§ 13. Значение дыхания. Система органов дыхания

Вспомните, что такое дыхание. Как усложнялось строение органов дыхания у позвоночных?

Значение дыхания. Дышать — значит жить. Без комфорта можно обходиться всю жизнь, без пищи — около 1-1,5 месяца, без воды — несколько дней, а без воздуха — несколько минут. Если дыхание задерживается на 6 минут, в головном мозге начинаются необратимые процессы. Еще древнегреческий философ Анаксимен, наблюдая за дыханием животных и человека, считал воздух первоосновой жизни.

Организм человека, как и животных, получает энергию в результате окисления углеводов, жиров и белков. Для того чтобы происходили эти процессы и высвобождалась энергия, нужно, чтобы каждая клетка организма постоянно получала необходимое количество кислорода.

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих непрерывное поступление кислорода в ткани организма, использование его в реакциях биологического окисления, а также выведение из организма конечных продуктов обмена веществ — углекислого газа и воды.

Строение и функции органов дыхания. К системе органов дыхания человека относятся дыхательные пути (носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи) и легкие (ил. 32 а).

Все дыхательные пути построены из костной и хрящевой тканей, что защищает органы дыхания от слипания стенок и позволяет воздуху непрерывно

поступать в легкие и выходить обратно. Слизистая оболочка дыхательных путей согревает, увлажняет и очищает воздух от пыли и микроорганизмов.

Носовая полость (ил. 32 б) разделяется костно-хрящевой перегородкой на правую и левую половины. В каждой из них есть извилистые носовые ходы, за счет которых увеличивается площадь контакта воздуха с наружным слоем клеток слизистой оболочки, выстилающей носовую полость. Слизистая оболочка пронизана кровеносными сосудами и железами и густо покрыта ресничками. Благодаря ресничкам мерцательного эпителия и слизи воздух, поступающий в носовую полость, очищается от пыли и микроорганизмов, обеззараживается и увлажняется. Согревается воздух кровью, которая течет по густой сетке кровеносных капилляров слизистой оболочки. Придаточные пазухи носа работают как своеобразные резервуары, в которых кислород готовится к активному участию в химических реакциях обмена веществ.

В слизистой оболочке верхнего носового хода содержатся рецепторы, воспринимающие запахи. Из носовой полости воздух попадает в глотку, где пересекаются дыхательные и пищеварительные пути. Задняя стенка глотки отделена от передней поверхности позвоночника прослойкой рыхлой соединительной ткани, благодаря чему глотка подвижна. В глотке находятся миндалины. Вспомните, к каким органам относятся миндалины и какую функцию они выполняют.

Как часть дыхательной и пищеварительной систем глотка выполняет ряд важных функций: дыхания, глотания пищи, голосообразования (ил. 32 б). Глотка покрыта слизистой оболочкой, выполняющей защитную функцию. Благодаря движению ресничек железистого эпителия со слюной и слизью выделяются частицы пыли и бактерии, попавшие в полость глотки. Если раздражается слизистая оболочка глотки, возникают кашель и рвота.

Из глотки воздух поступает в гортань (ил. 32). Гортань имеет вид воронки, стенки которой образованы несколькими хрящами. Самый большой из них — щитовидный хрящ. Хрящи подвижно соединены между собой мышцами и связками. Между хрящами с обеих сторон внутри гортани имеются слизистые складки — голосовые связки, между которыми образуется голосовая щель. Сверху вход в гортань прикрывает надгортанный хрящ, препятствующий попаданию пищи в гортань и дыхательные пути (ил. 35).

Нижний отдел гортани переходит в трахею (длина — 9-11 см, диаметр —

15- 18 мм). Она находится в грудной клетке (перед пищеводом) и состоит из

16- 20 хрящевых полуколец, соединенных между собой связками (ил. 32 а). Задняя стенка трахеи образована соединительной тканью и прилегает к пищеводу. Такое строение не мешает прохождению пищи по пищеводу (ил. 33 а, б).

Внутренняя поверхность трахеи выстлана железистым и мерцательным эпителием (ил. 33 в), выполняющим защитную функцию. Железистый эпителий выделяет слизь, увлажняет стенки трахеи, а мерцательный направляет слизь в полость глотки. На уровне IV-V грудных позвонков трахея делится на правый и левый бронхи. Бронхи состоят из 6-12 хрящевых полуколец, предот-

вращающих закрытие их просвета. Вместе с кровеносными сосудами и нервами бронхи входят в легкие (ил. 34 а).

Правый бронх делится на три ветви, а левый — на две. В каждом легком ветви многократно разветвляются, образуя так называемое бронхиальное дерево легких. Тончайшие бронхи — бронхиолы — заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых находятся легочные пузырьки, или альвеолы (0,2-0,3 мм в диаметре).

Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток и оплетены густой сетью кровеносных капилляров, в которых происходит газообмен. Альвеолы образуют дыхательную (газообменную) часть легких, а бронхи — воздухоносную. В легких взрослого человека содержится около 300-400 млн альвеол, площадь поверхности которых составляет 100-150 м², то есть она в 50-75 раз больше, чем площадь всей поверхности тела человека (ил. 34 б).

