Дыхательная система. Строение органов дыхания Факторы, влияющие на состояние органов дыхания

Различают внешнее и внутреннее. Внутреннее (клеточное) дыхание - это окислительные процессы в клетках, в результате которых выделяется энергия. В этих процессах обязательно участвует кислород, который поступает в организм в результате внешнего дыхания. Внешнее дыхание- это газообмен между кровью и атмосферным воздухом. Оно происходит в органах дыхательной системы. Дыхательная система состоит из воздухоносных путей (ротовая полость, носоглотка, глотка, гортань, трахея, бронхи) и легких. Каждый орган системы имеет особенности строения в соответствии с выполняемыми функциями.

I. Носовая полость делится костно-хрящевой перегородкой на две половины. В ней происходит очищение, увлажнение, обеззараживание, согревание воздуха и различение запахов. Эти разнообразные функции обеспечиваются:

1) большой поверхностью соприкосновения с вдыхаемым воздухом за счет извилистых ходов, которые есть в каждой половине полости;

2) мерцательным эпителием, из которого состоит слизистая оболочка носовой полости. Реснички эпителия, двигаясь, задерживают и выводят наружу пыль и микроорганизмы;

3) густой сетью капиллярных сосудов, пронизывающих слизистую оболочку. Теплая кровь согревает холодный воздух;

4) слизью, которую выделяют железы слизистой оболочки полости носа. Она увлажняет воздух, снижает жизнедеятельность болезнетворных бактерий;

5) обонятельными рецепторами, расположенными в слизистой оболочке.

II. Носоглотка и глотка проводят воздух в гортань.

III. Гортань - это полый воздухоносный орган, основу которого составляют хрящи; самый крупный из них - щитовидный. Кроме проведения воздуха гортань выполняет следующие функции:

1. Препятствует попаданию пищи в дыхательную систему. Это обеспечивается подвижным хрящом - надгортанником. Он рефлекторно закрывает вход в гортань в момент проглатывания пищи.

IV. Трахея расположена в грудной клетке, впереди пищевода, и состоит из 16-20 хрящевых полуколец, соединенных связками. Полукольца обеспечивают свободное прохождение воздуха через трахею в любом положении тела человека. Кроме того, задняя стенка трахеи мягкая, состоит из гладкой мускулатуры. Такое строение трахеи не мешает прохождению пищи по пищеводу.

V. Бронхи. Левый и правый бронхи образованы хрящевыми полукольцами. В легких они ветвятся на мелкие бронхи, образуя бронхиальное дерево. Наиболее тонкие бронхи называются бронхиолами. Они заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых расположены альвеолы, или легочные пузырьки. Стенка альвеолы состоит из одного слоя плоского эпителия и тонкого слоя эластичных волокон. Альвеолы густо оплетены капиллярами и осуществляют газообмен.

VI. Легкие - парные органы, занимающие почти всю грудную полость. Правое больше, состоит из трех долей, левое - из двух. Каждое легкое покрыто легочной плеврой, состоящей из двух листков. Между ними находится плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью, которая уменьшает трение при дыхательных движениях. В плевральной полости давление ниже атмосферного. Это способствует движению легких за грудной клеткой при вдохе и выдохе.

Таким образом, строение органов дыхательной системы соответствует функциям, которые они выполняют.

Органы дыхания человека включают:

• носовую полость;
• околоносовые пазухи;
• гортань;
• трахею;
• бронхи;
• легкие.

Рассмотрим строение органов дыхания и их функции. Это поможет лучше понимать, как развиваются заболевания дыхательной системы.

Наружный нос, который мы видим на лице у человека, состоит из тонких косточек и хрящей. Сверху они покрыты небольшим слоем мышц и кожей. Полость носа спереди ограничена ноздрями. С обратной стороны носовая полость имеет отверстия – хоаны, через них воздух попадает в носоглотку.

Полость носа делится пополам носовой перегородкой. В каждой половине есть внутренняя и наружная стенки. На боковых стенках есть три выступа – носовые раковины, разделяющие три носовых хода.

В двух верхних ходах есть отверстия, через них имеется связь с придаточными пазухами носа. В нижний ход открывается устье носослезного протока, по которому слезы могут попадать в носовую полость.

