Лекция 4 Дыхательная система

Дыхание – это биологическое окисление, сопровождающееся выделением энергии и разрушением органических веществ. Совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм и удаление из организма углекислого газа, называют газообменом.

Функции дыхательной системы:
1. Поступление кислорода и удаление углекислого газа.
2. Согревание, увлажнение и очищение вдыхаемого воздуха.
3. Выделение: удаление воды и летучих продуктов обмена веществ.
4. Формирование звуков.

Строение
Воздухоносные пути. Основная функция – доставка воздуха в легкие.
1) Носовая полость разделена на две половины с помощью носовой перегородки. Изнутри носовая полость выстлана слизистой оболочкой, покрытой реснитчатым эпителием с большим количеством желез, выделяющих слизь (она увлажняет воздух и обволакивает инородные частицы). Также слизистая оболочка содержит обонятельные рецепторы. В слизистой оболочке очень много капилляров, поэтому она согревает воздух.

2) Носоглотка — в нее поступает воздух из носовой полости. Является частью глотки (см. тему «Пищеварительная система»).

3) Гортань. Есть скелет из хрящей (самый крупный из них – щитовидный; у мужчин он образует кадык или адамово яблоко). Сверху гортань покрыта надгортанником, который закрывает вход в нее при глотании. Гортань имеет поперечнополосатые мышцы. Гортань содержит голосовой аппарат: голосовые связки, между которыми находится голосовая щель. Высота голоса зависит от длины связок: чем меньше длина, тем выше голос. В гортани происходит образование звука.

3) Трахея. Вверху связана с гортанью, внизу делится на два главных бронха. Ее стенка состоит из слизистой оболочки с реснитчатым эпителием, хрящевых полуколец и рыхлой соединительной ткани.

4) Бронхи. Строение бронхов напоминает строение трахеи. Два главных бронха (правый и левый; правый шире и короче) входят в легкие, ветвятся и образуют «бронхиальное» дерево. В результате ветвления образуются концевые бронхиолы диаметром 0,5 мм, которые представляют собой конечные разветвления воздухоносных путей.

Респираторная часть
Респираторная часть представлена легкими, имеющими большую дыхательную поверхность (около 100 м²). Основная функция легких – осуществления газообмена.
У человека 2 легких – правое и левое, находящиеся в грудной полости. Снаружи легкие покрыты соединительнотканной оболочкой – плеврой. Она состоит из двух листков, между которыми находится плевральная полость. Эта полость содержит плевральную жидкость, увлажняющую листки плевры и облегчая тем самым движение легких при дыхании. В плевральной полости – отрицательное давление (оно ниже атмосферного, поэтому название условное), за счет чего при вдохе легкие расширяются, т.е. следуют за расширяющейся грудной клеткой.
Легкие делятся на доли: правое на три, левое на две. Структурно-функциональной единицей легких является ацинус. Он состоит из одной концевой бронхиолы, которая делится на 14-16 дыхательных бронхиол, несущих на себе альвеолы. Альвеолы напоминают пузырьки, густо оплетенные снаружи капиллярами.

Механизмы дыхания
Дыхание – это трехфазный процесс, состоящий из внешнего дыхания, транспорта газов кровью и внутреннего дыхания.
Внешнее дыхание обеспечивается движениями грудной клетки (вдох и выдох). У человека в покое 16-18 вдохов и выдохов в одну минуту. При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма, грудная полость расширяется. Объем грудной клетки увеличивается, легкие расширяются, давление в них становится ниже атмосферного и воздух через дыхательные пути поступает в легкие. Затем наружные межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, сокращаются внутренние межреберные мышцы, грудная клетка опускается, ее объем и объем легких уменьшается, давление в легких становится выше атмосферного, и происходит выдох.
В альвеолярном воздухе концентрация кислорода ниже, а углекислого газа выше, чем в атмосферном воздухе. Это связано с тем, что при каждом дыхательном движении альвеолярный воздух обновляется лишь частично. У человека в воздухоносных путях есть т.н. мертвое пространство – это участок, где не происходит газообмена. Переход газов из легких в кровь и обратно осуществляется путем диффузии.
Жизненная емкость легких – это тот объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. В среднем она равна 3,3-4,8 л.

