Физиологические особенности учащихся

 

 

Контрольная работа

по дисциплине

«Основы медицинских знаний»

 

Тема 1. Дыхание.

Дыхание — это процесс, обеспечивающий метаболизм живых организмов из окружающей среды кислородом и отводящий в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма. Дыхание — основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. При дыхании богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород.

Дыхание у человека.

Взрослый  человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных  движений в минуту. Вместе с тем, частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту). У детей частота дыхания составляет 20-30 дыхательных движений в минуту; у грудных детей — 30-40; у новорождённых — 40-60.

В течение одного вдоха (в спокойном состоянии) в  лёгкие поступает 400—500 мл воздуха. Этот объём воздуха называется дыхательным объёмом (ДО). Такое же количество воздуха поступает из лёгких в атмосферу в течение спокойного выдоха. Максимально глубокий вдох составляет около 2000 мл воздуха. Максимальный выдох также составляет около 2000 мл. После максимального выдоха в лёгких остаётся воздух в количестве около 1500 мл, называемый остаточным объёмом лёгких. После спокойного выдоха в лёгких остаётся примерно 3000 мл. Этот объём воздуха называется функциональной остаточной ёмкостью (ФОЁ) лёгких.

Благодаря ФОЁ  в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше ДО. Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции. Соотношение вдоха и выдоха по времени 1:2 — 1:3. Без дыхания человек обычно может прожить до 5-7 минут, после чего наступают необратимые изменения в мозге.

Дыхание — одна из немногих способностей организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком — наоборот, снижается. Люди с ослабленной нервной системой дышат на 12 % чаще, чем люди с сильной нервной системой.

Виды дыхания: глубокое и поверхностное, частое и  редкое, верхнее, среднее (грудное) и  нижнее (брюшное).

Особые виды дыхательных движений наблюдаются  при икоте и смехе.

Внешнее дыхание.

Дыхание у человека включает внешнее дыхание и тканевое дыхание.

Внешнее дыхание  человека включает две стадии:

вентиляция альвеол,

диффузия газов из альвеол в кровь и обратно.

Вентиляция  альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

Выделяют два  типа дыхания по способу расширения грудной клетки:

грудной тип  дыхания (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер),

брюшной тип  дыхания (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы).

Тип дыхания  зависит от двух факторов:

возраст человека (подвижность грудной клетки уменьшается  с возрастом),

профессия человека (при физическом труде преобладает  брюшной тип дыхания).

Легочное дыхание.

Лёгкие у человека — парный орган дыхания. Лёгкие заложены в грудной полости, прилегая справа и слева к сердцу. Они имеют форму полуконуса, основание которого расположено на диафрагме, а верхушка выступает на 1-3 см выше ключицы. Правое лёгкое состоит из 3, а левое из 2 долей. Скелет лёгкого образуют древовидно разветвляющиеся бронхи. Каждое лёгкое покрыто серозной оболочкой — легочной плеврой и лежит в плевральном мешке. Внутренняя поверхность грудной полости покрыта пристеночной плеврой. Снаружи каждая из плевр имеет слой железистых клеток, выделяющих плевральную жидкость в плевральную щель (пространство между стенкой грудной полости и легким). С внутренней (сердечной) поверхности в лёгких имеется углубление — ворота лёгких. В них входят бронхи, легочная артерия, и выходят две легочных вены. Легочная артерия ветвится параллельно ветвлению бронхов.

Ткань лёгкого  состоит из пирамидальной формы  долек (длиной 25 мм, шириной 15 мм), основание которых обращено к поверхности. В вершину дольки входит бронх, который последовательным делением образует в ней 18-20 концевых бронхиол. Каждая из последних заканчивается структурно-функциональным элементом лёгких — ацинусом. Ацинус состоит из 20-50 альвеолярных бронхиол, делящихся на альвеолярные ходы; стенки тех и других густо усеяны альвеолами. Каждый альвеолярный ход переходит в концевые отделы — 2 альвеолярных мешочка.

Альвеолы (диаметр — 0,15 мм) представляют собой полушаровидные выпячивания и состоят из соединительной ткани и эластичных волокон, выстланы тонким прозрачным эпителием и оплетены сетью кровеносных капилляров. В альвеолах происходит газообмен между кровью и атмосферным воздухом. При этом кислород и углекислый газ проходят в процессе диффузии путь от эритроцита крови до альвеолы, преодолевая суммарный диффузионный барьер из эпителия альвеол, базальной мембраны и стенки кровеносного капилляра, общей толщиной до 0.5мкм, за 0.3с.

