מערכת לב-נשימה. מבנה ותפקודי מערכת הנשימה האנושית. מהות תהליך הנשימה

נשימה היא תהליך חילופי גזים כמו חמצן ופחמן בין הסביבה הפנימית של האדם לעולם החיצון. נשימה אנושית היא פעולה מווסתת מורכבת של עבודה משותפת של עצבים ושרירים. עבודתם המתואמת מבטיחה שאיפה - כניסת חמצן לגוף, ונשיפה - שחרור פחמן דו חמצני לסביבה.

למנגנון הנשימה מבנה מורכב וכולל: איברים של מערכת הנשימה האנושית, שרירים האחראים על פעולות השאיפה והנשיפה, עצבים המסדירים את כל תהליך חילופי האוויר וכן כלי דם.

לכלי יש חשיבות מיוחדת לנשימה. דם דרך הוורידים נכנס לרקמת הריאה, שם מחליפים גזים: חמצן נכנס ופחמן דו חמצני יוצא. החזרת הדם המחומצן מתבצעת דרך העורקים, המעבירים אותו לאיברים. ללא תהליך חמצון רקמות, לנשימה לא תהיה משמעות.

תפקוד נשימתי מוערך על ידי רופאי ריאות. האינדיקטורים החשובים הם:

1. רוחב לומן הסימפונות.
2. נפח נשימה.
3. שמירת נפחי שאיפה ונשיפה.

שינוי לפחות באחד מהמדדים הללו מוביל להידרדרות במצב הבריאותי ומהווה איתות חשוב לאבחון וטיפול נוספים.

בנוסף, ישנם פונקציות משניות שהנשימה מבצעת. זֶה:

1. ויסות מקומי של תהליך הנשימה, המבטיח את התאמת כלי הדם לאוורור.
2. סינתזה של חומרים פעילים ביולוגית שונים המכווצים ומרחיבים כלי דם לפי הצורך.
3. סינון, האחראי לספיגה והתפוררות של חלקיקים זרים, ואפילו קרישי דם בכלים קטנים.
4. שקיעה של תאים של מערכת הלימפה וההמטופואטית.

שלבי תהליך הנשימה

הודות לטבע, שהגיע עם מבנה ותפקוד כה ייחודי של איברי הנשימה, ניתן לבצע תהליך כזה כמו חילופי אוויר. מבחינה פיזיולוגית, יש לו כמה שלבים, אשר, בתורם, מווסתים על ידי מערכת העצבים המרכזית, ורק בגלל זה הם עובדים כמו שעון.

אז, כתוצאה משנים רבות של מחקר, מדענים זיהו את השלבים הבאים שמארגנים יחד את הנשימה. זֶה:

1. נשימה חיצונית היא העברת אוויר מהסביבה החיצונית אל המכתשים. כל האיברים של מערכת הנשימה האנושית לוקחים חלק פעיל בכך.
2. אספקת חמצן לאיברים ולרקמות באמצעות דיפוזיה; כתוצאה מתהליך פיזי זה, מתרחשת חמצון רקמות.
3. נשימה של תאים ורקמות. במילים אחרות, חמצון של חומרים אורגניים בתאים עם שחרור אנרגיה ופחמן דו חמצני. קל להבין שללא חמצן, חמצון בלתי אפשרי.

חשיבות הנשימה עבור בני אדם

הכרת המבנה והתפקודים של מערכת הנשימה האנושית, קשה להפריז בחשיבותו של תהליך כגון נשימה.

בנוסף, הודות לו, גזים מוחלפים בין הסביבה הפנימית והחיצונית של גוף האדם. מערכת הנשימה מעורבת:

1. בוויסות חום, כלומר, הוא מקרר את הגוף בטמפרטורות אוויר גבוהות.
2. מתפקד כשחרור של חומרים זרים אקראיים כגון אבק, מיקרואורגניזמים ומלחי מינרלים או יונים.
3. ביצירת צלילי דיבור, שהוא חשוב ביותר לתחום החברתי של האדם.
4. בחוש הריח.

הנשימה היא החוליה המקשרת בין אדם לסביבה. אם אספקת האוויר נחסמת, איברי הנשימה והלב של האדם מתחילים לעבוד קשה יותר כדי לספק את כמות החמצן הדרושה לנשימה. מערכת הנשימה והנשימה האנושית מסוגלת להסתגל לתנאי הסביבה.

מערכת הנשימה האנושית מבטיחה חילופי גזים בין האוויר האטמוספרי לריאות, וכתוצאה מכך חמצן מהריאות נכנס לדם ומועבר בדם לרקמות הגוף, ופחמן דו חמצני מועבר מהרקמות ממול. כיוון. בזמן מנוחה, רקמות הגוף של מבוגר צורכות כ-0.3 ליטר חמצן בדקה ומייצרות כמות קטנה יותר של פחמן דו חמצני. היחס בין כמות ה-CO2 שנוצרת ברקמותיו לכמות ה-02 הנצרכת על ידי הגוף נקרא מקדם הנשימה, שערכו בתנאים רגילים הוא 0.9. שמירה על רמה תקינה של הומאוסטזיס גזים של O2 ו-CO2 בגוף בהתאם לקצב חילוף החומרים ברקמות (נשימה) היא התפקיד העיקרי של מערכת הנשימה של גוף האדם.

מערכת זו מורכבת ממכלול אחד של רקמות עצם, סחוס, חיבור ושריר של בית החזה, דרכי הנשימה (חלק האוויר של הריאות), אשר מבטיח את תנועת האוויר בין הסביבה החיצונית לחלל האוויר של המכתשים, כמו כמו גם רקמת ריאה (מקטע נשימה של הריאות), שיש לה גמישות והרחבה גבוהות. מערכת הנשימה כוללת מנגנון עצבים משלה, השולט בשרירי הנשימה של בית החזה, סיבים תחושתיים ומוטוריים של הנוירונים של מערכת העצבים האוטונומית, שיש להם מסופים ברקמות איברי הנשימה. מקום חילופי הגזים בין גוף האדם לסביבה החיצונית הוא המכתשיות של הריאות, ששטחן הכולל מגיע לממוצע של 100 מ"ר.

Alveoli (כ-3.108) ממוקמים בקצה דרכי הנשימה הקטנות של הריאות, בקוטר של כ-0.3 מ"מ ונמצאים במגע הדוק עם נימי הריאה. זרימת הדם בין תאי הרקמות של גוף האדם הצורכים O2 ומייצרים CO2, לבין הריאות, שבהן גזים אלו מוחלפים עם אוויר אטמוספרי, מתבצעת על ידי מערכת הדם.

פונקציות של מערכת הנשימה. בגוף האדם, מערכת הנשימה מבצעת פונקציות נשימתיות ולא נשימתיות. תפקוד הנשימה של המערכת שומר על הומאוסטזיס גז של הסביבה הפנימית של הגוף בהתאם לרמת חילוף החומרים של הרקמות שלו. עם האוויר הנשאף, נכנסים לריאות חלקיקי אבק, אשר נשמרים על ידי הקרום הרירי של דרכי הנשימה ולאחר מכן מוסרים מהריאות בעזרת רפלקסים מגנים (שיעול, התעטשות) ומנגנוני ניקוי רירי (תפקוד הגנה).

התפקודים הלא-נשימתיים של המערכת נגרמים על ידי תהליכים כמו סינתזה (חומרי שטח, הפרין, לויקוטריאנים, פרוסטגלנדינים), הפעלה (אנגיוטנסין II) ואי-אקטיבציה (סרוטונין, פרוסטגלנדינים, נוראדרנלין) של חומרים פעילים ביולוגית, בהשתתפות אלביולוציטים, תאי פיטום והאנדותל של נימי הריאות (תפקוד מטבולי). האפיתל של הקרום הרירי של דרכי הנשימה מכיל תאים חיסוניים (T- ו-B-לימפוציטים, מקרופאגים) ותאי פיטום (סינתזת היסטמין), המספקים את תפקוד ההגנה של הגוף. דרך הריאות, אדי מים ומולקולות של חומרים נדיפים מוסרים מהגוף עם אוויר נשוף (פונקציית הפרשה), כמו גם חלק קטן מהחום מהגוף (פונקציה תרמו-ויסות). שרירי הנשימה של בית החזה מעורבים בשמירה על מיקום הגוף בחלל (תפקוד יציבה-טוניק). לבסוף, מנגנון העצבים של מערכת הנשימה, שרירי הגלוטיס ודרכי הנשימה העליונות, כמו גם שרירי החזה מעורבים בפעילות הדיבור האנושית (פונקציית הפקת דיבור). תפקוד הנשימה העיקרי של מערכת הנשימה מתממש בתהליכי הנשימה החיצונית, שהם חילופי גזים (O2, CO2 ו-N2) בין המכתשים לסביבה החיצונית, דיפוזיה של גזים (O2 ו-CO2) בין המכתשיים. של הריאות והדם (חילופי גזים). יחד עם הנשימה החיצונית, הגוף מבצע את הובלת גזי הנשימה בדם, וכן חילופי גזים של 02 ו-CO2 בין הדם לרקמות, הנקרא לרוב נשימה פנימית (רקמות).

מדענים קבעו עובדה מעניינת. האוויר שנכנס למערכת הנשימה האנושית יוצר באופן קונבנציונלי שני זרמים, שאחד מהם עובר לצד השמאלי של האף ונכנס לריאה השמאלית, הזרם השני חודר לצד הימני של האף ונכנס לריאה הימנית.

מחקרים הראו גם שבעורק המוח האנושי, האוויר המתקבל מחולק גם הוא לשני זרמים. תהליך הנשימה חייב להיות נכון, וזה חשוב לחיים נורמליים. לכן, יש צורך לדעת על מבנה מערכת הנשימה האנושית ואיברי הנשימה.

מערכת הנשימה האנושית כוללת את קנה הנשימה, הריאות, הסמפונות, הלימפה וכלי הדם. הם כוללים גם את מערכת העצבים ושרירי הנשימה, הצדר. מערכת הנשימה האנושית כוללת את דרכי הנשימה העליונות והתחתונה. דרכי נשימה עליונות: אף, לוע, חלל הפה. דרכי נשימה תחתונות: קנה הנשימה, הגרון והסמפונות.