Вся носовая полость изнутри покрыта слизистой оболочкой, на поверхности которой лежит мерцательный эпителий, имеющий множество микроскопических ресничек. Их движение направлено спереди назад, в сторону хоан. Поэтому большая часть слизи из носа попадает в носоглотку, а не выходит наружу.

В зоне верхнего носового хода находится обонятельная область. Там располагаются чувствительные нервные окончания – обонятельные рецепторы, которые по своим отросткам передают полученную информацию о запахах в головной мозг.

Носовая полость хорошо кровоснабжается и имеет множество мелких сосудов, несущих артериальную кровь. Слизистая оболочка легко ранима, поэтому возможны носовые кровотечения. Особо сильное кровотечение появляется при повреждении инородным телом или при травме венозных сплетений. Такие сплетения вен могут быстро изменять свой объем, приводя к заложенности носа.

Лимфатические сосуды сообщаются с пространствами между оболочками головного мозга. В частности, этим объясняется возможность быстрого развития менингита при инфекционных заболеваниях.

Нос выполняет функцию проведения воздуха, обоняния, а также является резонатором для формирования голоса. Важная роль полости носа – защитная. Воздух проходит сквозь носовые ходы, имеющие довольно большую площадь, и там согревается и увлажняется. Пыль и микроорганизмы частично оседают на волосках, расположенных у входа в ноздрях. Остальные с помощью ресничек эпителия передаются в носоглотку, а оттуда удаляются при кашле, глотании, сморкании. Слизь носовой полости имеет и бактерицидное действие, то есть убивает часть попавших в нее микробов.

Околоносовые пазухи

Придаточные пазухи – это полости, лежащие в костях черепа и имеющие связь с носовой полостью. Они покрыты изнутри слизистой, имеют функцию голосового резонатора. Околоносовые пазухи:

• гайморова (верхнечелюстная);
• лобная;
• клиновидная (основная);
• ячейки лабиринта решетчатой кости.

Придаточные пазухи носа

Две верхнечелюстные пазухи – самые большие. Они располагаются в толще верхней челюсти под глазницами и сообщаются со средним ходом. Лобная пазуха также парная, располагается в лобной кости над межбровьем и имеет форму пирамиды, с верхушкой, обращенной вниз. Через носолобный канал она также соединяется со средним ходом. Клиновидная пазуха располагается в клиновидной кости на задней стенке носоглотки. Посередине носоглотки открываются отверстия ячеек решетчатой кости.

Гайморова пазуха наиболее тесно сообщается с полостью носа, поэтому нередко вслед за развитием ринита появляется и гайморит, когда перекрывается путь оттока воспалительной жидкости из пазухи в нос.

Гортань

Это верхний отдел дыхательных путей, участвующий также в образовании голоса. Располагается она примерно посередине шеи, между глоткой и трахеей. Гортань образована хрящами, которые соединяются суставами и связками. Кроме того, она прикреплена к подъязычной кости. Между перстневидным и щитовидным хрящами находится связка, которую рассекают при остром стенозе гортани для обеспечения доступа воздуха.

Гортань выстилает мерцательный эпителий, а на голосовых связках эпителий многослойный плоский, быстро обновляющийся и позволяющий связкам быть устойчивыми к постоянной нагрузке.

Под слизистой оболочкой нижнего отдела гортани, ниже голосовых связок, находится рыхлый слой. Он может быстро отекать, особенно у детей, вызывая ларингоспазм.

Трахея

С трахеи начинаются нижние дыхательные пути. Она продолжает гортань, а затем переходит в бронхи. Орган выглядит как полая трубка, состоящая из хрящевых полуколец, плотно связанных между собой. Длина трахеи около 11 см.

Внизу трахея образует два главных бронха. Эта зона – область бифуркации (раздвоения), она имеет много чувствительных рецепторов.

Трахею выстилает мерцательный эпителий. Его особенность – хорошая способность к всасыванию, что используется при ингаляциях лекарственных средств.

При стенозе гортани в некоторых случаях проводят трахеотомию – рассекают переднюю стенку трахеи и вводят специальную трубку, через которую поступает воздух.

