Что такое дыхательная система

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода и удаление углекислого газа¹. Клетки постоянно нуждаются в кислороде для выработки энергии и поддержания нормальной жизнедеятельности организма². Полноценный газообмен необходим для работы головного мозга, сердца и всех органов². При недостаточном поступлении кислорода развивается кислородное голодание тканей — гипоксия, которая приводит к нарушению функций организма и может вызвать серьезные осложнения². Вопрос «какой орган отвечает за дыхание» звучит просто, но ответ на него сложнее — участвует целая система, комплекс органов.

Из чего состоит дыхательная система

Какое строение системы дыхания? Система органов дыхания объединяет структуры, через которые воздух проходит до легких. Она включает в себя верхние и нижние дыхательные пути, а также сами легкие^3,4. К верхним дыхательным путям относятся носовые ходы, придаточные пазухи носа, полость рта, носоглотка — они очищают, согревают и увлажняют воздух, а также участвуют в восприятии запахов^4,5. Нижние дыхательные пути — это гортань, трахея, бронхи.

• Нос и носоглотка — начальные отделы системы дыхания. Воздух попадает в полость носа через ноздри, где он фильтруется, увлажняется и согревается. Эпителий с ресничками улавливает пыль и микроорганизмы. Здесь же находятся обонятельные рецепторы^3-5.
• Гортань. Расположена ниже носоглотки, содержит голосовой аппарат. Гортань проводит воздух в нижние дыхательные пути и участвует в образовании звуков^1,3-5.
• Трахея и бронхи. Трахея представляет собой трубку, укрепленную хрящевыми кольцами, не дающими ей спадаться. Она делится на два главных бронха, которые, разветвляясь на все более мелкие бронхиолы, доставляют воздух в легкие. Бронхи обеспечивают равномерное распределение воздуха по легочной ткани^1,3-5.
• Легкие — главный орган газообмена. Они состоят из множества легочных пузырьков — альвеол (около 500 миллионов), окруженных густой сетью капилляров. Именно в альвеолах происходит газообмен^1,3-5.

Основные функции органов дыхания

• Газообмен. Главная функция — снабжение организма кислородом (O₂) и удаление углекислого газа (CO₂). В альвеолах легких кислород из воздуха проникает в кровь, а углекислый газ удаляется из крови в обратном направлении. Этот процесс происходит за счет диффузии через тонкие стенки альвеол^3-5.
• Поддержание кислотно-щелочного баланса (pH). Удаление углекислого газа из крови важно для поддержания стабильного уровня pH в организме. Когда CO₂ в крови становится слишком много, происходит стимуляция дыхательного центра в головном мозге. В ответ на это организм ускоряет дыхание, чтобы вывести избыток и вернуть pH к норме^3-5.
• Очищение, согревание, увлажнение воздуха. Слизистые покровы и реснитчатый эпителий дыхательных путей улавливают пыль и микроорганизмы, защищая легкие. Нос согревает и увлажняет воздух, предохраняя нижние отделы^3-5.
• Терморегуляция. При выдохе из легких выводится тепло и влага, что помогает поддерживать постоянную температуру тела^3-5.
• Обоняние и звук. Нервные рецепторы в слизистой оболочке носа обеспечивают обоняние. Когда воздух проходит через голосовые связки в гортани, образуется звук, что является основой речи^3-5.

Как работает система дыхания

Дыхание происходит благодаря ритмичному сокращению дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц)³. При вдохе грудная полость расширяется, создавая отрицательное давление, и воздух втягивается в легкие^3,4. Воздух из внешней среды через носовые ходы поступает в носоглотку, затем в гортань, трахею и бронхи. По мере деления бронхи переходят во все более мелкие бронхиолы, которые заканчиваются альвеолами^3-5.

Альвеолы — тонкостенные пузырьки, в которых происходит газообмен⁴. Когда мы вдыхаем, кислород проникает сквозь стенки альвеол в мельчайшие кровеносные капилляры, окружающие их⁴. Одновременно углекислый газ, накопившийся в венозной крови, поступает внутрь альвеол, чтобы с очередным выдохом покинуть организм⁴.