Изменение газового состава воздуха при вдохе и выдохе

Газ	Вдох	Выдох
Азот	79%	79%
Кислород	21%	16%
Углекислый газ	0,03%	4%
Пары воды		1%

Транспорт газов кровью
В альвеолах кислород проникает в капилляры и связывается с гемоглобином эритроцитов, образую непрочное соединение – оксигемоглобин. Эритроциты разносятся током крови по всему организму и отдают кислород клеткам и тканям. Из клеток и тканей в кровь поступает углекислый газ. Он связывается с гемоглобином (образуется карбогемоглобин), и кровь с углекислым газом снова поступает в легкие.

Тканевое (внутреннее) дыхание
Обмен газов между кровью и тканями осуществляется путем диффузии. Диффузия углекислого газа в кровь происходит быстрее (примерно в 20 раз), чем диффузия кислорода. В дальнейшем кислород используется клетками для окисления органических веществ.

Регуляции дыхания.
Нервная регуляция. Нервный центр расположен в продолговатом мозге. В процессах регуляции дыхания также принимает участие кора больших полушарий, которая обеспечивает приспособление организма к различной деятельности. Например, человек может на время задержать дыхание или изменить ритм и глубину дыхательных движений по собственному желанию, т.е. произвольно.
Гуморальная регуляция. Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови: накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Подобным образом действует молочная кислота, концентрация которой в крови увеличивается во время мышечной работы. Также на частоту дыхательных движений оказывают влияние многие гормоны: например, адреналин повышает частоту дыхательных движений.

Дыхание при повышенном атмосферном давлении. С этой проблемой сталкиваются водолазы. Серьезная опасность для водолаза – слишком быстрый подъем с глубины. Во время действия высокого давления кровь насыщается нейтральными газами (азотом или гелием), которые не участвуют в газообмене. При быстром падении давления (при подъеме на поверхность) эти газы выделяются в виде пузырьков, которые могут вызвать повреждение тканей и нарушить кровоснабжение органов (возникает кессонная болезнь).

Первая помощь при остановке дыхания
Сначала необходимо очистить полость рта, носа и глотки от инородных предметов, убрать предметы с грудной клетки, ослабить одежду. Если помощь оказывается утопающему, то надо удалить воду из дыхательной системы. Для этого пострадавшего кладут лицом вниз на согнутую ногу спасающего так, чтобы туловище свешивалось вниз. Затем сильно и ритмично давят на спину пострадавшего.
Далее необходимо положить пострадавшего на спину, приподнять голову (чтобы подбородок был параллелен телу) и выполнить искусственное дыхание одним из двух способов: «рот в рот» или «рот в нос», параллельно производя непрямой массаж сердца. Если реанимационные мероприятия проводит один человек, то искусственное дыхание и непрямой массаж сердца проводятся по очереди.

Пищеварительная система

То, что человек употребляет в пищу, называют пищевыми продуктами. Пищевые продукты состоят из питательных веществ – белков, липидов, углеводов, витаминов и т.д.
Пищеварение – это процесс расщепления биополимеров пищи до мономеров и их всасывание во внутреннюю среду организма. Функции пищеварительной системы: пищеварение, всасывание, удаление непереваренных остатков (экскреция), защитная, секреторная, моторная (обеспечивает глотание, жевание и т.п.).

