Респираторная система

Респираторная система человека состоит из верхних и нижних дыхательных путей:

Носовая полость — очищает, согревает и увлажняет вдыхаемый воздух.
Глотка и гортань — проводят воздух в трахею, обеспечивают защиту дыхательных путей.
Трахея — трубчатый орган, укреплённый хрящевыми кольцами.
Бронхи — разветвления трахеи, входящие в лёгкие.
Бронхиолы — мелкие разветвления бронхов, не имеющие хрящевых колец.
Альвеолы — мелкие воздушные пузырьки, где происходит газообмен.

Функции респираторной системы

Основные функции:

Обеспечение газообмена между атмосферным воздухом и кровью.
Защита от патогенных микроорганизмов и пыли.
Участие в терморегуляции и водно-солевом обмене.

Механизм дыхания

Дыхание делится на два этапа: вдох и выдох.

Вдох осуществляется за счёт сокращения диафрагмы и внешних межрёберных мышц, что увеличивает объём грудной клетки и снижает давление в лёгких относительно атмосферного. Воздух входит в лёгкие.
Выдох — пассивный процесс при расслаблении дыхательных мышц, уменьшении объёма грудной клетки и повышении давления в лёгких, воздух выходит наружу.

Газообмен в лёгких

Происходит в альвеолах за счёт диффузии:

Кислород из воздуха переходит в кровь капилляров.
Углекислый газ из крови переходит в альвеолы для выдоха.

Газообмен зависит от разницы парциальных давлений газов по закону Генри.

Механика дыхания и физика газов

Объём лёгких меняется по закону Бойля-Мариотта: при увеличении объёма давление воздуха в лёгких падает, происходит вдох.
Дыхательный цикл зависит от сопротивления дыхательных путей и упругости лёгочной ткани.
Работа дыхательных мышц — процесс затрат энергии.

Роль слизи и ресничек

В дыхательных путях вырабатывается слизь, улавливающая пыль и микроорганизмы.
Реснички эпителия движутся, вынося слизь с загрязнениями наружу, что предотвращает попадание вредных частиц в лёгкие.

Факторы, влияющие на работу респираторной системы

Загрязнение воздуха ухудшает функцию газообмена.
Болезни дыхательных путей (бронхит, астма) увеличивают сопротивление дыхательных путей.
Атмосферное давление и высота влияют на насыщение крови кислородом.

Взаимосвязь с другими системами организма

Кровеносная система доставляет кислород тканям и удаляет углекислый газ.
Нервная система регулирует частоту и глубину дыхания в зависимости от потребностей организма.