Насыщенная кислородом артериальная кровь возвращается в сердце и разносит кислород по всем клеткам тела, питая их^4,5. При выдохе легкие избавляются не только от углекислого газа, но и от водяного пара^4,5. Это заметно в морозную погоду, когда пар конденсируется в мелкие капли воды из-за разницы температур, влажности и становится видимым^6,7.

Объемы дыхания впечатляют. В состоянии покоя взрослый человек за минуту пропускает через легкие около 6-7 литров воздуха, а при интенсивной физической нагрузке этот объем может увеличиваться до 100-120 литров^8,9. Обычный вдох расширяет грудную клетку примерно на 0,5-0,7 литра воздуха — как если бы легкие наполнялись большим стаканом воздуха с каждым дыхательным циклом⁸.

Дополнительную поддержку при вдохе оказывают вспомогательные мышцы (грудино-ключично-сосцевидные и мышцы шеи), которые подключаются при усиленной вентиляции^10,11.

В покое выдох обычно пассивный: грудная клетка и легкие возвращаются в исходное положение за счет собственной упругости, выталкивая воздух наружу^10,11. При физической нагрузке активируются дополнительные дыхательные мышцы, что позволяет увеличить объем вдоха^10,11.

Особенностью легких является способность вырабатывать сурфактант — вещество, которое уменьшает поверхностное натяжение жидкости на стенках альвеол^3,4. Благодаря ему альвеолы не спадаются полностью при выдохе, дыхательный процесс остается эффективным^3,4.

Регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр в продолговатом мозге^1,3,4. Он получает информацию от периферических и центральных хеморецепторов, чувствительных к концентрации CO₂, O₂ и pH крови^1,3,4. При повышении уровня углекислого газа или снижении кислорода дыхательный центр увеличивает частоту и глубину вдохов, чтобы восстановить нормальный газовый состав крови^3,4.

Почему важно заботиться о системе дыхания

Экология влияет на здоровье легких: пыль, химические испарения и промышленное загрязнение наносят вред слизистой оболочке дыхательных путей, что может способствовать развитию хронического бронхита и астмы^12,13.

Курение (включая пассивное) — значимый фактор риска^12,13. Отказ от него на 30-50% снижает риск развития болезней органов дыхания: бронхиальной астмы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), пневмонии¹⁴. Во многих странах эти заболевания входят в число ведущих причин госпитализации и инвалидности¹⁵. Например, по данным Всемирной организации здравоохранения, ХОБЛ является четвертой по значимости причиной смерти в мире¹⁵.

Вот несколько советов, как позаботиться о здоровье дыхательной системы^12,13:

• Отказ от курения: табачный дым и вредные частицы повреждают структуру альвеол и увеличивают риск ХОБЛ, хронического бронхита и рака легких.
• Чистая среда: избегайте загрязненного воздуха и пыли (ношение масок при высоком уровне загрязнения, использование очистителей воздуха). Следите за качеством воздуха и проветривания и влажностью помещений.
• Правильное дыхание и физическая активность: умеренные физические нагрузки и дыхательная гимнастика укрепляют дыхательную мускулатуру, что способствует улучшению газообмена и вентиляции легких.
• Наблюдение и диагностика: при появлении хронического кашля, одышки или часто повторяющихся инфекций дыхательных путей стоит обратиться к врачу (терапевту или пульмонологу). Раннее выявление заболеваний дает возможность начать лечение вовремя.

Заболевания органов дыхания

Заболеваний системы дыхания человека немало. Перечислим самые распространенные:

• Бронхиальная астма — хроническое воспаление бронхов с приступами удушья, кашлем и хрипами. Астма часто начинается в детстве или молодом возрасте¹³.
• ХОБЛ — прогрессирующее сужение бронхов, чаще всего связанное с курением. Основные симптомы: одышка, хронический кашель и выделение мокроты¹².
• Пневмония — воспаление легких, при котором в альвеолах накапливается жидкость. Симптомы: высокая температура, одышка, боль в груди¹⁶.
• Бронхит — воспаление бронхов (острое или хроническое) с кашлем и выделением мокроты¹².
• Туберкулез — инфекционное заболевание, которое чаще всего поражает легкие и требует длительного курса лечения¹⁷.
• Рак легких — злокачественное новообразование легочной ткани. Основной фактор риска — курение¹⁸.
• Прочие заболевания: аллергический ринит, синусит, плеврит, фиброз легких и другие.