Перенос кислорода в крови.

Мы  живем потому, что способны поглощать  кислород из атмосферы и транспортировать его клеткам, в которых кислород в крови преобразуется и используется в метаболизме. Также существуют клетки, которые за непродолжительный  отрезок времени без участия  кислорода в крови вырабатывают небольшое количество энергии (анаэробный метаболизм). Другие органы (например, сердце) состоят из множества клеток, которые могут существовать только при условии постоянного поступления  кислорода в кровь(аэробный метаболизм). Различная степень толерантности к аноксии (отсутствию кислорода) характерна для многих тканей. Сердце и мозг - наиболее уязвимые органы. При недостатке в крови кислорода в начале поражается функция органа, а с течением времени происходят необратимые морфологические изменения (в случае с мозгом для этого достаточно нескольких секунд), то есть когда восстановление функции органа уже невозможно.

Физиология переноса кислорода.

Находясь  в состоянии покоя, клетки нашего тела используют примерно 300 л кислорода  в сутки, или по-другому 250 мл в  минуту. При работе или физических упражнениях потребность в нем  может возрасти в 10—15 раз. Если бы кислород в крови, приносимый к тканям, был  просто растворен в плазме, то крови  потребовалось бы циркулировать  в организме, даже находящемся в  покое, со скоростью 180 л в минуту, для того, чтобы доставить достаточное  количество кислорода клеткам, так  как этот газ в крови не особенно хорошо растворим в плазме. В действительности, когда человек отдыхает, кровь  движется в его сосудах со скоростью  около 5 л в минуту и переносит  практически весь газ крови кислород, который необходимый клеткам. Разница  между 180 и 5 л в минуту зависит  от количества гемоглобина.

Гемоглобин - это  пигмент кровяных клеток, участвующий  в переносе газов крови - почти  всего кислорода крови и большей  части углекислоты. Благодаря гемоглобину 100 мл крови могут нести около 20 мл кислорода и 50—60 мл углекислоты  в объеме всех газов крови. Кровь, уравновешенная с альвеолярным воздухом, находящимся в легких, может содержать в растворе только 0,25 мл кислорода и 2,7 дл углекислоты на 100 мл.

Основное количество кислорода в крови находится  в соединении с гемоглобином, приблизительно 2% кислорода крови растворено в  плазме. В легочных капиллярах, когда  в кровь входит кислород, он соединяется  с гемоглобином, диффундируя из плазмы в эритроциты и — образуется молекула оксигемоглобина из одной молекула кислорода и присоединенной к  ней молекулы гемоглобина.

В организме кислород и углекислый газ транспортируются кровью.

Кислород, поступающий из альвеолярного воздуха  в кровь, связывается с гемоглобином эритроцитов, образуя так называемый оксигемоглобин, и в таком виде доставляется к тканям.

В тканевых капиллярах кислород отщепляется и переходит  в ткани, где включается в окислительные  процессы.

Свободный гемоглобин связывает водород и превращается в так называемый восстановленный  гемоглобин.

Углекислый  газ, образующийся в тканях, переходит  в кровь и поступает в эритроциты.

Затем часть  углекислого газа соединяется с  восстановленным гемоглобином, образуя  так называемый карбгемоглобин, и в таком виде углекислый газ и доставляется к легким.

Однако большая  часть углекислого газа в эритроцитах  при участии фермента карбоангидразы превращается в бикарбонаты, которые  переходят в плазму и транспортируются к легким. В легочных капиллярах бикарбонаты при помощи специального фермента карбоангидразы распадаются и выделяется углекислый газ.

Отщепляется углекислый газ и от гемоглобина. Углекислый газ переходит в альвеолярный воздух и с выдыхаемым воздухом удаляется  во внешнюю среду.

Следует знать, что более эффективно, чем углекислый газ с гемоглобином, связывается  окись углерода известная как  угарный газ. Образующийся в этом случае так называемый карбоксигемоглобин не способен связывать кислород.

Регуляция дыхания.

