Як працює дихальна система

Перед тим як перейти до вивчення роботи дихальної системи людини, пригадайте, які органи входять до її складу. Які функції виконують ці органи? Чим дихальна система людини відрізняється від дихальної системи птахів?

Що таке дихання?

Дихання — це сукупність процесів, які забезпечують надходження в організм кисню, використання його в окисних процесах і видалення з організму вуглекислого газу.

Розрізняють зовнішнє і внутрішнє дихання.

Зовнішнє дихання — це обмін газами між кров’ю та атмосферним повітрям, що відбувається в органах дихання. Внутрішнє дихання — це окисні процеси в клітинах, унаслідок яких виділяється енергія.

В організмі людини зовнішнє дихання відбувається в кілька етапів:

1.    Надходження свіжого повітря, багатого на кисень, до дихальної поверхні завдяки дихальним рухам.

2.    Дифузія кисню через стінки альвеол у кров.

3.    Перенесення газів кровоносною системою організму.

4.    Обмін С0₂ і 0₂ між клітинами і кров’ю, який здійснюється шляхом дифузії через стінки клітин.

Грудне та черевне дихання

У процесі дихання беруть участь діафрагма та м’язи тулуба — передусім міжреберні. Залежно від того, дія яких з них є основною, розрізняють черевне та грудне дихання. При черевному диханні в акті видиху переважає м’язове зусилля, що створюється діафрагмою, а при грудному — м’язове зусилля, що створюється міжреберними м’язами.

Надзвичайно важливу роль у процесі дихання відіграє плевра — оболонка, яка вкриває легені ззовні і складається з двох листків. Внутрішній листок укриває легені, а зовнішній вистилає грудну порожнину. Між цими листками є тоненький простір з невеликою кількістю рідини.

Як відвуваються вдих і видих?

Під час вдиху діафрагма, яка має куполоподібну форму, скорочується і стає більш плоскою. Міжреберні м’язи також скорочуються і піднімають ребра. У результаті внутрішній об’єм грудної порожнини збільшується. При цьому зовнішній листок плеври віддаляється від внутрішнього, але, оскільки простір між ними є герметичним, тут виникає зона низького тиску. Тимчасом тиск усередині легень дорівнює атмосферному (адже легені сполучаються з атмосферою). Через різницю тисків легені розтягуються, і в них іззовні заходить повітря (мал. 12.1).

Під час видиху діафрагма розслабляється, знову стає куполоподібною і тисне знизу на легені. Одночасно розслабляються міжреберні м’язи, і ребра під дією сили тяжіння опускаються донизу. Об’єм грудної клітки зменшується, вона тисне на стінки легень. Під тиском діафрагми і грудної клітки з легень виштовхується повітря. Відтак тиск усередині легень вирівнюється з атмосферним.

Як від&уваєтося газоовмін?

Газообмін між повітрям і кров’ю відбувається в альвеолах. Усього в легенях налічується близько 700 млн альвеол, а їхня загальна площа поверхні в різних людей становить від 60 до 120 м². Саме завдяки такій великій площі газообмін здійснюється дуже швидко.

Кисень з повітря, яке надійшло до альвеол, розчиняється в рідині, що вкриває їхню поверхню. Відтак унаслідок процесу дифузії кисень потрапляє в капіляри, розташовані поблизу поверхні альвеол. У клітинах крові еритроцитах міститься білок гемоглобін, який захоплює кисень і транспортує його до клітин організму. Коли еритроцити потрапляють у капіляри тканин, відбувається газообмін у тканинах. Кисень з еритроцитів переходить у тканинну рідину, а з неї — у клітини тканин. Із тканинної рідини в капіляри надходить вуглекислий газ.

Як змінюється склад повітря під час описаних процесів, можна прослідкувати за допомогою таблиці.

Зміни, що відбуваються зі складом повітря під час дихання

Як утворюються звуки?

Одна з основних функцій дихальної системи людини — утворення звуків. Саме завдяки органам цієї системи ми можемо розмовляти. Органи, що беруть участь в утворенні голосу,— це гортань, порожнина глотки, порожнина носа, ротова порожнина, язик, губи, зуби, щелепи. Але головну роль у цьому процесі відіграють голосові зв’язки гортані (мал. 12.2).

Голосові зв’язки складаються з еластичних пружних волокон. Вони натягнуті впоперек гортані паралельно одна одній, а між ними розташована голосова щілина. Натяг голосових зв’язок регулюють прикріплені до них м’язи.

Голос утворюється під час проходження видихуваного повітря через голосову щілину, що спричиняє коливання натягнутих зв’язок. Висота голосу зростає зі збільшенням частоти коливань голосових зв’язок. Керують утворенням звуків центри мовлення — групи клітин

головного мозку, що узгоджують роботу м’язів усього мовленнєвого апарату.

•    Вентиляція легень у здорової людини досягає 5-9 л за одну хвилину.

•    Адамове яблуко — це опукла частина хряща, який охоплює гортань. Розмір адамового яблука визначається розміром гортані і є спадковою ознакою. Його розвиток залежить від дії гормонів, вплив яких починається під час статевого дозрівання. У чоловіків адамове яблуко помітно більше, ніж у жінок.

•    Мутація голосу — це різкі й часті перепади висоти голосу, що виникають у процесі статевого дозрівання у хлопців. Обумовлюється така зміна інтенсивним зростанням гортані в цей період розвитку.

•    Коли під час дихання гемоглобін крові сполучається з киснем, то ця сполука є нестійкою. А от якщо замість кисню до кровоносної системи потрапляє чадний газ (СО), то наслідки є вкрай невтішними. Ця сполука утворює з гемоглобіном дуже міцний зв'язок, який важко розірвати. У результаті гемоглобін втрачає здатність переносити кисень, тому навіть незначна кількість чадного газу у крові становить небезпеку для життя людини.

•    Шепіт — це тихе мовлення, при якому слова вимовляються без участі голосових зв'язок. Під час шепоту зв'язки не вібрують, як при звичайному мовленні. Але вони зближуються, і повітря треться об край голосової щілини. Усі інші частини голосового апарату людини працюють, як звичайно. Розрізняють три типи шепоту— тихий, помірний і голосний.

Процес дихання людини головним чином забезпечується рухами діафрагми та міжреберних м’язів. Надзвичайно важливе значення при цьому має плевра. В утворенні голосу головну роль відіграють голосові зв’язки, які розташовані в гортані.

Перевірте сво'і знання

1.    Яку роль в утворенні голосу відіграють голосові зв’язки?

2.    Які органи формують голос?

3.    Від чого залежить висота голосу?

4.    Чому відбувається мутація голосу?

5.    Як відрізняється склад вдихуваного та видихуваного повітря?

6.    Яку роль відіграє дифузія в процесах газообміну?

7.    Які процеси відбуваються під час газообміну в легенях?

8^х-. Як відбувається вдих?

9*. Як відбувається видих?

10*. Чому поверхня легень повинна постійно бути вологою?