דרכי הנשימה הכרחיות לכניסה ויציאה של אוויר מהריאות. האיבר החשוב ביותר של מערכת הנשימה כולה הוא הריאות, שביניהן נמצא הלב.

מערכת נשימה

חלל האף

- הערוץ הראשי לאוויר הנכנס לדרכי הנשימה. מחולק לשני חלקים על ידי מחיצת האף האוסטאוכונדרלית. חלקו הפנימי של כל חלל נוצר על ידי בורות גרמיים והקרנות הנקראות מחיצות, והוא מכוסה בקרום רירי המורכב משערות רבות, או ריסים, ובלוטות מפרישות ריר. האף מנקה את האוויר הנשאף: הודות לסיליה הוא לוכד אבק דק שנמצא באוויר, ובעזרת ליחה הוא יוצר הגנה מפני זיהומים אפשריים, שכן הוא הורס מיקרואורגניזמים באוויר שאנו נושמים.

הקרום הרירי מונע כניסת אוויר יבש מדי לגוף ומספק לו את הלחות הדרושה. בנוסף, כלי הדם שלו שומרים על טמפרטורה אופטימלית בחלל האף, וקפלי הדופן הפנימית שומרים ומחממים את האוויר הנשאף.

חלל פה

- זהו אחד החלקים העיקריים של מערכת העיכול, אבל זה גם דרכי הנשימה, בנוסף, הוא מעורב ביצירת דיבור. הוא מוגבל לשפתיים, לחלק הפנימי של הלחיים, לבסיס הלשון ולחך.

תפקוד חלל הפה בתהליך הנשימה אינו משמעותי, שכן הנחיריים מותאמים הרבה יותר למטרה זו. למרות זאת, הוא משמש ככניסה ויציאה לאוויר במקרים בהם יש צורך גדול להרוות את הריאות בחמצן. למשל, כאשר אנו עושים מאמצים פיזיים גדולים או כאשר הנחיריים נסתמים עקב פציעה או הצטננות.

חלל הפה מעורב בהפקת דיבור, שכן הלשון והשיניים מפרקים את הצלילים המופקים על ידי מיתרי הקול בגרון.

קנה הנשימה

הוא צינור המחבר בין הגרון לסמפונות. אורכו של קנה הנשימה הוא כ-12-15 ס"מ. קנה הנשימה, בניגוד לריאות, הוא איבר לא מזווג. תפקידו העיקרי של קנה הנשימה הוא לשאת אוויר לתוך הריאות והחוצה ממנה. קנה הנשימה ממוקם בין החוליה השישית של הצוואר לחוליה החמישית של אזור החזה. בסוף, קנה הנשימה מתפצל לשני סמפונות. התפצלות קנה הנשימה נקראת התפצלות. בתחילת קנה הנשימה צמודה אליו בלוטת התריס. בחלק האחורי של קנה הנשימה נמצא הוושט. קנה הנשימה מכוסה בקרום רירי, שהוא הבסיס, והוא מכוסה גם ברקמת שריר-סחוס בעלת מבנה סיבי. קנה הנשימה מורכב מ-18-20 טבעות של רקמה סחוסית, שבזכותן קנה הנשימה גמיש.

לוֹעַ

הוא צינור שמקורו בחלל האף. מערכת העיכול ודרכי הנשימה מצטלבות בלוע. ניתן לכנות את הלוע המקשר בין חלל האף לחלל הפה, והלוע מחבר גם את הגרון והוושט. הלוע ממוקם בין בסיס הגולגולת לבין 5-7 חוליות הצוואר. חלל האף הוא החלק הראשוני של מערכת הנשימה. מורכב מהאף החיצוני וממעברי האף. תפקידו של חלל האף הוא לסנן את האוויר, כמו גם לנקות וללחותו. חלל הפה הוא הדרך השנייה שבה אוויר נכנס למערכת הנשימה האנושית. לחלל הפה שני חלקים: אחורי וקדמי. החלק הקדמי נקרא גם פרוזדור הפה.

גָרוֹן

- איבר נשימתי המחבר בין קנה הנשימה והלוע. תיבת הקול ממוקמת בגרון. הגרון ממוקם באזור של 4-6 חוליות הצוואר ומחובר לעצם היואיד בעזרת רצועות. תחילת הגרון נמצאת בלוע, וסופו התפצלות לשני קנה הנשימה. בלוטת התריס, הקריקואיד והסחוס האפיגלוטי מרכיבים את הגרון. אלה סחוסים גדולים לא מזווגים. הוא נוצר גם על ידי סחוסים מזווגים קטנים: קרניקולט, ספנואיד, אריטנואיד. החיבור בין המפרקים מסופק על ידי רצועות ומפרקים. בין הסחוסים יש ממברנות המשמשות גם כחיבור.

ברונכי

הם צינורות שנוצרו כתוצאה מהתפצלות קנה הנשימה. לאחר מכן, כל אחת מהסמפונות הראשיות מסתעפת לסימפונות קטנים יותר שמגיעים לאזורים שונים או לאונות הריאות.

הסמפונות החודרות לאונות הריאות נקראות ברונכי הלובר, ויש שלוש מהן בריאה הימנית ושניים בשמאל. בהמשך, הסמפונות הלובריים ממשיכים להסתעף ולהצטמצם, מתחלקים לסימפונות סגמנטליים, ולבסוף הופכים לצינורות בקוטר של פחות מ-1 מ"מ - ברונכיולים.

ברונכיולות מחלקות חמצן דרך הקצוות שלהן, אלבאולי הריאה, מעין בועות שבהן מתרחש חילופי גזים, כלומר חילופי פחמן דו חמצני לחמצן.

ריאות -

איברי הנשימה העיקריים. הם מעוצבים כמו חרוט. הריאות ממוקמות באזור החזה, משני צידי הלב. הפונקציה העיקרית של הריאות היא חילופי גזים, המתרחשת דרך המכתשים. דם נכנס לריאות מהוורידים הודות לעורקי הריאה. אוויר חודר דרך דרכי הנשימה, ומעשיר את איברי הנשימה בחמצן הדרוש. צריך לספק לתאים חמצן כדי שתהליך ההתחדשות יתבצע, ולקבל מהדם חומרי הזנה שהגוף צריך. המכסה את הריאות היא הצדר, המורכבת משתי אונות המופרדות על ידי חלל (חלל פלאורלי).

הריאות כוללות את עץ הסימפונות, שנוצר על ידי התפצלות קנה הנשימה. הסימפונות, בתורם, מחולקים לדקיקים יותר, ובכך יוצרים ברונכי סגמנטלי. עץ הסימפונות מסתיים בשקים קטנים מאוד. שקים אלה הם הרבה אלבאולים מחוברים זה לזה. Alveoli מספקים חילופי גזים במערכת הנשימה. הסימפונות מכוסים באפיתל, אשר במבנהו מזכיר ריסים. הריסים מסירים ריר לאזור הלוע. הקידום מקל על ידי שיעול. לסמפונות יש קרום רירי.

נְשִׁימָה - קבוצה של תהליכים פיזיולוגיים המתרחשים ללא הרף באורגניזם חי, וכתוצאה מכך הוא סופג חמצן מהסביבה ומשחרר פחמן דו חמצני ומים. הנשימה מבטיחה חילופי גזים בגוף, שהוא חלק הכרחי מחילוף החומרים. הנשימה מבוססת על תהליכי חמצון של חומרים אורגניים - פחמימות, שומנים וחלבונים, כתוצאה מהם משתחררת אנרגיה המבטיחה את התפקודים החיוניים של הגוף.

אוויר בשאיפה דרך כיווני אוויר (חלל האף, הגרון, קנה הנשימה, הסימפונות) מגיע לשלפוחית ​​הריאה (alveoli),דרך קירותיו, השזורים בשפע בנימי דם, מתרחשת חילופי גזים בין אוויר ודם.

בבני אדם (ובעלי חוליות), תהליך הנשימה מורכב משלושה שלבים הקשורים זה בזה:

• נשימה חיצונית,
• העברת גזים בדם ו
• נשימה של רקמות.

מַהוּת נשימה חיצונית מורכבת מחילופי גזים בין הסביבה החיצונית לדם, המתרחשת באיברי נשימה מיוחדים - בריאות. חמצן נכנס לדם מהסביבה החיצונית, ופחמן דו חמצני משתחרר מהדם (רק 1-2% מכלל חילופי הגזים מסופק על ידי פני הגוף, כלומר דרך העור).
השינוי באוויר בריאות מושג על ידי תנועות נשימה קצביות של בית החזה, המתבצעות על ידי שרירים מיוחדים, וכתוצאה מכך עלייה וירידה לסירוגין בנפח חלל החזה. בבני אדם, בשאיפה, חלל החזה גדל בשלושה כיוונים: קדמי-אחורי ולרוחב - עקב הרמה וסיבוב של הצלעות, ובמאונך - עקב הורדת מחסום החזה-בטן. (דִיאָפרַגמָה).

בהתאם לכיוון שבו נפח החזה גדל בעיקר, ישנם:

• חזה,
• בטן ו
• סוגי נשימה מעורבים.

בעת הנשימה, הריאות עוקבות באופן פסיבי אחר דפנות החזה, מתרחבות בשאיפה ומתמוטטות בנשיפה.
שטח הפנים הכולל של alveoli הריאתי בבני אדם הוא בממוצע 90 מ"ר. אדם (מבוגר) עושה זאת במנוחה. 16-18 מחזורי נשימה (כלומר שאיפות ונשיפות) בדקה אחת.
עם כל נשימה, כ-500 מ"ל של אוויר נכנס לריאות, מה שנקרא מערכת הנשימה. בשאיפה מקסימלית, אדם יכול לשאוף כ-1500 מ"ל יותר ממה שנקרא. נוֹסָף אוויר . אם, לאחר נשיפה רגועה, אתה עושה נשיפה מאולצת נוספת, אז עוד 1500 מ"ל של מה שנקרא. לְהַזמִין אוויר .
נשימה, תוספת אוויר ואוויר מילואיםלהוסיף יכולת חיונית.
עם זאת, גם לאחר הנשיפה האינטנסיבית ביותר, עדיין נותרו 1000-1500 מ"ל שאריות אוויר בריאות.

