Функции дыхательной системы

Каковы основные функции дыхательной системы

Будучи одной из основных биологических систем, она выполняет ряд функций в организме человека, три из которых являются основными:

Газовый обмен - Жизненно важный процесс, поддерживающий жизнь, когда мы вдыхаем кислород (O₂) и выдыхают углекислый газ (CO₂) ^{[1, 2]}. Поскольку каждая клетка организма нуждается в O₂ для жизни, люди не могут обходиться без него более нескольких минут ^[3]; таким образом, дыхательная система активна все время.

Помощь в поддержании гомеостаза (баланс pH крови) - После газообмена, когда кислород переносится ко всем клеткам организма, они поглощают его и в результате функционирования клеток вырабатывают углекислый газ, который затем переносится обратно в легкие выводиться из организма. Высокий уровень CO₂ в крови снижает уровень pH (повышает кислотность) крови, поэтому избавление от него помогает поддерживать кислотно-основной баланс ^[49].

Производство речи - Вдох является первым этапом производства речи, а следующие два этапа - это производство звука с помощью голосовых складок, расположенных вокруг гортань (фонирование) и формирование слов или звуков с помощью голосовых складок, рта, носа, языка и челюсти (артикуляция). ^[50].

Что делает дыхательная система: Ее части и их функции

Дыхательная система состоит из множества мелких и крупных органов, костей и мышц, которые работают вместе для выполнения каждой задачи системы. Широко классифицированные на верхние и нижние дыхательные пути, вот функции различных частей:

Верхняя дыхательная система

Функция носа

Нос, а именно ноздриявляются основными точками входа и выхода в дыхательные пути. ^[4]. После поступления через ноздри, богатый кислородом воздух проходит через носовая полость, полое пространство, лежащее сразу за ноздрями, где она увлажняется и очищается, освобождается от пыли и других частиц.

Работы по уборке выполняются слизистая оболочка и реснички (крошечные волосоподобные структуры), выстилающие внутренние стенки носовая полость который задерживает любые загрязнения и выводит их из организма через ноздри ^{[5, 6]}.

Во время выдоха носовая полость собирает и удерживает влагу из воздуха, выходящего из организма ^[7].

Функция рта

Во время дыхания рот действует как дополнительный вход для попадания воздуха в дыхательные пути. Поэтому в случае заложенного носа или другой подобной проблемы, когда воздух не может пройти через носовую полость, рот помогает при вдохе и выдохе. Однако у него нет слизистой оболочки и ресничек, поэтому он не может увлажнять воздух, как носовая полость. ^{[7, 8]}.

Проследить путь воздушного потока через дыхательную систему

Функция глотки

Небольшая трубчатая структура, расположенная сразу за носовой полостью, - это глотка работает, пропуская вдыхаемый воздух в следующую часть дыхательных путей - гортань ^[9].

Функция гортани

Она имеет простое, но важное назначение в дыхании - пропускать вдыхаемый воздух в трахея, а выдыхаемый воздух выходит в направлении глотка и носовой полости ^[10]. Существует тонкий лоскут, называемый надгортанникверхний конец гортани, закрывающий ее во время глотания, чтобы пища не попала в дыхательные пути и не задушила вас ^[11].

Нижняя дыхательная система

Функция трахеи

Трахея или дыхательное горло - самая длинная часть дыхательных путей ^[12]Начинаясь от нижнего конца гортани, она делится на две основные части бронхи рядом с легкие. Она позволяет воздуху перемещаться в легкие и из легких, через другие части дыхательных путей ^[13].

Есть секретирующий слизь бокаловидные клетки расположенные во внутренней оболочке дыхательных путей, очищают воздух на пути его поступления ^[51].

Хрящ трахеи: Вокруг трахеи расположено около 20 хрящевых колец, соединенных между собой гладкими мышцами и соединительными тканями, которые помогают трахее оставаться гибкой и сохранять свою форму во время дыхания. ^{[14, 15]}.

Функция бронхов

Часть дыхательных путей, входящая в легкие, правый первичный бронх отвечает за поступление воздуха в правое легкое, в то время как левый первичный бронх пропускает воздух в левое легкое и из него. ^[16].

