Издишването може също да бъде активен процес. Осъществява се при рязко или дълбоко издишване и е резултат от съкращаването на някои мускули. Такива например са мускулите на предната коремна стена. Съкращаването на тези мускули води до избутваме на коремните органи нагоре, повдигане на диафрагмата и намаляване на обема на белите дробове. Този тип дишане с активно съкращаване на коремните мускули специално се тренира при спортисти, певци, говорители и др.
За 1 гпш при спокойно състояние човек прави от 12 до 16 вдишвания и издишвания (това се нарича дихателна честота), като всеки път вдишва и из-дишва около 500 т1 въздух. Това значи, че през дихателната му система за една минута преминават от 6 до 8 1 въздух (нарича се минутен дихателен обем). При физическо усилие минутният дихателен обем въздух може да се увеличи многократно, например от 6 да стане 100 1/тт.
Газова обмяна. Кислородът от външната среда стига до клетките на организма в резултат на това, че неговото съдържание във въздуха е високо, докато в клетките съдържанието му е ниско поради това, че те непрекъснато го използват. Другото важно условие, за да достигне клетките, е това, че Од преминава безпрепятствено през клетъчните мембрани. За СОд механизмът е същият, само посоката на движе-
ние е обратна - от клетките, в които се произвежда, към атмосферния въздух.
Газова обмяна в белите дробове. Обмяната на кислорода в белите дробове става между алвеолния въздух и кръвта. За да достигне до кръвта, кислородът от алвеолния въздух трябва да премине през епителните клетки, които изграждат алвеолите, и през клетките, които изграждат стените на капилярите на белодробното кръвообращение. Тези два слоя клетки прилягат плътно един към друг, като по този начин изграждат много тънка мембрана. Тя е напълно пропусклива за Од и има обща площ около 70 т2. Обмяната на СО^ в белите дробове се осъществява през същата мембрана, като посоката на движение е от кръвта към алвеолния въздух (фиг.2, фиг. 3).
Обмяната на 0^ и СО; между кръвта и алвеолния въздух става за изключително кратко време. Благоприятни условия са голямата площ на мембраната (70 т2) и сравнително малкото количество венозна кръв (70 т1), която се „разстила" върху тази мембрана.
Газова обмяна в тъканите. Когато артериалната кръв достигане капилярната мрежа на даден орган, Од в нея преминава през стените на капилярите и попада в междуклетъчната течност. Оттам той попада в ^ клетките на органа и участва в окислителните процеси. Образуваният от тези процеси СО, преминава през мембраните на клетките в междуклетъчната течност (тъканната течност) и през стените на капилярите достига венозната част на кръвообращението (фиг. 4).
Транспорт на газове. За 24 Ь човек поема и отделя твърде голямо количество 0^ и СО (в порядъка на стотици литри). Това количество О и СОд се пренася от сърдечно-съдовата система и движещата се в нея кръв. Главният преносител на Од е хемоглоби
нът в червените кръвни клетки. При свързването на хемоглобина с 0^ се образува оксихемоглобин.
Способността на хемоглобина да се свързва с О, зависи от няколко фактора. Единият е концентрацията на кислорода. При висока концентрация на О;, каквато е в алвеолите, всичкият хемоглобин в преминаващата кръв се свърза с О, (кръвта се оксигенира). При ниска концентрация на Оу каквато е в тъканите, способността на хемоглобина да се сварзва с О; намалява и част от оксихемоглобина освобождава кислородните си молекули (кръвта се дезоксигенира). Тази способност намалява и при увеличаване на температурата, концентрацията на водородните йони и концентрацията на СО;. Всички тези условия съществуват в тъканите и благоприятстват отделянето на О; от хемоглобина. Малка част от кислорода в кръвта се пренася като физически разтворен газ.
СОд е много по-разтворим във вода в сравнение с 0^ и затова по-голямо количество СО^ се пренася като физически разтворен в нея. Основната част от СО^ се пренася като хидрогенкарбонати с плазмата и по-малка част като съединение с хемоглобина, наречено карбаминохемоглобин.