נפח נשימה דקה או אוורור של הריאות, משתנה בהתאם לצורך של הגוף בחמצן ומסתכם ב-5-9 ליטר אוויר בדקה אצל מבוגר במנוחה.
במהלך העבודה הפיזית, כאשר הצורך של הגוף בחמצן עולה בחדות, אוורור הריאות עולה ל-60-80 ליטר לדקה, ואצל ספורטאים מאומנים אף עד 120 ליטר לדקה. ככל שהגוף מזדקן, חילוף החומרים יורד והגודל יורד; אוורור של הריאות. כשטמפרטורת הגוף עולה, קצב הנשימה עולה מעט ובמחלות מסוימות מגיע ל-30-40 לדקה; במקביל, עומק הנשימה יורד.

ויסות הנשימה מתבצע על ידי מרכז הנשימה ב-medulla oblongata על ידי מערכת העצבים המרכזית. בבני אדם, בנוסף, לקליפת המוח תפקיד חשוב בוויסות הנשימה.

גאסובן מתרחש במככיות הריאות. כדי להיכנס לתוך alveoli של הריאות, אוויר בעת הנשימה עובר דרך מה שנקרא דרכי הנשימה: הוא חודר לראשונה לתוך חלל האף,יותר פנימה גרון,שהוא הנתיב המשותף לאוויר ולמזון הנכנס אליו מחלל הפה: ואז האוויר עובר דרך מערכת הנשימה גרידא - גרון, קנה נשימה, סימפונות.הסמפונות, מתפצלות בהדרגה, מגיעות למיקרוסקופיות ברונכיולים,שממנו נכנס אוויר alveoli ריאתי.

נשימת רקמות - תהליך פיזיולוגי מורכב המתבטא בצריכת חמצן על ידי תאי ורקמות הגוף ויצירת פחמן דו חמצני על ידם. נשימת רקמות מבוססת על תהליכי חיזור, המלווים בשחרור אנרגיה. בשל אנרגיה זו מתבצעים כל תהליכי החיים - חידוש מתמשך, גדילה והתפתחות של רקמות, הפרשת בלוטות, כיווץ שרירים וכו'.

אף וחלל האף – החלק הראשוני של דרכי הנשימה ואיבר הריח.
אףבנוי מעצמות אף מזווגות וסחוס אף, נותן לו את צורתו החיצונית.
חלל האףממוקם במרכז שלד הפנים ומייצג תעלת עצם מרופדת בקרום רירי, העובר מהפתחים (הנחיריים) אל ה-choanae, ומחבר אותו ללוע האף.
מחיצת האף מחלקת את חלל האף לחצי ימין ושמאל.
אופייני לחלל האף הם האדנקסה סינוסים – חללים בעצמות סמוכות (לסת, חזית, אתמואיד), המתקשרים עם חלל האף דרך חורים ותעלות.

הקרום הרירי המצפה את תעלת האף מורכב מאפיתל ריסי; לשערותיו יש תנועות נדנדות קבועות לכיוון הכניסה לאף, מה שחוסם את הגישה לדרכי הנשימה עבור פחם קטן, אבק וחלקיקים אחרים הנשאפים עם האוויר. האוויר הנכנס לחלל האף מתחמם בו בשל ריבוי כלי הדם בקרום הרירי של חלל האף והאוויר המחומם של הסינוסים הפראנאסאליים. זה מגן על דרכי הנשימה מחשיפה ישירה לטמפרטורות נמוכות חיצוניות. נשימה מאולצת דרך הפה (לדוגמה, עם מחיצת אף סטיה, עם פוליפים באף) גורמת לאפשרות של זיהום בדרכי הנשימה.

לוֹעַ - חלק מצינור העיכול והנשימה הממוקם בין חלל האף והפה שמעל והגרון והוושט מתחת.
הלוע הוא צינור, שהבסיס שלו הוא שכבת השריר. הלוע מרופד בקרום רירי, והחלק החיצוני מכוסה בשכבת רקמת חיבור. הלוע שוכב מול עמוד השדרה הצווארי מטה מהגולגולת אל החוליה הצווארית ה-6.
החלק העליון של הלוע - הלוע האף - שוכן מאחורי חלל האף, הנפתח לתוכו על ידי הצ'ואנה; זהו הנתיב של אוויר הנשאף דרך האף להיכנס ללוע.

במהלך פעולת הבליעה, דרכי הנשימה מבודדות: החך הרך (וולום) עולה ובלחיצה על הדופן האחורית של הלוע, מפריד בין האף-לוע לחלק האמצעי של הלוע. שרירים מיוחדים מושכים את הלוע כלפי מעלה ומקדימה; הודות לכך, הגרון נמשך כלפי מעלה, ושורש הלשון לוחץ על האפיגלוטיס, ובכך סוגר את הכניסה לגרון, ומונע ממזון להיכנס לדרכי הנשימה.

גָרוֹן – תחילת קנה הנשימה (קנה הנשימה),כולל מכשיר הקול. הגרון ממוקם בצוואר.
מבנה הגרון דומה למבנה הרוח, מה שנקרא כלי נגינה קנים: בגרון יש מקום מצומצם - הגלוטיס, שאליו האוויר הנדחק החוצה מהריאות רוטט את מיתרי הקול, המנגנים את אותו תפקיד שהלשון משחקת בכלי.

הגרון ממוקם בגובה החוליות הצוואריות 3-6, גובל בוושט מאחור ומתקשר עם הלוע דרך פתח הנקרא פתח הגרון. בחלק התחתון, הגרון הופך לקנה הנשימה.
בסיס הגרון יוצר סחוס קריקואיד בצורת טבעת, המתחבר למטה עם קנה הנשימה.על הסחוס הקריקואיד, המתחבר אליו בצורה נעה במפרק, ממוקם הסחוס הגדול ביותר של הגרון - סחוס בלוטת התריס, המורכב משתי צלחות המתחברות מלפנים בזווית, ויוצרות בליטה על הצוואר הנראית בבירור אצל גברים. - גרגרת

על הסחוס הקריקואיד, המחובר אליו גם במפרקים, ישנם 2 סחוסים ארטנואידים הממוקמים באופן סימטרי, כל אחד נושא בקודקודו סחוס סנטוריני קטן. בין כל אחד מהם לבין הזווית הפנימית של סחוס בלוטת התריס יש מתח 2 מיתרי קול אמיתיים , הגבלת הגלוטטיס.
אורך מיתרי הקול אצל גברים הוא 20-24 מ"מ, בנשים - 18-20 מ"מ. אקורדים קצרים נותנים קול גבוה יותר מאשר ארוכים.
בעת הנשימה, מיתרי הקול מתפצלים, והגלוטיס מקבל צורה של משולש, כשקודקודו פונה קדימה.

קנה הנשימה (קנה הנשימה) - ליד הגרון נמצאת דרכי הנשימה שדרכה עובר האוויר לריאות.
קנה הנשימה מתחיל בגובה החוליה הצווארית ה-6 והיא צינור המורכב מ-18-20 טבעות סחוסיות לא שלמות, הנסגרות מאחור בסיבי שריר חלקים, וכתוצאה מכך הקיר האחורי שלו רך ופחוס. זה מאפשר לוושט הבסיסי להתרחב כאשר מזון בולוס עובר דרכו במהלך הבליעה. לאחר שעברה לחלל החזה, קנה הנשימה מתחלק ברמה של חוליית החזה הרביעית ל-2 סימפונות, הולך לריאות הימנית והשמאלית.

ברונכי - ענפים של קנה הנשימה (קנה הנשימה), דרכם נכנס אוויר ונושף מהריאות בעת הנשימה.
קנה הנשימה בחלל החזה מחולק לימין ולשמאל סימפונות ראשוניים, הנכנסים לריאה הימנית והשמאלית בהתאמה: מתחלקים ברציפות לקטן וקטן יותר סימפונות משניים.הם יוצרים את עץ הסימפונות, המהווה את הבסיס הצפוף של הריאה. קוטר הסמפונות הראשוניים הוא 1.5-2 ס"מ.
הסימפונות הקטנים ביותר - ברונכיולים,בעלי ממדים מיקרוסקופיים ומייצגים את החלקים האחרונים של דרכי הנשימה, שבקצותיהם ממוקמת רקמת הנשימה בפועל של הריאה, שנוצרה alveoli.

דפנות הסמפונות נוצרות על ידי טבעות סחוס ושרירים חלקים. טבעות סחוס קובעות את חוסר הגמישות של הסמפונות, את אי קריסתן ואת תנועת האוויר ללא הפרעה במהלך הנשימה. פני השטח הפנימיים של הסמפונות (כמו גם חלקים אחרים של דרכי הנשימה) מרופדים בקרום רירי עם אפיתל ריסי: תאי אפיתל מצוידים בסיליה.

ריאות מייצגים איבר מזווג. הם סגורים בבית החזה וממוקמים בצידי הלב.
לכל ריאה יש צורה של חרוט, שבסיסו הרחב פונה כלפי מטה לכיוון מחסום החזה-בטן. (דִיאָפרַגמָה),המשטח החיצוני - לצלעות היוצרות את הדופן החיצונית של בית החזה, המשטח הפנימי מכסה את חולצת הלב כשהלב סגור בה. קודקוד הריאה בולט מעל עצם הבריח. הממדים הממוצעים של הריאה של מבוגר הם: גובה הריאה הימנית 17.5 ס"מ, השמאלית 20 ס"מ, הרוחב בבסיס הריאה הימנית 10 ס"מ, הריאה השמאלית 7 ס"מ. לריאות יש עקביות אוורירית כי הם מלאים באוויר. מהמשטח הפנימי, הילום של הריאה מכיל את הסימפונות, הכלים והעצבים.

