Дихання

Дихання та його значення

Основні поняття й ключові терміни: ДИХАННЯ. Легеневе дихання Пригадайте! Що таке зяброве, трахейне, шкірне, легеневе дихання тварин?

Поміркуйте!

На картині «Дослід з повітряним насосом» (1768), автором якої є видатний британський художник Джозеф Райт (1734-1797), зображений експеримент із птахом у закритій скляній посудині, з’єднаній із повітряним насосом. Цей дослід демонструє значення дихання для життєдіяльності організмів. Раніше вважали, що організми дихають лише для видалення надлишку тепла. І лише після багатьох досліджень та експериментів було доведено справжню роль дихання. Що ж було з’ясовано?

ЗМІСТ

Яке значення має дихання для організму людини?

Дихання, разом із живленням і травленням, є першим етапом обміну речовин, енергії та інформації, на якому організм людини отримує всі необхідні речовини. Харчові продукти надходять із їжею, складні поживні сполуки розщеплюються та всмоктуються, а кров і лімфа доставляють їх до клітин. А що далі? Клітинам для життєдіяльності потрібна ЕНЕРГІЯ. І ось саме на цій стадії й проявляється сутність дихання, основна роль якого полягає у вивільненні енергії поживних речовин за допомогою кисню.

Цілісний процес дихання умовно поділяють на три етапи: зовнішнє дихання, транспорт газів і внутрішнє дихання. Зовнішнє дихання ще називають газообміном, оскільки відбувається обмін газів між організмом і навколишнім середовищем. Завдяки фізичним процесам, на цьому етапі організм людини отримує кисень і позбавляється від С0₂. Другий етап - транспорт газів в організмі. Це забезпечують рідини тіла людини - кров, лімфа і тканинна рідина. Гази розчиняються в плазмі або з’єднуються з гемоглобіном крові й транспортуються до клітин. Внутрішнє дихання

Основні етапи дихання

1. Зовнішнє дихання

2. Транспорт газів

3. Внутрішнє дихання

відбувається вже в клітинах. Прості поживні речовини (амінокислоти, жирні кислоти, глюкоза) за допомогою ферментів клітини розщеплюються до води й С0₂. І саме при цьому вивільняється така необхідна для життєдіяльності організму ЕНЕРГІЯ. І саме для цього потрібен КИСЕНЬ, що бере участь у цих хімічних реакціях окиснення.

Значення дихання не обмежується доставкою кисню й видаленням С0₂. Разом із повітрям з організму людини видаляється надлишок тепла (терморегуляційна функція), до нюхових рецепторів носової порожнини несуть інформацію пахучі сполуки (інформаційна функція) тощо.

Отже, ДИХАННЯ - сукупність фізичних і хімічних процесів, що здійснюють надходження кисню в організм, його доставку та використання клітинами для отримання енергії та виведення з організму вуглекислого газу.

Які процеси є основою дихання?

Як ви зрозуміли, дихання є одним із проявів обміну речовин, основу якого складають фізичні й хімічні процеси.

У здійсненні надходження кисню та виведення С0₂ з організму беруть участь такі основні фізичні процеси, як дифузія та конвекція. Перший із них -дифузія - пасивне переміщення молекул дихальних газів через клітинні мембрани з ділянок, де їхня концентрація більша, в ділянки, де концентрація є меншою. Другий механізм - конвекція - активне перенесення дихальних газів середовищем, що рухається за допомогою органів. Під

час дихання кисень і вуглекислий газ переносяться повітрям до легень, а в середині організму - кров’ю.

Хімічною складовою дихання є біологічне окиснення, що здійснюється в клітинах. Окиснення - це хімічні реакції розщеплення сполук за допомогою кисню, що супроводжуються вивільненням енергії. Кінцевими продуктами окиснення є вода та вуглекислий газ. Енергія, що вивільняється при окисненні в клітинах, акумулюється в АТФ.

Фізичні й хімічні перетворення дихальних газів відбуваються послідовно і є основою для виділення таких процесів дихання, як:

1)    вентиляція легень (активне переміщення потоку повітря в легені завдяки конвекції);

2)    газообмін у легенях (пасивне переміщення газів між повітрям і кров’ю шляхом дифузії);

3)    транспорт дихальних газів (активне переміщення газів потоком крові завдяки конвекції);

Основні процеси дихання

1. Вентиляція легень

2. Газообмін в легенях

3. Перенесення газів

4. Газообмін в тканинах

5. Клітинне дихання

4)    газообмін у тканинах (пасивне переміщення газів між повітрям і кров’ю шляхом дифузії);

5)    клітинне дихання (вивільнення енергії з поживних сполук шляхом окиснення).

Отже, ДИХАННЯ - сукупність складних фізичних і хімічних процесів, спрямованих у кінцевому результаті на отримання енергії для життєдіяльності організму.

Які особливості дихання людини?

Легеневе дихання - це дихання за допомогою внутрішніх спеціалізованих органів газообміну, якими є легені.

Такий тип дихання передбачає тісний взаємозв’язок дихальної системи з кровоносною, опорно-руховою та регуляторними системами. Окрім того, дихання людини має ряд особливостей, що визначаються її соціальною природою.

У зв’язку з прямоходінням грудна клітка в людини сплющена спереду назад, що суттєво впливає на дихання.

