§ 13. Значення дихання для існування організму. Система органів дихання людини, її будова та функції

Пригадайте, що відбувається в процесі дихання рослин. Як дихають наземні хребетні тварини?

Яке значення дихання? Ви вже знаєте з попередніх розділів біології, що людина, як і наземні рослини та тварини, дихає атмосферним повітрям. Його запаси в організмі людини мають постійно поповнюватися, тому що вони обмежені об’ємом легень.

Термін «дихання» позначає три різних, пов’язаних один з одним процеси: легеневу вентиляцію; обмін газів, який відбувається між повітрям у легенях і кров’ю та між кров’ю й іншими тканинами тіла, та тканинне дихання - використання кисню клітинами для реакцій вивільнення енергії. У результаті цих процесів утворюється вуглекислий газ, що виводиться з організму. Легенева вентиляція - це механічні процеси, які забезпечують надходження повітря в легені та виведення його з легень через повітроносні шляхи.

Цілісний процес дихання умовно поділяють на зовнішнє та внутрішнє. Зовнішнє дихання - вентиляція легень (обмін газів між атмосферним повітрям і організмом), а внутрішнє дихання - обмін газів між кров’ю та тканинами і використання кисню клітинами, процеси окиснення органічних речовин у клітинах, унаслідок яких виділяється енергія.

Отже, дихання це сукупність процесів, які забезпечують надходження в організм кисню, використання його для окиснення органічних речовин (білків, жирів, вуглеводів), також видалення з організму вуглекислого газу, що утворився під час реакцій окиснення. Так здійснюється газообмін між організмом людини і навколишнім середовищем.

Дихальна система людини складається з повітроносних шляхів і легень. Повітроносні шляхи - це система з’єднаних між собою порожнистих органів, якими рухається вдихуване та видихуване повітря. Повітроносні дихальні шляхи людини поділяють на верхні та нижні (мал. 57, 1).

Яка будова і функції верхніх дихальних шляхів? Атмосферне повітря містить багато домішок (пил, шкідливі речовини, мікроорганізми тощо), які можуть зашкодити організму людини. Тому перед тим, як потрапити до легень, повітря долає один із захисних бар’єрів - верхні дихальні шляхи. Тут повітря зігрівається, зволожується, очищається, знешкоджуються хвороботворні організми. До верхніх дихальних шляхів належать носова порожнина, носоглотка та ротова частина глотки (ротоглотка).

Носова порожнина сполучається з глоткою. Ця частина глотки має назву носоглотка. Стінки носової порожнини вкриті миготливим, або війчастим, епітелієм (мал. 57, 2), клітини якого виділяють слиз {пригадайте, який різновид епітелію називають миготливим). Він обволікає пил і прилиплі до нього мікроорганізми. Крім того, слиз постійно зволожує стінки носової порожнини, а отже, і повітря, яке проходить через неї. Війки миготливого епітелію рухаються різко і швидко в напрямку ніздрів і плавно та повільно до носоглотки. Завдяки цьому пил і мікроорганізми, які осіли на слизову оболонку, разом зі слизом, як на стрічці конвеєра, видаляються з дихальних шляхів. Слиз також містить речовини, що знешкоджують хвороботворні мікроорганізми.

Стінки носової порожнини мають густу сітку капілярів. Кров, яка тече по ній, зігріває (якщо температура довкілля низька) або охолоджує (якщо підвищена) вдихуване повітря до температури тіла.

Здоров’я людини. Дихати слід лише через ніс. Адже при цьому вдихуване повітря очищається від пилу, зволожується, частково знезаражується, у прохолодну погоду зігрівається, а в спекотну - охолоджується. Дихання ротом у холодну пору року часто стає причиною простудних та інших захворювань.

У слизовій оболонці верхньої частини носової порожнини (нюховій ділянці) містяться особливі нюхові рецептори (чутливі клітини), які сприймають різні запахи. Пил або речовини з різким запахом, потрапивши до носової порожнини, подразнюють ці рецептори і виникає захисний рефлекс - чхання. Це різкий рефлекторний видих через ніздрі. Завдяки чханню з носової порожнини сильним потоком повітря видаляється надлишок

слизу з речовинами-подразниками і виводяться мікроорганізми. У носову порожнину відкривається носослізний канал.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Під час чхання потрібно рот і ніс прикривати серветкою, щоб не стати джерелом поширення хвороботворних вірусів і бактерій.

З носової порожнини повітря потрапляє в носоглотку, де є скупчення лімфатичних вузлів - мигдалики. Вони слугують захисним бар’єром дихальних шляхів. З носоглотки повітря потрапляє в глотку, у якій перетинаються дихальні й травні шляхи. Від глотки починаються дві трубки: дихальна (гортань) та травна (стравохід), розміщений позаду гортані.

