Az emberi légzőrendszer olyan szervek összessége, amelyek a külső emberi légzés funkcióját látják el ( gázcsere a belélegzett légköri levegő és a tüdőkeringésben keringő vér között ) .
A gázcsere a tüdő alveolusaiban történik, és általában az oxigén megkötésére irányul a belélegzett levegőből, és a szervezetben képződő szén-dioxidot a külső környezetbe juttatja .
Egy felnőtt nyugalmi állapotban átlagosan 14 légzési mozgást végez percenként, azonban a légzésszám jelentős ingadozásokat szenvedhet (percenként 10-18) [1] . Egy felnőtt 15-17 lélegzetet vesz percenként, egy újszülött pedig 1 levegőt vesz másodpercenként. Az alveolusok szellőztetése váltakozó belégzéssel ( belégzés ) és kilégzéssel ( kilégzés ) történik. Belégzéskor a légköri levegő az alveolusokba jut, kilégzéskor pedig a szén-dioxiddal telített levegő távozik az alveolusokból.
A normális nyugodt lélegzet a rekeszizom és a külső bordaközi izmok aktivitásával jár . Belégzéskor a rekeszizom leereszkedik, a bordák felemelkednek, a köztük lévő távolság nő. A szokásos nyugodt kilégzés nagyrészt passzívan történik, miközben a belső bordaközi izmok és egyes hasizmok aktívan dolgoznak. Kilégzéskor a rekeszizom megemelkedik, a bordák lefelé mozognak, a köztük lévő távolság csökken [2] .
A mellkas kiterjesztésének módja szerint 2 típusú légzést különböztetnek meg:
Léteznek felső és alsó légúti (légvezető) módok. A felső légutak szimbolikus átmenete az alsó felé az emésztőrendszer és a légzőrendszer metszéspontjában történik a gége felső részén.
A felső légúti rendszer az orrüregből ( lat. cavitas nasi ), a nasopharynxből ( lat. nasopharynx ) és az oropharynxből ( lat. mesopharynx ) áll [3] [4] . Az alsó légutak rendszere a gége ( lat. larynx ), a légcső ( más görög τραχεῖα (ἀρτηρία) ) , a hörgők ( lat. bronchi) , a hörgők , az alveolusok [3] [4] .
A szájüreg normál orrlégzési nehézségek esetén, bár légzési segédanyagként használható, nem tartozik sem a légutakhoz, sem a légzőszervekhez, és evolúciósan nem alkalmas az alaplégzésre.
A belégzés és a kilégzés a mellkas méretének változtatásával történik a légzőizmok és a rekeszizom segítségével. Egy lélegzetvétel során (nyugodt állapotban) 400-500 ml levegő jut a tüdőbe. Ezt a levegőmennyiséget "dagálytérfogatnak" (TO) nevezik. Ugyanennyi levegő jut a légkörbe a tüdőből csendes kilégzéskor. A maximális mélylégzés körülbelül 2000 ml levegő. A maximális kilégzés után körülbelül 1500 ml levegő marad a tüdőben, ezt a "tüdő maradék térfogatának" nevezik. Csendes kilégzés után körülbelül 3000 ml marad a tüdőben. Ezt a levegőmennyiséget a tüdő "funkcionális maradék kapacitásának" (FRC) nevezik. A légzés azon kevés testi funkciók egyike, amelyek tudatosan és öntudatlanul is irányíthatók.
A légzés típusai: mély és sekély, gyakori és ritka, felső, középső (mellkasi) és alsó (hasi). Speciális légzőmozgások figyelhetők meg csuklással és nevetéssel . Gyakori és sekély légzés esetén az idegközpontok ingerlékenysége nő, mély légzéssel pedig éppen ellenkezőleg, csökken.
