НАРОДНА ОСВІТА

Дыхание

Дыхательная система

Прежде чем приступить к изучению дыхательной системы человека, вспомните, какое строение имеет дыхательная система различных животных. Как особенности жизнедеятельности животных могут отражаться на строении их дыхательной системы?

Значение дыхательной системы

Дыхательная система обеспечивает организм человека кислородом. Используя кислород, клетки могут получать из органических веществ гораздо больше энергии для своей жизнедеятельности. Кроме того, через дыхательную систему из организма выводятся газообразные продукты обмена веществ.

 

Строение дыхательной системы

Основным органом дыхания человека являются легкие, куда воздух попадает через другие органы дыхательной системы — носовую полость, гортань, трахею и бронхи (рис. 11.2). Газообмен в легких происходит в специальных пузырьках — альвеолах.

Поступление воздуха в органы дыхательной системы и выведение его осуществляется при участии межреберных мышц туловища и диафрагмы.

НосоВая полость

Носовая полость — это пространство сложной формы, покрытое слизистой оболочкой (рис. 11.1).

Воздух попадает в нее через ноздри, где проходит сквозь носовые ходы. Клетки слизистой оболочки выделяют слизь, увлажняют вдыхаемый воздух, а множество мелких кровеносных сосудов согревают его. Слизь также обеззараживает воздух благодаря наличию в ней лизоцима. Кроме того, носовая полость является органом обоняния.

 

Гортань

Гортань (рис. 11.3) — это

структура, соединяющая носовую и ротовую полости со следующими участками дыхательной системы. Она образована подвижно соединенными хрящами и прикрепленными к ним мышцами и связками. Гортань обеспечивает прохождение воздуха в трахею и разграничивает дыхательную и пищеварительную системы. Чтобы при глотании пища не попадала в дыхательные пути, гортань в момент глотка закрывается специальным хрящом — надгортанником. Важной функцией гортани является обеспечение образования звуков.

Трахея

Этот орган представляет собой трубчатую часть дыхательных путей, расположенную между гортанью и бронхами (рис. 11.4). Трахея состоит из хрящевых полуколец, соединенных между собой связками. Эти хрящи поддерживают форму трахеи. Их незамкнутая часть прикрыта эластичной тканью, прилегающей к пищеводу. Благодаря

эластичности этой стенки комок пищи может свободно передвигаться по пищеводу. На внутренней поверхности трахеи расположены клетки мерцательного эпителия. С помощью движений их ресничек из трахеи удаляются пыль и грязь, оседающие на ее стенках. Основная функция трахеи — обеспечить прохождение воздуха из гортани в бронхи и обратно.

Бронхи

Бронхи — это воздухопроводящие пути, которые отходят от трахеи (рис. 11.5). Они похожи на трахею и содержат хрящевые полукольца, однако диаметр бронхов меньше. Бронхи проходят в легкие, где разветвляются, образуя бронхиальное дерево. Их конечные разветвления называют бронхиолами. Бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых расположены альвеолы — легочные пузырьки (рис. 11.6). Главная задача бронхов — обеспечить прохождение воздуха от трахеи до альвеол и обратно.

Легкие

Легкие — это парные органы дыхания, обеспечивающие газообмен между кровью и воздухом. Правое легкое состоит из трех долей, а левое — из двух. На внутренней поверхности этих органов расположены ворота легких, через которые проходят бронхи, сосуды и нервы. Легкие покрыты специальной соединительнотканной оболочкой — плеврой, которая имеет сложное строение.

Плевра состоит из двух листков — внешнего и внутреннего. Между ними находится тонкий слой жидкости, которая выделяется капиллярами и поглощается лимфатическими сосудами плевры. Внешний слой плевры прикреплен к внутренней поверхности грудной полости, а внутренний — к поверхности легких.

Самой мелкой структурой легких являются альвеолы — очень маленькие (200-300 мкм) полусферические образования. Между собой они разделяются тоненькими (2-8 мкм) перегородками. Каждая альвеола оплетена сетью капилляров.

У человека на верхнем нёбе есть небольшой отросток — язычок, разделя-·> ющий горло и глотку. Основная его функция — закрывать носоглотку, когда человек глотает или говорит. Язычок также контролирует прохождение пищи в пищеварительный тракт.