РЕГУЛАЦИЯ НА ДИШАНЕТО
И ПОКАЗАТЕЛИ ЗА СЪСТОЯНИЕТО
НА ДИХАТЕЛНАТА СИСТЕМА
Регулация на дишането. Дишането се контролира от централната нервна система. Има два вида регулация: волева и автоматична. Всеки човек може по собствено желание да спре дишането си за кратко време или да промени честотата и дълбочината на дишането си, например при пеене и говорене (фиг. 1). Това се нарича волева регулация и се осъществява от кората на главния мозък. Автоматичната регулация се осъществява от дихателен център, разположен в мозъчния ствол. Благодарение на автоматичната регулация организмът си набавя необходимия кислород и изнася във външната среда излишния СОу
Количеството кислород, от което се нуждае човек, зависи от много фактори. Наи-важният е физическото състояние. При физическа работа например потребността от Од нараства, а по време на сън намалява. Снабдяването с необходимия О, става чрез промяна на белодробната вентилация.
В стените на някои големи кръвоносни съдове се намират рецептори, наречени химиорецептори (фиг. 2). Те са в контакт с кръвта и реагират на увели
ченото съдържание на СОд и намаленото съдържание на 0^ в нея. Чрез определени нерви те възбуждат дихателния център, който е разположен в мозъчния ствол. Това предизвиква по-силни съкращения на дихателната мускулатура, в резултат на което дишането става по-дълбоко, т.е. белодробната вентилация се увеличава. Това увеличение води до усилено изнасяне на СО^ (излишния) и набавяне на повече 0^ (недостигащия). Тази регулация се осъществява по механизма на отрицателната обратна връзка. От двата фактора, 0^ и СОу по-важен за регулацията на дишането е СОу Увеличеното съдържание на СОд в кръвта с 10 % например увеличава 18 пъти белодробната вентилация.
Във въздухоносните пътища също има много рецептори. Рецепторите в носната кухина са чувствителни към различни вещества, както и към механични дразнители. Дразненето на тези рецептори води до спиране на дишането, до кихане и други реакции. Такива рецептори има и в гръкляна, трахеята и бронхите и тяхното дразнене води до кашляне, промени в дишането, а понякога и спазъм на бронхите. Кихането и кашлянето са защитни рефлекси, чрез които се отстранява натрупаният секрет или попадналите във въздухоносните пътища дразнещи частици и вещества (фиг. 3). Алкохолът потиска реф-
лекса на кашляне, а това води до задръжка на секрет и предразположение към заболявания на дихателната система.
В белите дробове има и рецептори, които се дразнят при разтягането им, и чрез тях се регулира дълбочината и честотата на дишането.
Дишането може да бъде повлияно и чрез пряко въздействие на дихателния център. Някои вещества, като морфин, кодеин, кокаин и др., приложени в по-големи количества, действат върху дихателния център, като потискат дишането.
Показатели за състоянието на дихателната система. Спортът подобрява общото физическо състояние на организма и неговата издръжливост, както и състоянието на системите, които осъществяват дишането при човека. Спортове като плуване, гребане и водна топка се отразяват много благоприятно върху развитието на дихателната система. Те водят до увеличаване обема на гръдния кош и до засилване на дихателната мускулатура. Освен размера на гръдния кош друг важен показател за състоянието на дихателната система е т.нар. жизнена вместимост. Жизнената вместимост е количеството въздух, което човек може максимално да издиша след като е поел максимално •количество въздух. Колкото е по-голяма жизнената
вместимост, толкова повече може да нараства белодробната вентилация, а това е едно от условията, които определят физическата издръжливост на човека. Апаратът, с който се измерва жизнената вместимост, се нарича спирометър (фиг. 4). На фиг. 5 е представена номограма за определяне на нормалните (теоретични) стойности на жизнената вместимост.