Методы изучения пищеварения:
1. Методы И.П.Павлова: метод наложения фистулы (вывод протоков желез наружу) и метод создания маленького изолированного желудка. Эти методы позволили изучить состав и количество пищеварительных соков, регуляцию их образования.
2. Другие методы:
2.1. Зондирование. В полость органов желудочно-кишечного тракта вводится трубка (зонд) и происходит забор желудочного или кишечного сока для изучения их состава и свойств.
2.2. Эндоскопия. Это изучение органов с помощью оптических приборов, которые вводятся внутрь пищеварительной системы.
2.3. Рентгеноскопия. Больному вводят в пищеварительный тракт особые контрастные вещества (например, сульфат бария) и с помощью рентгеновских лучей изучают органы.
2.4. Радиоэлектронные методы. При этом используются специальные «радиопилюли», которые при прохождении по желудочно-кишечному тракту передают с помощью радиоволн информацию о состоянии органов.

Строение пищеварительной системы.
Пищеварительный канал у взрослого человека имеет длину 8-10 м и большую внутреннюю площадь (200-300 м²). Он представляет собой сквозную трубку, незамкнутую с концов.
1) Ротовая полость. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез. В полости рта расположены зубы и язык.
Зубы. У человека в течение жизни последовательно сменяются два типа зубов: молочные (появляются с 6-8 мес., существуют до 7-8 лет, затем начинают сменяться постоянными) и постоянные (появляются с 6-7 лет и до конца жизни). Зуб состоит из коронки (выступающая над десной часть), шейки (участок между коронкой и корнем, находится только в десне) и корня (погружен в десну и лежит в луночке челюсти, где фиксирован с помощью связки). Зуб построен из дентина, который в области коронки покрыт эмалью, а в области корня – цементом. Эмаль состоит из неорганических солей (96-97%, это фосфат и фторид кальция). Внутри зуба находится полость, заполненная зубной пульпой, богатой сосудами и нервами. По форме зубы делятся на резцы, клыки и коренные зубы. Выделяют т.н. «зубы мудрости», которые появляются у человека самыми последними. Они прорезываются в возрасте 20-25 лет, иногда еще позднее.
Зубная формула ребенка: 2-0-1-2 (половина любой челюсти; большие коренные, малые коренные, клык, резцы). Всего у ребенка 20 молочных зубов.
Зубная формула взрослого человека: 3-2-1-2 (половина любой челюсти; большие коренные, малые коренные, клык, резцы). Всего у взрослого человека 32 зуба.
Язык образован поперечно-полосатой мышечной тканью, покрытой слизистой оболочкой. Он содержит вкусовые рецепторы, а также участвует в формировании пищевого комка и в образовании звуков речи.

2) Глотка – это воронкообразный канал. Делится на три части: верхнюю (носовая, или носоглотка) – сообщается с носовой полостью; среднюю (ротовая) – сообщается с ротовой полостью; нижнюю (гортанная) – сообщается с гортанью. Также на боковых стенках носоглотки с обеих сторон есть глоточные отверстия слуховых труб, которые соединяют ее с полостью среднего уха. Вблизи этих отверстий расположены глоточные миндалины (из лимфоидной ткани).

3) Пищевод – это цилиндрическая трубка длиной 22-30 см. Большая часть пищевода находится в шее и грудной полости, меньшая – в брюшной. Пищевод соединяет желудок с глоткой.

4) Желудок располагается левее относительно срединной линии. Его объем – 1,5-2,5 л. У человека – однокамерный желудок. Форма желудка напоминает грушу, но постоянно меняется (в зависимости от количества съеденной пищи, положения тела и т.п.). На выходе из желудка расположен сфинктер (кольцевая мышца). В слизистой оболочке находится большое количество желез.

5) Тонкий кишечник – это наиболее длинный участок пищеварительного тракта. Он состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки. Тонкая кишка образует петли. Слизистая оболочка имеет выросты – ворсинки, покрытые однослойным эпителием. Внутри каждой ворсинки есть лимфатический капилляр, слепо начинающийся на ее вершине. Также в каждую ворсинку входят капилляры. На эпителиальных клетках ворсинок расположено огромное количество микроворсинок, также увеличивающих всасывательную поверхность. В двенадцатиперстную кишку открываются протоки печени и поджелудочной железы.