Углекислого газа в выдыхаемом воздухе в 100 раз больше, чем в атмосферном.

Объем легких у большинства людей составляет 3-4 л. Обычно он пропорционален размерам тела и у взрослых мужчин может составлять 6 л. Объем легких у женщин в среднем меньше, т. к. размер их тела также меньше. На объем легких могут влиять и условия жизни. У людей, живущих высоко над уровнем моря, объем легких больше. Это приспособление организма к жизни в условиях более разреженного воздуха.

Процесс дыхания у человека обеспечивают органы дыхательной системы. К ним относятся носоглотка, гортань, трахея, бронхи и легкие. Газообмен между воздухом и кровью осуществляется в легких. Другие органы дыхательной системы обеспечивают поступление воздуха в легкие и его возвращение во внешнюю среду.

Проверьте сВои знания

1.    Какие органы входят в состав дыхательной системы?

2.    Какие функции выполняет носовая полость?

3.    Каково строение трахеи?

4.    Какие функции выполняет гортань?

5.    Каково строение легких?

6*. Какой орган в холодную погоду согревает воздух перед тем, как он попадет в легкие?

7*. Чем можно объяснить такое большое количество альвеол в легких человека?

8*. Почему, по вашему мнению, левое и правое легкое имеют разное количество долей?

Как работает дыхательная система

Прежде чем приступить к изучению работы дыхательной системы человека, вспомните, какие органы входят в ее состав. Какие функции выполняют эти органы? Чем дыхательная система человека отличается от дыхательной системы птиц?

Что такое дыхание

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в окислительных процессах и удаление из организма углекислого газа.

Различают внешнее и внутреннее дыхание. Внешнее дыхание — это обмен газами между кровью и атмосферным воздухом, который происходит в органах дыхания. Внутреннее дыхание — это окислительные процессы в клетках, в результате которых выделяется энергия.

Внешнее дыхание происходит в несколько этапов:

1.    Поступление свежего воздуха, богатого кислородом, в дыхательную поверхность благодаря дыхательным движениям.

2.    Диффузия кислорода через стенки альвеол в кровь.

3.    Перенесение газов кровеносной системой организма.

4.    Обмен углекислого газа и кислорода между клетками и кровью, который осуществляется путем диффузии через стенки клеток.

Грудное и брюшное дыхание

В процессе дыхания принимают участие диафрагма и мышцы туловища, прежде всего межреберные. В зависимости от того, действие каких из них является основным, различают брюшное и грудное дыхание. При брюшном дыхании в акте выдоха преобладает мышечное усилие, создаваемое диафрагмой, а при грудном — мышечное усилие, создаваемое межреберными мышцами.

Чрезвычайно важную роль в процессе дыхания играет плевра — оболочка, покрывающая легкие извне и состоящая из двух листков. Внутренний листок покрывает легкие, а внешний выстилает грудную полость. Между этими листками имеется узкое пространство с небольшим количеством жидкости.

Как происходит Вдох и Выдох

 

При вдохе диафрагма, имеющая куполообразную форму, сокращается и становится более плоской. Межреберные мышцы также сокращаются и поднимают ребра. В результате внутренний объем грудной полости увеличивается. При этом внешний листок плевры удаляется от внутреннего, но, поскольку пространство между ними герметично, здесь возникает зона низкого давления. Между тем давление внутри легких равняется атмосферному (ведь легкие сообщаются с атмосферой). Вследствие разницы в давлении легкие растягиваются и в них извне поступает воздух (рис. 12.1).

При выдохе диафрагма расслабляется, снова становится куполообразной и давит снизу на легкие. Одновременно расслабляются межреберные мышцы, и ребра под действием силы тяжести опускаются вниз. Объем грудной клетки уменьшается, она давит на стенки легких. Под давлением диафрагмы и грудной клетки из легких выталкивается воздух. Затем давление внутри легких выравнивается с атмосферным.

Как происходит газообмен

Газообмен между воздухом и кровью происходит в альвеолах. Общая площадь их поверхности у разных людей составляет от 60 до 120 м2. Именно благодаря такой большой площади газообмен осуществляется очень быстро.