ХРАНОСМИЛАТЕЛНА СИСТЕМА
Храносмилането е процес на последователно разграждане на хранителните вещества, попаднали в храносмилателната система. При храносмилането се извъшва механична и химична преработка на храната. Така тя става годна за усвояване от организма. Това се извършва в храносмилателната система, съставена от устна кухина, хранопровод, стомах, дванадесетопръстник, тънко черво, дебело черво, анус. Храносмилателната система е непрекъсната тръбна система, която има разширения, стеснения и извивки. В нея изливат храносмилателни сокове множество големи и малки жлези.
Стените на всички отдели на храносмилателната система са из-градени от три слоя: вътрешен слой - лигавица, изградена от епителна тъкан, среден - гладкомус-кулен слой, изграден от надлъжни и пръстеновидни (кръгови) мускулни влакна, и външен слой, изграден от съединителна тъкан. Различните части на храносмилателната система са отделени от струпвания на пръстеновидните мускулни влакна, наречени сфинктери.
Храносмилателната система има следните функции:
1. Двигателна функция. Осъществява придвижването на съдържимото в храносмилателната ^система. При едновременно съкращаване на надлъжните и на кръговите гладкомускулни влакна се извършват движения, които водят до размесване на храната. Съкращенията предимно на кръговата мускулатура, които като пръстен се придвижват към края на храносмилателната система, се наричат пе-ристалтични движения. Те придвижват съдържимото на порции от един в друг отдел на храносмилателната система.
2. Секреторна функция. Изразява се в изработването и отделянето на храносмилателни сокове - слюнка, стомашен сок, сок на задсто-машната жлеза, жлъчка, чревен сок. Съдържащите се в тях ензими се отделят в неактивна форма и след попадане в храносмилателната система се активират. Под тяхно влияние се извършва химичната преработка на хранителните вещества.
3. Всмукване. Осъществява се от лигавицата на храносмилателната система. Благоприятства се от нейната голямата повърхност. Годните за усвояване съединения се всмукват преди всичко в тънкото черво и попадат в кръвоносните и в лимфните съдове.
4. Отделителна функция. Чрез храносмилателната система се отделят от организма продукти на обмяната на веществата, пигменти, соли, вода, лекарства.
ХРАНА
За съществуването и развитието на всяко живо същество е необходимо непрекъснато приемане на хранителни вещества. За организма те са източник на енергия и градивен материал.
При храненето се приемат различни хранителни вещества. Това са химични съединия, които се използват за самообновяване, растеж и развитие на организма и осигуряват енергия за всички жизнени процеси. Към хранителните вещества спадат органичните вещества белтъци, мазнини и въглехидрати, а също и минерални вещества, витамини и вода.
Храната е единственият източник на енергия и градивен материал за организма.
Органичните вещества се образуват в растенията от неорганични вещества, вода и минерални соли под влияние на лъчистата енергия на слънцето. Животните и човекът са неспособни да синтезират органични вещества от неорганични. Източник на въглехидрати, белтъци и мазнини за тях е храната от животински и растителен произход.
Попаднали в организма, хранителните вещества се подлагат на разнообразни химични превръщания, чрез които изграждат собствени за организма вещества. Те са строителният материал за организмите. Хранителните вещества се окисляват и разграждат в клетките, при което се освобождава енергия.
Храната на човека се състои от хранителни продукти: хляб, месо, яйца, мляко и млечни продукти, зеленчуци, плодове. Хранителните продукти имат сложен състав. Някои хранителни продукти се състоят само от едно хранително вещество: захар и мед - от въглехидрати, олио и масло - от мазнини. Хранителните продукти обикновено съдържат в една или друга степен всички хранителни вещества.
Енергията се съдържа в белтъците, мазнините и въглехидратите. Освен тях постъпват и необходимите за живота вода, минерални соли и витамини. В организма постъпват и характерни за продукта вещества, придаващи му вкусови, ароматни и оцветяващи свойства. Те нямат хранителна стойност. С храната в организма може да попаднат и микроорганизми, паразити и чужди тела.
