Как происходит дыхание у человека

Здоровье твоей планеты в твоих руках!

Ошибочно думать, что процесс дыхания у человека происходит только в легких.

Его можно разделить на три основных этапа. Кислород, вдыхаемый легкими, поглощается кровью.

Легкие представляют собой как бы губку, построенную из выростов в виде легочных пузырьков. Концевые части этих пузырьков носят название альвеол. Они оплетены густой сетью кровеносных сосудов. Общая поверхность легочных альвеол огромна. На этой большой поверхности и происходит соприкосновение кислорода с кровью.

Через тонкие стенки альвеол диффузией кислород проникает в кровеносные сосуды.

Далее наступает второй этап процесса дыхания.

Кровь разносит кислород по всему телу и доставляет его тканям. Наконец, третий этап — клетки впитывают своей поверхностью принесенный к ним кислород и употребляют его на медленное горение, или окисление. В результате образуется углекислый газ.

Кровь захватывает углекислый газ и уносит его в легкие, откуда он выделяется наружу при выдохе. Обычно процесс дыхания воспринимается только как ритмичное движение дыхательных органов.

Что же заставляет дыхательные органы — легкие — ритмично двигаться, всасывая воздух при расширении и выдыхая его при сжатии?

Дыхательные движения создаются специальными дыхательными мышцами. Эти мышцы, сокращаясь, вызывают уменьшение объема грудной клетки, а расширяясь, увеличивают его.

За короткий промежуток времени между вдохом и выдохом в крови успевает произойти газовый обмен, то есть кровь отдает принесенный из организма углекислый газ и захватывает свежую порцию кислорода.

Сколько же воздуха поглощает человек при каждом вдохе?

В спокойном состоянии каждым вдохом человек вбирает в себя и выдыхает около 500 кубических сантиметров воздуха. Максимально сильным вдохом человек может вобрать в себя дополнительно 1500 кубических сантиметров воздуха. При глубоком выдохе, кроме обычных 500 кубических сантиметров, человек может отдать еще 1500 кубических сантиметров запасного воздуха.

Но легкие человека никогда не остаются пустыми, в них всегда содержится около 1500 кубических сантиметров остаточного газа.

Таким образом, если после максимального выдоха сделать сильный вдох, можно вобрать в себя до 3,5 литра воздуха.

Добавив к этим 3,5 литра воздуха еще 1500 кубических сантиметров газа, которые остаются в легких даже при максимальном выдохе, получим общий объем газа, который может поместиться в легких человека.

Этот объем составляет около 5 литров.

В спокойном состоянии и при нормальных метеорологических условиях, когда температура воздуха держится в пределах 18—22° и относительная влажность составляет 40—70 процентов, человек может пропустить через свои легкие около 8 литров воздуха в минуту, то есть около 500 литров в час.

При этом человеческий организм получает примерно 22 литра кислорода.

При выполнении тяжелой физической работы или при быстрых движениях дыхание у человека учащается и количество воздуха, пропускаемого через легкие, увеличивается в 10 и более раз. Так, например, спортсмены при беге или плавании вдыхают и выдыхают в минуту 120—130 литров воздуха; соответственно увеличивается и количество кислорода, получаемого организмом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Дыхание

Дыхание — это процесс поступления воздуха в легкие и его выход из легких.

Дыхание также называется вентиляцией легких. Дыхание является одним из жизненно необходимых физиологических процессов. Процесс дыхания обеспечивает обогащение организма кислородом и избавляет организм от диоксида углерода.

Процесс газообмена во время дыхания происходит в легочных альвеолах путем пассивной диффузии газов между альвеолярным газом и кровью в капиллярах легких. После растворения газов в крови, сердце переносит обогащенную кислородом кровь по организму.

Обычное дыхание у человека называется нормальным дыханием.