Кислород из воздуха, поступившего в альвеолы, растворяется в жидкости, покрывающей их поверхность. Поэтому вследствие процесса диффузии кислород попадает в капилляры, расположенные у поверхности альвеол. В клетках крови эритроцитах содержится белок гемоглобин, который захватывает кислород и транспортирует его к клеткам организма. Когда эритроциты попадают в капилляры тканей, происходит газообмен. Кислород из эритроцитов переходит

в тканевую жидкость, а из нее — в клетки тканей. Из тканевой жидкости в капилляры поступает углекислый газ.

Как изменяется состав воздуха во время описанных процессов, можно проследить по таблице.

Изменения, происходящие с составом воздуха при дыхании

Воздух

Содержание газов, %

кислород

углекислый газ

азот

Вдыхаемый

20,94

0,03

79,03

Выдыхаемый

16,30

4,00

79,70

Внутри альвеол

14,20

5,20

80,60

Как образуются зВуки

Одна из основных функций дыхательной системы человека — образование звуков. Именно благодаря органам этой системы мы можем разговаривать. Органы, участвующие в образовании голоса,— это гортань, полость глотки, носовая и ротовая полости, язык, губы, зубы, челюсти. Но главную роль в этом процессе играют голосовые связки гортани (рис. 12.2).

Голосовые связки состоят из эластичных упругих волокон. Они натянуты поперек гортани параллельно друг другу, а между ними расположена голосовая щель. Натяжение голосовых связок регулируют прикрепленные к ним мышцы.

Голос образуется при прохождении выдыхаемого воздуха через голосовую щель, что вызывает колебания натянутых связок. Высота голоса возрастает с увеличением частоты колебаний голосовых свя-

зок. Управляют образованием звуков центры речи — группы клеток головного мозга, согласующие работу мышц всего речевого аппарата.

Адамово яблоко — это выпуклая часть хряща, охватывающая гортань. Размер адамова яблока определяется размером гортани и является наследственным признаком. Его развитие зависит от действия гормонов, влияние которых начинается в период полового созревания. У мужчин адамово яблоко заметно больше, чем у женщин.

Мутация голоса — это резкие и частые перепады высоты голоса, возникающие в процессе полового созревания у мужчин. Обусловливается такое изменение интенсивным ростом гортани в этот период развития.

Когда во время дыхания гемоглобин крови соединяется с кислородом, то это соединение является неустойчивым. А вот если вместо кислорода в кровеносную систему попадает угарный газ (СО), то последствия являются крайне неутешительными. Это соединение образует с гемоглобином очень прочную связь, которую сложно разорвать. В результате гемоглобин теряет способность переносить кислород, поэтому даже незначительное количество угарного газа в крови представляет опасность для жизни человека.

Шепот — это тихая речь, при которой слова произносятся без участия голосовых связок. Во время шепота связки не вибрируют, как при обычной речи. Но они сближаются, и воздух трется о край голосовой щели. Все остальные части голосового аппарата человека работают, как обычно. Различают три типа шепота — тихий, умеренный и громкий.

Процесс дыхания человека главным образом обеспечивается движениями диафрагмы и межреберных мышц. Чрезвычайно важное значение при этом имеет плевра. В образовании голоса главную роль играют голосовые связки, которые расположены в гортани.

Проверьте сВои знания

1.    Какую роль в образовании голоса играют голосовые связки?

2.    Какие органы формируют голос?

3.    От чего зависит высота голоса?

4.    Почему происходит мутация голоса?

5.    Как отличается состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?

6.    Какую роль в процессах газообмена играет диффузия?

7.    Какие процессы происходят при газообмене в легких?

8*. Как происходит вдох?

9*. Как происходит выдох?

10*. Почему поверхность легких постоянно должна быть влажной?

Регуляция дыхания и основные функциональные показатели дыхательной системы

Прежде чем приступить к изучению регуляции работы дыхательной системы человека, вспомните основные органы дыхательной системы. Какие процессы происходят в этих органах? Где происходит процесс газообмена?

Как регулируется дыхание

Дыхательный центр, контролирующий работу дыхательной системы человека, расположен в продолговатом мозге. От него поступают сигналы к мышцам, которые обеспечивают дыхательные движения (рис. 13.1). На работу самого дыхательного центра могут влиять как нервные сигналы, так и некоторые вещества.