От енергийна гледна точка хранителните вещества в организма могат да се взаимозаменят.
Белтъците са изградени от аминокиселини. Характерно за аминокиселините е наличието на азот в молекулата им. В организма част от аминокиселините може да се образуват от въглехидрати и мазнини. Те се наричат заменими аминокиселини. Друга част не могат да се образуват в организма и се наричат незаменими аминокиселини. Ако съдържат незаменими аминокиселини, белтъците се наричат пъл-ноценни, а ако не съдържат, се наричат непълноценни белтъци. Пълноценни са белтъците от животински произход. Те се набавят чрез месото, рибата, яйцата, млякото. Богати на растителни белтъци са бобовите растения, орехите, лешниците (фиг. 1).
Белтъците са главният градивен материал. Те съставят основната част на цитоплазмата и ядрото на клетките. Ензимите и някои хормони имат белтъчен състав. Едновременно с това белтъците могат да бъдат източник на енергия. При изгарянето на 1 § белтъци в организма се освобождават 17,1 к1 енергия.
Мазнините са изградени от мастни киселини и гли-церол. Съдържат се в животински и растителни масла, мляко, месо, риба, ядки (фиг. 2). Те участват в състава на веществата (фосфолипиди), които изграждат клетъч- . ните мембрани. Мазнините са главен източник на енергия за организма. При изгарянето на 1 8 мазнини в организма се освобождават 38,9 и енергия.
Въглехидратите се съдържат главно в растителните продукти: пшеница, царевица, картофи, плодове, зеленчуци. Въглехидратите са източник на енергия за организма. Те се окисляват лесно и бързо освобождават енергията си. При изгарянето на 1 @ въглехидрати в организма се освобождават 17,1 к! енергия (фиг. 3).
Водата изгражда вътрешната течна среда на организма. Приема се с храната и под формата на течности. Вода се образува и при окислението на хранителните вещества в организма. Отделя се с урината, с образуваната пот, с изпражненията, с издишания ^ въздух. Без вода животът на организма е възможен само в течение на няколко дни.
Минералните соли са неорганични съставки на храната. Калцият и фосфорът са важен градивен елемент на костите и зъбите. Богати на калциеви соли са млякото, сиренето, плодовете, зеленчуците.
Йодът участва при образуването на хормоните на щитовидната жлеза. Желязото участва в състава на хемоглобина. Богати на желязо са черният дроб, бъбреците, жълтъкът на яйцето, спанакът, копривата. Натрият е основният йон на вътрешната течна среда на организма. Приема се с храната и се добавя допълнително с готварската сол. Флуорът регулира образуването на емайла на зъбите. Приема се предимно с водата.
Витамините не са източник на енергия и не са градивен елемент, но са абсолютно необходими за нормалната дейност и правилното развитие на организма. Витамините регулират синтезата и активността на клетъчните ензими. Химичният състав на витамините е известен и те се получават по изкуствен начин. Витамините се означават с главните букви на латинската азбука: А, В, С и т.н. При недостатъчно или едностранчиво хранене настътахиповитаминоза (намалено съдържание на витамини). При продължителна липса на даден витамин в храната се получава авитаминоза. Витамините се делят на две групи: вод-норазтворими и мастноразтворими (фиг. 4).
^ Водноразтворимите витамини са витамин С и витамините от група В.
Витамин С участва в окислителните и редукционните процеси в клетките. Регулира нормалната про-пускливост на капилярите и повишава устойчивостта на организма към инфекции. Особено богати на витамин С са цитрусовите плодове, шипките, чушките. Витамин С лесно се разрушава от висока температура и при достъп до кислород. При хиповита-миноза се наблюдава лесна уморяемост и кръвоте-чение от венците. При авитаминоза се развива болестта скорбут. Тя се характеризира с подуване и кървене на венците, отпадналост, анемия, подкожни кръвоизливи.