Бронхи

Это система трубок, по ним воздух проходит из трахеи в легкие и обратно. Они имеют и очищающую функцию.

Бифуркация трахеи располагается примерно в межлопаточной зоне. Трахея образует два бронха, которые идут в соответствующее легкое и там разделяются на долевые бронхи, затем на сегментарные, субсегментарные, дольковые, которые делятся на терминальные (концевые) бронхиолы – самые мелкие из бронхов. Вся эта структура называется бронхиальным деревом.

Терминальные бронхиолы имеют диаметр 1 – 2 мм и переходят в дыхательные бронхиолы, от которых начинаются альвеолярные ходы. На концах альвеолярных ходов располагаются легочные пузырьки – альвеолы.

Трахея и бронхи

Изнутри бронхи выстланы мерцательным эпителием. Постоянное волнообразное движение ресничек выводит вверх бронхиальный секрет – жидкость, непрерывно образующуюся железами в стенке бронхов и смывающую все загрязнения с поверхности. Так удаляются микроорганизмы и пыль. Если происходит скопление густого бронхиального секрета, или в просвет бронхов попадает крупное инородное тело, они удаляются с помощью – защитного механизма, направленного на очищение бронхиального дерева.

В стенках бронхов имеются кольцевидные пучки небольших мышц, которые способны «перекрывать» поток воздуха при его загрязнении. Так возникает . При астме этот механизм начинает работать тогда, когда вдыхается обычное для здорового человека вещество, например, пыльца растений. В этих случаях бронхоспазм становится патологическим.

Органы дыхания: легкие

У человека два легких, расположенных в грудной полости. Их основная роль – обеспечить обмен кислородом и углекислым газом между организмом и окружающей средой.

Как устроены легкие? Они расположены по сторонам от средостения, в котором лежит сердце и сосуды. Каждое легкое покрыто плотной оболочкой – плеврой. Между ее листками в норме есть немного жидкости, которая обеспечивает скольжение легких относительно грудной стенки в процессе дыхания. Правое легкое больше левого. Через корень, расположенный с внутренней стороны органа, в него попадают главный бронх, крупные сосудистые стволы, нервы. Легкие состоят из долей: правое – из трех, левое – из двух.

Бронхи, попадая в легкие, делятся на все более мелкие. Концевые бронхиолы переходят в альвеолярные бронхиолы, которые разделяются и превращаются в альвеолярные ходы. Они также разветвляются. На их концах находятся альвеолярные мешочки. На стенках всех структур, начиная с дыхательных бронхиол, открываются альвеолы (дыхательные пузырьки). Из этих образований состоит альвеолярное дерево. Разветвления одной дыхательной бронхиолы в итоге образуют морфологическую единицу легких – ацинус.

Строение альвеол

Устье альвеолы имеет диаметр 0,1 – 0,2 мм. Изнутри альвеолярный пузырек покрыт тонким слоем клеток, лежащих на тонкой стенке – мембране. Снаружи к этой же стенке прилежит кровеносный капилляр. Барьер между воздухом и кровью называется аэрогематическим. Его толщина очень мала – 0,5 мкм. Важной его частью является сурфактант. Он состоит из протеинов и фосфолипидов, выстилает эпителий и сохраняет округлую форму альвеол при выдохе, препятствует попаданию микробов из воздуха в кровь и жидкости из капилляров в просвет альвеолы. У недоношенных детей сурфактант развит плохо, поэтому у них так часто возникают проблемы с дыханием сразу после рождения.

В легких есть сосуды обоих кругов кровообращения. Артерии большого круга несут богатую кислородом кровь от левого желудочка сердца и питают непосредственно бронхи и легочную ткань, как все остальные органы человека. Артерии малого круга кровообращения приносят в легкие венозную кровь из правого желудочка (это единственный пример, когда по артериям течет венозная кровь). Она течет по легочным артериям, затем попадает в легочные капилляры, где и происходит газообмен.

Суть процесса дыхания

Газообмен между кровью и внешней средой, который проходит в легких, называется внешним дыханием. Он происходит из-за разности концентрации газов в крови и воздухе.