 

Чувствительные клетки (рецепторы) дыхательного центра реагируют на содержание углекислого газа в крови. Если его много, то центр подает сигнал для увеличения частоты дыхания. При внезапном попадании в холодную воду или вдыхании человеком веществ с сильным запахом сигналы от других участков мозга заставляют дыхательный центр отдать приказ для задержки дыхания. Это рефлекторное действие, которое происходит без участия сознания. Оно необходимо для того, чтобы помешать воде или агрессивным веществам из воздуха проникнуть в легкие.

Рефлекторными действиями являются также такие рефлексы дыхательной системы, как чихание и кашель. Чихание возникает при слабом раздражении слизистой оболочки носоглотки, а кашель — при раздражении гортани, трахеи или бронхов. Оба эти рефлекса являются защитными и направлены на удаление посторонних веществ или предметов из дыхательных путей.

Основные функциональные показатели дыхательной системы

У разных людей свойства дыхательных систем разные. Причиной этого является наследственность и несходство в образе жизни. Постоянные нагрузки и упражнения способствуют развитию органов дыхания и повышают эффективность их работы. Для оценки состояния дыхательной системы человека используются специальные функциональные показатели. Эти показатели позволяют оценить как состояние здоровья человека в целом, так и состояние его дыхательной системы в частности. Какие это показатели, узнайте из таблицы.

Функциональные показатели дыхательной системы

Функциональный показатель

Характеристика

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

Максимальное количество выдыхаемого воздуха после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является суммой объемов нескольких других функциональных показателей: резервного, дыхательного и дополнительного

Дыхательный объем

Объем воздуха, поступающего в легкие (или удаляемого из них) при каждом вдохе (выдохе)

Резервный объем

Объем воздуха, который может дополнительно выйти из легких при самом глубоком выдохе

Дополнительный объем

Объем воздуха, который может дополнительно поступить в легкие при самом глубоком вдохе

Остаточный объем

Объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха

Мертвое пространство

Объем воздуха, содержащегося в воздухоносных путях

Регуляцию работы дыхательной системы обеспечивает дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. Она осуществляется с помощью как нервных импульсов, так и веществ, переносящихся кровью. Для оценки состояния органов дыхательной системы применяют функциональные показатели.

Проверьте сЬои знания

1.    Где у человека находится дыхательный центр?

2.    Как регулируется процесс дыхания?

3.    Что такое дыхательный объем?

4*. Как определить жизненную емкость легких?

Заболевания дыхательной системы

Прежде чем приступить к изучению нарушений дыхательной системы человека, вспомните, какие органы входят в ее состав. Какие функции она выполняет? Какие паразитические организмы могут проникать в организм человека через дыхательную систему?

Заболевания дыхательной системы

 

Заболевания дыхательной системы могут возникать по разным причинам. Так, трахеит является воспалением трахеи, а бронхит — воспалением бронхов. Вызывать эти заболевания могут как микроорганизмы (бактерии или виру сы), так и некоторые химические вещества (аллергены). Причиной ряда заболеваний дыхательной системы также является действие микроскопических грибов. Они могут либо непосредственно поражать органы дыхания, либо вызывать аллергические реакции.

Через дыхательную систему болезнетворные микроорганизмы (рис. 14.1—14.3) могут легко проникать прямо внутрь организма человека. Кроме того, поскольку возбудители заболеваний дыхательной системы распространяются воздушно-капельным путем, это позволяет им быстро передаваться от одного человека к другому. Так, при чихании или кашле, скажем, в транспорте возбудитель может легко попасть в организмы сразу нескольких людей. Поэтому очень важно вовремя определить начало болезни и предупредить ее развитие.

Следует также обращать внимание на то, что некоторые заболевания дыхательной системы могут быть вызваны влиянием внешней среды (астма, бронхит, трахеит и т. д.). Это так называемые аллергические заболевания.

Какие нарушения в работе органов дыхания возникают чаще, смотрите в таблице.

