§ 13. Значення дихання. Система органів дихання

Пригадайте, що таке дихання. Як ускладнювалась будова органів дихання у хребетних тварин від риб до ссавців?

Значення дихання. Дихати — означає жити. Без комфорту можна прожити все життя, без їжі — близько 1-1,5 місяця, без води — кілька днів, а без повітря — кілька хвилин. Якщо дихання затримується на 6 хвилин, у головному мозку починаються незворотні процеси. Ще давньогрецький філософ Анаксімен, спостерігаючи за диханням тварин і людини, вважав повітря першопричиною життя.

Організм людини, як і тваринний, отримує енергію в результаті окиснення вуглеводів, жирів і білків. Для того щоб відбувалися ці процеси й вивільнялася енергія, потрібно, щоб кожна клітина організму постійно

одсрлсуваЛо. необхідну КІЛЬКІСТЬ кисню*

Дихання — це сукупність процесів, які забезпечують неперервне надходження кисню до тканин організму, використання його в реакціях біологічного окиснення, а також видалення з організму кінцевих продуктів обміну речовин — вуглекислого газу та частково води.

Система органів дихання. До системи органів дихання людини належать повітроносні шляхи (носова порожнина, глотка, гортань, трахея, бронхи) та легені (іл. 32 а).

Усі повітроносні шляхи побудовані з кісткової та хрящової тканин. Це захищає ці органи від спадання їх стінок і дає можливість повітрю неперервно надходити в легені й виходити назад. Слизова оболонка по-вітроносних шляхів зігріває, зволожує та очищує повітря від пилу та мікроорганізмів.

Носова порожнина (іл. 32 б) розділяється кістково-хрящовою перегородкою на праву й ліву половини. У кожній з них є звивисті носові ходи. За рахунок цього збільшується площа контакту повітря із зовнішнім шаром клітин слизової оболонки, яка вистилає носову порожнину. Слизова оболонка пронизана кровоносними судинами та залозами й густо вкрита війками. Завдяки війчастому епітелію та слизу повітря, що надходить у носову порожнину, очищується від пилу та мікроорганізмів, знезаражується та зволожується. Зігрівається повітря кров’ю, яка тече по густій сітці кровоносних капілярів слизової оболонки. Крім того, досліджено, що війчастий епітелій бере участь у додатковій іонізації молекул 0₂. У зв’язку з цим стало відомо, що придаткові пазухи носа працюють як своєрідні резервуари, у яких кисень готується для активної участі в хімічних реакціях обміну речовин. У слизовій оболонці верхнього носового ходу містяться рецептори, які сприймають запахи.

З носової порожнини повітря потрапляє в глотку, де перетинаються дихальні й травні шляхи. Задня стінка глотки відділена від передньої поверхні хребта прошарком пухкої сполучної тканини, завдяки чому глотка рухлива. У глотці містяться мигдалики. Пригадайте, до яких органів вони належать і яку функцію виконують.

Як частина дихальної й травної систем глотка виконує ряд важливих функцій: дихання, ковтання їжі, голосотворення (іл. 32 б). Глотка вкрита слизовою оболонкою, яка виконує захисну функцію. Завдяки руху війок залозистого епітелію зі слиною й слизом виділяються частинки пилу й бактерії, що потрапили в порожнину глотки. Якщо подразнюється слизова оболонка глотки, виникають кашель і блювання.

Із глотки повітря надходить у гортань (іл. 32). Гортань має вигляд лійки, стінки якої утворені кількома хрящами. Найбільший з них — щитоподібний хрящ. Хрящі рухомо з’єднані між собою м’язами та зв’язками. Між хрящами з обох боків гортані є слизові складки — голосові зв’язки, між якими утворюється голосова щілина. Зверху вхід у гортань прикриває надгортанний хрящ, який перешкоджає потраплянню їжі в гортань і дихальні шляхи (іл. 35).

Нижній відділ гортані переходить у трахею (завдовжки 9-11 см, діаметр — 15-18 мм). Вона міститься в грудній клітці (перед стравоходом) і складається із 16-20 хрящових півкілець, з’єднаних між собою зв’язками, (іл. 32 а). Задня стінка трахеї утворена сполучною тканиною і

прилягає до стравоходу. Така будова не заважає проходженню їжі по стравоходу (іл. 33 а, б).