Помимо удаления из организма диоксида углерода, во время дыхания из организма удаляется жидкость, так как выдыхаемый воздух имеет относительную влажность 100%, это хорошо заметно при выдохе на морозном воздухе.

Дыхание является одной из функций организма, которые управляются как сознательно так и бессознательно.

Процесс дыхания

При вдохе и выдохе сокращается и расширяется диафрагма, куполообразные мышцы, которые отделяют грудную клетку и живот.

Расслабление живота приводит к сжатию брюшной полости, увеличивается объем брюшной полости, что приводит к понижению давления в грудной полости, происходит расширение легких под атмосферным давлением. При расслаблении диафрагмы воздух выходит из легких за счёт их эластичности. Это процесс тихого мягкого (легкого) дыхания, который не требует много энергии. При необходимости увеличения силы дыхания, мышцы живота противостоят увеличению объема, повышенное давление в животе поднимает грудную клетку и диафрагму вверх, что увеличивает объем вдыхаемого воздуха.

Выдох следует после расслабления диафрагмы, но выдох может быть принудительно усилен, путем воздействия мышц живота на грудную клетку. Это так называемый форсированный выдох, путем повышения давления на стенки дыхательных путей. При форсированном выдохе происходит сужение дыхательных путей, иногда он может сопровождаться свистом.

Контролируемое (сознательное) дыхание

Сознательное дыхание происходит при определенных занятиях человека, например при упражнениях йогой, при специальных формах медитации, при холотропном дыхании, во время разговора или пения.

Речь человека зависит от сознательного контроля дыхания. Возможность влиять на сознательный контроль дыхания может оказывать влияние на ретикулярную структуру в стволе головного мозга, состоящую из взаимосвязанных соединений нейронных сетей, автономно контролирующих дыхание и сердечнососудистую систему.

Неконтролируемое (бессознательное) дыхание

Такой вид дыхания контролируется бессознательно в специальных центрах ствола мозга, которые автоматически регулируют глубину и частоту дыхания в зависимости от потребностей организма в каждый момент времени.

Когда в крови увеличивается уровень диоксида углерода, он вступает в реакцию с водой, содержащейся в ней, что приводит к образованию углекислого газа. Во время физической нагрузки происходит ферментация молочной кислоты, что приводит к снижению pH.

Читайте также:  Тяжело дышать при аллергии что делать

Падение pH крови стимулирует хеморецепторы в телах сонных артерий и аорты, а также хеморецепторы, находящиеся в дыхательном центре продолговатого мозга.

Хеморецепторы направляют множество нервных импульсов в дыхательный центр в продолговатом мозге и в мозговой мост. Это запускает нервные импульсы через диафрагмальные и грудные нервы в диафрагму.

Здоровый человек не может добровольно перестать дышать на неопределенное время. Так во время задержки дыхания в крови повышается уровень углекислого газа и человек начинает испытывать чувство кислородного голодания.

Это неподавляемый рефлекс, который направлен на сохранение организма живим, так как падение уровня кислорода в крови приводит к необратимым изменениям в головном мозге и в дальнейшем к смерти. В случае если человек захочет задержать дыхание и сознательно перестать дышать, даже когда организм станет требовать этого, то человек просто потеряет сознание, после чего возобновится бессознательное дыхание.

Именно поэтому невозможно покончить жизнь самоубийством таким способом, за исключением блокировки дыхательных путей, например при утоплении.

Холотропное дыхание

Холотропное дыхание является одним из примеров сознательного дыхания и практикуется как метод трансперсональной психотерапии, который заключается в гипервентиляции легких с помощью учащенного дыхания.

Холотропное дыхание приводит к потери большого количества углекислого газа из крови, что приводит к сужению сосудов головного мозга и последующему торможению коры головного мозга с активизацией подкорки, приводящее к возникновению переживаний, вытесненных из мозга. Повышается pH крови и возникает респираторный алкалоз. Гемоглобин прочнее связывает кислород и который уже слабее передается тканям организма, ткани начинают испытывать кислородное голодание.

