metabolismo dei tessuti (respirazione) è la funzione principale del sistema respiratorio del corpo umano.

Questo sistema è costituito da un unico complesso di tessuti ossei, cartilaginei, connettivi e muscolari Petto, tratto respiratorio (sezione aerea dei polmoni), fornendo movimento d'aria tra l'ambiente esterno e lo spazio aereo degli alveoli, nonché il tessuto polmonare ( reparto respiratorio polmoni), che ha elevata elasticità ed estensibilità. Il sistema respiratorio include il proprio apparato nervoso, che controlla i muscoli respiratori del torace, le fibre sensoriali e motorie dei neuroni del sistema nervoso autonomo, che hanno terminali nei tessuti degli organi respiratori. Il luogo di scambio di gas tra il corpo umano e l'ambiente esterno sono gli alveoli polmonari, la cui superficie totale raggiunge in media 100 m2.

Gli alveoli (circa 3.108) sono situati all'estremità delle piccole vie aeree dei polmoni, hanno un diametro di circa 0,3 mm e sono a stretto contatto con i capillari polmonari. La circolazione del sangue tra le cellule dei tessuti del corpo umano che consumano O2 e producono CO2, e i polmoni, dove questi gas vengono scambiati con l'aria atmosferica, viene effettuata dal sistema circolatorio.

Funzioni dell'apparato respiratorio. Nel corpo umano, il sistema respiratorio svolge funzioni respiratorie e non respiratorie. La funzione respiratoria del sistema mantiene l'omeostasi del gas ambiente interno corpo in conformità con il livello di metabolismo dei suoi tessuti. Con l'aria inalata entrano nei polmoni microparticelle di polvere, che vengono trattenute dalla mucosa delle vie respiratorie e poi rimosse dai polmoni con l'aiuto di riflessi protettivi (tosse, starnuto) e meccanismi di pulizia mucociliare (funzione protettiva).

Le funzioni non respiratorie del sistema sono causate biologicamente da processi quali sintesi (tensioattivo, eparina, leucotrieni, prostaglandine), attivazione (angiotensina II) e inattivazione (serotonina, prostaglandine, norepinefrina). sostanze attive, con la partecipazione di alveolociti, mastociti ed endotelio dei capillari polmonari (funzione metabolica). L'epitelio della mucosa delle vie respiratorie contiene cellule immunocompetenti (linfociti T e B, macrofagi) e mastociti (sintesi di istamina), che forniscono funzione protettiva corpo. Attraverso i polmoni, il vapore acqueo e le molecole di sostanze volatili vengono rimossi dal corpo con l'aria espirata (funzione escretoria), nonché una piccola parte del calore dal corpo (funzione termoregolatrice). I muscoli respiratori del torace sono coinvolti nel mantenimento della posizione del corpo nello spazio (funzione tonico-posturale). Infine, sono coinvolti il ​​sistema nervoso dell'apparato respiratorio, i muscoli della glottide e del tratto respiratorio superiore, nonché i muscoli del torace. attività linguistica umano (funzione di produzione del linguaggio). Principale funzione respiratoria L'apparato respiratorio si realizza nei processi di respirazione esterna, che sono lo scambio di gas (O2, CO2 e N2) tra gli alveoli e l'ambiente esterno, la diffusione di gas (O2 e CO2) tra gli alveoli dei polmoni e sangue (scambio gassoso). Insieme alla respirazione esterna, nel corpo avviene il trasporto gas respiratori sangue, nonché lo scambio di gas di 02 e CO2 tra sangue e tessuti, che viene spesso chiamato respirazione interna (tissutale).

Gli scienziati hanno stabilito fatto interessante. L'aria che entra negli organi respiratori umani forma convenzionalmente due flussi, uno dei quali passa nella parte sinistra del naso e penetra nel polmone sinistro, il secondo flusso penetra nel lato destro naso e passa nel polmone destro.