Система органов дыхания (легкие) неразрывно связана с сердечно-сосудистой системой^19,20. Гемоглобин крови переносит кислород от легких к тканям, а углекислый газ возвращается к легким для выведения¹. При нарушении газообмена сердцу, головному мозгу и другим органам не хватает кислорода². Это объясняет, почему заболевания легких часто сочетаются с сердечной недостаточностью^19,20.

Современная медицина располагает эффективными методами лечения большинства заболеваний (ингаляционные глюкокортикостероиды, бронходилататоры и др.). Важно при появлении симптомов обращаться к врачу для получения рекомендаций.

Вопрос — ответ

Какой орган отвечает за дыхание?

Главным органом являются легкие. Именно в них происходит газообмен: кислород поступает в кровь, а углекислый газ удаляется из нее. Однако дыхание было бы невозможно без работы всей системы органов дыхания — от носа до альвеол.

Дыхание — какая система организма отвечает за этот процесс?

Весьма логично, что за этот процесс отвечает дыхательная система. К ней относятся нос, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие. Все они работают совместно, чтобы доставлять кислород к тканям и удалять углекислый газ.

К какому врачу обращаться при проблемах с дыханием?

Если беспокоит кашель, одышка, боль в груди или другие симптомы со стороны органов дыхания, стоит обратиться к пульмонологу. Этот специалист диагностирует и лечит заболевания легких, бронхов и дыхательных путей.

Система дыхания человека представляет собой сложный и жизненно важный механизм. Понимание ее строения и функций помогает людям с хроническими заболеваниями (бронхиальной астмой, ХОБЛ и др.) внимательнее относиться к своему здоровью. Забота о дыхательной системе и медицинское наблюдение позволяют сохранить ее функции, что влияет на качество жизни.

Содержащаяся в настоящей статье информация не может являться основанием для самостоятельной постановки диагноза или назначения лечения. Имеются противопоказания. Необходима консультация специалиста.