Встановлено, що верхівка легень, у зв’язку з малою рухомістю верхніх ребер, вентилюється недостатньо, а нижні частки легень, завдяки скороченню діафрагми, забезпечуються потоком повітря якнайкраще. У зв’язку з цим, у людини виділяють три типи дихання - грудне, черевне та змішане. Грудне дихання є реберним, черевне - діафрагмальним, а змішане - забезпечується скороченням міжреберних м’язів і діафрагми. Переважання того чи іншого типу дихання залежить від статі (у жінок здебільшого грудне), віку (у новонароджених черевне дихання, у дітей 2 років - змішане, у дітей 3-7 років - грудне), професії (у людей, що займаються фізичною працею переважає черевне дихання). Найсприятливішим для вентиляції легень є змішаний тип дихання.

Позначається на диханні й суспільний спосіб життя, під час якого найінтеисивніше споживають кисень кора великого мозку, серце, печінка і нирки, тому ці органи потребують його швидкого доставлен-ня відповідно до їх потреб.

У людини дуже добре розвинені механізми регуляції дихання, особливо ті, що здійснюються за участю кори великого мозку. Високий рівень залежності дихання від кори півкуль обумовлений участю дихання в утворенні звуків, що забезпечується голосовим апаратом гортані. Спостерігається взаємозв’язок дихання і з позитивними та негативними емоціями. Так, глибоке черевне дихання заспокоює людину, а гнів чи стресова ситуація спричиняють перехід на грудне дихання.

Отже, дихання людини має особливості, пов'язані з прямоходінням, суспільним способом життя, мовою та емоціями.

ДІЯЛЬНІСТЬ Навчаємося пізнавати

Демонстраційний дослід. ВИЯВЛЕННЯ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ

Мета: формування умінь обґрунтовувати й застосовувати знання процесів дихання під час пояснення спостережень.

Теоретичні відомості

Вапняна вода - це насичений розчин гідроксиду кальцію - Са(ОН)₂. Вуглекислий газ, СО₀ - це безбарвний газ, який не має запаху, важчий за повітря і розчинний у воді. Незначна кількість СО^ нешкідлива і навіть необхідна для життя людини, але при концентрації його в повітрі понад 3 % він стає небезпечним, а при 10 % і більше - смертельним.

Хід роботи:

1.    Для дослідження беруть вапняну воду, куплену в аптеці чи приготовлену в кабінеті хімії.

2.    У пробірку з вапняною водою опускають нижній кінець чистої скляної трубки, через її верхню частину кілька разів видихають повітря з легень.

3.    У робочому зошиті опишіть результат досліду та запишіть хімічну реакцію взаємодії вуглекислого газу з вапняною водою.

Біологія + Рекорди

Німецький фрідайвер Том Сітас протримався без повітря 22 хвилини і 22 секунди. В 1991 році 70-річ-ний індійський йог Равіндра Мішра провів під водою в стані медитації 144 години 16 хвилин і 22 секунди. Ці досягнення дивують. Як людина може затримати дихання на такий тривалий час, якщо відомо, що клітини мозку без кисню гинуть уже через 4 хвилини?

Біологія + Медицина

Рухи діафрагми відповідають кількості вдихів і визначають їхню глибину. Хоча їх у 4-5 разів менше, аніж серцевих скорочень, вони проштовхують кров сильніше, ніж серце. Недарма діафрагму називають другим серцем. Коли вона функціонує правильно, відбувається оновлення 75-80% об’єму повітря при кожному вдихові. Що таке діафрагма? Яка її роль в організації правильного дихання?

гя РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Запитання для самоконтролю
1-6	1. Що таке дихання? 2. Які є етапи дихання в людини? 3. Які фізичні й хімічні процеси є основою дихання? 4. Які основні процеси дихання людини? 5. Що таке легеневе дихання? 6. Які причини особливостей дихання людини?
7-9	7. Яке значення має дихання для організму людини? 8. Які процеси є основою дихання? 9. Які особливості дихання людини?
10-12	10. Доведіть необхідність знань про діафрагму для збереження здоров'я людини.

Дихальна система людини

Основні поняття й ключові терміни: ДИХАЛЬНА СИСТЕМА. Повітро-носні шляхи. Легені

Пригадайте! Які етапи та основні процеси дихання?

Доведіть!

Йога — це найдавніший спосіб життя для досягнення повноцінного здоров’я. Йоги приділяють величезну увагу формуванню умінь правильного дихання. Існує розділ йоги (хатха-йога), що за допомогою різних поз (асан) та спеціальних дихальних вправ (пранаям) навчає розвивати й поліпшувати можливості всього організму. «Йога існує у світі, тому що все взаємопов’язано», — як сказав один мудрець. Доведіть взаємозв’язок органів дихання з іншими органами людини.

ЗМІСТ

Які функції дихальної системи людини?

ДИХАЛЬНА СИСТЕМА ЛЮДИНИ - це сукупність органів, що забезпечують надходження кисню, газообмін і видалення вуглекислого газу. Ця фізіологічна система складається з повітроносних шляхів і легень, розташованих у середині тіла. Тому її основними функціями є проведення повітря з киснем, виділення повітря з вуглекислим газом та функція газообміну повітря з кров’ю. Усі ці процеси складають етап зовнішнього дихання.

Для проведення повітря органи дихання й стінки повітроносних шляхів побудовані з кісток і хрящів, завдяки яким вони не западаються і повітря вільно циркулює під час видиху та вдиху.