Парциальное давление кислорода в воздухе больше, чем в венозной крови. Из-за разницы давления кислород через аэрогематический барьер проникает из альвеол в капилляры. Там он присоединяется к эритроцитам и распространяется по кровеносному руслу.

Газообмен через аэрогематический барьер

Парциальное давление углекислого газа в венозной крови больше, чем в воздухе. Из-за этого углекислый газ покидает кровь и выходит с выдыхаемым воздухом.

Газообмен – непрерывный процесс, продолжающийся, пока есть разница в содержании газов в крови и окружающей среде.

При обычном дыхании через респираторную систему за минуту проходит около 8 литров воздуха. При нагрузке и болезнях, сопровождающихся усилением обмена веществ (например, гипертиреоз), легочная вентиляция усиливается, появляется одышка. Если учащение дыхания не справляется с поддержанием нормального газообмена, в крови снижается содержание кислорода – возникает гипоксия.

Гипоксия также возникает в условиях высокогорья, где количество кислорода во внешней среде снижено. Это приводит к развитию горной болезни.

Цели урока: изучение строения и функций органов дыхательной системы; развитие навыков выделения главного, обобщения и формулирования выводов; формирование сознательного отношения к учебе, умения применять в жизни знания, полученные на уроке.

Оборудование: модель гортани, таблица органов дыхания.

ХОД УРОКА

Учитель. Когда нам что-то дорого или очень важно, мы говорим: «Это нужно нам, как воздух».
Человек без пищи может прожить несколько недель, без воды – несколько дней, а без воздуха не проживет и пяти минут. Сегодня на уроке мы узнаем, для чего нам нужен воздух и как происходит дыхание.
Рассмотрим взаимосвязь строения и функций органов дыхания.
Сначала работаем в группах (класс разбивается на пять групп). Каждая группа выполняет определенное задание, затем, слушая краткие сообщения групп, все вместе заполним таблицу. (Учитель раздает задания группам . На работу в группах отводится 5–6 мин, на сообщения – до 3 мин. )

Задание группе I

Изучить статьи в учебнике* на стр. 77 «Что такое дыхание?», «Функции дыхательной системы». Ответить на следующие вопросы. Что такое дыхание? Какое значение имеет дыхание? Какие типы дыхания у животных известны?

Задание группе II

Изучить статью «Строение и функции носовой полости» на стр. 77–79 учебника. Ответить на вопрос: какое строение имеет носовая полость и какие функции выполняет? (Рассмотреть рисунки в учебнике.)

Задание группе III

Изучить статью на стр. 80–81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Каковы строение и функции гортани? Как образуются звуки речи? Какие органы участвуют в их формировании? (Работа с таблицей и моделью гортани.)

Задание группе IV

Изучить статью на стр. 81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Какое строение имеет трахея? Каков путь воздуха из гортани в легкие?

Задание группе V

Изучить статью на стр. 81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Какое строение имеют легкие? Какие процессы в них происходят?

Таблица. Строение и функции органов дыхания

Учитель. Заслушаем сообщения, подготовленные группами.

Ученик. Каждой клетке нашего организма необходима энергия. Ее источник – непрерывный распад и окисление органических соединений в организме – метаболизм. В результате окисления органических соединений образуются СО 2 и вода, которые удаляются из организма. Снабжение клеток О 2 и удаление из них СО 2 осуществляется кровью. Обмен газами между кровью и воздухом происходит в органах дыхания. Человек дышит, поглощая из внешней среды О 2 и выделяя в нее СО 2 . Функции дыхательной системы:

– дыхательные пути проводят воздух из внешней среды к легким и обратно;
– легкие осуществляют газообмен между атмосферным воздухом и кровью, которая является частью внутренней среды организма.

Учитель. А какие типы дыхания, кроме легочного, встречаются у позвоночных животных? (Прикрепляет к доске таблицу «Эволюция дыхательной системы хордовых» .)

Ученик. Рыбы живут в воде, их орган дыхания – жабры. Земноводные занимают две среды обитания, поэтому в воде они дышат кожей, на суше – легкими, имеющими простое строение. Пресмыкающиеся – наземные животные, кожное дыхание у них отсутствует, имеют легкие более сложного строения, чем у земноводных. У птиц – сложно устроенные легкие, помимо которых имеются еще и воздушные мешки, обеспечивающие усиление газообмена при полете. Млекопитающие дышат легкими сложного строения, у них появляется диафрагма.