Гладкие мышцы: Стенки трахеи и бронхов содержат гладкие мышцы - тип непроизвольных мышц, которые помогают регулировать поток воздуха через дыхательные пути ^[17]. Когда требуется больше воздуха, хрящевые кольца и гладкие мышцы обеспечивают трахею и бронхи может хорошо расширяться, чтобы вместить увеличенный поток воздуха.

Функция бронхиол

Когда бронхи входят в легкие, они делятся на множество мелких ветвей или бронхиолы которые отвечают за перенос вдыхаемого воздуха в альвеолыконечная часть дыхательных путей ^[18].

Функция легочных альвеол

На кончике каждого бронхиола (терминального бронхиола) находится скопление крошечных мешочков, наполненных воздухом, известных как альвеолы. Это часть дыхательной системы, которая осуществляет процесс газообмена ^[19]. Вокруг каждой альвеолы расположена сеть кровеносных капилляров. Как только воздух достигает альвеол, их мембрана толщиной в одну клетку позволяет кислороду, содержащемуся в нем, перемещаться в кровеносные капилляры ^[20].

Легочный сурфактант: Легочный сурфактант, состоящий в основном из фосфолипидов, отвечает за снижение поверхностного натяжения в альвеолах, чтобы предотвратить их и, в свою очередь, легкие от разрушения, когда воздух выходит во время выдоха. ^{[21, 22]}.

Функции дыхательной системы

Функция легких

И левое, и правое легкие отвечают за поддержание потока воздуха, поступающего в организм и выходящего из него, благодаря чему происходит непрерывное поступление кислорода в кровь. Альвеолы - основные функциональные единицы легких, которые также помогают поддерживать pH-баланс крови, контролируя (вместе с мозгом) количество углекислого газа в организме. ^[23]и отфильтровывает любые пузырьки газа из кровотока ^[24] которые в противном случае могли бы привести к эмболии ^[25].

Доли легких: Правое легкое разделено на три доли, а левое - на две. Каждая из этих пяти долей выполняет одну и ту же функцию - обрабатывает дезоксигенированную кровь, поступающую из всех частей тела. ^[26].

Торакальная полость: В грудной полости, окруженной 12 парами ребер, позвоночным столбом и грудной костью или грудиной, находятся легкие и сердце. ^[27].

Плевральные мембраны и плевральная полость: Легкие окружены висцеральной плеврой (наружной мембраной стенки легкого) и костальной плеврой (внутренней мембраной стенки легкого), а пространство между ними (плевральная полость) заполнено смазочной жидкостью, выделяемой плевральными мембранами ^[28]. Эта жидкость не дает мембранам прилипать друг к другу, тем самым помогая легким сохранять свою гибкость ^[29].

Функция диафрагмы

Основная мышца дыхания - диафрагма расположен непосредственно под легкими, частично вдается в нижние ребра ^[30]. Помимо удержания грудной полости от брюшной полости, куполообразная листовидная мышца играет важную роль во время вдоха, сокращаясь и уплощаясь у основания грудной полости, подтягивая за собой грудную клетку, чтобы создать вакуум для прохождения воздуха в легкие. ^[31].

Как только газообмен завершен, в диафрагма расслабляется, возвращаясь к своей первоначальной куполообразной форме, которая оказывает давление на грудную клетку и легкие, заставляя воздух, наполненный углекислым газом, выходить через дыхательные пути ^[30].

Функция межреберных мышц

22 пары мелких мышц, расположенных между ребрами ^[32], the межрёберные мышцы помогают контролировать движение грудной клетки во время дыхания ^[33].

Как дыхательная система взаимодействует с другими системами организма

Как работают вместе кровеносная (сердечно-сосудистая) и дыхательная системы

Эти две системы работают вместе для поддержания гомеостаза уровня pH крови. Обедненная кислородом кровь из всех частей тела переносится нижней и верхней полой веной в правое предсердие, которое затем поступает в правый желудочек для доставки в легкие через легочную артерию. ^[34]. Как упоминалось ранее, альвеолы - место, где фактически происходит газообмен, - окружены тонкой сетью капилляров, снабжаемых легочной артерией. Поэтому кровь, которая поступает в легочные капилляры, имеет высокое парциальное давление углекислого газа. С другой стороны, воздух, поступающий в альвеолы из дыхательных путей, имеет высокое парциальное давление кислорода. ^[7]. Таким образом, между тонкой альвеолярной мембраной и капиллярами начинается процесс диффузии, в ходе которого кислород и углекислый газ устремляются из области с высокой плотностью в область с низкой плотностью, пока первый из них имеет более высокое парциальное давление в крови. ^[35]. Весь этот процесс называется внешнее дыхание.