הסמפונות נושאת אוויר לתוך הריאות, נכנס דרך חלל האף (הפה), לתוך הגרון וקנה הנשימה. בריאות, הסמפונות מתחלקים בהדרגה לסימפונות משניים, שלישוניים וכו' קטנים יותר, ויוצרים, כביכול, את השלד הסחוסי של הריאה; ההסתעפות הסופית של הסמפונות היא הסימפונות המוליכים; היא מכוונת אל תעלות המכתשית, שדפנותן מנוקדות בשלפוחיות ריאתיות - alveoli.

עורקי הריאה נושאים דם ורידי עשיר בפחמן דו חמצני מהלב אל הריאות. עורקי הריאה מתחלקים במקביל לסמפונות ובסופו של דבר מתפרקים לנימים, ומכסים את המכתשים ברשתם. בחזרה מהאלוואולי, הנימים נאספים בהדרגה לוורידים, אשר משאירים את הריאות בצורה של ורידים ריאתיים, הנכנסים לצד השמאלי של הלב ונושאים דם עורקי מחומצן.

חילופי גזים בין הסביבה החיצונית לגוף מתרחשים במככיות.
אוויר המכיל חמצן חודר לחלל המכתשיות, ודם זורם אל דפנות המככיות. כשאוויר חודר לאלואוולים, הם נמתחים ולהפך, קורסים כאשר אוויר יוצא מהריאה.
הודות לדופן הדק ביותר של המכתשות, מתרחש כאן בקלות חילופי גזים - כניסת חמצן לדם מהאוויר הנשאף ושחרור פחמן דו חמצני מהדם לתוכו; הדם מתנקה, הוא הופך לעורקי ומתפשט הלאה דרך הלב לרקמות ואיברי הגוף, שם הוא משחרר חמצן ומקבל פחמן דו חמצני.

כל ריאה מכוסה בקרום - אֶדֶר, מעבר מהריאות לדפנות החזה; לפיכך, הריאה סגורה בשק פלאורלי סגור שנוצר על ידי השכבה הפריאטלית של הצדר. בין השכבות הריאתיות והפריאטליות של הצדר יש פער צר המכיל כמות קטנה של נוזל. עם תנועות נשימה של בית החזה, חלל הצדר (יחד עם בית החזה) מתרחב, והסרעפת היורדת מאריכה את גודלה העליון-תחתון. בשל העובדה שהרווח בין שכבות הצדר הוא חסר אוויר, התרחבות בית החזה גורמת ללחץ שלילי בחלל הצדר, מותחת את רקמת הריאה, וכך יונקת דרך דרכי הנשימה (פה - קנה הנשימה - ברונכי) אוויר אטמוספרי הנכנס את alveoli.

הרחבה של בית החזה במהלך השאיפה פעילה ומתבצעת בעזרת שרירי הנשימה (בין-צלעי, scalene, בטן); קריסתו במהלך הנשיפה מתרחשת באופן פסיבי ובסיוע הכוחות האלסטיים של רקמת הריאה עצמה. הצדר מאפשרת לריאה להחליק לתוך חלל החזה במהלך תנועות נשימה.

נְשִׁימָה- מערך תהליכים המבטיח אספקה ​​רציפה של חמצן לכל איברי ורקמות הגוף והרחקה מהגוף של פחמן דו חמצני שנוצר כל הזמן בתהליך חילוף החומרים.

ישנם מספר שלבים בתהליך הנשימה:

1) נשימה חיצונית, או אוורור של הריאות - חילופי גזים בין alveoli של הריאות לאוויר האטמוספרי;

2) חילופי גזים בריאות בין אוויר אלוולר ודם;

3) הובלת גזים בדם, כלומר תהליך העברת חמצן מהריאות לרקמות ופחמן דו חמצני מהרקמות לריאות;

4) חילופי גזים בין דם הנימים של מחזור הדם המערכתי ותאי הרקמה;

5) נשימה פנימית - חמצון ביולוגי במיטוכונדריה של התא.

תפקידה העיקרי של מערכת הנשימה– הבטחת אספקת חמצן לדם וסילוק פחמן דו חמצני מהדם.

תפקידים נוספים של מערכת הנשימה כוללים:

– השתתפות בתהליכי ויסות חום.טמפרטורת האוויר הנשאף משפיעה על טמפרטורת הגוף במידה מסוימת. יחד עם האוויר הנשוף, הגוף משחרר חום לסביבה החיצונית, מקרר את עצמו במידת האפשר (אם טמפרטורת הסביבה נמוכה מטמפרטורת הגוף).

– השתתפות בתהליכי מיון.יחד עם אוויר נשוף, בנוסף לפחמן דו חמצני, אדי מים מוסרים מהגוף, כמו גם אדי של כמה חומרים אחרים (למשל, אלכוהול אתילי במהלך שיכרון אלכוהול).

– השתתפות בתגובות חיסוניות.לחלק מתאי הריאות ודרכי הנשימה יש את היכולת לנטרל חיידקים פתוגניים, וירוסים ומיקרואורגניזמים אחרים.

התפקודים הספציפיים של דרכי הנשימה (לוע האף, הגרון, קנה הנשימה והסמפונות) הם:

- חימום או קירור של אוויר בשאיפה (בהתאם לטמפרטורת הסביבה);

- לחות של אוויר בשאיפה (כדי למנוע התייבשות של הריאות);

- טיהור האוויר הנשאף מחלקיקים זרים - אבק ואחרים.

איברי הנשימה האנושיים מיוצגים על ידי דרכי הנשימה, שדרכן עובר אוויר בשאיפה ונשפת, והריאות, שבהן מתרחשת חילופי הגזים (איור 14).

חלל האף.דרכי הנשימה מתחילות בחלל האף, המופרד מחלל הפה מלפנים על ידי החך הקשה ומאחור על ידי החך הרך. לחלל האף יש עצם ושלד סחוס והוא מחולק לחלקים ימין ושמאל על ידי מחיצה רציפה. הוא מחולק למעברי האף על ידי שלוש טורבינות: עליון, אמצעי ותחתון, שדרכם עובר אוויר נשאף ונושף.

רירית האף מכילה מספר מכשירים לעיבוד אוויר בשאיפה.

ראשית, הוא מכוסה באפיתל ריסי, שהריסים שלו יוצרים שטיח רציף עליו שוקע אבק. הודות להבהוב של cilia, אבק מושקע נפלט מחלל האף. גם השערות הממוקמות בקצה החיצוני של פתחי האף תורמות לשמירה של חלקיקים זרים.

שנית, הקרום הרירי מכיל בלוטות ריריות, שהפרשתן עוטפת אבק ומעודדת את הוצאתו, וגם מרטיבה את האוויר. הליחה בחלל האף היא בעלת תכונות קוטל חיידקים - הוא מכיל ליזוזים, חומר שמפחית את יכולת ההתרבות של החיידקים או הורג אותם.

שלישית, הקרום הרירי עשיר בכלי ורידים, שיכולים להתנפח בתנאים שונים; נזק להם גורם לדימום מהאף. המשמעות של תצורות אלה היא לחמם את זרם האוויר העובר דרך האף. מחקרים מיוחדים קבעו שכאשר אוויר עובר דרך מעברי האף עם טמפרטורה של +50 עד -50 מעלות צלזיוס ולחות של 0 עד 100%, האוויר "מופחת" ל-37 מעלות צלזיוס ו-100% לחות תמיד נכנס לקנה הנשימה.

לויקוציטים יוצאים מכלי הדם אל פני הרירית, שגם הם ממלאים תפקיד מגן. ביצוע phagocytosis, הם מתים, ולכן הריר המשתחרר מהאף מכיל לויקוציטים מתים רבים.

אורז. 14. מבנה מערכת הנשימה האנושית

מחלל האף, האוויר עובר לתוך הלוע האף, משם הוא עובר לחלק האף של הלוע, ולאחר מכן לתוך הגרון.

אורז. 15. מבנה הגרון האנושי

גָרוֹן.הגרון ממוקם מול החלק הגרון של הלוע ברמה של חוליות צוואר הרחם IV - VI והוא נוצר על ידי סחוסים לא מזווגים - בלוטת התריס ו- cricoid, מזווג - arytenoid, corniculate וצורת טריז (איור 15). האפיגלוטיס מחובר לקצה העליון של סחוס בלוטת התריס, שסוגר את הכניסה לגרון בזמן הבליעה ובכך מונע ממזון להיכנס אליו. מסחוס בלוטת התריס ועד לאריטנואיד (מלפנים לאחור) ישנם שני מיתרי קול. הרווח ביניהם נקרא גלוטיס.

אורז. 16. מבנה קנה הנשימה והסמפונות האנושיים

קנה הנשימה.קנה הנשימה, בהיותו המשך של הגרון, מתחיל בגובה הקצה התחתון של החוליה הצווארית VI ומסתיים בגובה הקצה העליון של חוליית החזה V, שם הוא מחולק לשני סימפונות - ימין ושמאל. המיקום שבו קנה הנשימה מתחלק נקרא התפצלות קנה הנשימה. אורך קנה הנשימה נע בין 9 ל-12 ס"מ, הקוטר הרוחבי הוא בממוצע 15 - 18 מ"מ (איור 16).

קנה הנשימה מורכב מ-16 עד 20 טבעות סחוסיות לא שלמות המחוברות ברצועות סיביות, כאשר כל טבעת משתרעת רק על שני שליש מההיקף. טבעות למחצה סחוסיות מעניקות גמישות לדרכי הנשימה והופכות אותן לבלתי מתקפלות ובכך ניתנות בקלות לאוויר. הקיר האחורי, הקרומי של קנה הנשימה שטוח ומכיל צרורות של רקמת שריר חלקה העוברות לרוחב ולאורך ומספקות תנועות פעילות של קנה הנשימה בזמן נשימה, שיעול וכו'. הקרום הרירי של הגרון וקנה הנשימה מכוסה באפיתל ריסי (למעט מיתרי הקול וחלק מהאפיגלוטיס) והוא עשיר ברקמות לימפואידיות ובלוטות ריריות.