Gli studi hanno anche dimostrato che nell'arteria del cervello umano anche l'aria ricevuta è divisa in due flussi. Il processo di respirazione deve essere corretto, il che è importante per la vita normale. Pertanto, è necessario conoscere la struttura del sistema respiratorio umano e degli organi respiratori.

Il sistema respiratorio umano comprende la trachea, i polmoni, i bronchi, il sistema linfatico e quello vascolare. Includono anche il sistema nervoso e i muscoli respiratori, la pleura. Il sistema respiratorio umano comprende il tratto respiratorio superiore e inferiore. Vie respiratorie superiori: naso, faringe, cavità orale. Vie respiratorie inferiori: trachea, laringe e bronchi.

Vie aeree necessari per l'ingresso e l'uscita dell'aria dai polmoni. Maggior parte corpo principale l'intero sistema respiratorio: i polmoni, tra i quali si trova il cuore.

Sistema respiratorio

Narice

- il canale principale per l'ingresso dell'aria nelle vie respiratorie. Diviso in due parti dal setto nasale osteocondrale. Interno ciascuna cavità è formata da fossette ossee e protuberanze dette setti, ed è ricoperta da una membrana mucosa costituita da numerosi peli, o ciglia, e da ghiandole che secernono muco. Il naso pulisce l'aria inspirata: grazie alle ciglia trattiene le polveri sottili presenti nell'aria e con l'aiuto del catarro crea una protezione contro possibili infezioni, poiché distrugge i microrganismi presenti nell'aria che respiriamo.

La mucosa impedisce all'aria troppo secca di entrare nel corpo e gli fornisce l'umidità necessaria. Inoltre, i suoi vasi sanguigni mantengono una temperatura ottimale nella cavità nasale e le pieghe della parete interna trattengono e riscaldano l'aria inalata.

Cavità orale

- Questa è una delle parti principali dell'apparato digerente, ma è anche il tratto respiratorio, inoltre è coinvolta nella formazione del linguaggio. È limitato alle labbra, all'interno delle guance, alla base della lingua e al palato.

Funzione cavità orale durante la respirazione è insignificante, poiché le narici sono molto più adatte a questo scopo. Tuttavia, serve come ingresso e uscita dell'aria nei casi in cui vi è una grande necessità di saturare i polmoni con l'ossigeno. Ad esempio, quando facciamo un grande sforzo fisico o quando le nostre narici si ostruiscono a causa di un infortunio o di un raffreddore.

La cavità orale è coinvolta nella produzione del linguaggio, poiché la lingua e i denti articolano i suoni prodotti dalle corde vocali nella laringe.

Trachea

è un tubo che collega la laringe e i bronchi. La trachea è lunga circa 12-15 cm. La trachea, a differenza dei polmoni, è un organo spaiato. La funzione principale della trachea è trasportare l'aria dentro e fuori i polmoni. La trachea si trova tra la sesta vertebra del collo e la quinta vertebra della regione toracica. Alla fine, la trachea si biforca in due bronchi. La biforcazione della trachea è chiamata biforcazione. All'inizio della trachea è adiacente a tiroide. Nella parte posteriore della trachea c'è l'esofago. La trachea è ricoperta dalla mucosa, che ne costituisce la base, ed è ricoperta anche dal tessuto muscolo-cartilagineo, struttura fibrosa. La trachea è composta da 18-20 anelli tessuto cartilagineo, grazie al quale la trachea è flessibile.

Faringe

è un tubo che ha origine nella cavità nasale. Le vie digestiva e respiratoria si intersecano nella faringe. La faringe può essere definita il collegamento tra la cavità nasale e la cavità orale e la faringe collega anche la laringe e l'esofago. La faringe si trova tra la base del cranio e le 5-7 vertebre del collo. La cavità nasale è la sezione iniziale dell'apparato respiratorio. È costituito dal naso esterno e dai passaggi nasali. La funzione della cavità nasale è quella di filtrare l'aria, nonché di purificarla e umidificarla. La cavità orale è la seconda via in cui l'aria entra nel sistema respiratorio umano. La cavità orale ha due sezioni: posteriore e anteriore. Sezione anteriore detto anche vestibolo della bocca.

