Дыхательная система состоит из группы мышц, кровеносных сосудов и органов, которые позволяют нам дышать. Основная функция этой системы - снабдить ткани и клетки организма живительным кислородом при одновременном удалении углекислого газа. Эти газы транспортируются через кровь к участкам газообмена (легкие и клетки) кровеносной системой. В дополнение к дыханию, дыхательная система также помогает вокализации и обонянию.
Структуры дыхательной системы способствуют поступлению воздуха из окружающей среды в организм и выводят газообразные отходы из организма. Эти структуры обычно группируются в три основные категории: дыхательные пути, легочные сосуды и дыхательные мышцы.
Дыхание - это сложный физиологический процесс, который осуществляется структурами дыхательной системы. Есть несколько аспектов, связанных с дыханием. Воздух должен поступать в легкие и выходить из них. Газы должны быть в состоянии обмениваться между воздухом и кровью, а также между кровью и клетками организма. Все эти факторы должны находиться под строгим контролем, и дыхательная система должна быть способна реагировать на изменяющиеся потребности в случае необходимости.
Воздух попадает в легкие под действием дыхательных мышц. Диафрагма имеет форму купола и достигает максимальной высоты при расслаблении. Эта форма уменьшает объем в грудной полости. Когда диафрагма сокращается, диафрагма движется вниз, а межреберные мышцы движутся наружу. Эти действия увеличивают объем в грудной полости и понижают давление воздуха в легких. Более низкое давление воздуха в легких вызывает всасывание воздуха в легкие через носовые проходы до тех пор, пока разность давлений не выровняется. Когда диафрагма снова расслабляется, пространство внутри грудной полости уменьшается и воздух вытесняется из легких.
Воздух поступает в легкие из внешней среды, содержит кислород, необходимый для тканей организма. Этот воздух заполняет крошечные воздушные мешочки в легких, называемые альвеолами. Легочные артерии транспортируют обедненную кислородом кровь, содержащую углекислый газ, в легкие. Эти артерии образуют меньше кровеносный сосуд называемые артериолами, которые посылают кровь капилляры окружающие миллионы легких альвеол. Альвеолы легких покрыты влажной пленкой, которая растворяет воздух. Уровень кислорода в альвеолярных мешочках имеет более высокую концентрацию, чем уровень кислорода в капиллярах, окружающих альвеолы. В результате кислород диффундирует через тонкий эндотелий мешков альвеол в кровь в окружающих капиллярах. В то же время углекислый газ диффундирует из крови в альвеолярные мешки и выдыхается через воздушные каналы. Богатая кислородом кровь затем транспортируется в сердце где он откачивается до остальной части тела.
Аналогичный обмен газами происходит в тканях и клетках организма. Кислород, используемый клетками и тканями, должен быть заменен. Газообразные отходы клеточного дыхания, такие как углекислый газ, должны быть удалены. Это достигается посредством сердечно-сосудистой циркуляции. Углекислый газ диффундирует из клеток в кровь и переносится в сердце венами. Кислород в артериальной крови диффундирует из крови в клетки.
Процесс дыхания происходит под руководством периферической нервной системы (ПНС). Автономная система PNS контролирует непроизвольные процессы, такие как дыхание. Мозговое вещество продолговатого мозга регулирует дыхание. Нейроны в мозговом веществе посылают сигналы на диафрагму и межреберные мышцы, чтобы регулировать сокращения, которые инициируют процесс дыхания. Дыхательные центры в мозговом веществе контролируют частоту дыхания и могут при необходимости ускорять или замедлять процесс. Датчики в легких, мозге, кровеносных сосудах и мышцах отслеживают изменения концентрации газа и предупреждают дыхательные центры об этих изменениях. Датчики в воздушных каналах обнаруживают наличие раздражителей, таких как дым, пыльцаили вода. Эти датчики посылают нервные сигналы в дыхательные центры, чтобы вызвать кашель или чихание, чтобы удалить раздражители. На дыхание может также добровольно повлиять кора головного мозга. Это то, что позволяет вам добровольно увеличить частоту дыхания или удерживать дыхание. Эти действия, однако, могут быть отменены вегетативной нервной системой.
Инфекции дыхательной системы распространены, поскольку дыхательные структуры подвергаются воздействию внешней среды. Дыхательные структуры иногда вступают в контакт с инфекционными агентами, такими как бактерии и вирусы. Эти микробы поражают дыхательные пути ткань вызывает воспаление и может воздействовать на верхние дыхательные пути, а также на нижние дыхательные пути.
Простуда является наиболее заметным типом инфекции верхних дыхательных путей. Другие типы инфекций верхних дыхательных путей включают синусит (воспаление пазух), тонзиллит (воспаление миндалины), эпиглоттит (воспаление надгортанника, покрывающего трахею), ларингит (воспаление гортани) и грипп.
Инфекции нижних дыхательных путей часто гораздо более опасны, чем инфекции верхних дыхательных путей. Структуры нижних дыхательных путей включают трахею, бронхи и легкие. Бронхит (воспаление бронхов), пневмония (воспаление альвеол легких), туберкулез и грипп являются типами инфекций нижних дыхательных путей.