Холотропное дыхание приводит к гипоксии мозга, что провоцирует отмирание его клеток.

Именно поэтому холотропное дыхание часто подвергается критике.

Похожие главы из других работ:

Аэробное и анаэробное дыхание растений

Анаэробное дыхание. Некоторые микроорганизмы способны использовать для окисления органических или неорганических веществ не молекулярный кислород, а другие окисленные соединения, например, соли азотной, серной и угольной кислот…

Окисление органических веществ (дыхание) для энергетического обеспечения жизнедеятельности

Дыхательная система человека

Различают внешнее дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа клеточное, или тканевое…

Иммобилизованные растительные клетки

О жизнеспособности клеток судят по их дыханию, которое можно измерять в течение инкубации через различные промежутки времени.

Измерения проводят с помощью кислородного электрода Кларка по следующей стандартной методике. Клетки…

Типы дыхания бактерий

Жизненные функции микроорганизмов: питание, дыхание, рост и размножение — изучает физиология. В основе физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ (метаболизм). Сущность обмена веществ составляют два противоположных…

Морфология и метаболизм дрожжей

При росте в аэробных условиях при низком содержании глюкозы в среде дрожжи получают АТФ за счет процессов дыхания, как это делает большинство аэробных организмов…

Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии

Описанные выше процессы ассимиляции пищи протекают с затратой энергии.

Потребность в энергии обеспечивается процессами энергетического обмена, сущность которых заключается в окислении органических веществ…

Превращение микроорганизмами соединений углерода

При анаэробном дыхании конечным акцептором электронов могут являться углеводы, в числе других органических веществ, но не молекулярный кислород. Бактерии, способные к анаэробному дыханию, имеют укороченную дыхательную цепь…

Превращение микроорганизмами соединений углерода

При аэробном дыхании донором водорода или электронов являются органические (реже неорганические) вещества, а конечным акцептором — молекулярный кислород.

При аэробном дыхании пируват, образованный в ходе гликолиза и пути Энтнера-Дудорова…

Предмет, задачи и методы физиологии растений

В процессе дыхания участвует сложная цепь окислительно-восстановительных превращений углеводов и жиров.

Под окислением какого-либо соединения понимают процесс потери им электрона (протона), под восстановлением — их присоединения…

На активность нейронов дыхательного центра выраженное влияние оказывают рефлекторные воздействия.

Различают постоянные и непостоянные (эпизодические) рефлекторные влияния на дыхательный центр…

Стадии дыхания семян злаковых

Анаэробное окисление углеводов идёт по пути гликолиза. Гликолиз — это анаэробный процесс, приводящий к распаду одной молекулы глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты.

При этом высвобождается энергия…

Строение, свойства и функции белков

Клеточное дыхание, или тканевое дыхание, или внутреннее дыхание — это совокупность управляемых окислительно-восстановительных реакций в клетке, главным назначением и результатом которых является образование энергии…

Дыхание- это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода. — В условиях покоя в организме за 1 минуту потребляется в среднем 250 — 300 мл О2 и выделяется 200 — 250 мл СО2…

Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной клетки и сопутствующим изменениям объема легких. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается, а во время выдоха — уменьшается…

Атмосфера Земли состоит на 99,9% из воздуха, водяного пара, природных (действие вулканов) и промышленных газов, твердых частиц. В результате природных факторов Земли и процессов жизнедеятельности человека, состав атмосферы в том или ином регионе планеты может подвергаться незначительным изменениям. Одной из главных составных частей атмосферы является воздух. Воздух представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются: Азот (N2) – 78%; Кислород (О2) – 21%; Углекислый газ (СО2) – 0,03%; Инертные газы и другие вещества – до 1%. В воздухе также присутствуют в незначительном количестве водород, оксид азота, озон, сероводород, водяной пар, инертные газы: аргон, неон, гелий, аргон, криптон, ксенон, радон, а также пыль и микроорганизмы.