Laringe

- un organo respiratorio che collega la trachea e la faringe. La scatola vocale si trova nella laringe. La laringe si trova nella zona delle 4-6 vertebre del collo ed è attaccata alle osso ioide. L'inizio della laringe è nella faringe e l'estremità è una biforcazione in due trachee. Le cartilagini tiroidea, cricoidea ed epiglottica costituiscono la laringe. Queste sono grandi cartilagini spaiate. È formato anche da piccole cartilagini accoppiate: cornicolata, sfenoide, aritenoide. La connessione tra le articolazioni è fornita da legamenti e articolazioni. Tra le cartilagini ci sono delle membrane che fungono anche da collegamento.

Bronchi

sono tubi formatisi a seguito della biforcazione della trachea. Ciascuno dei bronchi principali si ramifica poi in altri bronchi piccoli bronchi, andando in diverse aree o lobi dei polmoni.

I bronchi che penetrano nei lobi dei polmoni sono chiamati bronchi lobari e ce ne sono tre nel polmone destro e due in quello sinistro. Inoltre, i bronchi lobari continuano a ramificarsi e restringersi, dividendosi in bronchi segmentali e infine trasformarsi in tubi con un diametro inferiore a 1 mm: bronchioli.

I bronchioli distribuiscono l'ossigeno attraverso le loro terminazioni, gli alveoli polmonari, una sorta di bolle in cui avviene lo scambio di gas, cioè lo scambio di anidride carbonica con ossigeno.

Polmoni -

principali organi respiratori. Hanno la forma di un cono. I polmoni si trovano nella zona del torace, situata su entrambi i lati del cuore. La funzione principale dei polmoni è lo scambio di gas, che avviene attraverso gli alveoli. Il sangue entra nei polmoni dalle vene grazie alle arterie polmonari. L'aria penetra attraverso le vie respiratorie, arricchendo gli organi respiratori con l'ossigeno necessario. Le cellule devono essere fornite di ossigeno affinché possa avvenire il processo di rigenerazione, e lo ricevono nutrienti dal sangue, necessario per il corpo. A ricoprire i polmoni c'è la pleura, costituita da due lobi separati da una cavità (cavità pleurica).

I polmoni comprendono l'albero bronchiale, formato dalla biforcazione della trachea. I bronchi, a loro volta, si dividono in bronchi più sottili, formando così bronchi segmentali. L'albero bronchiale termina in sacche molto taglia piccola. Queste sacche sono costituite da numerosi alveoli interconnessi. Gli alveoli forniscono lo scambio di gas nel sistema respiratorio. I bronchi sono ricoperti da epitelio, che nella sua struttura ricorda le ciglia. Le ciglia rimuovono il muco nell'area faringea. La promozione è facilitata da un colpo di tosse. I bronchi hanno una membrana mucosa.

Il sistema respiratorio umano è attivamente coinvolto durante qualsiasi tipo di attività fisica, sia essa aerobica o anaerobica. Qualsiasi personal trainer che si rispetti dovrebbe avere conoscenza della struttura del sistema respiratorio, del suo scopo e del ruolo che svolge nel processo di pratica sportiva. La conoscenza della fisiologia e dell'anatomia è un indicatore dell'atteggiamento di un allenatore nei confronti della sua arte. Più sa, più alte sono le sue qualifiche come specialista.