Учитель. Мы познакомились с функциями дыхательной системы, вспомнили, какие органы дыхания бывают у позвоночных животных. Основная часть дыхательной системы человека – легкие. Как же попадает воздух в легкие?

Ученик. Воздухоносные пути дыхательной системы начинаются с носовой полости. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на две части: правую и левую. Внутренняя поверхность полости выстлана слизистой оболочкой, снабженной ресничками и пронизанной кровеносными сосудами. Она покрыта слизью, которая задерживает (и частично обезвреживает) микробы и пыль. Таким образом, в носовой полости воздух очищается, обезвреживается, согревается и увлажняется. Вот почему необходимо дышать носом.

Учитель. У нас у всех разные формы носа. Поглядите друг на друга: курносый, «римский», прямой и т.д. Как вы думаете, зависит внутреннее строение носа от внешнего? (Носы любой формы имеют одинаковое внутреннее строение и выполняют одни и те же функции .)

Знаете ли вы, что:

– к моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, имеет узкие носовые отверстия; объем носовой полости с возрастом увеличивается в 2,5 раза;
– ротовое дыхание вызывает деформацию грудной клетки, ухудшение слуха, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти;
– в течение жизни носовая полость задерживает до 5 кг пыли.

Из носоглотки воздух поступает в следующий орган – гортань.

Ученик. Гортань (показывает модель гортани, таблицу ) имеет вид воронки. Она образована несколькими хрящами. Щитовидный хрящ защищает гортань спереди. Хрящевой надгортанник при проглатывании пищи закрывает вход в гортань. Если пытаться говорить во время проглатывания пищи, то пища может попасть в воздухоносные пути и вызвать удушение. Вот почему говорят: когда я ем, я глух и нем.

Учитель. Задание классу. Попробуйте нащупать щитовидный хрящ и сделать глотательное движение. При глотании хрящ перемещается вверх, затем возвращается на прежнее место. При этом движении надгортанник закрывает вход в гортань, слюна или пища идет в пищевод. Что еще есть в гортани?

Ученик. Голосовые связки. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся (показывает на рисунке ), когда человек говорит громко, голосовые связки сомкнуты. Когда человек говорит шепотом, голосовые связки приоткрыты.

Функции гортани:

– проводит воздух от носоглотки до трахеи и обратно;
– регулирует глубину дыхания;
– обеспечивает образование голоса.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– длина гортани у взрослого человека 5–6 см, а у новорожденного – 1,5 см;
– членораздельная речь обусловлена не только колебаниями голосовых связок, но и положением языка, губ, нижней челюсти;
– острое воспаление слизистой оболочки гортани ведет к изменению связок, и они не могут полностью смыкаться – голос исчезает; это заболевание называется ларингит;
– мужские певческие голоса подразделяют на тенор (длина связок 15–17 мм, диапазон 122–488 Гц), баритон (длина связок 18–21 мм, диапазон 110–440 Гц), бас (длина связок 22–25 мм, диапазон 75–300 Гц).

Ученик. Из гортани воздух по трахее и бронхам поступает в легкие. Трахея образована многочисленными хрящевыми полукольцами, расположенными друг над другом и соединенными мышечной и соединительной тканью. Открытые концы полуколец прилегают к пищеводу. В грудной клетке трахея разделяется на два бронха, которые продолжают далее ветвиться, образуя в конце тоненькие трубочки диаметром около 1 мм, которые называются бронхиолами.

Учитель. Длина трахеи человека около 10 см, диаметр – около 2,5 см. Трахеями у насекомых называют любые воздухоносные пути – трубочки, пронизывающие тело.

