Дыхательная система человека: анатомия и функции в 2025 году • OnlinePHARM

Верхние дыхательные пути начинаются с полости носа, где воздух увлажняется, согревается и очищается благодаря мерцательному эпителию и обильному кровоснабжению. Носовые раковины увеличивают площадь контакта воздуха со слизистой, что повышает эффективность фильтрации. Носоглотка соединяет полость носа с гортанью и содержит лимфоидное кольцо Пирогова-Вальдейера — важный иммунный барьер, включающий миндалины.

Гортань представляет собой сложную структуру из хрящей, связок и мышц. Надгортанник (epiglottis) предотвращает попадание пищи в дыхательные пути при глотании. Голосовые связки не только участвуют в голосообразовании, но и защищают нижние дыхательные пути рефлекторным смыканием при раздражении.

Нижние дыхательные пути начинаются с трахеи — трубки длиной 10-12 см, укрепленной С-образными хрящевыми кольцами, предотвращающими спадение при дыхании. На уровне 4-5 грудных позвонков трахея разделяется на главные бронхи (бифуркация трахеи). Правый бронх короче и шире левого, что объясняет более частое попадание инородных тел именно в правое легкое.

Бронхиальное дерево имеет 23 порядка ветвления. Бронхи диаметром менее 1 мм называются бронхиолами и не содержат хрящевых элементов. Терминальные и респираторные бронхиолы переходят в альвеолярные ходы и мешочки, где происходит газообмен.

Легкие, плевра и дыхательная мускулатура

Легкие — парные органы конусовидной формы, правое имеет три доли, левое — две. В легких насчитывается около 300-500 миллионов альвеол с общей площадью 80-120 м². Стенка альвеолы состоит из одного слоя эпителиальных клеток (пневмоцитов) и окружена сетью капилляров. Расстояние между воздухом в альвеоле и кровью в капилляре составляет всего 0,5 мкм, что обеспечивает эффективную диффузию газов.

Плевра — серозная оболочка, состоящая из висцерального (покрывает легкие) и париетального (выстилает грудную полость) листков. Между ними находится плевральная полость с небольшим количеством жидкости (15-20 мл), создающей отрицательное давление и обеспечивающей скольжение листков при дыхании. Плевра также участвует в лимфодренаже и содержит рецепторы, реагирующие на растяжение и раздражение.

Диафрагма — главная дыхательная мышца, имеющая форму купола и разделяющая грудную и брюшную полости. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, увеличивая объем грудной клетки. Межреберные мышцы делятся на наружные (поднимают ребра при вдохе) и внутренние (опускают ребра при выдохе). В форсированном дыхании участвуют также вспомогательные мышцы: грудино-ключично-сосцевидные, лестничные, большие и малые грудные, передние зубчатые.

Иннервация дыхательной мускулатуры осуществляется диафрагмальным нервом (диафрагма) и межреберными нервами (межреберные мышцы), что обеспечивает координированную работу всего дыхательного аппарата.

Физиология дыхания

Механизм дыхания и газообмен

Дыхательный цикл включает две фазы: вдох (инспирация) и выдох (экспирация). При вдохе диафрагма сокращается и опускается, межреберные мышцы поднимают ребра, увеличивая объем грудной клетки. Это создает отрицательное давление в плевральной полости (около -8 мм рт.ст.), что заставляет воздух поступать в легкие. Выдох в состоянии покоя происходит пассивно за счет расслабления дыхательных мышц и эластической тяги легочной ткани.

Газообмен осуществляется в альвеолах через альвеолярно-капиллярную мембрану толщиной всего 0,5-1 мкм. Кислород диффундирует из альвеол в кровь по градиенту парциального давления (PO₂ в альвеолах ~100 мм рт.ст., в венозной крови ~40 мм рт.ст.). Углекислый газ движется в обратном направлении (PCO₂ в венозной крови ~46 мм рт.ст., в альвеолах ~40 мм рт.ст.).

Транспорт кислорода в крови осуществляется двумя способами:

Связанный с гемоглобином (98%) — образуется оксигемоглобин (HbO₂)
Растворенный в плазме (2%)

Углекислый газ транспортируется:

В виде бикарбонатов (70%)
Связанный с гемоглобином (карбгемоглобин, 23%)
Растворенный в плазме (7%)

Регуляция и показатели дыхания

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге и состоит из инспираторного и экспираторного отделов. Регуляция осуществляется через:

Хеморецепторный механизм — центральные хеморецепторы в продолговатом мозге реагируют на изменение pH спинномозговой жидкости, периферические (в каротидных и аортальных тельцах) — на изменение PO₂, PCO₂ и pH крови
Механорецепторный механизм — рецепторы растяжения в легких передают сигналы по блуждающему нерву
Высшие центры — кора головного мозга позволяет произвольно управлять дыханием

Основные показатели дыхательной функции:

Показатель	Нормальные значения
Частота дыхания	12-20 дыханий/мин
Дыхательный объем (ДО)	500-800 мл
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)	3-5 л
Минутный объем дыхания (МОД)	6-10 л/мин
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)	80% от должной ЖЕЛ

Современные исследования показывают, что дыхательная система обладает значительными резервными возможностями. При физической нагрузке МОД может увеличиваться до 120-150 л/мин, а потребление кислорода — в 15-20 раз по сравнению с состоянием покоя.