呼吸系統(tǒng)(Respiratory System)是執(zhí)行機(jī)體和外界進(jìn)行氣體交換的器官的總稱。呼吸系統(tǒng)的機(jī)能主要是與外界的進(jìn)行氣體交換,呼出二氧化碳,吸進(jìn)氧氣,進(jìn)行新陳代謝。呼吸系統(tǒng)包括呼吸道(鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管)和肺。呼吸道要很好地完成氣體通行的任務(wù),必須保持通暢,這是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?它是依靠骨和軟骨作支架來保證的。
機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程,稱為呼吸。通過呼吸,機(jī)體從大氣攝取新陳代謝所需要的O2排出所產(chǎn)生的CO2,因此,呼吸是維持機(jī)體新陳代謝和其它功能活動(dòng)所必需的基本生理過程之一,一旦呼吸停止,生命也將終止。
低等水生動(dòng)物無特殊呼吸器官,依靠水中氣體的擴(kuò)撒和滲透進(jìn)行氣體交換。在較高等的水生動(dòng)物鰓成為主要呼吸器官。陸生無脊椎動(dòng)物以氣管或書肺交換氣體。而陸生脊椎動(dòng)物中肺成了唯一的氣體交換器官。肺是一個(gè)內(nèi)含大而潮濕的呼吸表面的腔,位于身體內(nèi)部,受到體壁保護(hù)。哺乳類的呼吸系統(tǒng)除肺以外還有一套通氣結(jié)構(gòu)即呼吸道。
在高等動(dòng)物和人體,呼吸過程由三個(gè)相互銜接并且同進(jìn)進(jìn)行的環(huán)節(jié)來完成:外呼吸或肺呼吸,包括肺通氣(外界空氣與肺之間的氣體交換過程)和肺換氣(肺泡與肺毛細(xì)血管之間的氣體交換過程);氣體在血液中的運(yùn)輸;內(nèi)呼吸或組織呼吸,即組織換氣(血液與組織、細(xì)胞之間的氣體交換過程),有時(shí)也將細(xì)胞內(nèi)的氧化過程包括在內(nèi)??梢姾粑^程不僅依靠呼吸系統(tǒng)來完成,還需要血液循環(huán)系統(tǒng)的配合,這種協(xié)調(diào)配合,以及它們與機(jī)體代謝水平的相適應(yīng),又都受神經(jīng)和體液因素的調(diào)節(jié)。
肺是最主要的呼吸器官,它位于胸腔內(nèi),左右各一個(gè),是進(jìn)行氣體交換的場(chǎng)所。肺主要由反復(fù)分支的支氣管及其最小分支末端膨大形成的肺泡共同構(gòu)成,肺泡是人體與外界不斷進(jìn)行氣體交換的主要部位,數(shù)目很多,外面纏繞著豐富的毛細(xì)血管和彈性纖維。肺泡壁和毛細(xì)血管壁都很薄,各由一層上皮細(xì)胞組成。這些都有利于進(jìn)行氣體交換。氣體進(jìn)入肺泡內(nèi),在此與肺泡周圍的毛細(xì)血管內(nèi)的血液進(jìn)行氣體交換。吸入空氣中的氧氣,透過肺泡進(jìn)入毛細(xì)血管,通過血液循環(huán),輸送到全身各個(gè)器官組織,供給各器官氧化過程的所需,各器官組織產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物,如CO2再經(jīng)過血液循環(huán)運(yùn)送到肺,然后經(jīng)呼吸道呼出體外。通過肺泡內(nèi)的氣體交換,血液由含氧氣少二氧化碳多的靜脈血變成含氧氣多二氧化碳少的動(dòng)脈血。
鼻是氣體進(jìn)出的門戶,也是嗅覺器官,它包括外鼻、鼻腔和開口于鼻腔的鼻旁竇三部分。鼻旁竇與鼻腔相通黏膜又相連續(xù),故鼻腔黏膜感染時(shí),易波及到鼻旁竇,引起鼻竇炎。耳旁竇參與濕潤(rùn)和加溫吸入的空氣,并起發(fā)音共鳴的作用。前部生有可以阻擋空氣中灰塵的鼻毛;鼻腔內(nèi)表面的黏膜可以分泌粘液,能使吸入的空氣清潔并變得濕潤(rùn);黏膜中還分布著豐富的毛細(xì)血管,可以溫暖空氣。鼻腔對(duì)吸入的空氣起到了清潔、溫暖、濕潤(rùn)的作用。
喉是上呼吸道的組成部分,又是發(fā)音器官,喉上方接咽,下與氣管相連。喉由作為支架的軟骨和連接軟骨的韌帶及肌肉共同構(gòu)成。喉腔粘膜下層結(jié)締組織比較疏松,急性發(fā)炎時(shí)易引起水腫,造成呼吸困難,甚至窒息,可危及生命。