Ученик. Бронхиолы разделяются на еще более тонкие трубочки – альвеолярные протоки, которые заканчиваются маленькими тонкостенными (толщина стенок – одна клетка) мешочками – альвеолами, собранными в гроздья наподобие винограда. В альвеолах, оплетенных густой сетью таких тонкостенных капилляров, происходит газообмен между кровью и воздухом. Кровь поступает в капилляры по артериям, ответвляющимся от легочной артерии, идущей от сердца, а из капилляров кровь попадает в вены, сливающиеся в легочную вену, идущую к сердцу.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– в каждом легком насчитывается от 300 до 400 млн альвеол;
– у новорожденного диаметр альвеол 0,07 мм, у взрослого – 0,2 мм;
– суммарная площадь поверхности альвеол составляет около 93 м2, т.е. почти в 50 раз больше площади кожи человека;
– в воздухе, поступающем в легкие, содержится 21% кислорода и 0,04% диоксида углерода, а в выдыхаемом воздухе – около 14% кислорода и 4,4% углекислого газа.

Ученик. Легкие – парный орган, расположенный в грудной клетке. Легкие занимают большую часть грудной клетки – от ключичной кости до диафрагмы – куполообразной мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной. Легкие покрыты тонкой оболочкой – плеврой, наружный слой которой выстилает изнутри грудную клетку. В легких собственных мышц нет. Вдох и выдох происходят за счет сокращения и расслабления мышц грудной клетки и диафрагмы.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– по сравнению с объемом легких новорожденного к 12 годам объем легких увеличивается в 10 раз, к концу полового созревания – в 20 раз;
– частота дыхания у взрослого человека составляет в норме 14–20 вдохов в 1 мин, но при значительной физической нагрузке может доходить до 80 вдохов в 1 мин;
– объем вдыхаемого воздуха у взрослого человека составляет около 0,4–0,5 л, а жизненная емкость легких, т.е. максимальный объем легких, примерно в 7–8 раз больше – обычно 3–4 л (у женщин меньше, чем у мужчин), хотя у спортсменов может превышать и 6 л;
– икота – следствие непроизвольных спазматических сокращений диафрагмы, которые обычно прекращаются сами по себе через несколько минут; если этого не происходит, для прекращения икоты надо задержать дыхание или подышать некоторое время в бумажный пакет; при некоторых заболеваниях икота может продолжаться несколько дней, недель и даже лет.

Для закрепления материала давайте обсудим следующие вопросы.

1. Почему после плотной еды тяжело дышать? (Переполненный желудок давит на диафрагму и легкие, затрудняя дыхание. )

2. Почему нужно дышать через нос?

3. Почему говорят: «Когда я ем я глух и нем»?

4. Как влияет курение на голосообразование, на органы дыхания?
(Дым обычной сигареты содержит до 4 тыс. различных соединений, 43 из которых вызывают рак. По сравнению с некурящими риск умереть от рака легких у курящих мужчин выше в 23 раза, а у женщин – в 11 раз. Курение увеличивает в 5 раз риск смерти от эмфиземы легких (заболевания, вызванного снижением проходимости бронхиол вследствие их спазма или воспаления ). Вещества, содержащиеся в дыме, раздражают слизистую гортани, трахеи, бронхов и т.д., приводят к воспалительным процессам в голосовых связках. Последнее приводит к изменению голоса – он становится глуше, грубее. )

5. Людям каких профессий необходимы специальные навыки дыхания?
(Певцам недаром говорят: «Искусство пения есть искусство дыхания». Дикторам на радио и телевидении. Представителей этих профессий учат специальным приемам дыхания, позволяющим управлять воздушной струей при выдохе во время речи или пения. )

6. Как дышат водолазы?
(Водолазы и те, кто трудится в кессонах – особых камерах, которые применяются при постройке мостов и других гидротехнических сооружений, – вынуждены работать при повышенном давлении воздуха. На глубине 50 м под водой водолаз испытывает давление в 5 раз выше атмосферного, а ведь ему иногда приходится опускаться под воду на 100 м и более. При дыхании сжатым воздухом, а не специальной газовой смесью быстрый подъем водолаза на поверхность с такой глубины может оказаться смертельным. Дело в том, что при повышенном давлении кровь, а за ней и ткани насыщаются газами, особенно азотом, которого в воздухе 80%. Кровь при этом становится густой. Если давление воздуха быстро снижается, азот начинает выходить из крови и тканей – кровь «кипит», выделяя пузырьки азота, которые могут закупорить какую-нибудь важную артерию, перекрыв поступление крови в сердце, мозг. Выделяясь из межтканевой жидкости, такие пузырьки могут повреждать различные органы, например суставы. Поэтому водолазов медленно поднимают на поверхность, чтобы газ выделялся только из легочных капилляров. )

