Урок 14. Газообмін у легенях

Знайомі усім ефекти: якщо видихнути на дзеркало, його поверхня замутиться через конденсацію краплин води; якщо людина біжить, частота дихання прискорюється, а після зупинки людина ще довго продовжує прискорено дихати. А ще ми відрізняємо один одного за особливостями голосу. Це результати процесів у органах дихальної системи, про які йтиметься на сьогоднішньому уроці.

Ключові слова: вдих, видих, газовий склад крові, оксигемоглобін, карбгемоглобін, карбоксигемоглобін, життєва ємність легень.

Розгляньмо спершу дихальні рухи людини у вертикальному положенні. Що примушує грудну клітку розширюватися? До цього призводить скорочення зовнішніх міжреберних м’язів та діафрагми. Ребра у результаті такого скорочення розходяться в боки і дещо випинаються вперед. Діафрагма внаслідок скорочення майже удвічі зменшує площу. При цьому вона відтискує донизу органи черевної порожнини. Під час глибокого вдиху скорочуються також деякі м’язи спини і грудей (мал. 33).

Видих у положенні стоячи відбувається пасивно. Розслаблення названих вище м’язів призводить до того, що ребра під впливом тяжіння опускаються донизу, а органи черевної порожнини відтісняють діафрагму частково в грудну клітку. У лежачому положенні дихальні рухи підсилюються внутрішніми міжреберними м’язами і видих, як і вдих, стає активним. Під час фізичних навантажень у дихальних рухах беруть участь м’язи шиї, черевного пресу, поясу верхніх кінцівок тощо.

Існує грудний та черевний тип дихання. Грудний здійснюється за участі міжреберних м’язів, а черевний — за участі діафрагми. Грудний тип дихання частіше спостерігається у жінок, черевний — у людей фізичної праці.

Між листками плеври, в герметичній плевральній щілині, тиск є нижчим за атмосферний. Під час вдиху грудна клітка збільшується в об’ємі, а легені розтягуються, присмоктуючись до внутрішньої поверхні грудної клітки. Об’єм легень при цьому зростає, тиск в них стає нижчим атмосферного і повітря заходить в легені. Важливу роль відіграють еластичні волокна у легенях. Саме вони забезпечують пружність механічних рухів під час вдиху і видиху.

Газообмін між атмосферним повітрям і альвеолярним, між альвеолярним повітрям і кров’ю здійснюється у відповідності до законів фізики.

Показники складу атмосферного повітря залежать від багатьох факторів: температури повітря, висоти над рівнем моря, екологічними обставинами. Суттєво різняться ці показники у закритих приміщеннях. Газовий склад крові залежить від фізичного навантаження, індивідуальних особливостей обміну речовин. Середні показники наведено у таблиці.

Парціальний тиск кисню в альвеолах легень набагато перевищує парціальну напругу кисню у венозній крові, а парціальна напруга вуглекислого газу у крові перевищує парціальний тиск СО_ау альвеолярному повітрі. Це створює умови для обміну газів.

Доросла людина у стані спокою робить 12-16 вдихів щохвилини. За один раз вона вдихає приблизно 500 мл повітря. Під час фізичних навантажень цей показник може зростати у кілька разів. Показником роботи дихальної системи є життєва ємкість легень (ЖЄЛ). Середній показник у дорослої людини становить 4-5 л, але у окремих людей може досягати 6-8 л. Дихальний об’єм легень — це зазначені вище 500 мл повітря, яке людина вдихає та видихає при спокійному диханні; резервний об’єм вдиху — об’єм повітря, який можна вдихнути після нормального вдиху (1,5-2,5 л); резервний об’єм видиху — повітря, яке можна видихнути після нормального видиху (1-1,5 л). Залишковий

об’єм — повітря, яко залишається в легенях після максимального видиху (1-1,5 л). Мертвий об’єм — повітря, яке знаходиться у бронхах, трахеї, гортані (150 мл) і не бере участі у газообміні. У процесі дихання з видихуваним повітрям людський організм втрачає за добу близько 1 л води.

Що відбувається з повітрям у носовій і ротовій порожнинах? Повітря, проходячи крізь носову порожнину під час вдиху, набуває температури тіла, зволожується. Завдяки функціонуванню клітин війчастого епітелію повітря частково очищується, фільтрується від механічних часток. Також тут працюють рецептори нюхового аналізатора. Надійшовши у ротову порожнину, повітря проходить повз лімфоїдну тканину глотки (мигдалини), де очищується. У гортань повітря проходить завдяки тому, що надгортанник під час вдиху є піднятим. Крізь трахею і бронхи повітря проходить, не зазнаючи газообміну, до альвеол. Саме у альвеолах відбувається газообмін. Кожну альвеолу обплутують дуже тонкі капіляри, діаметр яких трохи більший за діаметр еритроцита. Під час видиху повітря з альвеол надходить у бронхи і трахею, далі проходить крізь гортань, де знаходяться голосові зв’язки. Рух повітря крізь них спричинює вібрацію, яка формує голос.

1. Поясніть роль діафрагми у дихальних рухах.

2. Від чого залежить газовий склад крові?

3. Що таке життєва ємність легень?

4. Чому у видихуваному повітрі більше кисню, ніж у альвеолярному?

5. Що відбувається з повітрям у носовій порожнині?

6. Що відбувається з повітрям у легенях?

> Чому після вживання часнику та цибулі не можливо тривалий час позбутися специфічного запаху?

> Грецький історик Плутарх у 336 році н. е. писав, що коли легіонери О. Македонського переходили через гірські хребти, то вони часто скаржилися на головний біль і погане самопочуття. З чим пов’язане нездужання легіонерів?

ЦЕ ЦІКАВО ЗНАТИ!

• Під час другої світової війни у бойових вильотах від кисневого голодування загинуло 72 льотчики.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Костильов