Обычно  человек не замечает, как он дышит, потому что процесс этот регулируется независимо от его воли. В какой-то мере, однако, дыхание можно регулировать сознательно.

Непроизвольную  регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозге (одном из отделов заднего мозга). Вентральная (нижняя) часть дыхательного центра ответственна за стимуляцию вдоха; ее называют центром вдоха (инспнра-торным центром). Стимуляция этого центра увеличивает частоту и глубину вдоха. Дорсальная (верхняя) часть и обе латеральные (боковые) тормозят вдох и стимулируют выдох; они носят собирательное название центра выдоха (экспираторного центра).

Дыхательный центр связан с межреберными мышцами межреберными нервами, а с диафрагмой — диафрагмальными. Бронхиальное дерево (совокупность бронхов и бронхиол) иннервируется блуждающим нервом. Ритмично повторяющиеся нервные импульсы, направляющиеся к диафрагме и межреберным мышцам обеспечивают осуществление вентиляционных движений.

Расширение  легких при вдохе стимулирует находящиеся в бронхиальном дереве рецепторы растяжения (проприоцепторы) и они посылают через блуждающий нерв все больше и больше импульсов в экспираторный центр. Это на время подавляет инспираторный центр и вдох. Наружные межреберные мышцы теперь расслабляются, эластично сокращается растянутая легочная ткань — происходит выдох. После выдоха рецепторы растяжения в бронхиальном дереве более уже не подвергаются стимуляции. Поэтому экспираторный центр отключается и вдох может начаться снов

Весь этот цикл непрерывно и ритмично повторяется  на протяжении всей жизни организма. 

Форсированное дыхание осуществляется при участии внутренних межреберных мышц.

Основной  ритм дыхания поддерживается дыхательным центром продолговатого мозга, даже если все входящие в него нервы перерезаны. Однако в обычных условиях на этот основной ритм накладываются различные влияния. Главным фактором, регулирующим частоту дыхания, служит не концентрация кислорода в крови, а концентрация С02. Когда уровень С02 повышается (например, при физической нагрузке), имеющиеся в кровеносной системе хеморецепторы каротидных и аортальных телец посылают нервные импульсы в инспираторный центр. В самом продолговатом мозге также имеются хеморецепторы. От инспираторного центра через диафрагмальные и межреберные нервы поступают импульсы в диафрагму и наружные межреберные мышцы, что ведет к их более частому сокращению, а следовательно, к увеличению частоты дыхания. Накапливающийся в организме С02 может причинить большой вред организму.

При соединении С02 с водой образуется кислота, способная вызвать денатурацию ферментов и других белков. Поэтому в процессе эволюции у организмов выработалась очень быстрая реакция на любое повышение концентрации С02. Если концентрация С02 в воздухе увеличивается на 0,25%, то легочная вентиляция удваивается. Чтобы вызвать такой же результат, концентрация кислорода в воздухе должна снизиться с 20% до 5%. Концентрация кислорода тоже влияет на дыхание, однако в обычных условиях кислорода всегда бывает достаточно, и потому его влияние относительно невелико. Хеморецепторы, реагирующие на концентрацию кислорода, располагаются в продолговатом мозге, в каротидных и аортальных тельцах, так же, как и рецепторы С02.

В известных  пределах частота и глубина дыхания  могут регулироваться произвольно, о чем свидетельствует, например, наша способность «затаить дыхание». К произвольной регуляции дыхания  мы прибегаем при форсированном  дыхании, при разговоре, пении, чихании  и кашле.

В этом случае импульсы, возникающие в полушариях головного  мозга, передаются в дыхательный центр, который и выполняет соответствующие действия.

Дыхание у детей и подростков.

Органы  дыхания детей отличаются от органов  дыхания взрослого человека. Эти  особенности строения и функции  бронхолегочной системы необходимо учитывать при проведении гигиенических, профилактических и лечебных мероприятий у ребенка. У новорожденного дыхательные пути узкие, подвижность грудной клетки ограничена из за слабости грудной мускулатуры. Дыхание частое - 40-50 раз в минуту, ритм его неустойчивый. С возрастом частота дыхательных движений уменьшается и составляет в возрасте одного года 30-35 раз, в 3 года -25-30,а в 4-7 лет-22-26 раз в минуту. Глубина дыхания и легочная вентиляция увеличиваются в 2-2,5 раза.