Общая информация о физиологии дыхания человека

Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система человека.

Читайте также:  Свистящее дыхание у ребенка комаровский

Транспорт газов и других необходимых организму веществ обеспечивается с помощью кровеносной системы.

Обмен О2 и CO2 между организмом и окружающей средой осуществляется благодаря ряду последовательных процессов:

Легочная вентиляция – обмен газами между окружающей средой и легкими.

Легочное дыхание – обмен газами между альвеолами легких и кровью.

Внутреннее (тканевое) дыхание – обмен газами между кровью и тканями тела.

Дыхательная система – совокупность органов и тканей, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. Дыхательная система состоит из воздухоносных путей и собственно легких.

Воздухоносные пути включают в себя:

Воздух вдыхает человек, он попадает в нос и носовую полость. В носовой полости находятся обонятельные рецепторы, с помощью которых мы различаем запахи. Также в носовой полости есть волосы, предназначенное для задержки частиц пыли, поступающего вместе с воздухом из атмосферы.

Воздух, проходя через нос и носовую полость попадает в носоглотку. Носоглотка покрыта слизистой оболочкой, обогащенной кровеносными сосудами, благодаря чему осуществляется нагрев и увлажнение воздуха.

Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость где делится на левую и правую бронхи. Входя в легкие бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки – бронхиолы, маленькие из которых и является последним элементом воздухоносных путей.

Наименьший структурный элемент легкого – долька, которая состоит из конечной бронхиолы и альвеолярного мешочка. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешочка образуют альвеолы.

Легкие (легочные дольки) состоят: конечные бронхиолы; альвеолярные мешочки; легочные артерии; капилляры; вены легочного круга кровообращения.

Воздух, проходя через бронхи и бронхиолы, заполняет большое количество альвеол – легочных пузырьков, в которых осуществляется газообмен между кровью и альвеолярным воздухом. Стенки альвеол состоят из тонкой пленки, которая вмещает большое количество эластичных волокон.

С помощью которых альвеолярные стенки могут расширяться, тем самым увеличивать объем альвеол. Диаметр каждой альвеолы составляет около 0,2 мм. А площадь ее поверхности около 0,125 мм. В легких взрослого человека около 700 млн. альвеол. То есть, общая площадь их поверхности составляет около 90 м 2 .

Таким образом, дыхательная поверхность в 60-70 раз превышает поверхность кожного покрова человека. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и дыхательная поверхность достигает 250 м 2 , превышая поверхность тела более чем в 125 раз.

Процесс газообмена при дыхании

Сущность процесса газообмена заключается в переходе кислорода из альвеолярного воздуха в венозную кровь, которая циркулирует по легочных капиллярах (поглощение кислорода), и в переходе углекислого газа из венозной крови в альвеолярный воздух (выделение углекислого газа).

Этот обмен проходит через тонкие стенки легочных капилляров по законам диффузии, вследствие разности парциальных давлений газов в альвеолах и крови.

Обогащенная кислородом кровь из легких разносится по всей кровеносной системе, отдавая для обогащения тканям кислород и забирая от них углекислый газ. Кислород, поступающий в кровь, доставляется во все клетки организма. В клетках происходят важные для жизни окислительные процессы. Отдавая кислород клеткам, кровь захватывает углекислоту и доставляет их в альвеолы. Этот процесс и является внутренним, или тканевым дыханием.

Основные параметры процесса дыхания

Основным параметрами, характеризующими процесс дыхания человека, являются:

жизненная емкость легких;

мертвое пространство органов дыхания;

доза потребления кислорода.

Жизненная емкость легких – это максимальное количество воздуха (л), которую может вдохнуть человек после максимально глубокого выдоха. Этот показатель измеряется прибором, который называется спирометр. Нормальная жизненная емкость легких взрослого человека – примерно 3,5 л.