Яка будова і функції нижніх дихальних шляхів? До нижніх дихальних шляхів належать гортань, трахея та бронхи. Гортань має лійкоподібну форму. її стінки утворені кількома хрящами (пригадайте будову хрящової тканини), які з’єднані між собою м’язами та зв’язками (мал. 58). Найбільший хрящ гортані - щитоподібний. Він складається з двох пластинок, які спереду з’єднуються між собою під кутом. У чоловіків, на відміну від жінок, цей кут досить гострий, тому в них на шиї добре помітне підвищення - кадик, або, як його ще називають, адамове яблуко. У верхній частині гортані розташований надгортанний хрящ. Це пластинка лист-коподібної форми, яка під час ковтання їжі закриває вхід до гортані, запобігаючи потраплянню сторонніх часток до повітроносних шляхів. Завдяки цьому повітря потрапляє лише в гортань, а їжа - лише у стравохід.

Порожнина гортані вистелена слизовою оболонкою і містить рецептори. У разі випадкового подразнення їх шматочками їжі, різними твердими або рідкими речовинами та газовими сумішами, а також унаслідок запальних процесів виникає захисний дихальний рефлекс - кашель. Це різкий рефлекторний видих через рот. Завдяки кашлю порожнина гортані очищається від сторонніх часток, що дає змогу захистити інші органи дихання.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Під час споживання їжі не слід розмовляти, сміятися та робити різкі рухи. Це може призвести до потрапляння їжі до гортані, що спричинить сильний кашель. В окремих випадках потрапляння їжі до дихальних шляхів може спричинити задуху. Під час кашлю рот потрібно прикривати серветкою, щоб не стати джерелом поширення збудників інфекції.

Гортань - це особлива частина повітроносних шляхів. Крім проведення повітря, вона бере участь у голосоутворенні. У просвіті гортані (в її середній частині) розташований голосовий апарат, основу якого складають голосові зв'язки та голосові м'язи (мал. 59).

Голосові зв’язки утворені паралельно розташованими еластичними волокнами, між якими є голосова щілина. Залежно від ступеня натягу голосових зв’язок ширина щілини змінюється. Коли через голосову щілину проходить видихуване повітря, натягнуті голосові зв’язки починають коливатися, створюючи звук (голос). Що сильніше натягнуті голосові зв’язки, то вищим є утворюваний звук. Гучність звуку при цьому визначається силою, з якою видихається повітря з легень. Коли людина мовчить, голосові зв’язки розходяться, голосова щілина набуває вигляду рівно-бедреного трикутника. Голосові зв’язки можуть робити від 80 до 10 000 коливань за секунду.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Висота голосу людини залежить від довжини голосових зв’язок. У жінок голосові зв'язки коротші, ніж у чоловіків, тому жіночий голос завжди вищий. Відтінки голосу залежать від резонаторів, роль яких виконують порожнини рота, носа, носоглотки, глотки.

У формуванні різних звуків, а особливо звуків мови, беруть участь язик, піднебіння, губи, зуби, щоки, нижня щелепа.

Голос людини здатний змінюватися з віком, що пов’язано з перебудовою голосового апарату. Критичним для розвитку голосового апарату є період статевого дозрівання. У цей період голос «ламається». Голосовий апарат стає дуже вразливим до будь-яких негативних впливів.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Не можна перенапружувати голосові зв’язки, бо їхнє перенапруження, а також запальні процеси змінюють голос, який може стати хрипким і глухим. Дуже шкідливо на голосові зв’язки впливає тютюнокуріння та вживання алкоголю. Якщо виникли проблеми з голосом або ж він зник, потрібно негайно звернутись до лікаря.

З гортані повітря потрапляє в наступний відділ повітроносних шляхів - трахею.

Трахея - дихальна трубка, що побудована з хрящових півкілець, з’єднаних між собою зв’язками. Задня стінка трахеї (де немає хрящових півкілець) прилягає до стравоходу. Вона утворена непосмугованими (гладенькими) м’язами. Така будова трахеї не заважає проходженню їжі по стравоходу та повітря до легень. При цьому задня стінка прогинається всередину трахеї, а їжа не застрягає у стравоході. Внутрішня поверхня трахеї вистелена залозистим і миготливим епітелієм. їхня роль і значення такі самі, як і епітелію носової порожнини та гортані. Залозистий епітелій виділяє слиз, який зволожує стінки трахеї, а миготливий епітелій проштовхує слиз.

У верхній частині грудної порожнини трахея розгалужується на два бронхи - правий і лівий.

Бронхи - частина повітроносних шляхів, які, відгалужуючись від трахеї, заходять до легень. Вони також складаються з хрящових кілець, які запобігають закриттю їхнього просвіту. Внутрішня поверхня бронхів подібно до стінок усіх відділів повітроносних шляхів вкрита одношаровим миготливим (війчастим) епітелієм. Заходячи в легені, бронхи багаторазово галузяться на дрібніші бронхи, які врешті переходять у найдрібніші кінцеві трубочки - бронхіоли. Усю систему розгалуження бронхів називають бронхіальним деревом (мал. 60).