Тісний взаємозв’язок органів дихання з іншими органами забезпечує виконання додаткових функцій. Внутрішня слизова оболонка повітроносних шляхів містить слизові залози, секрет яких зволожує, обволікає та видаляє пилинки й мікроорганізми, що надходять із повітрям (захисна функція). Носова порожнина містить нюхові рецептори, що сприймають та передають інформацію до кори півкуль, де формуються нюхові відчуття (чуттєва функція). У гортані розташований голосовий апарат,

який у співпраці з язиком, губами, щоками, головним мозком забезпечує мову людини (звукоутворююча функція). А тісні контакти органів дихання з кровоносними судинами зумовлюють участь дихальної системи в терморегуляції організму.

Таблиця. ФУНКЦІЇ ДИХАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ЛЮДИНИ

Назва	Зміст
Повітроносна	Проведення повітря для газообміну в легенях
Видільна	Видалення з крові вуглекислого газу в процесі газообміну
Газообмін	Швидкий обмін киснем і вуглекислим газом між повітрям і кров'ю
Тепло- регуляторна	Регуляція температури тіла через випаровування води з поверхні легень або зігрівання вдихуваного повітря
Захисна	Слиз і війчастий епітелій дихальних шляхів знешкоджують мікроорганізми, затримують пил, зволожують повітря
Чуттєва	У носовій порожнині містяться нюхові хеморецептори, що є початковою ланкою у формуванні нюхових відчуттів
Звуко-утворююча	Гортань містить голосовий апарат, що забезпечує утворення звуків при видиханні повітря

Отже, органи дихання, виконуючи основні й додаткові функції, тісно взаємопов'язані з іншими органами й системами: опорно-руховою, кровоносною, травною та нервовою.

Яка будова та функції повітроносних шляхів?

ІІовітроносиі шляхи - це органи дихальної системи, що служать для проведення вдихуваного та видихуваного повітря. Ці шляхи поділяються на верхні (носова порожнина та глотка) і нижні (гортань, трахея і бронхи). Стінки органів утворені трьома оболонками: сполучнотканинною, м’язовою та слизовою. До верхніх дихальних шляхів, що першими приймають повітря із навколишнього середовища, належать носова порожнина та глотка.

Таблиця. БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ ПОВІТРОНОСНИХ ШЛЯХІВ

Назва	Будова	Функції
Носова порожни на	Початковий відділ системи з носовими ходами, при-носовими пазухами. Слизова оболонка має нюхові рецептори, слизові залози, війковий епітелій і густу сітку капілярів. Слиз містить лізоцим	Зігрівання, зволоження, очищення, знешкодження повітря. Сприйняття запахів
Глотка	Лійкоподібний утвір, має отвори (хоани), що з'єднують з носовою порожниною, та скупчення лімфатичних мигдаликів (кільце Пирогова)	Повітроносна, захисна
Гортань	Стінки утворені парними і непарними хрящами, що з'єднані рухомо зв'язками, містить голосовий апарат із голосовими зв'язками. Надгортанний хрящ закриває вхід у гортань під час ковтання їжі	Повітроносна, захисна, звукоутворююча (під час видихання повітря)
Трахея	Розташована спереду стравоходу, має вигляд трубки довжиною 8-15 см з 16-20 хрящових напівкілець. Внутрішню поверхню вистилає слизова оболонка з війковим епітелієм і лімфовузликами	Повітроносна, захисна
Бронхи	Правий і лівий головні бронхи розгалужуються до бронхіол з утворенням бронхіального дерева. Стінки мають хрящові кільця	Повітроносна, захисна

Отже, будова повітроносних шляхів пристосована до проведення, зволоження, зігрівання чи охолодження, очищення та знешкодження повітря, що повинно потрапити в легені.

Які особливості будови легень?

Легені - це органи дихання, розташовані в грудній порожнині, що здійснюють функцію газообміну. Це парні органи: права легеня - більша і складається з 3 часток, ліва - з 2 часток. Ззовні легені вкриті легеневою плеврою з 2 листків: внутрішній листок зрощений з легенями, а зовнішній - зі стінками грудної порожнини. Між листками знаходиться вузька порожнина плеври з рідиною (полегшує ковзання листків плеври під час дихальних рухів) і негативним тиском (на 6-9мм рт ст нижчий від атмосферного). На внутрішній поверхні легень розміщені ворота легенів, через які входять бронхи, легенева артерія та нерви, а виходять дві легеневі вени й лімфатичні судини. Легені у людини, як і у всіх ссавців, мають альвеолярну будову. Альвеоли - це легеневі пухирці діаметром 0,15 мм, що є випинаннями альвеолярних мішечків. Стінки альвеол складаються з одношарового плоского епітелію й тонкого шару еластичних волокон, вкриті сіткою кровоносних капілярів. Внутрішня поверхня альвеол вкрита плівкою з особливих речовин, що полегшують дифузію газів, перешкоджають їх злипанню та захищають від мікроорганізмів. Кількість альвеол в обох легенях 300-350 мли, їхня загальна поверхня перевищує 100 м², тобто в 50 разів більша за поверхню шкіри, що забезпечує дуже швидкий газообмін в легенях.

ДІЯЛЬНІСТЬ Біологія + Музика Спів, вокальне мистецтво, - мистецтво передачі за допомогою співацького голосу змісту музичного твору.