氣管及支氣管:氣管位于頸前正中,食管之前,上與喉的環(huán)狀軟骨相連,向下進(jìn)入胸腔,在平胸骨角的高度分為左、右支氣管。支氣管經(jīng)肺門進(jìn)入左右肺。氣管內(nèi)襯有粘膜,其上皮為假復(fù)層柱狀纖毛上皮。夾有杯狀細(xì)胞,纖毛細(xì)胞頂部纖毛頂部的纖毛平時(shí)向咽部顫動(dòng),以清除半埃和異物,使空氣保持整潔,杯狀細(xì)胞是具有分泌蛋白質(zhì)特點(diǎn)的細(xì)胞。
血液的氣體運(yùn)輸就是將肺吸入的氧經(jīng)動(dòng)脈血運(yùn)送到全身各組織細(xì)胞,又將各組織細(xì)胞所產(chǎn)生的二氧化碳運(yùn)送到肺部。因此,血液的氣體運(yùn)輸包括氧的運(yùn)輸和二氧化碳的運(yùn)輸兩大功能。
胸膜是平滑光澤的漿膜,復(fù)蓋在肺表面的部分,稱為胸膜臟層;復(fù)蓋在胸壁內(nèi)面和膈肌上面等處的部分,稱為胸膜壁層。臟、壁層間的狹窄間隙叫做胸膜腔,腔內(nèi)含有極少量液體,以減少呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)兩層胸膜之間的摩擦。胸部?jī)蓚?cè)的胸膜腔互不相通。
縱隔是夾在兩側(cè)縱隔胸膜之間的器官及結(jié)締組織總稱??v隔上部主要含有胸腺、上腔靜脈、主動(dòng)脈弓及其分支、氣管、食管、胸導(dǎo)管和迷走神經(jīng)、膈神經(jīng)等??v隔中部主要有心包、心臟。后縱隔則包含有胸主動(dòng)脈、奇靜脈、主支氣管、食管、胸導(dǎo)管等品管。
隨著胸廓的擴(kuò)張和回縮,空氣經(jīng)呼吸道進(jìn)出肺稱為呼吸運(yùn)動(dòng)。肺的舒縮完全靠胸廓的運(yùn)動(dòng)。胸廓擴(kuò)張時(shí),將肺向外方牽引,空氣入肺,稱為吸氣運(yùn)動(dòng)。胸廓回縮時(shí),肺內(nèi)空氣被排出體外,稱為呼氣運(yùn)動(dòng)。由于呼吸運(yùn)動(dòng)的不斷進(jìn)行,便保證肺泡內(nèi)氣體成分的相對(duì)恒定,使血液與肺泡內(nèi)氣體間的氣體交換得以不斷進(jìn)行。
正常成年人在安靜狀態(tài)下呼吸時(shí),每次吸入或呼出的氣量稱為潮氣,平均約為400~500毫升。每分鐘出入肺的氣體總量稱為每分通氣量,它等于潮氣量和呼吸頻率的乘積。正常成年人在安靜狀態(tài)下的呼吸頻率為16—18次/分,所以每分通氣量約6000—8000毫升。適應(yīng)體力活動(dòng)需要而加強(qiáng)呼吸時(shí),每分通氣量可達(dá)70升。正常人在平和呼氣之后,如再做最大呼氣稱為補(bǔ)呼氣,約為1000~1500毫升。在平和吸氣之后,如再做最大吸氣,稱為補(bǔ)吸氣,約為1000~1800毫升。潮氣、補(bǔ)呼氣、補(bǔ)吸氣三者之和稱為肺活量,男性約為3,500毫升,女性約為2500毫升。它是一次肺通氣的最大范圍,可以反映肺通氣功能的儲(chǔ)備力量及適應(yīng)能力。肺活量的大小與人的身高、胸圍、年齡、健康情況有關(guān)。肺活量并不等于肺內(nèi)所容納的全部氣體量,即便在被呼氣之后,肺內(nèi)也還余留著一部分氣體不能完全呼出,稱為余氣。健康青年人的余氣約為1000~1500毫升。人們每次吸入的空氣,從鼻腔到細(xì)支氣管這段呼吸道內(nèi)的氣體,不能與血液進(jìn)行氣體交換。為氣體交換的無效腔,其容量在成人約為150毫升。例如,每次吸入500毫升新鮮空氣,實(shí)際上只有大約350毫升進(jìn)入肺泡參加氣體交換,其余的停留在無效腔中不起作用。因此從氣體交換的效率來看,呼吸的深度極為重要。深而慢的呼吸,其效率要高于淺而快的呼吸。
呼吸運(yùn)動(dòng)是許多呼吸肌的協(xié)同性活動(dòng)。呼吸肌的活動(dòng)受呼吸中樞通過有關(guān)的軀體神經(jīng)來支配。正常人的自動(dòng)的、有節(jié)律性的呼吸是受呼吸中樞的反射性調(diào)節(jié)的。若呼吸中樞的興奮狀態(tài)發(fā)生改變,呼吸的節(jié)律和深度也會(huì)隨之改變。
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