Légzőszervek : külső orr , orrüreg orrmelléküregekkel , garat , gége, légcső, hörgők, tüdő [4]
A légutak kapcsolatot biztosítanak a környezet és a légzőrendszer fő szervei - a tüdő - között. A tüdő ( lat. pulmones , más görögül πνεύμων ) a mellüregben található, körülvéve a mellkas csontjaival és izmaival. A tüdőben gázcsere megy végbe a tüdő alveolusait (tüdőparenchyma) elért légköri levegő és a tüdőkapillárisokon átáramló vér között, amely biztosítja a szervezet oxigénellátását és a gáznemű salakanyagok eltávolítását. beleértve a szén-dioxidot is. A tüdő funkcionális maradékkapacitása (FRC) következtében az oxigén és a szén-dioxid aránya viszonylag állandó marad az alveoláris levegőben, mivel az FRC többszöröse a légzési térfogatnak (TO). A légutak mindössze 2/3-a éri el az alveolusokat, amit "alveoláris lélegeztetési térfogatnak" neveznek. Külső légzés nélkül az emberi szervezet általában akár 5 percig is élhet (az ún. „ klinikai halál ”), ezt követően eszméletvesztés, visszafordíthatatlan elváltozások következnek be az agyban és halála (biológiai halál).
Az embernek 2 tüdeje van: jobb és bal. A jobb oldalt vízszintes és ferde hasítékok segítségével 3 lebenyre (felső, középső, alsó), míg a bal oldalt csak 1 ferde rés segítségével 2-re (felső és alsó lebenyre) osztják [5] .
A fő funkciók a légzés , a gázcsere.
Ezenkívül a légzőrendszer olyan fontos funkciókban vesz részt, mint a hőszabályozás , a hangképzés , a szaglás , a belélegzett levegő párásítása. A tüdőszövet olyan folyamatokban is fontos szerepet játszik, mint a hormonszintézis, a víz-só és a lipid anyagcsere. A tüdő bőségesen fejlett érrendszerében vér rakódik le. A légzőrendszer mechanikai és immunvédelmet is nyújt a környezeti tényezőkkel szemben.
A gázcsere a test és a környezet közötti gázcsere. A környezetből az oxigén folyamatosan kerül a szervezetbe, amelyet minden sejt, szerv és szövet elfogyaszt; a benne képződő szén-dioxid és kis mennyiségű egyéb gáz halmazállapotú anyagcseretermék ürül ki a szervezetből. A gázcsere szinte minden szervezet számára szükséges, enélkül a normális anyagcsere és energia-anyagcsere, következésképpen maga az élet is lehetetlen. A szövetekbe jutó oxigént a szénhidrátok, zsírok és fehérjék kémiai átalakulásának hosszú láncolatából származó termékek oxidálására használják. Ez CO 2 -t , vizet, nitrogéntartalmú vegyületeket termel, és a testhőmérséklet fenntartásához és a munkavégzéshez felhasznált energia szabadul fel. A szervezetben képződő és végül onnan felszabaduló CO 2 mennyisége nemcsak az elfogyasztott O 2 mennyiségétől függ , hanem attól is, hogy mi oxidálódik túlnyomórészt: szénhidrátok, zsírok vagy fehérjék. A szervezetből eltávolított CO 2 térfogatának az egyidejűleg felvett O 2 térfogatához viszonyított arányát "légzési együtthatónak" nevezik, amely körülbelül 0,7 a zsírok oxidációja, 0,8 a fehérjék oxidációja és 1,0 a szénhidrátok oxidációja esetén. vegyes táplálékkal élő embereknél a légzési együttható 0,85-0,90). Az elfogyasztott 1 liter O 2 -re (oxigén kalória-egyenértékére) jutó felszabaduló energia mennyisége szénhidrátok oxidációja esetén 20,9 kJ (5 kcal), zsíroxidáció esetén 19,7 kJ (4,7 kcal). Az egységnyi időre jutó O 2 fogyasztás és a légzési együttható alapján kiszámítható a szervezetben felszabaduló energia mennyisége. A poikiloterm állatok (hidegvérűek) gázcseréje (illetve energiafogyasztása) a testhőmérséklet csökkenésével csökken. Ugyanezt az összefüggést találták homoioterm állatokban (melegvérűek), amikor a hőszabályozás ki van kapcsolva (természetes vagy mesterséges hipotermia esetén); a testhőmérséklet emelkedésével (túlmelegedés, egyes betegségek esetén) a gázcsere fokozódik.