Людина, яка співає, називається співаком, або вокалістом. Найчастіше співаків класифікують за звуковим діапазоном.

Які різновиди голосу

співаків вам відомі? Назвіть відомих українських та всесвітиьовідо-мих співаків. Як ви думаєте, які особливості голосового апарату дозволили їм стати гарними співаками? Поясніть процес утворення голосу та звуків мови в людини.

Навчаємося пізнавати

Самостійна робота з ілюстрацією На малюнку зображені елементи будови дихальної системи людини.

Визначте, якими цифрами позначені носова порожнина, трахея, гортань, глотка, бронхи, плевра, міжреберні м’язи, легені, діафрагма.

Заповніть таблицю, вказавши функції названих органів.

Назва

Позначення

Функції

Зіставте з органами їхні латинські назви: саоііаз пазі, рНагупх, Іагіпх, ігаскеа, Ьгопскоз, рпеитоп (риїтопез), ріеига, діаркгадта, іпіегсозіаі тизсіез.

Біологія + Хімія

Хто їсть яблука, той легше дихає. До такого висновку дійшли вчені Корнелського університету в Нью-Йорку. Науковці встановили, що багато хвороб, у тому числі й захворювання легень, виникають під впливом вільних радикалів. Фахівці вважають, що в цій ситуації слід підживлювати легені вітамінами С та А, що є антиоксидантами (сполуки, що припиняють утворення вільних радикалів). Тому не забувайте урізноманітнювати свій раціон яблуками. Наведіть власні приклади, що доводять взаємозв’язок дихання з травленням та живленням.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Запитання для самоконтролю
1-6	1. Що таке дихальна система? 2. Яка будова дихальної системи? 3. Що таке по-вітроносні шляхи? 4. Назвіть функції повітроносних шляхів. 5. Що таке легені? 6. Яке значення легень?
7-9	7. Які функції дихальної системи людини? 8. Яка будова та функції повітроносних шляхів? 9. Які особливості будови легень?
10-12	10. Поясніть взаємозв'язок між будовою та функціями органів дихання.

Процеси дихання

Основні поняття й ключові терміни: Вентиляція легень. Газообмін у легенях. Транспорт газів кров'ю. Газообмін у тканинах.

Пригадайте! Що таке дихання та дихальна система?

Поміркуйте!

Повітря — природна суміш газів, з яких складається атмосфера Землі. Основними компонентами повітря є азот (78,09% за об’ємом) і кисень (20,95%), а також невелика кількість вуглекислого газу, водяної пари та інертних газів (аргон, неон тощо). Чому саме кисень використовується для дихання, а не азот, якого в повітрі набагато більше?

ЗМІСТ

Як відбувається вентиляція легень?

Вентиляція легень - обмін повітря між зовнішнім середовищем і альвеолами легень, що здійснюється за допомогою ритмічних дихальних рухів - вдиху та видиху. Оскільки легені людини не мають власних м’язів, то їхню вентиляцію здійснюють: а) грудна клітка із зовнішніми й внутрішніми міжреберними м’язами, що приводять її в рух; б) діафрагма; в) допоміжні вдихаючі м’язи (грудні, трапецієподібний); г) допоміжні видихаючі м’язи (черевні). В альвеоли легень атмосферне повітря надходить завдяки вдиху, а виходить із них із зміненим складом за допомогою видиху.

Вдих — активний процес, що забезпечує збільшення грудної клітки. Під час спокійного вдиху міжреберні зовнішні м’язи скорочуються й піднімають ребра, діафрагма скорочується, стає плоскішою та опускається донизу. При цьому об’єм грудної порожнини збільшується, тиск у легенях стає меншим за атмосферний, і повітря надходить у легені. Під час глибокого вдиху відбувається одночасне скорочення міжреберних м’язів, діафрагми, а також деяких м’язів грудної клітки та плечового поясу.

Видих — пасивний процес, під час якого зменшується грудна клітка. При спокійному видиху міжреберні зовнішні м’язи розслаблюються і ребра опускаються

донизу, діафрагма розслаблюється та стає випуклою. Завдяки цьому, об’єм грудної клітки зменшується, тиск у легенях стає більшим за атмосферний і повітря виходить з легень. При глибокому видихові відбувається скорочення внутрішніх міжреберних м’язів та м’язів черевної стінки.

Отже, вентиляція легень здійснюється завдяки дихальним рухам -вдиху і видиху, що постійно й ритмічно змінюють один одного.

Чим відрізняється обмін газів у легенях від газообміну в тканинах?

Вдихуване повітря містить майже 21% кисню, приблизно 0,03% вуглекислого газу й близько 79% азоту, води та інертних газів. Після газообміну в легенях склад видихуваного повітря інший: кисню 16,3%, вуглекислого газу 4% і 79,7% азоту, води та інертних газів. Різний вміст кисню та вуглекислого газу у вдихуваному й видихуваному повітрі пояснюється обміном газів у легенях.