6) Толстый кишечник подразделяется на слепую (с червеобразным отростком – аппендиксом), ободочную (восходящая, поперечная и нисходящая) и прямую (заканчивается задним проходом, около которого находится сфинктер) кишку. Длина толстого кишечника – 1,5-2 м. Толстый кишечник населен бактериями. В месте перехода тонкого кишечника в толстый находится сфинктер, который пропускает содержимое из тонкого кишечника в толстый небольшими порциями и не пускает его обратно.

Пищеварительные железы
Слюнные железы. У человека 3 пары больших желез (околоушные, подъязычные и поднижнечелюстные). Они выделяют слюну (0,5-2 л в сутки), состоящую из воды (до 99%), солей, ферментов и бактерицидного вещества лизоцима.

Печень. Это самая крупная железа человека – ее масса достигает 2,5 кг. Имеет красно-бурый цвет. Есть желчные выводные протоки, которые сливаются в общий печеночный проток. Образует желчь, которая не содержит пищеварительных ферментов. Резервуаром для хранения желчи служит желчный пузырь. Секреция печенью желчи происходит непрерывно. При приеме пищи секреция желчи рефлекторно усиливается.
Функции печени:
1) Участвует в обмене белков, жиров, углеводов.
2) Запас питательных веществ (гликоген) и некоторых витаминов (А, Д).
3) Депо крови.
4) Барьерная – очищает кровь от токсинов и др. веществ (в т.ч. лекарств).
5) Образует желчь, которая эмульгирует жиры и активирует ферменты.

Поджелудочная железа расположена позади желудка. Она состоит из головки, тела и хвоста. Является железой смешанной секреции. Экзокринная часть образует поджелудочный (панкреатический) сок, содержащий ферменты для переваривания всех видов орг.веществ..

Пищеварение
Пищеварение в ротовой полости.
В ротовой полости происходит измельчение и смачивание пищи, ее первичная химическая обработка и частичное обеззараживание, а также формирование пищевого комка. Амилаза расщепляет крахмал и гликоген до мальтозы и сахарозы, мальтаза расщепляет мальтозу и сахарозу до моносахаридов. Лизоцим обеззараживает пищу, убивая бактерии. Муцины способствуют глотанию пищи.
Регуляция слюноотделения осуществляется нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция. Слюноотделение происходит с помощью условных (при виде или запахе пищи) или безусловных (при поступлении пищи в ротовую полость) рефлексов. Нервный центр слюноотделения расположен в продолговатом мозге. Гуморальная регуляция. На секрецию слюны влияют гормоны гипофиза, поджелудочной и щитовидной желез. Также на слюноотделение влияют некоторые лекарства.
Пища в ротовой полости находится порядка 20 секунд, а затем в результате глотания попадает в глотку и далее в пищевод и желудок. Центр глотания связан с другими нервными центрами, поэтому во время глотания тормозится работа дыхательного центра (происходит кратковременная остановка дыхания) и снижается тонус блуждающего нерва (увеличивается число сердечных сокращений).

Пищеварение в желудке.
Из ротовой полости пищевой комок с помощью глотания поступает в желудок. Время пищеварения в желудке – от 3 до10 часов.
Железы стенки желудка выделяет желудочный сок. Желудочный сок в основном состоит из соляной кислоты, которая обуславливает его кислую реакцию, стимулирует работу желез желудка, активирует ферменты (например, превращение пепсиногена в пепсин), а также обладает антибактериальным действием и вызывает денатурацию белков. Помимо нее, в состав желудочного сока входят ферменты: пепсин (действует на белки, разрушая их до пептидов и аминокислот), химозин (створаживает молоко), липаза (действует на жиры). Углеводы в желудке не перевариваются. Слизь, выделяемая железами желудка, защищает слизистую оболочку от действия желудочного сока. После завершения переваривания пищи в желудке, пищевой комок переходит в тонкий кишечник (двенадцатиперстную кишку).
Регуляция пищеварения в желудке осуществляется с помощью нервных и гормональных механизмов. Нервный механизм – с помощью безусловных (поступление пищи в желудок) и условных (при виде пищи, запахе и т.д.) рефлексов. Гуморальная регуляция происходит с помощью различных биологически активных веществ: так, гастрин и ацетилхолин усиливают сокращения желудка, а адреналин и норадреналин – тормозят.