A környezeti hőmérséklet csökkenésével a melegvérű állatoknál (különösen a kistestűeknél) a gázcsere fokozódik a hőtermelés növekedése következtében. Evés után is megnövekszik, különösen fehérjében gazdag (az úgynevezett "étel specifikus-dinamikus hatása"). A gázcsere az izomtevékenység során éri el a legmagasabb értéket. Az embernél mérsékelt teljesítménnyel dolgozva megnövekszik, indítása után 3-6 perccel elér egy bizonyos szintet, majd ezen a szinten marad a teljes munkaidőben. Ha nagy teljesítményen dolgozik, a gázcsere folyamatosan növekszik; Az adott személy maximális szintje (maximális aerob munka) elérése után rövid időn belül le kell állítani a munkát, mivel a szervezet O 2 szükséglete meghaladja ezt a szintet. A munkavégzés utáni első alkalommal megnövekedett O 2 fogyasztást tartanak fenn , ami az oxigéntartozás fedezésére, azaz a munka során keletkező anyagcseretermékek oxidálására szolgál. Az O 2 fogyasztás 200-300 ml/perc között növelhető. nyugalomban akár 2000-3000 a munkahelyen, és jól edzett sportolókban akár 5000 ml / perc. Ennek megfelelően nő a CO 2 -kibocsátás és az energiafogyasztás; ugyanakkor a légzési együttható eltolódása az anyagcsere, a sav-bázis egyensúly és a tüdőszellőztetés változásaihoz kapcsolódik. A táplálkozás-adagolás szempontjából fontos a különböző foglalkozású és életstílusú emberek napi teljes energiafelhasználásának kiszámítása a gázcsere definíciói alapján. A normál fizikai munkavégzés során a gázcsere változásainak vizsgálatait a vajúdás és a sport élettanában, a klinikán a gázcserében részt vevő rendszerek funkcionális állapotának felmérésére használják. A gázcsere relatív állandóságát a környezeti O 2 parciális nyomásának jelentős változásaival, légzőrendszeri rendellenességekkel és hasonlókkal a gázcserében részt vevő és az idegrendszer által szabályozott rendszerek adaptív (kompenzációs) reakciói biztosítják. . Embereknél és állatoknál szokásos a gázcserét teljes nyugalomban, éhgyomorra, kényelmes környezeti hőmérsékleten (18-22 ° C) tanulmányozni. Az ebben az esetben elfogyasztott O 2 mennyisége és a felszabaduló energia jellemzi az alapanyagcserét . A kutatáshoz nyitott vagy zárt rendszer elvén alapuló módszereket alkalmaznak. Az első esetben a kilélegzett levegő mennyiségét és összetételét határozzák meg (kémiai vagy fizikai gázanalizátorok segítségével), ami lehetővé teszi az elfogyasztott O 2 és a kibocsátott CO 2 mennyiségének kiszámítását . A második esetben a légzés zárt rendszerben (zárt kamrában vagy a légutakhoz csatlakoztatott spirográfról) történik, amelyben a kibocsátott CO 2 felszívódik, és a rendszerből elfogyasztott O 2 mennyiségét vagy a a rendszerbe automatikusan belépő azonos mennyiségű O 2 mérésével , vagy a rendszer leépítésével. A gázcsere emberben a tüdő alveolusaiban és a test szöveteiben megy végbe.
| emberi légzőrendszer | |
|---|---|
| felső légutak | |
| alsó légutak | |
| Tüdő | fő hörgők Bronchi Bronchiole acinus Foghang |
| Az emberi szervrendszerek | |
|---|---|