L'apparato respiratorio è un insieme di organi il cui scopo è fornire ossigeno al corpo umano. Il processo di fornitura di ossigeno è chiamato scambio di gas. L'ossigeno inalato da una persona viene convertito in anidride carbonica quando espira. Lo scambio di gas avviene nei polmoni, cioè negli alveoli. La loro ventilazione è realizzata alternando cicli di inspirazione (inspirazione) ed espirazione (espirazione). Il processo di inspirazione è interconnesso con l'attività motoria del diaframma e dei muscoli intercostali esterni. Mentre inspiri, il diaframma si abbassa e le costole si alzano. Il processo di espirazione avviene per lo più passivamente, coinvolgendo solo i muscoli intercostali interni. Mentre espiri, il diaframma si alza e le costole si abbassano.

La respirazione è solitamente divisa in base al metodo di espansione del torace in due tipi: toracica e addominale. Il primo si osserva più spesso nelle donne (l'espansione dello sterno avviene a causa dell'innalzamento delle costole). Il secondo è più spesso osservato negli uomini (l'espansione dello sterno avviene a causa della deformazione del diaframma).

La struttura dell'apparato respiratorio

Le vie respiratorie si dividono in superiori ed inferiori. Questa divisione è puramente simbolica e il confine tra il superiore e i sentieri inferiori la respirazione avviene all'intersezione dei sistemi respiratorio e digestivo nella parte superiore della laringe. Il tratto respiratorio superiore comprende la cavità nasale, il rinofaringe e l'orofaringe con la cavità orale, ma solo parzialmente, poiché quest'ultima non è coinvolta nel processo respiratorio. Il tratto respiratorio inferiore comprende la laringe (anche se talvolta viene classificato anche come tratto superiore), la trachea, i bronchi e i polmoni. Vie aeree all'interno dei polmoni formano una specie di albero e si ramificano circa 23 volte prima che l'ossigeno raggiunga gli alveoli, dove avviene lo scambio di gas. Illustrazione schematica Puoi vedere il sistema respiratorio umano nella figura seguente.

Struttura del sistema respiratorio umano: 1- Seno frontale; 2- Seno sfenoidale; 3- Cavità nasale; 4- Vestibolo nasale; 5- Cavità orale; 6- Faringe; 7- Epiglottide; 8- Piega vocale; 9- Cartilagine tiroidea; 10- Cartilagine cricoidea; 11- Trachea; 12- Apice del polmone; 13- Lobo superiore (bronchi lobari: 13.1- Superiore destro; 13.2- Medio destro; 13.3- Inferiore destro); 14- Fessura orizzontale; 15- Asola obliqua; 16- Quota media; 17- Lobo inferiore; 18- Apertura; 19- Lobo superiore; 20- Bronco lingulare; 21- Carena della trachea; 22- Bronco intermedio; 23- Bronchi principali sinistro e destro (bronchi lobari: 23.1- Superiore sinistro; 23.2- Inferiore sinistro); 24- Asola obliqua; 25- Filetto di cuore; 26- Luvula del polmone sinistro; 27- Lobo inferiore.

Il tratto respiratorio funge da collegamento tra l'ambiente e l'organo principale del sistema respiratorio: i polmoni. Si trovano all'interno del torace e sono circondati dalle costole e dai muscoli intercostali. Direttamente nei polmoni avviene il processo di scambio gassoso tra l'ossigeno fornito agli alveoli polmonari (vedi figura sotto) e il sangue che circola all'interno dei capillari polmonari. Questi ultimi forniscono ossigeno al corpo e rimuovono da esso i prodotti metabolici gassosi. Il rapporto tra ossigeno e anidride carbonica nei polmoni viene mantenuto a un livello relativamente costante. L'interruzione dell'apporto di ossigeno al corpo porta alla perdita di coscienza ( morte clinica), poi a disturbi irreversibili della funzione cerebrale e infine alla morte (morte biologica).

Struttura degli alveoli: 1- Letto capillare; 2- Tessuto connettivo; 3- Sacchi alveolari; 4- Condotto alveolare; 5- Ghiandola mucosa; 6- Rivestimento mucoso; 7- Arteria polmonare; 8- Vena polmonare; 9- Apertura del bronchiolo; 10- Alveolo.