Пищеварение в кишечнике
Пищеварение в тонком кишечнике осуществляется ферментами поджелудочной железы и кишечного сока. Также важную роль играет желчь печени.
Пищеварительный сок тонкого кишечника содержит ферменты, переваривающие все питательные веществ до конечных продуктов, в соке толстого кишечника ферментов значительно меньше. Основные ферменты: липазы (действуют на липиды), трипсин и химотрипсин (действуют на белки), амилаза (действуют на углеводы). В толстом кишечнике содержатся бактерии и микроорганизмы, формирующие «кишечную микрофлору». Микрофлора толстого кишечника участвует в защите от болезнетворных микробов, синтезе витаминов К, В₆, В₁₂, расщеплении целлюлозы. Также в стенках кишечника есть специальные лимфоидные образования, входящие в состав иммунной системы организма

Всасывание
Всасывание – это процесс переноса веществ из полости органов желудочно-кишечного тракта в кровь или лимфу.
Всасывание начинается в ротовой полости, но в ней оно незначительно. В желудке также происходит всасывание (вода, алкоголь, небольшое количество солей и моносахаридов). Основным отделом пищеварительной системы, в котором происходит всасывание, являются тонкий и толстый кишечник. В тонком кишечнике в основном всасываются органические вещества, а в толстом – вода (5-7 л) и ионы.
В лимфу всасываются продукты переваривания липидов и жирорастворимые витамины. В кровь всасываются простые сахара, аминокислоты, вода и ионы, водорастворимые витамины. Всасывание происходит с помощью пассивного и активного транспорта.

Болезни желудочно-кишечного тракта
1. Глистные заболевания (гельминтозы) – вызываются червями-паразитами. Возникают при попадании в организм человека яиц или личинок гельминтов с пищей или при несоблюдении правил гигиены.
2. Гастрит – воспаление слизистой оболочки желудка или кишечника. Возникает из-за некачественного и нерационального питания, а также может иметь бактериальную природу. Может перейти в язву желудка или кишечника, при которых повреждаются более глубокие слои органов пищеварения.
3. Аппендицит – воспаление аппендикса. Причины очень разнообразны: попадание в аппендикс инородного тела, большое количество мясных продуктов (особенно консервов) в пище, деятельность бактерий. Лечение – удаление хирургическим путем. Иногда аппендицит может переходить в перитонит – воспаление брюшины.
4. Кариес – болезнь зубов, заключающаяся в постепенном разрушении тканей зуба. Основная причина кариеса – нарушение обмена веществ (например, нехватка фтора в пище) и жизнедеятельность бактерий ротовой полости.

Лекция 5 Кожа

Кожа – это наружный покров тела.

Общая площадь кожи – около 2 м², ее толщина колеблется от 0,5 до 4-5 мм.

Функции кожи:
1. Защищает организм от механических повреждений и излишнего испарения.
2. Барьер для микроорганизмов.
3. Воспринимает информацию из внешней среды с помощью рецепторов.
4. Выделение пота.
5. Участвует в поддержании постоянной температуры тела.
6. Синтез витамина Д.

Строение кожи
Кожа состоит из эпидермиса и дермы. Эпидермис представлен многослойным плоским ороговевающим эпителием. В нем нет сосудов. Содержит меланин, отвечающий за окраску кожи и защиту организма от действия УФ-лучей. Дерма имеет два слоя: сосочковый и сетчатый. Сосочковый слой в виде сосочков вдается в эпидермис, определяя рисунок кожи. Он образован рыхлой соединительной тканью. В нем расположены нервные окончания, кровеносные и лимфатические сосуды. Сетчатый слой дермы образован плотной соединительной тканью, в которой располагаются концевые отделы кожных желез и корни волос.