ברונכי.קנה הנשימה מחולק לשני סימפונות, הנכנסים לריאה הימנית והשמאלית. בריאות, הסמפונות מתפצלות כמו עץ ​​לסמפונות קטנות יותר, החודרות לאונות הריאה ויוצרות ענפי נשימה קטנים עוד יותר - ברונכיולים. ברונכיולות הנשימה הקטנות ביותר, בקוטר של כ-0.5 מ"מ, מסתעפות לצינורות מכתשית, המסתיימות בשקיות מכתשית. לתעלות המכתשית והשקיות שעל הדפנות יש בליטות בצורת בועות, הנקראות alveoli. הקוטר של המכתשים הוא 0.2 - 0.3 מ"מ, ומספרם מגיע ל-300 - 400 מיליון, שבגללו נוצר משטח נשימה גדול של הריאות. הוא מגיע ל-100 - 120 מ"ר.

Alveoliמורכבים מאפיתל קשקשי דק מאוד, המוקף מבחוץ ברשת של כלי דם זעירים, גם דקי-דפנות, המאפשרת חילופי גזים.

ריאותממוקם בחלל חזה אטום הרמטית. הקיר האחורי של חלל בית החזה נוצר על ידי עמוד השדרה החזי והצלעות הנמשכות מהחוליות, מחוברות בתנועה. בצדדים הוא נוצר על ידי הצלעות, מלפנים על ידי הצלעות ועצם החזה. בין הצלעות יש שרירים בין צלעיים (חיצוניים ופנימיים). מלמטה, חלל החזה מופרד מחלל הבטן על ידי חסימת החזה, או הסרעפת, המעוקל בצורת כיפה לתוך חלל החזה.

לאדם יש שתי ריאות - ימין ושמאל. הריאה הימנית מורכבת משלוש אונות, השמאלית - משתיים. החלק העליון המצומצם של הריאות נקרא הקודקוד, והחלק התחתון המורחב נקרא הבסיס. הם מבחינים בין הילום של הריאה - שקע על פני השטח הפנימי שלהם שדרכו עוברים הסמפונות, כלי הדם (עורק הריאה ושני ורידי הריאה), כלי הלימפה והעצבים. השילוב של תצורות אלה נקרא שורש הריאה.

רקמת הריאה מורכבת ממבנים קטנים הנקראים אונות ריאתיות, שהם חלקים קטנים בצורת פירמידה (0.5 - 1.0 ס"מ רוחב) של הריאה. הסימפונות הכלולים באונה הריאתית - הסימפונות הסופיות - מחולקים ל-14 - 16 ברונכיולים נשימתיים. בקצה כל אחד מהם יש הרחבה עם דופן דקה - צינור המכתשית. מערכת הסמפונות הנשימה עם צינורות המכתשית שלהן היא היחידה התפקודית של הריאות ונקראת acini.

הריאות מכוסות בקרום - אֶדֶר, המורכב משתי שכבות: פנימית (קרביים) וחיצונית (פריאטלית) (איור 17). השכבה הפנימית של הצדר מכסה את הריאות והיא המעטפת החיצונית שלהן, שלאורך השורש עוברת בקלות לשכבת הצדר החיצונית המצפה את דפנות חלל החזה (היא הקליפה הפנימית שלו). כך, בין השכבה הפנימית והחיצונית של הצדר, נוצר חלל נימי זעיר אטום הרמטית, הנקרא חלל הצדר. הוא מכיל כמות קטנה (1 - 2 מ"ל) של נוזל פלאורלי, אשר מרטיב את שכבות הצדר ומקל על החלקתן זו ביחס לזו.

אורז. 17. מבנה הריאה האנושית

אחת הסיבות העיקריות לשינויים באוויר בריאות היא שינוי בנפח החזה וחלל הצדר. הריאות עוקבות באופן פסיבי אחר שינויים בנפח שלהן.

מנגנון פעולת השאיפה והנשיפה

חילופי הגזים בין אוויר אטמוספרי לאוויר במכתשות מתרחשים עקב החלפה קצבית של פעולות השאיפה והנשיפה. אין רקמת שריר בריאות, ולכן הן לא יכולות להתכווץ באופן פעיל. לשרירי הנשימה תפקיד פעיל בפעולת השאיפה והנשיפה. כאשר שרירי הנשימה משותקים, הנשימה הופכת בלתי אפשרית, למרות שאיברי הנשימה אינם מושפעים.

פעולת השאיפה, או ההשראה– תהליך פעיל המובטח על ידי הגדלת נפח חלל בית החזה. פעולת הנשיפה, או התפוגה– תהליך פסיבי המתרחש כתוצאה מירידה בנפח חלל החזה. שלבי השאיפה והנשיפה שלאחר מכן הם מחזור נשימה. במהלך השאיפה, אוויר אטמוספרי נכנס לריאות דרך דרכי הנשימה, ובנשיפה חלק מהאוויר יוצא מהן.

השרירים הבין צלעיים האלכסוניים החיצוניים והסרעפת משתתפים בשאיפה (איור 18). עם התכווצות השרירים הבין-צלעיים האלכסוניים החיצוניים, העוברים מלמעלה מלפנים ולמטה, הצלעות עולות, ובמקביל נפח חלל החזה גדל עקב תזוזה של עצם החזה קדימה והחלקים הצדדיים של הצלעות. נעים לצדדים. הסרעפת מתכווצת ולוקחת עמדה שטוחה יותר. במקרה זה, האיברים הבלתי ניתנים לדחיסה של חלל הבטן נדחפים מטה ולצדדים, מותחים את קירות חלל הבטן. במהלך שאיפה שקטה, כיפת הסרעפת יורדת כ-1.5 ס"מ, והגודל האנכי של חלל החזה גדל בהתאם.

בנשימה עמוקה מאוד, מספר שרירי נשימה עזר מעורבים בפעולת השאיפה: קשקשים, pectoralis major and minor, serratus anterior, טרפז, rhomboids, levator scapulae.

הריאות ודופן חלל החזה מכוסים בקרום סרוסי - הצדר, שבין שכבותיו יש רווח צר - חלל הצדר המכיל נוזל סרוסי. הריאות נמצאות כל הזמן במצב נפוח מכיוון שהלחץ בחלל הצדר שלילי. זה נגרם על ידי מתיחה אלסטית של הריאות, כלומר הרצון המתמיד של הריאות להפחית את נפחן. בתום נשיפה שקטה, כאשר כמעט כל שרירי הנשימה רפויים, הלחץ בחלל הצדר הוא כ-3 מ"מ כספית. אמנות, כלומר מתחת לאטמוספירה.

אורז. 18. שרירים המאפשרים שאיפה ונשיפה

כאשר שואפים, עקב התכווצות שרירי הנשימה, נפח חלל החזה גדל. הלחץ בחלל הצדר הופך שלילי יותר. בסוף השראה שקטה הוא יורד ל-6 מ"מ כספית. אומנות. ברגע של השראה עמוקה הוא יכול להגיע ל-30 מ"מ כספית. אומנות. הריאות מתרחבות, נפחן גדל והאוויר נשאב אליהן.

אצל אנשים שונים, לשרירים הבין צלעיים או לסרעפת עשוי להיות תפקיד דומיננטי בפעולת השאיפה. לכן, הם מדברים על סוגים שונים של נשימה: חזה, או קוסטאלי ובטן, או סרעפת. הוכח כי אצל נשים שולט בעיקר סוג הנשימה החזה, ובגברים סוג הבטן שולט.

במהלך נשימה שקטה, הנשיפה מתבצעת עקב האנרגיה האלסטית שהצטברה במהלך השאיפה הקודמת. כאשר שרירי הנשימה נרגעים, הצלעות חוזרות באופן פסיבי למקומן המקורי. הפסקת התכווצות הסרעפת מובילה לכך שהיא תופסת את מיקומה הקודם בצורת כיפה עקב לחץ עליה מאיברי הבטן. החזרת הצלעות והסרעפת למקומן המקורי מביאה לירידה בנפח חלל החזה, וכתוצאה מכך לירידה בלחץ בו. יחד עם זאת, כאשר הצלעות חוזרות למקומן המקורי, הלחץ בחלל הצדר גדל, כלומר הלחץ השלילי בו יורד. כל התהליכים הללו, המבטיחים עלייה בלחץ בחזה ובחלל הצדר, מביאים לכך שהריאות נדחסות, ואוויר משתחרר מהן באופן פסיבי - נשיפה מתבצעת.

נשיפה מאולצת היא תהליך פעיל. במימושו לוקחים חלק: שרירים בין צלעיים פנימיים, שסיבים הולכים בכיוון ההפוך לעומת החיצוניים: מלמטה למעלה וקדימה. כשהן מתכווצות, הצלעות נעות למטה ונפח חלל החזה יורד. נשיפה מחוזקת מוקלת גם על ידי כיווץ שרירי הבטן, כתוצאה מכך נפח חלל הבטן יורד וגדל הלחץ בו, המועבר דרך איברי הבטן לסרעפת ומעלה אותה. לבסוף, שרירי הגפיים העליונות, מתכווצים, דוחסים את החלק העליון של בית החזה ומקטינים את נפחו.

כתוצאה מירידה בנפח חלל החזה עולה הלחץ בו, וכתוצאה מכך נדחק אוויר מהריאות - מתרחשת נשיפה אקטיבית. בשיא הנשיפה, הלחץ בריאות יכול להיות גדול ב-3-4 מ"מ כספית מהלחץ האטמוספרי. אומנות.

פעולות השאיפה והנשיפה מחליפות זו את זו באופן קצבי. מבוגר עושה 15 - 20 מחזורים לדקה. הנשימה של אנשים מאומנים פיזית נדירה יותר (עד 8 - 12 מחזורים לדקה) ועמוקה יותר.



בשאיפה הסרעפת יורדת, הצלעות עולות והמרחק ביניהן גדל. נשיפה רגועה רגילה מתרחשת ברובה באופן פסיבי, כאשר השרירים הבין צלעיים הפנימיים וכמה שרירי הבטן פועלים באופן פעיל. בנשיפה הסרעפת עולה, הצלעות זזות למטה והמרחק ביניהן יורד.