Газообмін у легенях - обмін О, і СО, шляхом дифузії між альвеолярним повітрям і венозною кров’ю, що здійснюється завдяки різниці парціальних тисків кожного з дихальних газів. Відбуваються ці процеси в альвеолах і найближчих до них елементах будови дихальних шляхів: бронхіолах, альвеолярних мішечках. У повітрі, яке вдихає людина, кисню більше, ніж у венозній крові, що надійшла в легеневі капіляри по артеріямх малого кола кровообігу. Тому кисень у результаті дифузії вільно проходить через стінки альвеол і капілярів у кров. Водночас вуглекислий газ також у результаті дифузії проникає із венозної крові в альвеолярне повітря й під час видиху виводиться з організму.

Отже, значення газообміну в легенях: а) венозна кров позбавляється вуглекислого газу й насичується киснем, перетворюючись із венозної в артеріальну; б) підтримується сталий склад альвеолярного повітря, що має важливе значення для гомеостазу.

Газообмін у тканинах - обмін О, і С0₂ шляхом дифузїі між артеріальною кров'ю капілярів і тканинною рідиною, що здійснюється завдяки різниці парціальних тисків кожного з дихальних газів. Відбувається цей етап у тканинах також унаслідок дифузії. У артеріальній крові капілярів кров, що надійшла по судинах великого кола кровообігу, містить більше кисню, аніж тканинна рідина. Тому кисень у результаті дифузії вільно проходить через стінки капілярів у рідину, з якої проникає в клітини й одразу вступає в реакції окиснення. Водночас вуглекислий газ, що при цьому утворюється, у результаті дифузії проникає з клітин у тканинну рідину' і далі в кров.

Отже, значення газообміну в тканинах: а) артеріальна кров постачає киснем клітини і позбавляє їх від вуглекислого газу, перетворюючись у венозну; 6) підтримується сталий склад тканинної рідини, що має важливе значення для гомеостазу.

Які особливості транспорту дихальних газів кров'ю?

Транспорт газів кров’ю - перенесення кров'ю О, від легень до клітин і С0₂ від клітин до легень. Здійснюється цей етап кровоносною системою в такій послідовності. По легеневих артеріях малого кола кровообігу до легень надходить венозна кров з вуглекислим газом, а по легеневих венах від легень уже тече артеріальна кров, насичена киснем. Вона надходить до серця, звідти - до великого кола кровообігу, яким переноситься до тканин. У тканинах кров віддає кисень, забирає вуглекислий газ, перетворюючись у венозну. Ця кров надходить до серця й спрямовується малим колом кровообігу знову до легень.

Транспорт кисню від легень до тканин здійснюється переважно гемоглобіном еритроцитів крові, що є основним транспортувальником кисню. Незначна частка 0₂ (близько 1%) транспортується в плазмі у розчиненому стані, оскільки розчинність кисню у воді невелика. Гемоглобін містить атом двовалентного заліза, що зв’язує кисень і перетворюється на оксигемоглобін (НЬ0₂). Один грам гемоглобіну може приєднати 1,34 мл кисню.

Транспорт вуглекислого газу від тканин до легень здійснюється трьома способами: 1) у розчиненому стані (10 %); 2) у вигляді карбге-моглобіну (10 %); 3) у вигляді карбонатів (80 %). Розчинність С0₂ у воді більша за розчинність кисню, тому й більша частка вуглекислого газу переноситься плазмою крові. Частина вуглекислого газу зв’язується з гемоглобіном з утворенням карбгемоглобіну (НЬС0₂). Ця сполука є нестійкою та легко розпадається в легеневих капілярах. Решта С0₂ взаємодіє з водою плазми крові, утворюючи карбонатну кислоту (Е^СОз). Ця кислота одразу розпадається з утворенням Натрію і Калію гідрогенкарбоиатів (МаНСО_й і КНС0₃). У легенях ці солі дисоціюють, і звільнений вуглекислий газ надходить в альвеоли.

Отже, кисень і вуглекислий газ транспортуються кров'ю по-різному, оскільки розчинність цих дихальних газів різна.

ДІЯЛЬНІСТЬ Навчаємося пізнавати

Завдання на з застосування знань

Вправа 1. Порівняйте склад вдихуваного та видихуваного повітря і дайте відповідь на запитання:

-    Чому вміст кисню у видихуваному повітрі зменшився?

-    Чому вміст вуглекислого газу у видихуваному повітрі збільшився?

-    Чому вміст азоту у видихуваному повітрі майже не змінився?

Повітря	Вміст газів (%)
	кисень	вуглекислий газ	азот, вода, інертні гази
Вдихуване	21	0,03	79,03
Видихуване	16,30	4,00	79,70

Вправа 2. Під час спокійного вдиху до легенів надійшло 0,5 л повітря. Визначте, скільки кисню (у мл) при цьому надійшло з легень у венозну кров легеневих артерій і скільки вуглекислого газу надійшло з венозної крові легеневих артерій у легені.

Вправа 3. Вкажіть правильну' послідовність процесів, що характеризують переміщення кисню в організмі: с - вдих атмосферного повітря; ч - утворення оксигемоглобіну й розчинення в плазмі; н - дифузія кисню в тканинну рідину; о - пасивний транспорт кисню за допомогою клітинних мембран; в - участь кисню в реакціях окиснення з вивільненням енергії, потрібної для життя; є - дифузія кисню з альвеол у кров; е - переміщення артеріальної крові до тканин.

Якщо правильно визначите послідовність, прочитаєте в таблиці прізвище науковця, який відкрив карбгемоглобін.