Список литературы

1. Overview of the Respiratory System // The Merck Manual: Home Edition [Электронный ресурс]. URL: https://www.merckmanuals.com/home/lung-and-airway-disorders/biology-of-the-lungs-and-airways/overview-of-the-respiratory-system (дата обращения: 28.06.2025).
2. Bhutta B. S., Alghoula F., Berim I. Hypoxia [обн. 4 мар. 2024]. // StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29493941/ (дата обращения: 28.06.2025).
3. Чучалин А. Г. (ред.). Респираторная медицина : руководство : в 3 т. / Российское респираторное общество ; под ред. акад. РАН А. Г. Чучалина. — 2 е изд., перераб. и доп. — Москва : Литтерра, 2017. — Т. 1. — 640 с. — ISBN 978 5 4235 0262 1.
4. Физиология дыхательной cистемы : учебное пособие / Ю.А. Витковский, М.А. Аветисян, О.В. Большакова, А.С. Емельянов, З.А. Покоева, И.В. Ланда, Б.С. Пушкарев, А.В. Солпов. - Чита : РИЦ ЧГМА, 2022. - 38 с. URL: https://chitgma.ru/svedeniy/employees/kafedry/9/15354/Физиология%20дыхательной%20cистемы.pdf (дата обращения: 28.06.2025).
5. Зерчанинова Е.И., Сафина Т.В., Гагарина Е.М., Евдокимов В.В. Основы физиологии системы дыхания, терморегуляции и энергетического обмена. // Медицинский Вестник. - 2014. - №2. - 100 с. URL: https://elib.usma.ru/bitstream/usma/22588/1/UMP_2014_006.pdf (дата обращения: 28.06.2025).
6. Ng C. S., Chong K. L., Yang R., Verzicco R., Lohse D. Exhaled droplets grow in size on cool days // Physics. — 2021. — №14. — С. 78. URL: https://physics.aps.org/articles/v14/78 (дата обращения: 28.06.2025).
7. Effros R. M., Casaburi R., Porszasz J., Morales E. M., Rehan V. Exhaled breath condensates: analyzing the expiratory plume // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. — 2012. —№185(8). — С. 803-804. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3360569/ (дата обращения: 28.06.2025).
8. Hallett S., Toro F., Ashurst J. V. Physiology, Tidal Volume [обн. 1 мая 2023]. // StatPearls [Интернет]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29494108/ (дата обращения: 28.06.2025).
9. Joyner M. J., Baker S. E. Take a Deep, Resisted, Breath // Journal of the American Heart Association. — 2021. — № 10(13). — С. e022203. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8403307/ (дата обращения: 28.06.2025).
10. Liu F., Jones A. Y. M., Tsang R. C. C., Yam T. T. T., Tsang W. W. N. Recruitment of the diaphragm and sternocleidomastoid muscle during increasing inspiratory pressure loads in healthy young adults // Respiratory Physiology & Neurobiology. — 2025. — №331. — С.104365. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1569904824001587 (дата обращения: 28.06.2025).
11. Patel N., Chong K., Baydur A. Methods and Applications in Respiratory Physiology: Respiratory Mechanics, Drive and Muscle Function in Neuromuscular and Chest Wall Disorders // Frontiers in Physiology. — 2022. — №13. — С. 838414. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9237333/ (дата обращения: 28.06.2025).
12. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации: Хроническая обструктивная болезнь легких. [Электронный ресурс]. — Москва: Минздрав России; год утверждения: 2024. Разработчики: Ассоциация врачей медицины труда, Российское научное медицинское общество терапевтов, Российское респираторное общество. — Одобрено Научно-практическим советом Минздрава России. URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/603_3 (дата обращения: 28.06.2025).
13. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации: Бронхиальная астма [Электронный ресурс]. — Москва: Минздрав России; год утверждения: 2024. — Разработчики: Российская ассоциация аллергологов и клинических иммунологов, Союз педиатров России, Ассоциация врачей и специалистов медицины труда, Российское респираторное общество. — Одобрено Научно-практическим советом Минздрава России. URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/359_3 (дата обращения: 28.06.2025).
14. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Benefits of Quitting Smoking = Центры по контролю и профилактике заболеваний США. Польза отказа от курения [Электронный ресурс]. URL: https://www.cdc.gov/tobacco/about/benefits-of-quitting.html (дата обращения: 28.06.2025).
15. World Health Organization (WHO). Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) [Electronic resource]. / Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) [Электронный ресурс]. — Geneva: World Health Organization. URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/chronic-obstructive-pulmonary-disease-%28copd%29 (дата обращения: 28.06.2025).
16. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации: Внебольничная пневмония у взрослых [Электронный ресурс]. — Москва: Минздрав России; год утверждения: 2024. — Разработчики: Российское респираторное общество, Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии. — Одобрено Научно-практическим советом Минздрава России. URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/654_2 (дата обращения: 28.06.2025).
17. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации: Туберкулез у взрослых [Электронный ресурс]. — Москва: Минздрав России; год утверждения: 2024. — Разработчики: Российское общество фтизиатров, Национальная ассоциация некоммерческих организаций фтизиатров «Ассоциация фтизиатров». — Одобрено Научно-практическим советом Минздрава России. URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/16_3 (дата обращения: 28.06.2025).
18. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации: Злокачественное новообразование бронхов и легкого [Электронный ресурс]. — Москва: Минздрав России; год утверждения: 2022. — Разработчики: Ассоциация онкологов России, Общероссийская общественная организация «Российское общество клинической онкологии». — Одобрено Научно-практическим советом Минздрава России. URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/30_4 (дата обращения: 28.06.2025).
19. Cundrle I., Olson L.J., Johnson B.D. Pulmonary limitations in heart failure // Clinics in Chest Medicine. — 2019. — № 40(2). —С. 439-448. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6541018/ (дата обращения: 27.06.2025).
20. Zhao Y., Xiong W., Li C., Zhao R., Lu H., Song S., Zhou Y., Hu Y., Shi B., Ge J. Hypoxia-induced signaling in the cardiovascular system: pathogenesis and therapeutic targets // Signal Transduction and Targeted Therapy. — 2023. — № 8(1). — С. 431. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10658171/ (дата обращения: 27.06.2025).