У тренированного человека, занимающегося спортом, жизненная емкость легких составляет 4,7-5 л.

Общий объем легких человека состоит из жизненной емкости и остаточного объема. Остаточный объем, это количество воздуха, который всегда остается в легких человека после максимального выдоха. Этот объем составляет 1,5 л и его человек никогда не может удалить из органов дыхания.

Как видно из диаграммы, после спокойного вдоха в легких человека находится 3,5 л воздуха, а после спокойного выдоха остается только 3 л воздуха. Таким образом, при дыхании в спокойном состоянии человек использует при каждом вдохе только 0,5 л воздуха, называется дыхательным.

После спокойного вдоха, при желании, человек может продлить вдох и дополнительно вдохнуть еще 1,5 л воздуха. Этот воздух называется дополнительным. После спокойного выдоха человек также может дополнительно выдохнуть из легких еще 1,5 л воздуха. Этот воздух называется запасным или резервным.

Таким образом, жизненная емкость легких состоит из суммы дыхательного, дополнительного и запасного объемов воздуха.

При конструировании изолирующих аппаратов с замкнутым циклом дыхания, в которых используются емкости для приготовления и хранения дыхательной смеси (дыхательные мешки), необходимо учитывать, что их объем должен быть не менее максимальную жизненную емкость легких человека. Поэтому в современных изолирующих аппаратах используются дыхательные мешки, которые имеют объем 4,5-5 л, из расчета, что в них могут работать хорошо физически развитые люди.

Во время выдоха не весь выдыхаемый воздух выходит из организма человека в окружающею среду. Часть воздуха остается в носовой полости, гортани, трахее и бронхах. Эта часть воздуха не участвует в процессе газообмена, и пространство, которое она занимает, называется мертвым пространством.

Воздух, находящийся в мертвом пространстве, содержит малую концентрацию кислорода и насыщенный углекислым газом. При вдохе, воздух мертвого пространства, вместе с воздухом вдыхаемого, попадает в легкие человека, вредно влияет на процесс дыхания. Поэтому мертвое пространство еще иногда называют вредным пространством. Объем мертвого пространства у взрослого человека составляет примерно 140 мл.

Читайте также:  Тяжело дышать перед месячными

Каждый изолирующий аппарат также имеет своё мертвое пространство, которое в общем прилагается к мертвому пространству органов дыхания человека. Мертвое пространство изолирующих аппаратов содержат маска и дыхательные шланги. Пространство между маской и лицом спасателя (органов дыхания) называется подмасочным пространством, оно также является мертвым пространством.

Легочная вентиляция (л/мин.) – Количество воздуха, вдыхаемого человеком за одну минуту.

Частота дыхания – это количество циклов (вдох-выдох), происходящих за одну минуту. Частота дыхания является не постоянной величиной и зависит от многих факторов.

Частота дыхания в зависимости от возраста человека

В зависимости от возраста человека, частота дыхания меняется и составляет:

у только что родившихся – 60 вдохов / мин.

у годовалых младенцев – 50 вдохов / мин.

у пятилетних детей – 25 вдохов / мин.

у 15–летних подростков – 12-18 вдохов / мин.

С возрастом человека, частота дыхания значительно не изменяется. Однако следует отметить, что у физически хорошо развитого человека частота дыхания уменьшается до 6-8 вдохов / мин.

При выполнении работы с физической нагрузкой, ускоряются физико-химические процессы в организме человека и возрастает потребность в большем количестве кислорода. Согласно этому, увеличивается частота дыхания, при значительной нагрузке может достигать 40 вдохов в минуту.

Однако следует помнить, что полностью используется жизненный объем легких только при частоте дыхания 15-20 вдохов / мин. При увеличении частоты дыхания возможность использования полной емкости легких уменьшается. Дыхание становится поверхностным.