Il processo di respirazione, come ho detto sopra, viene eseguito a causa della deformazione del torace con l'aiuto di muscoli respiratori. La respirazione stessa è uno dei pochi processi che avvengono nel corpo ad essere controllato sia consciamente che inconsciamente. Ecco perché una persona continua a respirare durante il sonno, mentre è in stato di incoscienza.

Funzioni dell'apparato respiratorio

Le due funzioni principali svolte dal sistema respiratorio umano sono la respirazione stessa e lo scambio di gas. Tra le altre cose, è coinvolto in funzioni altrettanto importanti come il mantenimento dell'equilibrio termico del corpo, la formazione del timbro della voce, la percezione degli odori e anche l'aumento dell'umidità dell'aria inalata. Il tessuto polmonare partecipa alla produzione di ormoni, sale marino e metabolismo dei lipidi. Nell'ampio sistema vascolare dei polmoni, il sangue viene depositato (immagazzinato). Anche il sistema respiratorio protegge il corpo fattori meccanici ambiente esterno. Tuttavia, di tutta questa varietà di funzioni, saremo interessati allo scambio di gas, poiché senza di esso non si verificherebbe né il metabolismo, né la formazione di energia, né, di conseguenza, la vita stessa.

Durante la respirazione, l'ossigeno entra nel sangue attraverso gli alveoli e attraverso di essi l'anidride carbonica viene rimossa dal corpo. Questo processo prevede la penetrazione di ossigeno e anidride carbonica attraverso la membrana capillare degli alveoli. A riposo, la pressione dell'ossigeno negli alveoli è di circa 60 mmHg. Arte. maggiore rispetto alla pressione nei capillari sanguigni dei polmoni. A causa di ciò, l'ossigeno penetra nel sangue, che scorre attraverso i capillari polmonari. Allo stesso modo, l’anidride carbonica penetra nella direzione opposta. Il processo di scambio di gas avviene così rapidamente che può essere definito praticamente istantaneo. Questo processo è mostrato schematicamente nella figura seguente.

Schema del processo di scambio di gas negli alveoli: 1- Rete capillare; 2- Sacchi alveolari; 3- Apertura del bronchiolo. I- Fornitura di ossigeno; II- Rimozione dell'anidride carbonica.

Abbiamo risolto gli scambi gassosi, ora parliamo dei concetti base riguardanti la respirazione. Viene chiamato il volume di aria inspirata ed espirata da una persona in un minuto volume respiratorio minuto. Fornisce il livello necessario di concentrazione di gas negli alveoli. L'indicatore di concentrazione è determinato volume correnteè la quantità di aria che una persona inspira ed espira durante la respirazione. E frequenza movimenti respiratori , in altre parole – frequenza respiratoria. Volume di riserva inspiratoria- Questo è il volume massimo di aria che una persona può inalare dopo un respiro normale. Quindi, volume di riserva espiratoria- questa è la quantità massima di aria che una persona può espirare ulteriormente dopo un'espirazione normale. Viene chiamato il volume massimo di aria che una persona può espirare dopo un'inspirazione massima capacità vitale polmoni. Tuttavia, anche dopo la massima espirazione, nei polmoni rimane una certa quantità di aria, come si chiama volume polmonare residuo. Ci dà la somma della capacità vitale e del volume polmonare residuo capacità polmonare totale, che in un adulto è pari a 3-4 litri di aria per polmone.