7. Какие вы знаете заболевания дыхательных путей?
(Бронхит, гайморит, ларингит, трахеит. )

8. В нашем городе велика частота заболеваний дыхательной системы. В чем причины?
(Низкая температура воздуха зимой, загрязнение воздуха угольной пылью. )

9. Какие виды спорта развивают дыхание?
(Плавание, бег, лыжи, гимнастика и другие виды спорта, связанные с интенсивным дыханием. )

Домашнее задание: изучить § 24.

* Батуев А.С., Кузьмина И.Д. и др. Биология. Человек. Учебник для 9-го кл. общеобразовательных учреждений.

Дыхание - это процесс обмена такими газами, как кислород и углерод, происходящий между внутренней средой человека и окружающим миром. Дыхание человека представляет собой сложно регулируемый акт совместной работы нервов и мышц. Их слаженная работа обеспечивает осуществление вдоха - поступление кислорода в организм, и выдоха - выведение углекислого газа в окружающую среду.

Дыхательный аппарат имеет сложное строение и включает в себя: органы дыхательной системы человека, мышцы, отвечающие за акты вдоха и выдоха, нервы, регулирующие весь процесса обмена воздухом, а также кровеносные сосуды.

Сосуды имеют особое значение для осуществления дыхания. Кровь по венам поступает в легочную ткань, где происходит обмен газами: кислород поступает, а углекислый газ выходит. Возврат насыщенной кислородом крови осуществляется по артериям, которые транспортируют его к органам. Без процесса оксигенации тканей дыхание не имело бы никакого смысла.

Оценка функции органов дыхания производится врачами-пульмонологами. Важными показателями при этом являются:

1. Ширина просвета бронхов.
2. Объем дыхания.
3. Резервные объемы вдоха и выдоха.

Изменение хотя бы одного из этих показателей приводит к ухудшению самочувствия и являются важным сигналом к дополнительной диагностике и лечению.

Кроме того, имеются второстепенные функции, которые выполняет дыхание. Это:

1. Местная регуляция процесса дыхания, благодаря которой обеспечивается приспособление сосудов к вентиляции.
2. Синтез различных биологически активных веществ, осуществляющих сужение и расширение сосудов по мере необходимости.
3. Фильтрация, которая отвечает за рассасывание и распад инородных частиц, и даже тромбов в мелких сосудах.
4. Депонирование клеток лимфатической и кроветворной систем.

Этапы процесса дыхания

Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.

Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:

1. Внешнее дыхание - доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
2. Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
3. Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.

Значение дыхания для человека

Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.

Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:

1. В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
2. В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
3. В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
4. В обонянии.

Дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа, образовавшегося в процессе обмена веществ. В результате биологического окисления в клетках освобождается энергия, идущая на обеспеукреплению сердечно-сосудистой системы, улучшению кровоснабжения всех органов и тканей организма, повышению сопротивляемости различным заболеваниям служат регулярные физические упражнения и труд, соответствующий возрасту и индивидуальным возможностям организма.

Необходимо помнить, что чрезмерные физические и психические напряжения могут вызвать нарушение нормальной работы сердца, его переутомление.

Особенно вредное влияние на сердечно-сосудистую систему оказывают курение и употребление спиртных напитков. Алкоголь и никотин (яд, содержащийся в табаке) отравляют сердечную мышцу и нервную систему, вызывают резкие нарушения регуляции сосудистого тонуса и деятельности сердца. Они ведут к развитию тяжелых заболеваний сердечнососудистой системы и могут быть причиной внезапной смерти. У курящих и употребляющих алкоголь молодых людей чаще, чем у других, возникают спазмы сосудов сердца, вызывающие тяжелые сердечные приступы, иногда и смерть.

Органы дыхания - носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и легкие - обеспечивают циркуляцию воздуха и газообмен (43).

Носовая полость делится костно-хрящевой перегородкой на две половины. Ее внутреннюю поверхность образуют три извилистых носовых хода. По ним воздух, поступающий через ноздри, проходит в носоглотку.