Внутрішня поверхня трахеї вистелена залозистим та війчастим епітелієм (іл. 33 в), який виконує захисну функцію. Залозистий епітелій виділяє слиз, який зволожує стінки трахеї, а війчастий спрямовує слиз у порожнину глотки.

Трахея переходить у бронхи — лівий і правий. Бронхи складаються з 6-12 хрящових кілець, які запобігають закриттю їхнього просвіту. Разом із кровоносними судинами та нервами бронхи входять у легені (іл. 34 а).

Правий бронх поділяється на три гілки, а лівий — на дві. У кожній легені гілки багаторазово поділяються, утворюючи так зване бронхіальне дерево легені. Найтонші бронхи — бронхіоли — закінчуються альвеолярними ходами, на стінках яких розташовані легеневі міхурці, або альвеоли (діаметр 0,2-0,3 мм).

Стінки альвеол складаються з одного епітеліального шару клітин і обплетені густою сіткою кровоносних капілярів, у яких відбувається газообмін. Альвеоли утворюють дихальну (газообмінну) частину легень, а бронхи — повітроносну. У легенях дорослої людини міститься близько 300-400 млн альвеол, площа їх поверхні становить 100-150 м², тобто вона в 50-75 разів більша, ніж площа усієї поверхні тіла людини (іл. 34 б).

Легені — парний орган (іл. 34 а). Вони займають майже всю грудну порожнину. Права легеня більша і складається із трьох часток, ліва — із двох. На внутрішній поверхні легені розміщені ворота легенів, через які проходять бронхи, легеневі артерії, легеневі вени, лімфатичні судини й нерви. Зовні легені вкриті сполучнотканинною оболонкою — плеврою, яка складається із двох листків. Внутрішній листок зростається з повіт-роносною тканиною, а зовнішній — зі стінками грудної порожнини. Між листками утворюється щілина — плевральна порожнина, заповнена плевральною рідиною. Поверхні обох оболонок гладенькі та слизькі, постійно зволожуються, тому в нормі не відчувається їх тертя під час дихальних рухів.

Основна функція легень — забезпечення газообміну між зовнішнім середовищем та організмом. Крім того, органи дихання виконують й інші функції: захищають від шкідливих впливів зовнішнього середовища, виділяють з організму кінцеві продукти обміну речовин, беруть участь у голосотворенні, сприймають запахи.

Процес утворення голосу та звуків мови. Голос — це могутній інструмент спілкування. Він важливий так само, як зовнішність і манери. Взаєморозуміння між людьми великою мірою залежить від голосових і мовленнєвих даних. Голос може привернути увагу співрозмовника, допомогти переконати його в чомусь, завоювати довіру. Голосом ми збуджуємо або заспокоюємо, зачаровуємо або відштовхуємо.

В утворенні звуків беруть участь:    легені,    бронхи,    трахея

(нижній резонатор); гортань (голосовий апарат); глотка, порожнини рота, носа і придаткові пазухи носа (верхній резонатор). Особлива роль в утворенні звуків належить голосовому апарату (іл. 35), до якого входять складові гортані — голосові складки, голосові зв’язки, голосова щілина, гортанні м’язи.

ГбЛОС — сукупність різних щодо висоти, сили й тембру звуків, які видає людина (або тварина, що дихає легенями) за допомогою голосового апарату. Висоту тону визначає частота коливань повітря, яке проходить через голосовий апарат. Силу голосу — енергія звуку, яка переноситься звуковою хвилею. Індивідуальне забарвлення голосу визначається тембром, який залежить від набору частот. Крім основної частоти, яка визначає висоту тону, є ціла низка більш високих кратних частот (обертонів).

Голосові зв’язки складаються з особливих еластичних волокон, які прилягають до зовнішніх країв голосових складок Між голосовими зв’язками є голосова щілина. Звук утворюється завдяки коливанню голосових зв’язок.