Il momento dell'inspirazione porta ossigeno agli alveoli. Oltre agli alveoli, l'aria riempie anche tutte le altre parti del tratto respiratorio: cavità orale, rinofaringe, trachea, bronchi e bronchioli. Poiché queste parti del sistema respiratorio non sono coinvolte nel processo di scambio di gas, vengono chiamate spazio anatomicamente morto. Il volume d'aria che riempie questo spazio è persona sana, di regola, è di circa 150 ml. Con l’età, questa cifra tende ad aumentare. Perché in questo momento Fai un respiro profondo Le vie aeree tendono ad espandersi; occorre tenere presente che all'aumento del volume corrente si accompagna contemporaneamente un aumento dello spazio morto anatomico. Questo aumento relativo del volume corrente solitamente supera quello dello spazio morto anatomico. Di conseguenza, all’aumentare del volume corrente, la percentuale di spazio morto anatomico diminuisce. Pertanto, possiamo concludere che un aumento del volume corrente (durante la respirazione profonda) fornisce una ventilazione dei polmoni significativamente migliore rispetto alla respirazione rapida.

Regolazione della respirazione

Per fornire completamente ossigeno al corpo, il sistema nervoso regola la velocità di ventilazione dei polmoni modificando la frequenza e la profondità della respirazione. Per questo motivo, la concentrazione di ossigeno e anidride carbonica nel sangue arterioso non cambia nemmeno sotto l'influenza di tale attivo attività fisica come allenarsi su una macchina cardio o fare allenamento con i pesi. La regolazione della respirazione è controllata dal centro respiratorio, come mostrato nella figura seguente.

Struttura centro respiratorio tronco encefalico: 1- Ponte Varoliev; 2- Centro pneumotassico; 3- Centro apneustico; 4- Complesso pre-Bötzinger; 5- Gruppo dorsale dei neuroni respiratori; 6- Gruppo ventrale di neuroni respiratori; 7- Midollo. I- Centro respiratorio del tronco encefalico; II- Parti del centro respiratorio del ponte; III- Parti del centro respiratorio del midollo allungato.

Il centro respiratorio è costituito da diversi gruppi distinti di neuroni situati su entrambi i lati della parte inferiore del tronco encefalico. In totale, ci sono tre gruppi principali di neuroni: il gruppo dorsale, il gruppo ventrale e il centro pneumotassico. Diamo un'occhiata a loro in modo più dettagliato.

• Il gruppo respiratorio dorsale svolge un ruolo fondamentale nel processo di respirazione. È anche il principale generatore di impulsi che stabiliscono un ritmo respiratorio costante.
• Il gruppo respiratorio ventrale svolge diverse importanti funzioni contemporaneamente. Innanzitutto, gli impulsi respiratori provenienti da questi neuroni prendono parte alla regolazione del processo respiratorio, controllando il livello di ventilazione polmonare. Tra l'altro, l'eccitazione di neuroni selezionati nel gruppo ventrale può stimolare l'inspirazione o l'espirazione, a seconda del momento dell'eccitazione. L'importanza di questi neuroni è particolarmente grande poiché sono in grado di controllare i muscoli addominali che partecipano al ciclo di espirazione durante la respirazione profonda.
• Il centro pneumotassico partecipa al controllo della frequenza e dell'ampiezza dei movimenti respiratori. Influenza principale di questo centro consiste nel regolare la durata del ciclo di riempimento polmonare, come fattore che limita il volume corrente. Un ulteriore effetto di tale regolazione è un effetto diretto sulla frequenza respiratoria. Quando la durata del ciclo di inspirazione diminuisce, anche il ciclo di espirazione si accorcia, il che alla fine porta ad un aumento della frequenza respiratoria. Lo stesso vale nel caso opposto. All’aumentare della durata del ciclo inspiratorio aumenta anche il ciclo espiratorio, mentre la frequenza respiratoria diminuisce.

Conclusione

Il sistema respiratorio umano è principalmente un insieme di organi necessari per fornire al corpo ossigeno vitale. La conoscenza dell'anatomia e della fisiologia di questo sistema ti dà l'opportunità di comprendere i principi di base della costruzione processo di formazione sia aerobico che anaerobico. Le informazioni qui presentate sono di particolare importanza nel determinare gli obiettivi del processo di allenamento e possono servire come base per valutare lo stato di salute dell’atleta durante la pianificazione dei programmi di allenamento.