Бронхіоли переходять в альвеолярні ходи, що закінчуються легеневими пухирцями - альвеолами. їхні тонкі стінки вкриті густою сіткою кровоносних капілярів (мал. 61). Стінки альвеол утворені одношаровим епітелієм, а їхня порожнина заповнена повітрям.

Яка будова і функції легень? Легені — парні органи. Права легеня більша за ліву, тому що ліва легеня має заглиблення - так звану серцеву виїмку. Права легеня складається з трьох часток, а ліва - з двох (мал. 62). Кожна легеня має конусоподібну форму: звужену верхівку та розширену основу, що прилягає до діафрагми. На внутрішній (оберненій до серця) поверхні обох легень є ворота легень, через які нерви, бронхи та легенева артерія входять у легеню.

Ззовні кожна легеня вкрита тоненькою щільною сполучнотканинною оболонкою - легеневою плеврою. Вона складається з двох листків - внутрішнього [легеневого) і зовнішнього [пристінкового). Внутрішній листок плеври вкриває саму легеню з усіх боків і зрощений з и поверхнею, а зовнішній листок зрощений зі стінками грудної порожнини.

Між внутрішнім та зовнішнім листками плеври є щілина - плевральна порожнина. Вона містить 1-2 мл рідини, що зменшує тертя листків один об одного під час дихальних рухів. У порожнині плеври в нормі ніколи немає повітря.

а тиск дещо нижчий за атмосферний. Це надзвичайно важливо для нормальної роботи легень, бо сприяє дихальним рухам.

Як ви пригадуєте, дрібні розгалуження бронхів продовжуються у вузенькі трубки, на стінках яких розміщені численні легеневі альвеоли. Альвеоли зібрані у групи, тому мають вигляд грон винограду. У легенях дорослої людини міститься 500-700 млн альвеол. Завдяки цьому загальна площа дихальної поверхні легень становить понад 100 м², що в 50 разів перевищує площу поверхні тіла людини. Тому кров швидко вбирає крізь їхні стінки кисень і віддає вуглекислий газ.

Крім газообміну, легені разом з клітинами крові беруть участь у здійсненні захисних реакцій організму, оскільки в тканині легень міститься велика кількість особливих клітин, здатних знешкоджувати хвороботворні мікроорганізми. Легені забезпечують і видільну функцію, бо через них видаляються назовні водяна пара та деякі газоподібні продукти обміну.

Ключові терміни і поняття: внутрішнє та зовнішнє дихання, пові-троносні шляхи, носова порожнина, носоглотка, глотка, гортань, трахея, бронхи, легені, альвеоли.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Органи дихання забезпечують газообмін між організмом і зовнішнім середовищем. Процеси дихання поділяють на зовнішнє та внутрішнє дихання. Зовнішнє дихання - це обмін газів між атмосферним повітрям і організмом, а внутрішнє -обмін газів між кров’ю та тканинами і використання кисню клітинами, унаслідок чого виділяється енергія.

Дихальна система складається з повітроносних шляхів: верхніх (носові порожнини, носоглотка, глотка) і нижніх (гортань, трахея, бронхи) та легень. У легенях через стінки альвеол відбувається газообмін між повітрям і кров'ю.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ Дайте відповідь на запитання

1. Що таке верхні та нижні дихальні шляхи? 2. Яка будова носової порожнини? Які функції вона виконує? 3. Чому треба дихати через ніс? 4. Що таке носоглотка та ротоглотка? 5. Яка будова та функції гортані? 6. Як побудований голосовий апарат людини? Яке його призначення? Чому не можна перенапружувати голосові зв’язки? 7. Яка будова та функції трахеї? 9. Що собою становлять бронхи та альвеоли?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Виберіть функції носової порожнини: а) повітря, яке вдихається, зволожується; б) повітря, яке вдихається, збагачується киснем; в) повітря, яке вдихається, збагачується вуглекислим газом; г) у носовій порожнині кров збагачується киснем.

2. Позначте орган, у якому перетинаються дихальні й травні шляхи: а) носова порожнина; б) глотка; в) гортань; г) бронхи.

3. Укажіть орган, у якому розміщені голосові зв’язки: а) трахея; б) глотка; в) гортань; г) бронхи.

Установіть правильну послідовність проходження повітря по повітроносних шляхах: а) глотка; б) носова порожнина; в) трахея; г) гортань; д) бронхи.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. І група. Які особливості будови верхніх дихальних шляхів забезпечують функції газообміну, видільну, захисну, голосоутворюваль-

ну? II група. Які особливості будови нижніх дихальних шляхів забезпечують функції газообміну, захисну, видільну?

ПОМІРКУЙТЕ. Чому в будові трахеї та бронхів переважає хрящова тканина?

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ. Поясніть пристосування органів травлення і дихання, які не дають їжі потрапити до гортані. Яких правил поведінки під час вживання їжі потрібно дотримуватися, щоб уникнути потрапляння її в гортань?

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Матяш