От витамините от група В по-важни са В р Ву В ^В^. Намират се в обвивките на ориза, житните рас-гения, бирената мая. В,, йу В^ регулират обменните процеси в нервните и мускулните клетки. При хипо-витаминоза В, се наблюдават смущения в дейността им (болестта бери-бери). При липса на витамин В^
изостава узряването на червените кръвни клетки в костния мозък и се развива злокачествена анемия.
Мастноразтворимите витамини са А, О, Е, К.
Витамин А повишава устойчивостта на организма срещу инфекции. Участва в механизмите на зрението и има значение за запазване целостта на кожата и на лигавиците. Участва в процесите, обуславящи растежа на тялото. Затова се нарича витамин на растежа. Съдържа се в рибеното масло, черния дроб, жълтъка на яйцето, кравето масло, млякото. В морковите, червените чушки, доматите се намира пигментът каротин, който е източник за образуване на витамин А в организма. Витамин А е термоустойчив, но се разгражда бързо при окисление. При авитаминоза се наблюдава отслабване на зрението при здрачаване (кокоша слепота), бавно зарастване на раните, изсъхване и втвърдяване на кожата, размек-ване на роговицата на окото, изоставане в растежа. З Витамин О е известен като антирахитичен витамин. Стимулира всмукването на калций в тънкото черво. Осигурява отлагането на калций и фосфор в костите. При недостиг на витамин В в детска възраст се развива болестта рахит. Костите омекват и се деформират. Витамин П се набавя с рибеното масло, млякото, маслото, яйцата. Синтезата му започва в кожата под влияние на ултравиолетовите лъчи на слънцето, продължава в черния дроб и завършва в бъбреците.
Витамин Е се намира във всички храни. Играе важна роля при оплождането и износването на плода. Витамин Е е устойчив на топлина, но се разрушава бързо при окисление.
Витамин К регулира процеса на съсирване на кръвта и предпазва организма от кръвоизливи. Съдържа се в спанака, копривата, зелето. Синтезира се от бактериите, които нормално се намират в дебелото черво. При хиповитаминоза се наблюдава склонност към кръвоизливи.
УСТРОЙСТВО И ФУНКЦИИ НА УСТНАТА КУХИНА
Храносмилането започва с постъпването на храната в устната кухина. Тя се приема под формата на преработени в една или друга степен хранителни продукти. В устната кухина храната механично се раз-дробява и стрива. Това многократно увеличава нейната повърхност. Отделената в устната кухина слюнка предизвиква и химична промяна в храната. В резултат на процесите, които се извършват в устната кухина, хранителните частици се слепват и се образува хапката, която се гълта.
В устната кухина са разположени зъбите и езикът. В нея изливат секрета си слюнчените жлези. Устната кухина е покрита от лигавица, изградена от многослоен епител. Неговите слоеве непрекъснато се подменят.
През човешкия живот се сменят две поколения зъби - млечни и постоянни. Млечните зъби започват да се образуват през третия месец на бременността, а да никнат от шестия месец от живота на детето. Млечните зъби са 20 (фиг.2). Към 6-8-годишна възраст започват да падат и до 12-13-годишна възраст се заменят с постоянни. Последните 4 кътника се появяват след 18-годишна възраст - т.нар. мъдреци. Зъбите на възрастния човек са постоянни. Постоянните зъби са 32. Делят се на резци (8), кучешки (4), предкътници (8) и кътници (12). С резците и с кучешките зъби храната се отхапва, а с предкътниците и кътниците се раздробява и стрива (фиг. 3).
Всеки зъб се състои от коронка, шийка и един или
няколко корена. Коронката е видимата част на зъба. Покрита е с емайл, под който е разположено зъбното вещество - дентин. Във вътрешността на зъба има кухина, която се отваря на върха на корена на зъба. В нея има кръвоносни съдове и нервни влакна, които заедно с намиращата се там съединителна тъкан образуват зъбната пулпа. Емайлът е една от най-твърдите съставки на човешкото тяло. Той предпазва зъба от повреди и от проникване на микроорганизми (фиг. 4).
