Органы дыхания: строение и функции

Дыхание

Органы дыхания: строение и функции

Совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в окислении органических веществ и удаление углекислого газа и некоторых других соединений, называется дыханием.

Главный орган дыхательной системы — легкие, куда наружный воздух поступает по воздухоносным путям — последовательно соединенным между собой полостям и трубкам. Вначале воздух проходит через две носовые полости, сообщающиеся с глоткой. Стенки носовых полостей выстланы слизистой оболочкой, содержащей клетки реснитчатого эпителия. Здесь вдыхаемый воздух очищается от пыли, увлажняется, согревается до температуры тела, а оказавшиеся в нем микробы обезвреживаются. Благодаря рефлексу чихания крупные частицы пыли и избыток слизи удаляются из организма.

Носоглотка сообщается с гортанью. При проглатывании пищи вход в гортань закрывается хрящевым надгортанником, что препятствует попаданию пищи из носоглотки в дыхательные пути. Важнейшими функциями гортани являются проведение воздуха в трахею, участие в производстве звуков человеческой речи и предохранение дыхательных путей от проникновения туда вредных для организма веществ. При раздражении рецепторов гортани возникает рефлекторная реакция — кашель, благодаря которому полость гортани очищается от раздражающих веществ.

Гортань непосредственно переходит в трахею, которая внизу делится на два крупных бронха, входящих в правое и левое легкое. В трахее и бронхах продолжается насыщение вдыхаемого воздуха водяными парами и его очищение. Выделяющуюся слизь с частичками пыли и микроорганизмами реснички эпителия гонят в глотку, где она проглатывается.

В легких происходит обмен газов между вдыхаемым воздухом и кровью. Как и внутренняя стенка грудной полости, легкие покрыты плотной оболочкой — плеврой. Пространство между ними (плевральная полость) заполнено плевральной жидкостью.

Ткань легких состоит из ветвящихся бронхов и легочных пузырьков (альвеол), оплетенных густой сетью капилляров. Тесное соприкосновение капилляров и пузырьков обеспечивает интенсивный газообмен: углекислый газ из крови переходит в легочный пузырек, а кислород из пузырька — в кровь. Углекислый газ удаляется из легких во время выдоха, а обогащенная кислородом и очищенная от углекислого газа кровь по легочным венам поступает в сердце и отсюда разносится по всему организму.

 

Газообмен в легких и тканях

 

Кровь, поступающая в легкие по системе малого круга кровообращения, содержит мало кислорода и много углекислого газа. Обмен газов между кровью и воздухом, поступающим в легкие, осуществляется путем их диффузии через тонкие стенки легочных пузырьков и кровеносных сосудов: кислород из воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови — в легочные пузырьки. Диффузия кислорода и углекислого газа продолжается до тех пор, пока концентрация их молекул по обе стороны оболочки не станет одинаковой. Благодаря процессу диффузии кислород, растворившийся в крови, проникает внутрь эритроцитов и вступает там в соединение с гемоглобином. В результате образуется нестойкое соединение — оксигемоглобин. Обогащенная кислородом кровь возвращается в сердце, а оттуда направляется во все органы и ткани.

Как только кровь достигнет капилляров и растворенный в ней кислород станет переходить в ткани, начинается распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород.

Обмен газов в тканях осуществляется тоже за счет диффузии; при этом кислород переходит из крови в ткани, а углекислый газ из тканей переходит в кровь, и его концентрация в тканях снижается.

Пищеварение

Пищеварение в желудке

Многочисленные железы слизистой оболочки желудка вырабатывают желудочный сок. Основным ферментом его является пепсин, расщепляющий сложные молекулы белка на более простые молекулы аминокислот. Пищеварение в желудке происходит только при температуре тела 35—37 °С и при наличии в желудочном соке соляной кислоты, повышающей активность ферментов.

Желудочное сокоотделение регулируется двумя механизмами — нервным и гуморальным. Благодаря нервной регуляции секреция желудочного сока начинается уже спустя несколько минут после того, как пища поступила в рот. Такой условнорефлекторно выделяемый желудочный сок называется аппетитным. Аппетитный сок имеет важное значение для пищеварения: благодаря ему желудок оказывается заранее подготовленным к приему пищи, и при ее попадании сразу же начинается процесс расщепления питательных веществ.

Одновременно продукты расщепления пищевых веществ (глюкоза, аминокислоты и др.) через слизистую оболочку желудка всасываются в кровь; с током крови они попадают к желудочным железам и вызывают сокоотделение, которое продолжается в течение всего времени, пока пища находится в желудке. Это — гуморальная регуляция желудочного сокоотделения.

 

Обмен веществ и энергии

Виды обмена веществ

Обмен веществ — это непрерывное поступление в организм из внешней среды различных органических и неорганических веществ, их изменение, частичное усвоение и выделение во внешнюю среду образовавшихся продуктов распада.

Вода — основа всех жидких сред организма, содержащих органические вещества и минеральные соли. Вода необходима для растворения большинства химических соединений, находящихся в организме, их переработки и выделения продуктов распада из организма. При участии воды и минеральных солей происходят важнейшие физико-химические процессы в клетках и тканях. Это обусловливает теснейшую связь водного обмена с обменом минеральных веществ.