Под дермой находится подкожная жировая клетчатка, представленная рыхлой соединительной тканью с большим количеством жировых клеток. Они накапливают жир, выполняя запасающую и амортизационную функции, а также принимает участие в терморегуляции.

Железы кожи:
Потовые железы – экзокринные железы. Они выделяют пот, который выводится на поверхность кожи. Сальные железы – также относятся к группе желез внешней секреции. Их протоки открываются в волосяную сумку. Секрет сальных желез отталкивает воду с поверхности тела, смягчает кожу и волосы, препятствует потере воды.

Производные кожи
Волосы находятся практически на всей поверхности кожи Волос состоит из корня (погружен в кожу) и стержня (находится на поверхности кожи). Корень волоса лежит в дерме; его утолщенный конец называют волосяной луковицей. Она находится в волосяном мешочке с кровеносными сосудами. К волосяной сумке прикрепляется гладкая мышца, поднимающая волос.

Ногти – это роговые пластинки, расположенные на концевых фалангах пальцев. Они находятся в специальном ложе, которое содержит кровеносные сосуды и нервные окончания. В области ложа происходит деление клеток, за счет чего ноготь растет.

Терморегуляция.
Человек относится к теплокровным животным, т.е. способен поддерживать постоянную температуру тела независимо от окружающей среды. Нормальная температура тела человека составляет +36,6⁰С. Поддержание постоянной температуры тела обеспечивается высоким уровнем обмена веществ. Физическая терморегуляция осуществляется с помощью регуляции просвета сосудов (расширение и сужение) и испарения влаги с поверхности тела (потоотделение). Химическая терморегуляция – это повышение теплопродукции организма в ответ на действие низких температур. При резком охлаждении у человека возникает дрожь – непроизвольное сокращение мышц.

Нарушение терморегуляции.
Перегревание, в т.ч. тепловой и солнечный удары. Наступает при высокой внешней температуре и одновременно плохой теплоотдаче. Симптомы: головная боль, тошнота и/или рвота, общее недомогание, в тяжелых случаях – потеря сознания. Помощь: перенести больного в прохладное место, положить холодный компресс на голову, дать обильное питье, снять мешающую одежду, в тяжелых случаях – вызвать врача.

Переохлаждение. Наступает при низкой внешней температуре и/или излишней теплоотдаче. Симптомы: температура в подмышечной впадине падает до 34-35⁰С; общая слабость, кожа синюшная, мраморная, выражен озноб; движение вялое, конечности как бы скованные. Помощь: пострадавшего необходимо переместить в теплое помещение; растереть и уложить в кровать под одеяло; дать горячее питье.

Повреждения кожи.
Ожог – повреждение кожи, вызванное воздействием высоких температур, химических веществ, электрического тока, радиации (в т.ч. солнечной) и т.п. Выделяют 4 степени:
I – покраснение кожи и небольшой отек. Необходимо промыть поврежденное место и смазать специальной мазью.
II – на коже появляются пузыри, заполненные жидкостью. Необходимо наложить мягкую повязку и показать врачу. Нельзя прокалывать (вскрывать) пузыри!
III – омертвение кожи, на ней появляются серые и черные участки.
IV – омертвение и обугливание кожи и нижележащих тканей. Необходима пересадка кожи.

2) Обморожение – повреждение кожи, вызванное действием низких температур. Возникает из-за спазма сосудов и нарушения кровообращения, следовательно, и терморегуляции. Причины: мокрая одежда, одежда не по сезону. Также выделяют 4 степени:
I – побеление кожи и сильная боль в этом месте. Необходимо растереть и смазать специальной мазью. Нельзя растирать снегом!
II – опухлость, потеря чувствительности; иногда – темно-красные пятна. Наложить мягкую повязку и показать врачу.
III – омертвение кожных тканей.
IV – омертвение кожи и нижележащих тканей.

Закаливание
Это комплекс приемов, которые используются систематически для тренировки устойчивости организма к температурным воздействиям окружающей среды.