Біологія + Хімія

Елемент Оксигеи за поширеністю у Всесвіті займає 3-є місце після Гідрогену та Гелію. Це найпоширеніший хімічний елемент на Землі. На його частку припадає 47 % маси земної кори,

85,7 % маси гідросфери, 23,15 % маси атмосфери та 25,6 % у живій природі. Запропонував назву «оксиген» і пояснив його роль у процесах горіння й дихання відомий французький учений, один із засновників сучасної хімії Антуан-Лоран де Лаву азьс (1743-1794). Що являє собою Оксиген з погляду хімії?

Біологія + Медицина

Атмосферний тиск - важливий кліматичний чинник, що діє на живі організми. Одним із проявів впливу пониженого атмосферного тиску на людину є гірська, або висотна, хвороба. Великі та швидкі перепади атмосферного тиску можуть спричинити кесонну хворобу, пов’язану з різкими змінами тиску газів у крові. Кесонна хвороба найчастіше розвивається в аквалангістів і водолазів, які порушують правила підйому на поверхню. Що ж таке гірська і кесонна хвороби?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Запитання для самоконтролю
1-6	1. Що таке вентиляція легень? 2. Назвіть дихальні рухи людини. 3. Що таке газообмін у легенях? 4. Що таке газообмін у тканинах? 5. Що таке транспорт газів кров'ю? 6. Назвіть сполуку крові, що є основним переносником кисню.
7-9	7. Як відбувається вентиляція легень? 8. Чим відрізняється обмін газів у легенях від газообміну в тканинах? 9. Які особливості транспортування дихальних газів кров'ю?
10-12	10. Доведіть на конкретних прикладах вплив навколишнього середовища на дихання й дихальну систему.

Профілактика захворювань дихальної системи. регуляція дихання.

Основні поняття й ключові терміни: Хвороби органів дихання. Життєва ємність легень.

Пригадайте! Що таке хвороба? Що таке регуляція функцій?

Поміркуйте!

Генріх Гейне (1797-1868) - видатний німецький поет-лірик, один із найвідоміших в історії німецької літератури XIX ст. Без любові немає щастя, без щастя неможливе життя — головна думка його збірки віршів «Книга пісень». Багато висловів Гейне стали афоризмами, наприклад, такий: «Людина е хворою, якщо не радіє променям сонця, що проникають у Ті житло». Поясніть цей вираз.

ЗМІСТ

Як відбувається регуляція дихання людини?

Людина є здоровою завдяки постійній та надійній роботі нервової, ендокринної та імунної систем. Але особливе значення в загальній регуляції функцій організму відіграє стан нервової системи. Пам’ятайте про це. Якщо ви їсте, чи дихаєте, чи бігаєте, чи робите уроки, робіть це із задоволенням.

Основними механізмами регуляції дихання людини є нервовий та гуморальний. Нервова регуляція здійснюється за допомогою дихального центру, що розміщений у довгастому мозку і складається з кількох відділів.

До дихального центру надходять імпульси від рецепторів легень, міжреберних м’язів, діафрагми. Залежно від цієї інформації дихальний центр прискорює або сповільнює дихання, впливаючи на дихальні рухи.

Виділяють мимовільну та довільну нервову регуляцію дихальних рухів. Мимовільна нервова регуляція відбувається завдяки автомати дихального центру, який забезпечує ритмічну безумовиорефлекторну діяльність, а довільна нервова регуляція зумовлена нервовими імпульсами, які надходять у дихальний центр із кори півкуль.

Гуморальна регуляція залежить від С0₂. Якщо в крові, що омиває дихальний центр, є надлишок С0₂, збудливість дихального центру

зростає і дихання стає більш частішим і глибшим. Якщо ж СО., в крові мало, то відбувається гальмування дихання.

Важливу роль у зміні дихальних рухів відіграють захисні безумовні дихальні рефлекси. Під час подразнення рецепторів слизової оболонки повітроиосних шляхів пилом, слизом чи іншими подразниками спостерігаються чхання і кашель - захисні рефлекси, що перешкоджають попаданню різних речовин у дихальні шляхи або допомагають їх виділенню. Центри чхання і кашлю знаходяться в довгастому мозку.

Отже, дихання як одна з найважливіших функцій організму передбачає наявність надійних нейрогуморальних механізмів регуляції.

Як запобігти захворюванню органів дихання?

Хвороби органів дихання - це порушення нормальної життєдіяльності організму людини через виникнення відхилень у будові та функціях органів дихальної системи. Ці хвороби найпоширеніші на всіх континентах серед різних груп населення (незалежно від віку і статі). Хвороби органів дихання частіше поширюються серед дітей. За статистикою, понад 80% хвороб у дитячому віці - це хвороби органів дихання.

Захворювання органів дихання можуть бути спричинені інфекційними збудниками (вірусами, хвороботворними бактеріями) та неінфекційними чинниками (тютюновим димом, чадним газом, побутовим пилом, пилком рослин тощо).

Інфекційними захворюваннями дихальної системи є грип, дифтерія, туберкульоз, гайморит, бронхіт, пневмонія, ангіна, кір, краснуха та ін. У дихальній системі завжди є різні мікрорганізми, але їх хвороботворний вплив проявляється лише при різкому ослабленні організму (налр., при переохолодженні, перевтомі) і зниженні його захисних сил.