Езикът е подвижен мускулест орган. Покрит е с лигавица, осеяна с малки брадавици. В тях са разположени вкусови луковици, изградени от рецептори, чрез които се възприемат вкусовите дразнения. Движенията на езика размесват храната и я придвижват към задната част на устната кухина. Езикът играе важна роля при говора на човека.
В устната кухина изливат секрета си 3 двойки големи слюнчени жлези (околоушни, подезични и под-челюстни), както и голям брой малки жлези, пръснати в лигавицата. За едно денонощие се отделя 1-1,5 1 слюнка. Количеството и съставът й зависят много от вида на приетата храна. Слюнката съдържа ензимите амилаза и малтаза. Амилазата повлиява скор-бялата и я превръща в малтоза. Малтазата разгражда малтозата до глюкоза.
Сухата храна предизвиква обилно отделяне на рядка слюнка. В процеса на дъвкане храната постепенно се ов-лажнява от слюнката. Слузта на слюнката слепва раздробените частици, съдейства за оформянето на хапката и улеснява гьлтането й. Разтваряйки различните съставки на храната, слюнката осигурява контакта им с вкусовите рецептори и създава условия за вкусовите усещания.
Чрез слюнката се отделят от организма продукти на обмяната на веществата - пикочина, пикочна киселина или попаднали в организма вредни вещества (олово, живак), някои вируси. Слюнката играе важна роля за поддържане на нормалната бактерийна флора в устната кухина.
Слюнката има важна защитна функция. Тя отмива попадналите в устната кухина вредни и ненужни за организма вещества. Слюнката съдържа бактерицид-ното вещество лизозим, което разрушава попадналите с храната бактерии. Със слюнката се отделят и антитела, които също повлияват попадналите бактерии.
Регулация на секрецията на слюнка. Отделянето на слюнка е рефлексен акт. Приетата храна дразни рецепторите в устната кухина и езика. Възникналото възбуждане по сетивните нерви достига до центъра на слюноотделянето, разположен в продълговатия мозък. От него чрез двигателните нерви възбуждането достига до слюнчените жлези и се засилва отделянето на слюнка. Тази рефлексна реакция има безусловен характер. Отделяне на слюнка се наблюдава и при виждане на храната, усещане на нейната миризма, в точно определен час, в който се извършва обикновено храненето, при произнасяне на името на храната. Това слюноотделяне е услов-- норефлексно. Описано е от руския физиолог И. П. Павлов, който за постиженията си в областта на храносмилането е получил Нобелова награда.
Гълтането осигурява придвижването на сдъвкана-та и пропита със слюнката храна, оформена като хапка, от устната кухина през хранопровода в стомаха. Гълтането е сложен рефлексен акт. Центърът, регулиращ гълтането, се намира в продълговатия мозък.
Гълтането се извършва в резултат на сложно координирани рефлексии съкращения на различни мускулни групи. Чрез движенията на езика и на бузите оформената като хапка храна се придвижва към основата на езика. Отворите към носните кухини се затварят. Гръклянът се повдига нагоре и напред към основата на езика. Гласните цепки се затварят. Надгръклянникът покрива отвора на гръкляна. Така се затварят въздухоносните пътища и се предотвратява попадането на храна в тях. Хапката се плъзга по надгръклянника. Мускулите на гълтача над хапката се съкращават и тя попада в хранопровода (фиг. 5). Гълтането преустановява дишането за много кратко време. Центърът на гълтането в продълговатия мозък задържа временно центъра на дишането, който е разположен близо до него.
След попадането на хапката в хранопровода мускулатурата му над хапката се съкращава и тя се придвижва към стомаха. Твърдата храна преминава през хранопровода за 7-8 8, а течната за 2-3 8. При гълта-не може да се погълне и малко количество въздух. Над съдържимото в стомаха се образува въздушен мехур. Той се отделя при оригване.
Сподели с приятели: |