לפי שיטת הרחבת בית החזה, מבחינים בשני סוגי נשימה: [ ]

• סוג הנשימה בחזה (החזה מתרחב על ידי הרמת הצלעות), נצפה לעתים קרובות יותר אצל נשים;
• סוג בטן של נשימה (הרחבה של החזה מיוצרת על ידי השטחת הסרעפת), נצפתה לעתים קרובות יותר אצל גברים.

יוטיוב אנציקלופדית

1 / 5

✪ ריאות ומערכת הנשימה

✪ מערכת הנשימה - מבנה, חילופי גזים, אוויר - איך הכל עובד. חשוב מאוד שכולם ידעו! אורח חיים בריא

✪ מערכת הנשימה האנושית. פונקציות ושלבי הנשימה. שיעור ביולוגיה מס' 66.

✪ ביולוגיה | איך אנחנו נושמים? מערכת הנשימה של האדם

✪ מבנה איברי הנשימה. שיעור וידאו ביולוגיה כיתה ח'

כתוביות

יש לי כבר כמה סרטונים על נשימה. אני חושב שעוד לפני הסרטונים שלי, ידעת שאנחנו צריכים חמצן ושאנחנו פולטים CO2. אם צפיתם בסרטונים על נשימה, אתם יודעים שדרוש חמצן לחילוף חומרים של מזון, שהוא הופך ל-ATP, ובזכות ה-ATP, כל שאר הפונקציות התאיות פועלות וכל מה שאנחנו עושים קורה: אנחנו זזים, או נושמים, או חושבים, מה שלא נעשה. במהלך תהליך הנשימה, מולקולות סוכר נהרסות ומשתחרר פחמן דו חמצני. בסרטון זה נחזור ונראה כיצד חמצן חודר לגופנו וכיצד הוא משתחרר בחזרה לאטמוספירה. כלומר, נבחן את חילופי הגזים שלנו. החלפת גז. כיצד נכנס חמצן לגוף וכיצד משתחרר פחמן דו חמצני? אני חושב שכל אחד מאיתנו יכול להתחיל את הסרטון הזה. הכל מתחיל באף או בפה. האף שלי סתום כל הזמן, אז הנשימה שלי מתחילה מהפה שלי. כשאני ישנה, ​​הפה שלי תמיד פתוח. הנשימה תמיד מתחילה מהאף או מהפה. תן לי לצייר גבר, יש לו פה ואף. למשל, זה אני. תן לאדם הזה לנשום דרך הפה שלו. ככה. זה לא משנה אם יש עיניים, אבל לפחות ברור שמדובר באדם. ובכן, הנה מושא המחקר שלנו, אנו משתמשים בו כתרשים. זו אוזן. תן לי לצייר עוד קצת שיער. וגם פאות. כל זה לא חשוב, ובכן, הנה האיש שלנו. בעזרת הדוגמה שלו, אראה כיצד אוויר נכנס לגוף וכיצד הוא יוצא. בוא נראה מה יש בפנים. ראשית אתה צריך לצייר את החוץ. בוא נראה איך אני מסתדר. הנה הבחור שלנו. זה לא נראה נחמד במיוחד. גם לו יש, יש לו כתפיים. אז הנה זה. בסדר גמור. זהו הפה, וזהו חלל הפה, כלומר החלל בפה. אז יש לנו את חלל הפה. אתה יכול לצייר את הלשון וכל השאר. תן לי לצייר לשון. זו השפה. החלל בפה הוא חלל הפה. משהו כזה, זה חלל הפה. פה, חלל ופתיחת פה. יש לנו גם נחיריים, זו תחילתו של חלל האף. חלל האף. עוד חלל גדול, כזה. אנו יודעים שהחללים הללו מתחברים מאחורי האף או מאחורי הפה. אזור זה הוא הלוע. זה הגרון. וכשהאוויר עובר באף אומרים שעדיף לנשום דרך האף כנראה בגלל שהאוויר באף מטוהר ומחמם אבל עדיין אפשר לנשום דרך הפה. האוויר נכנס תחילה לפה או לחלל האף ולאחר מכן נכנס ללוע, והלוע מחולק לשתי צינורות. אחד לאוויר והשני לאוכל. אז הלוע מתפצל. מאחור נמצא הוושט, נדבר על זה בסרטונים אחרים. מאחור נמצא הוושט, ובחלק הקדמי, הרשו לי לשרטט קו הפרדה. בחלק הקדמי, למשל, ככה, הם מתחברים. השתמשתי בצהוב. אני אצייר את האוויר בירוק ואת דרכי הנשימה בצהוב. אז הלוע מחולק כך. הלוע מחולק כך. אז מאחורי צינור האוויר נמצא הוושט. הוושט ממוקם. תן לי לצבוע אותו בצבע אחר. זה הוושט, הוושט. וזהו הגרון. גָרוֹן. נסתכל על הגרון מאוחר יותר. מזון נע דרך הוושט. כולם יודעים שגם אנחנו אוכלים עם הפה. והנה האוכל שלנו מתחיל לנוע דרך הוושט. אבל מטרת הסרטון הזה היא להבין את חילופי הגזים. מה יקרה לאוויר? בואו נסתכל על האוויר שנע דרך הגרון. תיבת הקול ממוקמת בגרון. אנו יכולים לדבר הודות לתצורות הקטנות הללו שרוטטות בדיוק בתדרים הנכונים, ונוכל לשנות את הצליל שלהן בעזרת הפה שלנו. אז זה המנגנון הקולי, אבל אנחנו לא מדברים על זה עכשיו. המנגנון הקולי הוא מבנה אנטומי שלם שנראה בערך כך. אחרי הגרון, האוויר נכנס לקנה הנשימה, זה משהו כמו צינור אוויר. הוושט הוא הצינור שדרכו עובר מזון. תן לי לכתוב את זה למטה. זה קנה הנשימה. קנה הנשימה הוא צינור קשיח. יש סחוס מסביב, מסתבר שיש לה סחוס. דמיינו לעצמכם צינור מים, אם מכופפים אותו יותר מדי, מים או אוויר לא יוכלו לעבור דרכו. אנחנו לא רוצים שקנה ​​הנשימה יתגמש. לכן, זה חייב להיות נוקשה, אשר מובטח על ידי סחוס. ואז זה מתפצל לשני צינורות, אני חושב שאתה יודע לאן הם הולכים. אני לא מתאר את זה בפירוט רב. אני צריך שתבינו את המהות, אבל שני הצינורות האלה הם הסימפונות, כלומר, אחד נקרא הסמפונות. אלה הסמפונות. יש כאן גם סחוס, כך שהסמפונות די נוקשות; ואז הם מסתעפים. הם הופכים לצינורות קטנים יותר, ככה, ובהדרגה הסחוס נעלם. הם כבר לא נוקשים, והם ממשיכים להסתעף ולהסתעף, וכבר נראים כמו קווים דקים. הם הופכים מאוד רזים. והם ממשיכים להסתעף. האוויר מתחלק ומתפצל למטה לאורך שבילים שונים. כאשר הסחוס נעלם, הסמפונות מפסיקות להיות נוקשות. אחרי נקודה זו כבר יש ברונכיולים. אלה ברונכיולים. לדוגמה, זה ברונכיולה. זה בדיוק מה שזה. הם הולכים ונעשים דקים יותר ויותר. נתנו שמות לחלקים שונים של דרכי הנשימה, אבל הרעיון כאן הוא שזרם אוויר נכנס דרך הפה או האף, ואז הזרם הזה מתפצל לשני זרמים נפרדים שנכנסים לריאות שלנו. תן לי לצייר את הריאות. הנה אחד, והנה השני. הסימפונות ממשיכים לתוך הריאות, הריאות מכילות ברונכיולים, ובסופו של דבר הסמפונות מסתיימות. עכשיו כאן זה נהיה מעניין. הם הופכים קטנים יותר ויותר, דקים יותר ויותר, ומסתיימים בשקי האוויר הקטנים האלה. בסוף כל ברונכיולה זעירה יש שק אוויר זעיר, עליהם נדבר בהמשך. אלה הם מה שנקרא alveoli. Alveoli. השתמשתי בהרבה מילים מפוארות, אבל זה ממש פשוט. אוויר נכנס לדרכי הנשימה. ודרכי הנשימה נעשים צרים יותר ויותר, ומסתיימים בשקי האוויר הקטנים האלה. אולי תשאלו איך החמצן נכנס לגופנו? כל הסוד נמצא בתיקים האלה, הם קטנים ויש להם קירות מאוד מאוד מאוד דקים, זאת אומרת ממברנות. תן לי להגדיל את זה. אני אגדיל את אחד המכתשיים, אבל אתה מבין שהם מאוד מאוד קטנים. ציירתי אותם די גדולים, אבל כל מכתשית, תן לי לצייר אותו קצת יותר גדול. תן לי לצייר את שקי האוויר האלה. אז הנה הם, שקי אוויר קטנים כמו זה. אלו שקי אוויר. יש לנו גם ברונכיולה, שמסתיימת בשק האוויר הזה. והסימפונות האחרים מסתיימים בשק אוויר אחר, ככה, בשק אוויר אחר. הקוטר של כל alveoli הוא 200 - 300 מיקרון. אז, המרחק הזה, תן לי לשנות את הצבע, המרחק הזה הוא 200-300 מיקרון. הרשו לי להזכיר לכם שמיקרון הוא מיליונית המטר, או אלפית המילימטר, שקשה לדמיין. אז זה 200 אלפיות המילימטר. במילים פשוטות, מדובר בערך בחמישית המילימטר. חמישית מילימטר. אם תנסה לצייר את זה על המסך, אז מילימטר זה בערך כל כך