До неіифекційиих захворювань органів дихання відносяться хвороби, що виникають унаслідок механічних пошкоджень (наприклад, пневмоторакс), під впливом цементного пилу (силікози), вугільного пилу (антракози), асбестових частинок (асбестози), що містяться в повітрі, а також алергічні {бронхіальна астма, алергічний риніт) та онкологічні хвороби (рак легень).

Заходи для профілактики захворювань органів дихання: а) проведення вакцинації; б) дотримування правил особистої гігієни; в) загартовування, фізичне навантаження, калорійне збалансоване харчування для підвищення опірності організму до інфекційних хвороб;

г)    систематичний медичний огляд (флюорографічні обстеження);

д)    боротьба з пилом у приміщеннях та ін.

Отже, хвороби органів дихання є інфекційними та неінфекційними, найважливіші заходи профілактики - це здоровий спосіб життя та відмова від шкідливих звичок.

Які сучасні методи дослідження органів дихання?

Для оцінювання стану органів дихання, профілактики та вчасного виявлення захворювань сьогодні застосовують різні методи, але найпоширенішими є флюорографія, комп’ютерна томографія та спірографія.

Флюорографія - дослідження органів за допомогою рентгенівських променів, що проникають через тканини й переносять зображення на плівку за допомогою флюоресцентних мікрочастинок. Прово-

дять таке дослідження особам, які досягли 18 років. Періодичність його проведення -не частіше 1 разу на рік.

Томографія - метод дослідження, у результаті якого отримують зображення окремих пластів досліджуваного об’єкта (органа чи організму). Усі сучасні види томографії (рентгенівська, магнітно-резонансна, емісійна) відтворюють зображення перерізу за допомогою комп’ютерів, тобто є ком’ютерними.

Спірографія - дослідження легенів шляхом реєстрації їх об’єму під час дихання. За допомогою спірографії визначають такі показники, як:

-    хвилинний об'єм дихання (ХОД) -кількість повітря, що вдихається і видихається протягом однієї хвилини (наприклад, якщо в спокійному стані людина робить 16 дихальних рухів за хвилину і щоразу вдихає та видихає приблизно 500 мл повітря, то ХОД =

= 0,5 л х 16/хв = 8 л/хв);

-    дихальний об’єм (ДО) - об’єм повітря, який людина вдихає і видихає при спокійному диханні (близько 500 мл);

-    додатковий об'єм (ДтО), або резервний об’єм вдиху - максимальний об’єм повітря, яке можна вдихнути після закінчення спокійного вдиху (близько 1500-2000 мл);

-    резервний об’єм видиху (РО) - максимальний об’єм повітря, що видихається після спокійного видиху (1000-1500 мл);

Отже, найпоширенішими методами дослідження органів дихання е флюорографія, томографія та спірометрія.

ДІЯЛЬНІСТЬ Навчаємося пізнавати

Творча робота «Пам'ятка запобігання туберкульозу»

Опрацюйте опис хвороби та створіть пам’ятку для запобігання туберкульозу.

«Туберкульоз (сухоти) - інфекційне захворювання, що найчастіше вражає легені.

Актуальність. Туберкульоз - це соціальна хвороба, що спалахує під час економічної кризи чи соціальних негараздів. Останній спалах захворюваності був у середині XX століття після Другої світової війни. А 1995 року ВООЗ знову оголосила епідемію туберкульозу у всьому світі. Ця хвороба поширилась і в Україні.

Збудником туберкульозу є Мікобактерія туберкульозу (МусоЬас-іег'іит іиЬегсиїозіз), відкрита в 1882 році німецьким ученим Робертом Кохом.

Джерелом інфекції є хвора людина. Збудник потрапляє в середовище з мокротинням хворого, при туберкульозі інших органів - з калом, сечею, слиною.

Механізм передачі - повітряно-крапельний і повітряно-пиловий через повітроносні шляхи. Воротами інфекції можуть бути травний канал, шкіра, слизова оболонка мигдаликів тощо.

Симптоми хвороби. Серед загальних ознак - кашель, підвищена температура, збільшення лімфатичних вузлів, нічна пітливість, втрата апетиту, втрата ваги та втома.

Виявлення хвороби стало можливим після запровадження флюорографи, яку вперше застосували в 1924 році. Основний метод виявлення туберкульозу в дітей - щорічне проведення проби Манту.

Профілактика. Основним досягненням у боротьбі з туберкульозом стало відкриття французькими вченими А. Кальметом і К. Тереком у 1919 році протитуберкульозної вакцини, названої на їх честь -БЦЖ (ВСС - ВасШез Саїтеііе, Сеигіп). Перше щеплення здійснили в 1921 році.

Лікування. Використовують антибіотики, але через незвичайну клітинну оболонку мікобактерії, (не пропускає антибіотики всередину ) важко здійснювати ефективне лікування»

Самостійна робота з ілюстрацією

Уважно розгляньте спірограму та визначте об’єм показників: дихальний об’єм; резервний об’єм вдиху; резервний об’єм видиху; життєву ємність легень; залишковий об’єм; загальну ємність легень.

