Дыхательная система: функции и факторы защиты

Значение органов дыхания

Одной из жизненно важных функций является потребление кислорода, необходимого для синтеза макроэргических соединений в митохондриях клеток, и ее обеспечивает дыхательная система человека. Ее органы, согласно протекающим в них физиологическим процессам, условно подразделяются на две группы: транспорта (воздухоносные пути) и газообмена (легкие).

В альвеолярных мешочках последних благодаря их тонким стенкам и близости к капиллярам происходит обмен кислорода на углекислый газ, выводимый обратным током наружу. На этом дыхательная система прекращает свои функции (так называемое внешнее дыхание). Далее гемоглобин эритроцитов доставляет кислород ко всем органам и тканям как субстрат для синтеза АТФ. Проходя по воздухоносным путям (полость носа —> гортань —> трахея —> бронхиальное дерево), воздух подвергается очистке, согреванию и увлажнению. При этом если в нем обнаруживаются частицы пыли или других примесей, вследствие раздражения рецепторов слизистой вызывается защитный чихательный рефлекс, а также выделяется большое количество самой слизи. Вдобавок к этому дыхательная система имеет и другие функции: в носовой полости расположены обонятельные рецепторы, позволяющие распознавать запахи, а гортань обеспечивает голосообразование.

Местная и общая защита

Важным фактором иммунной защиты и газообмена является обильная васкуляризация всех вышеупомянутых органов. Дыхательная система связывает организм с окружающей средой, а потому наиболее подвержена атакам микроорганизмов. Местный иммунитет обеспечивается IgA (иммуноглобулином А) в слизистой оболочке, лимфо- и плазмоцитами в собственной пластинке, альвеолярными макрофагами, множественными лимфоидными узелками по ходу дыхательных путей. Также дыхательная система снабжена и другим мощным барьером для инфекции — лимфоэпителиальным кольцом Пирогова-Вальдейера, состоящим из трубных, небных, глоточной, язычной и гортанной миндалин. За счет наличия многочисленных кровеносных сосудов при обнаружении инфекта в место воспаления мигрируют и другие факторы иммунной защиты, как клеточные, так и гуморальные. Также защитные реакции обеспечивает задерживающий мелкие пылевые частицы реснитчатый эпителий путей. Важную роль играет в этом и их анатомия. Дыхательная система отличается ригидностью стенок органов, которая обеспечивается хрящевой тканью в их структуре: от полуколец в трахее до хрящевых пластинок и зерен в конечных отделах, засчет чего бронхиолы не спадаются. Дополнительными функциями сосудов легких являются депонирование крови и терморегуляция.

Механизм дыхания

Дыхательный акт совершается при сокращениях мышц, изменяющим объем грудной клетки, а легкие при этом расширяются и спадаются пассивно. Вдох совершается благодаря внутренним реберным мышцам и натяжению диафрагмы, а выдох — наружным (mm. costalis externa) и расслаблению куполообразной мышцы. При интенсивном дыхании в процесс вовлекается и дополнительная дыхательная мускулатура: передняя зубчатая, малая и большая грудные, лестничные (инспираторные) и мышцы брюшной стенки (экспираторные).