הרבה. כנראה קצת יותר. כנראה עד כדי כך. תארו לעצמכם חמישית, וזהו הקוטר של המכתשים. בהשוואה לגודל התא, הגודל הממוצע של תאים בגופנו הוא כ-10 מיקרון. אז זה בערך 20-30 תאים בקוטר אם לוקחים תא בגודל ממוצע בגוף שלנו. אז, לאלבוליות יש קרום דק מאוד. קרום דק מאוד. דמיינו אותם כמו בלונים, דקים מאוד, כמעט עובי תאים, והם מחוברים לזרם הדם, או ליתר דיוק, מערכת הדם שלנו עוברת לידם. אז, כלי דם מגיעים מהלב ושואפים להיות רווי חמצן. והכלים שאינם רוויים בחמצן, ועוד אספר לכם בסרטונים נוספים על הלב ומערכת הדם, על כלי דם שאינם מכילים חמצן; ודם בלתי רווי בחמצן הוא בצבע כהה יותר. יש לו גוון סגול. אני אצבע אותו בכחול. אז, אלה כלים המכוונים מהלב. אין חמצן בדם הזה, כלומר הוא לא רווי בחמצן, יש בו מעט חמצן. הכלים המגיעים מהלב נקראים עורקים. תן לי לכתוב למטה. נחזור לנושא זה כאשר נתבונן בלב. אז, עורקים הם כלי דם המגיעים מהלב. כלי דם המגיעים מהלב. בטח שמעתם על עורקים. הכלים שעוברים ללב הם ורידים. ורידים הולכים ללב. חשוב לזכור זאת מכיוון שהעורקים לא תמיד מלאים בדם מחומצן, וורידים לא תמיד נטולי חמצן. נדבר על כך ביתר פירוט בסרטונים על הלב ומערכת הדם, אך לעת עתה זכרו שהעורקים מגיעים מהלב. והוורידים מכוונים לכיוון הלב. כאן העורקים מופנים מהלב אל הריאות, אל המכתשים, כי הם נושאים דם שצריך להיות רווי בחמצן. מה קורה? אוויר עובר דרך הסמפונות ועובר מסביב לאלואוולים, ממלא אותם, ומכיוון שחמצן ממלא את האלבוליות, מולקולות חמצן יכולות לחדור לממברנה ואז להיספג בדם. אני אספר לכם עוד על זה בסרטון על המוגלובין ותאי דם אדומים, עכשיו אתם רק צריכים לזכור שיש הרבה נימים. נימים הם כלי דם קטנים מאוד; אוויר וחשוב מכך, מולקולות חמצן ופחמן דו חמצני עוברות דרכם. ישנם נימים רבים, שבזכותם מתרחשת חילופי גזים. אז חמצן יכול להיכנס לדם, וכך ברגע שהחמצן... הנה כלי שמגיע מהלב, זה רק צינור. ברגע שחמצן נכנס לדם, הוא יכול לחזור ללב. ברגע שחמצן נכנס לדם, הוא יכול לחזור ללב. כלומר, כאן, הצינור הזה, החלק הזה של מערכת הדם הופך מעורק המכוון מהלב לווריד המכוון ללב. יש שם מיוחד לעורקים ולוורידים הללו. הם נקראים עורקים וורידים ריאתיים. אז, עורקי הריאה מופנים מהלב אל הריאות, אל alveoli. מהלב לריאות ועד לאלבוליים. ורידי הריאה מכוונים לכיוון הלב. ורידים ריאתי. ורידים ריאתי. ואתה שואל: מה זאת אומרת ריאתי? פולמו בא מהמילה הלטינית לריאות. משמעות הדבר היא שהעורקים הללו הולכים לריאות והוורידים מתרחקים מהריאות. כלומר, ב"ריאתי" אנחנו מתכוונים למשהו שקשור לנשימה שלנו. אתה צריך להכיר את המילה הזו. אז חמצן נכנס לגוף דרך הפה או האף, דרך הגרון, הוא יכול למלא את הקיבה. אתה יכול לנפח את הבטן כמו בלון, אבל זה לא יעזור לחמצן לחדור לדם. החמצן עובר דרך הגרון, לקנה הנשימה, אחר כך דרך הסמפונות, דרך הסמפונות ובסופו של דבר לתוך המכתשים ושם הוא נספג בדם ונכנס לעורקים, ואז אנחנו חוזרים ומרווים את הדם בחמצן. כדוריות דם אדומות הופכות לאדומות כשההמוגלובין הופך מאוד אדום כשמוסיפים חמצן ואז אנחנו חוזרים. אבל נשימה היא לא רק ספיגת חמצן על ידי המוגלובין או עורקים. זה גם משחרר פחמן דו חמצני. אז העורקים הכחולים האלה שמגיעים מהריאות משחררים פחמן דו חמצני לתוך המכתשים. זה ישתחרר כאשר אתה נושף. אז אנחנו סופגים חמצן. אנחנו סופגים חמצן. לא רק חמצן חודר לגוף, אלא רק הוא נספג בדם. וכשאנחנו עוזבים, אנחנו משחררים פחמן דו חמצני, בהתחלה זה היה בדם, ואז הוא נספג על ידי המכתשים, ואז משתחרר מהם. עכשיו אני אגיד לך איך זה קורה. איך הוא משתחרר מהאלוואולי. פחמן דו חמצני ממש נסחט מהאלוואלי. כשהאוויר הולך אחורה, מיתרי הקול יכולים לרטוט ואני יכול לדבר, אבל לא על זה אנחנו מדברים עכשיו. בנושא זה, אנחנו עדיין צריכים לשקול את מנגנוני זרימת האוויר והפליטה. תארו לעצמכם משאבה או בלון - זו שכבת שרירים ענקית. זה הולך משהו כזה. תן לי להדגיש את זה עם צבע יפה. אז הנה יש לנו שכבה גדולה של שרירים. הם ממוקמים ישירות מתחת לריאות, זוהי הסרעפת החזה. דיאפרגמה ביתית חזה. כאשר השרירים הללו רפויים, יש להם צורה של קשת, והריאות נדחסות ברגע זה. הם תופסים מעט מקום. וכשאני שואף, סרעפת בית החזה מתכווצת והופכת קצרה יותר, וכתוצאה מכך יש יותר מקום לריאות. אז לריאות שלי יש כל כך הרבה מקום. זה כמו למתוח בלון, ונפח הריאות שלך הופך גדול יותר. וכשהנפח גדל, הריאות נעשות גדולות יותר בגלל העובדה שסרעפת בית החזה מתכווצת, היא מתכופפת ומופיע מקום פנוי. ככל שהנפח גדל, הלחץ בפנים יורד. אם אתה זוכר מהפיסיקה, לחץ כפול נפח הוא קבוע. אז נפח, הרשו לי לכתוב למטה. כאשר אנו שואפים, המוח מאותת לסרעפת להתכווץ. אז, צמצם. חלל מופיע סביב הריאות. הריאות מתרחבות וממלאות את החלל הזה. הלחץ בפנים נמוך יותר מאשר בחוץ, וניתן לחשוב על זה כלחץ שלילי. האוויר נוטה תמיד מאזור של לחץ גבוה לאזור של לחץ נמוך, ולכן האוויר נכנס לריאות. אני מקווה שיש בו קצת חמצן והוא יכנס לאלואוולים, ואז לעורקים ויחזור כבר מחובר להמוגלובין בוורידים. בואו נסתכל על זה ביתר פירוט. וכשהדיאפרגמה תפסיק להתכווץ, היא שוב תקבל את צורתה הקודמת. אז זה מתכווץ. הדיאפרגמה היא כמו גומי. זה חוזר לריאות וממש מאלץ את האוויר החוצה, עכשיו האוויר הזה מכיל הרבה פחמן דו חמצני. אתה יכול להסתכל על הריאות שלך, אנחנו לא נראה אותן, אבל נראה שהן לא גדולות במיוחד. איך משיגים מספיק חמצן מהריאות? הסוד הוא שהם מסתעפים, לאלואוולים יש שטח פנים גדול מאוד, הרבה יותר ממה שאתה יכול לדמיין, לפחות ממה שאני יכול לדמיין. הסתכלתי על שטח הפנים הפנימי של המכתשים, שטח הפנים הכולל שסופג חמצן ופחמן דו חמצני מהדם, להיות 75 מטרים רבועים. אלה מטרים, לא רגלים. 75 מ"ר. אלו מטרים, לא רגל... מטרים רבועים. זה כמו חתיכת ברזנט או שדה. כמעט תשעה על תשעה מטרים. השדה הוא כמעט 27 על 27 רגל מרובע. יש אנשים שיש להם חצר באותו גודל. שטח פנים עצום כזה של אוויר בתוך הריאות. הכל מצטבר. כך אנו מקבלים הרבה חמצן בעזרת ריאות קטנות. אבל שטח הפנים גדול, והוא מאפשר לספוג מספיק אוויר, מספיק חמצן על ידי הממברנה המכתשית, שחודר לאחר מכן למערכת הדם ומאפשר שחרור יעיל של פחמן דו חמצני. כמה alveoli יש לנו? אמרתי שהם מאוד קטנים, בכל ריאה יש בערך 300 מיליון אגציות. בכל ריאה יש 300 מיליון alveoli. עכשיו, אני מקווה שאתה מבין איך אנחנו סופגים חמצן ומשחררים פחמן דו חמצני. בסרטון הבא נמשיך לדבר על מערכת הדם שלנו וכיצד החמצן מהריאות חודר לחלקים אחרים בגוף, וכן כיצד חודר פחמן דו חמצני מחלקים שונים בגוף לריאות.