Підсумок роботи: Яку інформацію можна отримати за допомогою спірограм?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Запитання для самоконтролю
1-6	1. Назвіть два основні механізми регуляції дихання. 2. Яка сполука є основним гуморальним чинником у регуляції дихання? 3. Що таке хвороби органів дихання? 4. Назвіть основні групи хвороб органів дихання. 5. Назвіть основні методи дослідження дихання людини. 6. Що таке життєва ємність легень?
7-9	7. Як відбувається регуляція дихання людини? 8. Як запобігти захворюванню органів дихання? 9. Які сучасні методи дослідження органів дихання?
10-12	10. Складіть пам'ятку запобігання туберкульозу, у якій обґрунтуйте заходи профілактики захворювань органів дихання та доцільність їх проведення.

Узагальнення теми 3. ДИХАННЯ

ДИХАННЯ - сукупність фізичних і хімічних процесів, що здійснюють надходження кисню в організм, його доставку та використання клітинами для отримання енергії і виведення з організму вуглекислого газу.

Схема. ДИХАННЯ ЛЮДИНИ

Етапи дихання	Типи дихання
I.    Зовнішнє дихання (газообмін) II.    Транспорт газів в організмі III.    Внутрішнє дихання	1.    Грудний (реберний) 2.    Черевний (діафрагмальний) 3.    Змішаний (реберно-діафрагмальний)
Процеси дихання	Значення дихання
1.    Вентиляція легень (конвекція) 2.    Газообмін у легенях (дифузія) 3.    Перенесення газів кров'ю (конвекція) 4.    Газообмін у тканинах (дифузія) 5.    Клітинне дихання (окиснення в мітохондріях)	1.    Повітроносна функція 2.    Видільна функція 3.    Функція газообміну 4.    Теплорегуляторна 5.    Захисна 6.    Чуттєва 7.    Звукоутворююча
Органи дихання	Регуляція дихання
I.    Повітроносні шляхи: Носова порожнина (сауііаз пазі) Глотка (рЬагупх) Гортань (Іагіпх) Трахея (Ігасїіеа) Бронхи (ЬгопсЬоз) II.    Органи газообміну: Легені (рпеитоп, риїтопез)	I.    Нервова регуляція (дихальний центр довгастого мозку): -    мимовільна нервова регуляція (завдяки автоматіі дихального центру -безумовнорефлекторна діяльність); -    довільна нервова регуляція (кора півкуль - умовнорефлекторна діяльність) II.    Гуморальна регуляція (залежить від СО,)
Хвороби органів дихання	Методи дослідження дихання
I.    Інфекційні хвороби {грип, туберкульоз, риніт, ларингіт, фарингіт, бронхіт, трахеїт, пневмонія, ангіна, кір, краснуха та ін). II.    Неінфекційні хвороби (пневмоторакс, бронхіальна астма, силікози, антракози, асбестози, пухлинні хвороби та ін)	1.    Флюорографія 2.    Томографія 3.    Спірометрія

Організм людини одержує ЕНЕРГІЮ завдяки окисненню простих поживних сполук.

Цьому сприяє надходження кисню під час ДИХАННЯ із зовнішнього середовища, оскільки суттєвих власних запасів цього газу організм людини не має.

Самоконтроль знань

Тест-оцінювання 4. ДИХАННЯ ЛЮДИНИ

І. Завдання на вибір правильного варіанта відповіді серед трьох запропонованих (по 0,5 бала за кожне з чотирьох).

1.    Вкажіть етап дихання, під час якого відбувається газообмін із зовнішнім середовищем:

А    зовнішнє дихання    Б    транспорт газів В    внутрішнє дихання

2.    Який із методів дозволяє визначити ЖЄЛ людини?

А    флюорографія    Б    томографія    В    спірометрія

3.    Який із утворів закриває вхід у гортань під час ковтання їжі?

А    м'яке піднебіння    Б    язик    В    щитоподібний    хрящ

4.    Яка зі сполук транспортує кисень в організмі людини?

А пепсин    Б    глюкоза    В    гемоглобін

II.    Завдання на вибір двох правильних варіантів відповіді з чотирьох запропонованих (по 1 балу за кожне з трьох).

5.    Назвіть верхні дихальні шляхи людини:

А    носова порожнина    Б    глотка

В    гортань    Г    бронхи

6.    Вкажіть м'язи, що здійснюють вдих людини в стані спокою:

А    міжреберні    Б    колові

В    діафрагма    Г    грудні

7.    Назвіть хвороби органів дихання:

А    панкреатит    Б    пневмонія

В    гастрит    Г    ангіна

III.    Завдання на вибір трьох правильних варіантів відповіді з шести запропонованих (по 1,5 бала за кожне).

8.    Назвіть об'єми, що утворюють життєву ємність легень:

А дихальний    Б залишковий    В додатковий

Г    мертвий простір    Д    резервний    Е    функціональний

9.    Вкажіть нижні повітроносні шляхи:

А    носова порожнина    Б    глотка    В    гортань

Г трахея    Д бронхи    Е легені

IV.    Завдання на комбінування відповіді (по 2 бали за кожне).

10.    Вкажіть послідовність органів дихання, яку повітря проходить під час видиху: а - трахея; б - носова порожнина; в - гортань; г - бронхи; д - носоглотка; е-легені.

11.    Розподіліть названі процеси за етапами дихання:

1    - хімічне розщеплення поживних речовин

2    - конвекційне перенесення дихальних газів

3    - акумулювання енергії в АТФ; 4 - хімічне поєднання кисню з гемоглобіном; 5 - розчинення вуглекислого газу в плазмі крові; 6 - дифузійне переміщення дихальних газів чере-стінки альвеол.

 

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Соболь