Механізм звукоутворепня в людини й тварин подібний (незважаючи на складність і певну відмінність будови голосових апаратів). Для того щоб утворився звук, потік повітря, який виходить з легень, має пройти через зімкнуті голосові зв’язки. Якщо зв’язки відкриті, повітря пройде через них без звукового супроводу, утворюючи звичайний видих.

Для того щоб пролупав голос, голосові зв’язки повинні зімкнутися, але не щільно (іл. 36). Під тиском повітря, що міститься в легенях, бронхах, трахеї, голосова щілина відкривається на дуже короткий час, і цієї миті частина повітря проривається через щілину між голосовими складками, відтак вони знову змикаються. Отже, під час вимовляння звужу повітряний струмінь, який виходить з нижнього резонатора, періодично з певного частотою переривається й перебуває в стані коливального руху. Ці коливання повітря й створюють звук, що підсилюється у^г верхньому' резонаторі. Так, звужові коливання, що формуються в гортані, підсилюються завдяки здатності глотки змінювати свої об’єм і форму. Крім того, на специфічне звучання та тембр голосу впливають голосові м’язи, які можуть

вкорочувати або видовжувати голосові зв’язки. Людина свідомо регулює скорочення гортанних м’язів, надає голосовим зв’язкам необхідної довжини і напруги.

Хоча голосові зв’язки є в багатьох тварин, членороздільне мовлення і притаманне лише людині. Ця особливість пов’язана з розвитком вищої нервової діяльності. У корі великого мозку є центри мови. Вони узгоджують роботу м’язів усього мовленнєвого апарату і пов’язані зі свідомістю й мисленням. Більш детально з ними ви ознайомитесь під час вивчення теми «Вища нервова діяльність». У мовленні беруть участь губи, язик, мімічні м’язи, м’яке піднебіння, нижня щелепа.

Дихання. Органи дихання: носова порожнина, глотка, гортань, трахея, бронхи, легені. Утворення голосу

Висота звуку залежить від частоти коливань повітря й обумовлена товщиною і довжиною голосових зв’язок та ступенем їхньої напруги. Що довші голосові зв’язки, то менша частота їх коливання і нижчий голос. І навпаки, що коротші голосові зв’язки, то більша частота коливань і вищий голос. Так, у чоловіків довжина голосових зв’язок становить 20-24 мм, у жінок — 18-20 мм, тому голос у чоловіків зазвичай нижчий, ніж у жінок. У дитини гортань маленька, тому голосові зв’язки в неї короткі. Коли вони вібрують, то утворюють короткі хвилі, які відповідають високому голосу. У період статевого дозрівання гортань починає швидко рости й голосові зв’язки подовжуються. І, як наслідок, саме від цього голос змінюється — стає нижчим. Хлопці в цей період ростуть швидко, й голосові механізми гортані змінюються різко, тому підлітки розмовляють то басом, то високим голосом. Відбувається так звана «мутація голосу». У цей період не можна перенапружувати голосові зв’язки, голосно розмовляти, слід оберігатися від застуди.

1. Що таке дихання? Поясніть його значення для людини 2. Розгляньте іл. 32 а; назвіть органи, що належать до: а) органів системи дихання; б) повітроносних шляхів. 3. Уявіть мічену молекулу атмосферного кисню, що проникає під час вдиху в організм. Який шлях пройде з повітрям ця молекула від ніздрів до легень? 4. Яке значення має носова порожнина в процесі дихання? 5. Опишіть будову легені. У чому полягає основна функція легень? 6. Які органи беруть участь в утворенні: а) звуку; б) мови? 7. У якому положенні голосових зв’язок і голосової щілини утворюються звуки? 8. Схарактеризуйте механізм утворення звуків.

9. У чому проявляється взаємозв’язок між будовою органів дихання та їхніми функціями? 10. Чому слід дихати через ніс? 11. Від чого залежать індивідуальні особливості голосу? Чому в жінок голос вищий, ніж у чоловіків? Чому в дітей голос вищий, ніж у дорослих?

12. Порівняйте голосові апарати людини, безхвостих земноводних і птахів.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Міщук