Минеральные соли входят в состав всех тканей организма. Кроме того, неорганические соли необходимы для обмена веществ, связанного с выведением из клетки и поступлением в нее различных химических соединений.

Клетки всех тканей организма образованы главным образом из органических веществ — белков, жиров и углеводов. Органические вещества необходимы для обновления клеток и тканей. Кроме того, они служат важнейшим источником энергии.

Белки участвуют в построении цитоплазмы и органоидов клетки, это основной строительный материал клетки. Растительные и животные белки состоят из аминокислот, комбинации которых образуют различные белковые молекулы, участвующие в построении клеток и тканей. Поступающие с пищей белки в процессе пищеварения расщепляются на отдельные аминокислоты, которые всасываются и с кровью поступают к клеткам. В клетках из этих аминокислот образуются новые, специфичные для человеческого организма белки, которые используются для построения цитоплазмы и органоидов.

Жиры участвуют в построении клеточных мембран. Большая часть поступающих в организм жиров служит источником энергии. Часть их откладывается в запас, который расходуется при недостатке питания. Поступающие с пищей жиры в процессе пищеварения распадаются на глицерин и жирные кислоты. Попадая в кишечные ворсинки, они вновь соединяются, образуя новые жиры, свойственные только человеческому организму. Эти жиры попадают в лимфу и далее разносятся кровью ко всем органам и тканям.

Углеводы входят в состав цитоплазмы и ядра клеток и являются основным источником энергии. Поступая в организм с продуктами питания, углеводы (главным образом, крахмал и тростниковый сахар) под воздействием пищеварительных соков расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь и достигает с ней печени, где превращается в животный крахмал — гликоген. В печени откладываются основные запасы углеводов в организме. При длительном голодании уровень глюкозы в крови снижается, что приводит к расщеплению хранящегося в печени гликогена и выбрасыванию образовавшейся глюкозы в кровяное русло. Таким путем, благодаря саморегуляции, поддерживается постоянный уровень глюкозы в крови.

Механизм саморегуляции включается и тогда, когда в пище не хватает каких-либо органических соединений. В этом случае происходит превращение одних органических веществ в другие. Например, белки при необходимости могут превращаться в жиры и углеводы. При обильном питании углеводной пищей часть углеводов в организме превращается в жиры; при их недостаточном поступлении в организм происходит превращение жиров в углеводы.

И лишь недостаток белков в пище невосполним, так как они образуются только из аминокислот. Поэтому белковое голодание наиболее опасно.

Энергия, необходимая для полноценной работы организма, выделяется в процессе окисления органических соединений. Конечными продуктами распада жиров и углеводов являются вода и углекислый газ. При распаде белков, кроме воды и углекислого газа, образуются еще аммиак (превращающийся в печени в мочевину) и другие соединения. Углекислый газ удаляется из организма через легкие, вода — через почки, легкие и кожу, мочевина — через почки.

 

Дыхание

Органы дыхания: строение и функции

Совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в окислении органических веществ и удаление углекислого газа и некоторых других соединений, называется дыханием.

Главный орган дыхательной системы — легкие, куда наружный воздух поступает по воздухоносным путям — последовательно соединенным между собой полостям и трубкам. Вначале воздух проходит через две носовые полости, сообщающиеся с глоткой. Стенки носовых полостей выстланы слизистой оболочкой, содержащей клетки реснитчатого эпителия. Здесь вдыхаемый воздух очищается от пыли, увлажняется, согревается до температуры тела, а оказавшиеся в нем микробы обезвреживаются. Благодаря рефлексу чихания крупные частицы пыли и избыток слизи удаляются из организма.

Носоглотка сообщается с гортанью. При проглатывании пищи вход в гортань закрывается хрящевым надгортанником, что препятствует попаданию пищи из носоглотки в дыхательные пути. Важнейшими функциями гортани являются проведение воздуха в трахею, участие в производстве звуков человеческой речи и предохранение дыхательных путей от проникновения туда вредных для организма веществ. При раздражении рецепторов гортани возникает рефлекторная реакция — кашель, благодаря которому полость гортани очищается от раздражающих веществ.

Гортань непосредственно переходит в трахею, которая внизу делится на два крупных бронха, входящих в правое и левое легкое. В трахее и бронхах продолжается насыщение вдыхаемого воздуха водяными парами и его очищение. Выделяющуюся слизь с частичками пыли и микроорганизмами реснички эпителия гонят в глотку, где она проглатывается.

В легких происходит обмен газов между вдыхаемым воздухом и кровью. Как и внутренняя стенка грудной полости, легкие покрыты плотной оболочкой — плеврой. Пространство между ними (плевральная полость) заполнено плевральной жидкостью.

Ткань легких состоит из ветвящихся бронхов и легочных пузырьков (альвеол), оплетенных густой сетью капилляров. Тесное соприкосновение капилляров и пузырьков обеспечивает интенсивный газообмен: углекислый газ из крови переходит в легочный пузырек, а кислород из пузырька — в кровь. Углекислый газ удаляется из легких во время выдоха, а обогащенная кислородом и очищенная от углекислого газа кровь по легочным венам поступает в сердце и отсюда разносится по всему организму.