При частоте дыхания 30 вдохов / мин., Емкость легких используется только на 2/3, а при 60 вдохов / мин. всего лишь на 1/4. Количество кислорода, поглощаемого человеком из воздуха при дыхании в единицу времени, называется дозой потребления кислорода. Доза потребления кислорода человеком, величина не постоянная и зависит от частоты дыхания и легочной вентиляции.

При увеличении физической нагрузки на организм человека, увеличивается частота дыхания и легочная вентиляция. Соответственно, растет доза потребления кислорода и увеличивается концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Интересным свойством организма является то, что при вдыхании воздуха через нос в организм попадает на 25% больше кислорода, чем при вдыхании через рот.

Ошибочно думать, что процесс дыхания у человека происходит только в легких.

Его можно разделить на три основных этапа. Кислород, вдыхаемый легкими, поглощается кровью. Легкие представляют собой как бы губку, построенную из выростов в виде легочных пузырьков. Концевые части этих пузырьков носят название альвеол. Они оплетены густой сетью кровеносных сосудов. Общая поверхность легочных альвеол огромна. На этой большой поверхности и происходит соприкосновение кислорода с кровью.

Через тонкие стенки альвеол диффузией кислород проникает в кровеносные сосуды.

Далее наступает второй этап процесса дыхания. Кровь разносит кислород по всему телу и доставляет его тканям. Наконец, третий этап — клетки впитывают своей поверхностью принесенный к ним кислород и употребляют его на медленное горение, или окисление. В результате образуется углекислый газ. Кровь захватывает углекислый газ и уносит его в легкие, откуда он выделяется наружу при выдохе. Обычно процесс дыхания воспринимается только как ритмичное движение дыхательных органов.

Что же заставляет дыхательные органы — легкие — ритмично двигаться, всасывая воздух при расширении и выдыхая его при сжатии?

Дыхательные движения создаются специальными дыхательными мышцами. Эти мышцы, сокращаясь, вызывают уменьшение объема грудной клетки, а расширяясь, увеличивают его. За короткий промежуток времени между вдохом и выдохом в крови успевает произойти газовый обмен, то есть кровь отдает принесенный из организма углекислый газ и захватывает свежую порцию кислорода.

Сколько же воздуха поглощает человек при каждом вдохе?

В спокойном состоянии каждым вдохом человек вбирает в себя и выдыхает около 500 кубических сантиметров воздуха. Максимально сильным вдохом человек может вобрать в себя дополнительно 1500 кубических сантиметров воздуха. При глубоком выдохе, кроме обычных 500 кубических сантиметров, человек может отдать еще 1500 кубических сантиметров запасного воздуха.

Но легкие человека никогда не остаются пустыми, в них всегда содержится около 1500 кубических сантиметров остаточного газа.

Таким образом, если после максимального выдоха сделать сильный вдох, можно вобрать в себя до 3,5 литра воздуха. Добавив к этим 3,5 литра воздуха еще 1500 кубических сантиметров газа, которые остаются в легких даже при максимальном выдохе, получим общий объем газа, который может поместиться в легких человека.

Этот объем составляет около 5 литров.

В спокойном состоянии и при нормальных метеорологических условиях, когда температура воздуха держится в пределах 18—22° и относительная влажность составляет 40—70 процентов, человек может пропустить через свои легкие около 8 литров воздуха в минуту, то есть около 500 литров в час. При этом человеческий организм получает примерно 22 литра кислорода.

При выполнении тяжелой физической работы или при быстрых движениях дыхание у человека учащается и количество воздуха, пропускаемого через легкие, увеличивается в 10 и более раз. Так, например, спортсмены при беге или плавании вдыхают и выдыхают в минуту 120—130 литров воздуха; соответственно увеличивается и количество кислорода, получаемого организмом.

Источник: В. Медведовский. Кислород. Государственное Издательство Детской литературы Министерства Просвещения РСФСР. Ленинград. Москва. 1953

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также:
Adblock
detector