מִבְנֶה

כיווני אוויר

ישנן דרכי נשימה עליונות ותחתונות. המעבר הסמלי של דרכי הנשימה העליונות לתחתונות מתרחש בצומת מערכת העיכול והנשימה בחלק העליון של הגרון.

מערכת דרכי הנשימה העליונה מורכבת מחלל האף (lat. cavitas nasi), האף-לוע (lat. pars nasalis pharyngis) ו-oropharynx (lat. pars oralis pharyngis), וכן חלק מחלל הפה, שכן ניתן להשתמש בו גם כן. לנשימה. מערכת הנשימה התחתונה מורכבת מהגרון (lat. larynx, המכונה לפעמים דרכי הנשימה העליונות), קנה הנשימה (מיוונית עתיקה. τραχεῖα (ἀρτηρία) ), ברונכי (lat. ברונכי), ריאות.

השאיפה והנשיפה מתבצעות על ידי שינוי גודל בית החזה בעזרת שרירי הנשימה. במהלך נשימה אחת (במנוחה), חודרים לריאות 400-500 מ"ל אוויר. נפח האוויר הזה נקרא נפח גאות ושפל(לפני). אותה כמות אוויר נכנסת לאטמוספירה מהריאות במהלך נשיפה שקטה. הנשימה העמוקה המקסימלית היא כ-2,000 מ"ל אוויר. לאחר נשיפה מקסימלית, נותרו כ-1,500 מ"ל של אוויר בריאות, הנקרא נפח ריאות שיורי. לאחר נשיפה שקטה, נותרו כ-3,000 מ"ל בריאות. נפח האוויר הזה נקרא קיבולת שיורית תפקודית(FOYO) ריאות. נשימה היא אחת התפקודים הבודדים של הגוף שניתן לשלוט בהם באופן מודע ולא מודע. סוגי נשימות: עמוקות ושטחיות, תכופות ונדירות, עליון, אמצעי (חזה) ותחתון (בטן). סוגים מיוחדים של תנועות נשימה נצפים במהלך שיהוקים וצחוק. בנשימה תכופה ורדודה, ההתרגשות של מרכזי העצבים עולה, ובנשימה עמוקה, להיפך, היא פוחתת.

איברי נשימה

מערכת הנשימה מספקת קשרים בין הסביבה לאיברים העיקריים של מערכת הנשימה – הריאות. ריאות (lat. pulmo, יוונית עתיקה. πνεύμων ) ממוקמים בחלל החזה מוקפים בעצמות ושרירי החזה. בריאות מתרחשת חילופי גזים בין אוויר אטמוספרי שהגיע אל alveoli הריאתי (פרנכימה ריאות) לבין דם שזורם דרך נימי הריאה, המבטיחים אספקת חמצן לגוף ופינוי פסולת גזים, לרבות פחמן דו חמצני. הודות ל קיבולת שיורית תפקודית(FOE) של הריאות באוויר המכתשית, נשמר יחס קבוע יחסית של תכולת חמצן ופחמן דו חמצני, מכיוון ש-FOE גדול פי כמה נפח גאות ושפל(לפני). רק 2/3 מה-DO מגיע אל alveoli, אשר נקרא נפח אוורור מכתשית. ללא נשימה חיצונית, גוף האדם יכול לשרוד בדרך כלל עד 5-7 דקות (מה שנקרא מוות קליני), ולאחר מכן מתרחשים אובדן הכרה, שינויים בלתי הפיכים במוח ומוות (מוות ביולוגי).

פונקציות של מערכת הנשימה

בנוסף, מערכת הנשימה מעורבת בתפקודים חשובים כמו ויסות חום, הפקת קול, ריח והרטבה של אוויר בשאיפה. רקמת הריאה ממלאת גם תפקיד חשוב בתהליכים כמו סינתזת הורמונים, מטבוליזם של מלח מים ושומנים. במערכת כלי הדם המפותחת בשפע של הריאות, דם מופקד. מערכת הנשימה מספקת גם הגנה מכנית וחיסונית מפני גורמים סביבתיים.

החלפת גז

חילופי גזים הם חילופי גזים בין הגוף לסביבה החיצונית. חמצן מסופק לגוף באופן רציף מהסביבה, הנצרך על ידי כל התאים, האיברים והרקמות; הפחמן הדו חמצני הנוצר בו וכמות קטנה של תוצרים מטבוליים גזים אחרים משתחררים מהגוף. חילופי גזים נחוצים כמעט עבור כל האורגניזמים; בלעדיו, חילוף חומרים ואנרגיה תקינים, וכתוצאה מכך, החיים עצמם בלתי אפשריים. החמצן הנכנס לרקמות משמש לחמצון מוצרים הנובעים משרשרת ארוכה של טרנספורמציות כימיות של פחמימות, שומנים וחלבונים. במקרה זה נוצרות תרכובות CO 2, מים, חנקן ומשתחררת אנרגיה המשמשת לשמירה על טמפרטורת הגוף ולביצוע עבודה. כמות ה-CO 2 שנוצרת בגוף ובסופו של דבר משתחררת ממנו תלויה לא רק בכמות ה-O 2 הנצרכת, אלא גם במה שמתחמצן בעיקר: פחמימות, שומנים או חלבונים. היחס בין נפח ה-CO 2 שהוצא מהגוף לנפח ה-O 2 שנספג באותו זמן נקרא יחס החילוף הנשימתי, שזה בערך 0.7 לחמצון שומנים, 0.8 לחמצון חלבונים ו-1.0 לחמצון פחמימות (בבני אדם, עם מזון מעורב, מקדם הנשימה הוא 0.85-0.90). כמות האנרגיה המשתחררת לכל 1 ליטר O2 שנצרך (מקבילה קלורית לחמצן) היא 20.9 קילו-ג'יי (5 קק"ל) במהלך חמצון הפחמימות ו-19.7 קילו-ג'יי (4.7 קק"ל) במהלך חמצון השומנים. בהתבסס על צריכת O 2 ליחידת זמן ומקדם הנשימה, ניתן לחשב את כמות האנרגיה המשתחררת בגוף. חילופי הגזים (ולכן ההוצאה האנרגטית) בבעלי חיים פויקילותרמיים (בעלי חיים בעלי דם קר) יורד עם ירידה בטמפרטורת הגוף. תלות זהה נמצאה בבעלי חיים הומיאותרמיים (דם חם) כאשר ה-thermregulation כבוי (בתנאים של היפותרמיה טבעית או מלאכותית); כאשר טמפרטורת הגוף עולה (התחממות יתר, מחלות מסוימות), חילופי הגזים גדלים.

כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת, חילופי הגזים בבעלי חיים בעלי דם חם (במיוחד קטנים) גדל כתוצאה מייצור חום מוגבר. זה גם מתגבר לאחר אכילת מזון, במיוחד כזה העשיר בחלבונים (מה שנקרא אפקט דינמי ספציפי של מזון). חילופי גז מגיעים לערכים הגדולים ביותר שלו במהלך פעילות השרירים. בבני אדם, כאשר עובדים בעוצמה בינונית, הוא עולה לאחר 3-6 דקות. לאחר תחילתו הוא מגיע לרמה מסוימת ולאחר מכן נשאר ברמה זו לאורך כל תקופת העבודה. כאשר פועלים בהספק גבוה, חילופי הגז גדלים ללא הרף; זמן קצר לאחר הגעה לרמה המקסימלית עבור אדם נתון (עבודה אירובית מקסימלית), יש להפסיק את העבודה, שכן הצורך של הגוף ב-O 2 עולה על רמה זו. בפעם הראשונה לאחר העבודה נשארת צריכה מוגברת של O 2 המשמשת לכיסוי חוב החמצן, כלומר לחמצון תוצרים מטבוליים הנוצרים במהלך העבודה. צריכת O2 יכולה לעלות בין 200-300 מ"ל לדקה. במנוחה עד 2000-3000 במהלך העבודה, ואצל ספורטאים מאומנים היטב - עד 5000 מ"ל לדקה. בהתאם לכך, פליטת CO 2 וצריכת האנרגיה גדלים; במקביל, מתרחשות שינויים במקדם הנשימה, הקשורים לשינויים בחילוף החומרים, מאזן חומצה-בסיס ואוורור ריאתי. חישוב סך ההוצאה האנרגטית היומית לבעלי מקצועות וסגנונות חיים שונים, בהתבסס על הגדרות חילופי גזים, חשוב לקיצוב תזונה. מחקרים על שינויים בחילופי גזים במהלך עבודה פיזית סטנדרטית משמשים בפיזיולוגיה של עבודה וספורט, במרפאה כדי להעריך את המצב התפקודי של מערכות המעורבות בחילופי גזים. הקביעות ההשוואתית של חילופי גזים עם שינויים משמעותיים בלחץ החלקי של O 2 בסביבה, הפרעות בתפקוד מערכת הנשימה וכו' מובטחת על ידי תגובות אדפטיביות (מפצות) של המערכות המעורבות בחילופי גזים ומווסתות על ידי מערכת עצבים. בבני אדם ובבעלי חיים, חילופי גזים נחקרים בדרך כלל בתנאים של מנוחה מוחלטת, על קיבה ריקה, בטמפרטורת סביבה נוחה (18-22 מעלות צלזיוס). כמויות ה-O2 הנצרכות והאנרגיה המשתחררת מאפיינות את חילוף החומרים הבסיסי. למחקר נעשה שימוש בשיטות המבוססות על העיקרון של מערכת פתוחה או סגורה. במקרה הראשון, כמות האוויר הנשוף והרכבו נקבעים (באמצעות מנתחי גז כימיים או פיזיקליים), המאפשרים לחשב את כמויות ה-O 2 הנצרכות וה-CO 2 המשוחררות. במקרה השני, הנשימה מתרחשת במערכת סגורה (תא אטום או מספירוגרף המחובר לדרכי הנשימה), שבה נספג ה-CO 2 המשוחרר, וכמות ה-O 2 הנצרכת מהמערכת נקבעת על ידי מדידה. כמות שווה של O 2 נכנסת אוטומטית למערכת, או על ידי הפחתת נפח המערכת. חילופי גזים בבני אדם מתרחשים במכתשות הריאות וברקמות הגוף.

כשל נשימתי- דופק, פשוטו כמשמעו - היעדר דופק, ברוסית הדגש מותר על ההברה השנייה או השלישית) - חנק שנגרם מרעב בחמצן ועודף פחמן דו חמצני בדם וברקמות, למשל, כאשר דרכי הנשימה דחוסות מבחוץ ( מחנק), לומן שלהם נסגר על ידי בצקת, לחץ נפילה באווירה מלאכותית (או מערכת נשימה) וכן הלאה. בספרות, תשנק מכני מוגדר כ: "הרעבה בחמצן, המתפתחת כתוצאה מהשפעות גופניות המפריעות לנשימה, ומלווה בהפרעה חריפה בתפקודי מערכת העצבים המרכזית ומחזור הדם..." או כ" פגיעה בנשימה החיצונית הנגרמת מסיבות מכניות, המובילה לקושי או הפסקה מוחלטת של צריכת חמצן לגוף