Легкие — парный орган (ил. 34 а). Они занимают почти всю грудную полость. Правое легкое больше и состоит из трех частей, левое — из двух. На внутренней поверхности легкого расположены ворота легких, через которые проходят бронхи, легочные артерии, легочные вены, лимфатические сосуды и

нервы. Снаружи легкие покрыты соединительнотканной оболочкой — плеврой, состоящей из двух листков. Внутренний листок срастается с воздухоносной тканью, а внешний — со стенками грудной полости. Между листками образуется щель — плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью. Поверхности обеих оболочек гладкие и скользкие, постоянно увлажняющиеся, поэтому в норме не ощущается их трение во время дыхательных движений.

Основная функция легких — обеспечение газообмена между внешней средой и организмом. Кроме того, органы дыхания выполняют и другие функции: защищают от вредных воздействий внешней среды, выводят из организма конечные продукты обмена веществ, участвуют в голосообразовании, воспринимают запахи.

Процесс образования голоса и звуков речи. Голос — это мощный инструмент общения. Взаимопонимание между людьми во многом зависит от голосовых и речевых данных. Голос может привлечь внимание собеседника, помочь убедить его в чем-то, завоевать доверие. Голосом мы побуждаем или успокаиваем, очаровываем или отталкиваем.

В образовании звуков участвуют: легкие, бронхи, трахея (нижний резонатор), гортань (голосовой аппарат), глотка, полости рта, носа и придаточные пазухи носа (верхний резонатор). Ведущая роль в образовании звуков принадлежит голосовому аппарату (ил. 35), который находится в гортани и состоит из голосовых складок, голосовых связок, голосовой щели, мышц гортани.

Голосовые связки состоят из особых эластических волокон,

прилегающих к внешним краям голосовых складок. Между голосовыми связками находится голосовая щель. Звук образуется при колебании голосовых связок.

Механизм звукообразования у человека и животных подобен. Для того чтобы образовался звук, поток воздуха, который выходит из легких, должен пройти через сомкнутые голосовые связки. Если связки открыты, воздух пройдет через них без звукового сопровождения, образуя обычный выдох.

Для того чтобы образовался голос, голосовые связки должны сомкнуться, но не плотно (ил. 36). Под давлением воздуха, находящегося в легких, бронхах, трахее, голосовая щель открывается на очень короткое время, и в этот момент часть воздуха прорывается через щель между голосовыми складками, потом они снова смыкаются. Таким образом, при произнесении звука струя воздуха, выходящая из нижнего резонатора, периодически с определенной частотой прерывается и находится в состоянии колебательного движения. Эти колебания воздуха и создают звук, усиливающийся в верхнем резонаторе.

Так, звуковые колебания, формирующиеся в гортани, усиливаются благодаря способности глотки менять свои объем и форму. Кроме того, на специфическое звучание и тембр голоса влияют мышцы гортани, которые могут укорачивать или удлинять голосовые связки. Человек сознательно регулирует сокращение гортанных мышц, придавая голосовым связкам необходимую длину и напряжение.

Хотя голосовые связки есть у многих животных, членораздельная речь присуща только человеку. В речи участвуют губы, язык, мимические мышцы, мягкое нёбо, нижняя челюсть. Членораздельная речь связана с развитием у человека высшей нервной деятельности. В коре большого мозга расположены центры речи. Они согласовывают работу мышц всего речевого аппарата и связаны с сознанием и мышлением. Подробнее с ними вы ознакомитесь при изучении темы «Высшая нервная деятельность».

Дыхание. Органы дыхания: носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи, легкие. Образование голоса

Высота звука зависит от частоты колебаний воздуха и обусловлена толщиной и длиной голосовых связок, а также степенью их напряжения. Чем длиннее голосовые связки, тем меньше частота их колебания и ниже голос. И, наоборот, чем короче голосовые связки, тем больше частота колебаний и выше голос. Так, у мужчин длина голосовых связок составляет 20-24 мм, у женщин — 18-20 мм, поэтому голос у мужчин обычно ниже, чем у женщин. У ребенка гортань маленькая, поэтому голосовые связки у него короткие. Когда они вибрируют, то образуют короткие волны, соответствующие высокому голосу. В период полового созревания гортань начинает быстро

расти, и голосовые связки удлиняются. И, как следствие, именно поэтому голос меняется — становится ниже. Мальчики в этот период растут быстро, и голосовые механизмы гортани меняются резко, поэтому они говорят то басом, то высоким голосом. Происходит так называемая мутация голоса. В этот период нельзя перенапрягать голосовые связки, громко разговаривать, следует беречься от простуды.

1. Что такое дыхание? Объясните его значение для человека. 2. Рассмотрите ил. 32 а; назовите органы, относящиеся к: а) органам дыхательной системы; б) дыхательным путям. 3. Представьте меченую молекулу атмосферного кислорода, проникающего при вдохе в организм. Какой путь пройдет с воздухом эта молекула от ноздрей до легких? 4. Какое значение имеет носовая полость в процессе дыхания? 5. Опишите строение легкого. В чем заключается основная функция легких? 6. Какие органы принимают участие в: а) образовании звука; б) речи? 7. В каком положении голосовых связок и голосовой щели образуются звуки? 8. Охарактеризуйте механизм образования звуков.

9. В чем проявляется взаимосвязь между строением органов дыхания и их функциями? 10. Почему следует дышать через нос? 11. От чего зависят индивидуальные особенности голоса? Почему у женщин голос выше, чем у мужчин? Почему у детей голос выше, чем у взрослых? 12. Сравните голосовые аппараты человека, бесхвостых земноводных и птиц. 13. Прокомментируйте высказывание автора уникальной дыхательной гимнастики А. Н. Стрельниковой, вынесенное как эпиграф к теме.

Это материал учебника Биология 8 класс Мищук