Многочисленные железы, расположенные в слизистой оболочке, выделяют слизь, которая увлажняет вдыхаемый воздух. Обильное кровоснабжение слизистой оболочки согревает воздух. На влажной поверхности слизистой оболочки задерживаются находящиеся во вдыхаемом воздухе пылинки и микробы, которые обезвреживаются слизью и лейкоцитами.

Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцательным эпителием, клетки которого имеют на внешней поверхности тончайшие выросты - реснички, способные сокращаться. Сокращение ресничек совершается ритмически и направлено в сторону выхода из носовой полости. При этом слизь и прилипшие к ней пылинки и микробы выносятся наружу из носовой полости. Через носоглотку воздух проходит в гортань.

Гортань служит для проведения воздуха из глотки в трахею и совместно с ротовой полостью является органом звукообразования и членораздельной речи. Гортань - это полый орган, стенки которого образованы парными и непарными хрящами, соединяющимися связками, суставами и мышцами. Между передним и задним хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Одни из мышц гортани при сокращении суживают щель, а другие - расширяют. Звук голоса возникает в результате колебания голосовых связок при выдыхании воздуха. Оттенки голоса, его тембр зависят от длины голосовых связок и от системы резонаторов, которую составляют полости гортани, глотки, рта, носа и его придаточных пазух.

Трахея или дыхательное горло является продолжением гортани и представляет собой трубку длиной 9-11 см и диаметром 15-18 мм. Стенки ее состоят из хрящевых полуколец, соединенных связками. Задняя стенка перепончатая, содержит гладкие мышечные волокна, прилегает к пищеводу. Трахея делится на два главных бронха, которые входят в правое и левое легкие. Стенка крупных бронхов содержит неполные хрящевые кольца, их просвет всегда открыт. Стенки малых бронхов хрящей не имеют и состоят из эластических и гладкомышечных волокон.

Легкие.

В легких бронхи ветвятся, образуя «бронхиальное дерево», на конечных бронхиальных веточках которого находятся крохотные легочные пузырьки - альвеолы - диаметром 0,15- 0,25 мм и глубиной 0,06-0,3 мм, заполненные воздухом. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием, покрытым тонкой пленкой вещества, препятствующего их спадению. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров. Через их стенки совершается газообмен. Легкие покрыты оболочкой - легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю стенку грудной полости. Щелевидное плевральное пространство между ними заполнено плевральной жидкостью, облегчающей скольжение плевры при дыхательных движениях.

Газообмен в легких и тканях. Газообмен в легких происходит путем диффузии. Кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислота - из крови в воздух (44). В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь, насыщенная кислородом, становится артериальной и через легочные вены поступает в левое предсердие.

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах. Через их тонкие стенки кислород поступает из крови в тканевую жидкость и клетки, а углекислота из тканей переходит в кровь. Разность концентрации кислорода в тканях и крови способствует разрыву непрочной связи кислорода с гемоглобином и его диффундированию в клетки. Концентрация углекислого газа в тканях, где он образуется, выше, чем в крови. Поэтому он диффундирует в кровь, где связывается с гемоглобином или химическими соединениями плазмы, транспортируется в легкие и выделяется в атмосферу.

Жизненная емкость легких состоит из дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. Дыхательным объемом называется количество воздуха, поступающего в легкие при одном вдохе. В покое он равен примерно 500 см 3 и соответствует объему выдыхаемого воздуха при одном выдохе. Если после спокойного вдоха сделать усиленный дополнительный вдох, то в легкие может поступить еще 1500 см 3 воздуха, который составляет резервный объем вдоха.

После спокойного выдоха можно при максимальном напряжении выдохнуть еще 1500 см 3 воздуха. Это резервный объем выдоха.

Таким образом, наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха, равно около 3500 см 3 и составляет жизненную емкость легких. Она больше у спортсменов, чем у нетренированных людей, и зависит от степени развития грудной клетки, от пола и возраста. Под влиянием курения жизненная емкость легких снижается.

Даже после максимального выдоха в легких всегда еще остается 1000-1500 см 3 воздуха, который называется остаточным объемом.