После этого оксигенированная кровь направляется в левое предсердие, затем в левый желудочек, откуда по артериям она разносится в различные части тела. внутреннее дыхание (газообмен внутри кровеносных сосудов и клеток организма) ^{[7, 36]}.

Как мышечная система взаимодействует с дыхательной системой

Человек не может контролировать движение легких, так как скелетные мышцы (мышцы, которыми можно двигать добровольно) не связаны непосредственно с дыхательной системой. Таким образом, диафрагма и межреберные мышцы - единственные, кто помогает качать легкие ^{[37, 38]}. Когда диафрагма сокращается, межреберные мышцы сокращаются, чтобы переместить грудную клетку выше, также заставляя ее идти шире, чтобы увеличить пространство в грудной полости. ^{[39, 40]} для поступления воздуха.

Аналогично, во время выдоха межреберные мышцы расслабляются, и грудная клетка возвращается в нормальное положение, а вместе с диафрагмой, возвращающейся в положение покоя, пространство внутри легких становится гораздо более узким, поэтому дезоксигенированный воздух должен быть выведен из организма ^[41].

Как нервная система взаимодействует с дыхательной системой

продолговатый мозг, самая нижняя часть ствола головного мозга, отвечает за контроль дыхания ^[42]. Он оценивает уровень кислорода и углекислого газа в крови, чтобы определить, какие изменения необходимы для уровня газов в крови. Затем он посылает необходимые сигналы диафрагме и сердцу, чтобы они могли замедлить или ускорить темп своей работы. ^[43].

Обе стороны диафрагмы иннервируются в основном двумя френическими нервами ^[44] а межреберные нервы, выходящие из грудных нервов Т1-Т11, снабжают межреберные мышцы ^[45]. Таким образом, через эти нервы мозг регулирует непроизвольные движения мышц, а также частоту дыхания ^{[38, 46]}.

Это также может объяснить, почему вы зеваете. Иногда, когда вы слишком устали или хотите спать, ваши легкие не в состоянии принять столько кислорода, сколько нужно организму. Когда мозг чувствует потребность в кислороде, он посылает импульс, заставляющий вас зевать. ^[46].

Нервная и дыхательная системы также работают вместе, помогая обонянию: обонятельная луковица поддерживается крибриформной пластинкой этмоидальной кости, а ветви обонятельного нерва проходят через этмоидальную борозду. ^[47].

Как скелетная система взаимодействует с дыхательной системой

Дыхательная система состоит из множества костей и хрящевых структур, которые защищают мягкие ткани органов дыхания. ^[7]. Перпендикулярная пластинка этмоида образует стенку, разделяющую носовую полость на две части, в то время как верхнечелюстная кость, нёбная кость, носовые кости и конча все они способствуют формированию внутренней полости носа и помогают вдыхаемому воздуху двигаться в нужном направлении.

Грудная клетка работает вместе с дыхательными мышцами, позволяя легким свободно надуваться и сдуваться, а также защищая нежные органы от любых повреждений или ударов. ^[38]. Хрящи трахеи также являются частью скелетной системы.

Как пищеварительная система взаимодействует с дыхательной системой

Пищеварительная система обеспечивает необходимые питательные вещества для поддержания жизни клеток и тканей дыхательной системы, которая, в свою очередь, снабжает кислородом каждую клетку пищеварительного тракта, чтобы они могли нормально функционировать ^[38].

Пищеварительная, кровеносная и дыхательная системы работают вместе, при этом пищеварительная система поддерживает здоровье двух других, отправляя им достаточное количество питательных веществ, чтобы легкие могли продолжать обмен кислорода на углекислый газ, а кровеносные сосуды могли разносить этот кислород по всему телу, включая пищеварительный тракт.

Помимо этого, дыхательная система прямо или косвенно взаимодействует со всеми другими системами и органами тела. Например, мочевыделительная система косвенно помогает дыхательным путям и легким функционировать, принимая на себя отходы пищеварительной системы. Когда пищеварительная система работает нормально, она поставляет достаточно питательных веществ в дыхательную систему для поддержания ее здоровья. ^[48].