Заболевания органов дыхания

Заболевание

Причины возникновения

Симптомы

Грипп и другие острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ)

Попадание в дыхательную систему вирусов гриппа или других вирусов, поражающих ее

Кашель, насморк, чихание, повышенная температура

Туберкулез

Попадание в организм человека туберкулезной палочки

Разрушение ткани легких или других органов

Дифтерия

Попадание в организм человека дифтерийных палочек

Поражение слизистой оболочки горла, общее отравление организма токсинами бактерий

Трахеит

Поражение слизистой оболочки трахеи во время развития инфекционных заболеваний

Воспаление слизистой оболочки дыхательного горла (трахеи), кашель, боль в груди, охриплость голоса

Бронхит

Воспаление бронхов вследствие развития инфекционных заболеваний или влияния некоторых веществ (ядовитых, аллергенов и т. п.)

Общее недомогание, боль в мышцах, насморк, воспалительные поражения глотки, сильный кашель

Бронхиальная

астма

Нарушение проходимости бронхов вследствие спазма мускулатуры мелких бронхов, отека слизистой оболочки и закупорки их вязкими выделениями при развитии аллергических процессов в бронхах

Приступы удушья, затрудненное дыхание, одышка, кашель

Пневмония (воспаление легких)

Развитие в легких воспалительных процессов, вызванных различными бактериями и вирусами под влиянием сильного переохлаждения и других факторов, снижающих иммунитет

Значительное повышение температуры тела, сильный озноб, кашель, боль в боку, поверхностное, учащенное дыхание

Основные меры профилактики заболеваний органов дыхания

Пути попадания различных возбудителей инфекций и вредных веществ в органы дыхания очень схожи, поэтому основные меры профилактики одинаковы:

проведение вакцинации (профилактических прививок); карантин (избегание контактов с больными); соблюдение правил личной гигиены;

регулярное диспансерное обследование;

повышение уровня сопротивляемости организма (закаливание, сбалансированное питание и т. п.).

Самой универсальной мерой профилактики из приведенного перечня является повышение сопротивляемости организма. Эта мера не требует особых усилий. Надо только вести здоровый образ жизни, закалять организм и нормально питаться (без переедания или недоедания). Зато эта мера защищает очень эффективно.

Вакцинация — еще один надежный способ профилактики заболеваний дыхательных органов. Но не против всех инфекций она действует одинаково. Если после вакцинации против дифтерии организм будет защищен надолго, то с гриппом не все так просто. Возбудитель гриппа очень изменчив: постоянно возникают новые его формы. Поэтому разрабатываемые вакцины помогают не против всех вариантов вируса гриппа. В случае эпидемии гриппа следует использовать вакцину именно против того варианта вируса гриппа, который распространяется в данный момент.

С туберкулезом до сих пор довольно сложно справиться. Это как раз то заболевание, которое легче предупредить, чем вылечить. Поэтому лучший способ борьбы с ним — диспансерное обследование (регулярное — раз в год — прохождение флюорографии).

 

Негативное Влияние курения на органы дыхания

Вы уже знаете, что вещества, содержащиеся в табаке, пагубно влияют на различные системы органов. Однако попадают они в организм именно через органы дыхательной системы. Поэтому данные органы больше всего страдают от табакокурения.

Курение может стать причиной рака легких или других органов дыхания. Не забывайте, что под воздействием табачного дыма голосовые связки теряют свою эластичность, что приводит к изменению голоса.

Кроме того, вследствие действия дыма клетки эпителия трахеи и бронхов теряют способность нормально выполнять свою работу — выводить из дыхательных путей вместе со слизью чужеродные частицы, пыль и грязь, которые попадают в них с воздухом. Именно поэтому многие курильщики часто кашляют.

негативное влияние факторов внешней среды на органы дыхания

На состояние органов дыхания негативно может влиять не только курение, но и факторы внешней среды.

Например, наличие в воздухе, который вдыхает человек, большого количества пыли может привести к развитию силикоза. Это заболевание вызывает разрушение ткани легких и является неизлечимым. Чаще всего оно возникает у рабочих горнорудной и машиностроительной промышленности, а также у людей, которые имеют дело с огнеупорными и керамическими материалами.

Органические компоненты среды также могут поражать органы дыхательной системы. Очень опасно такое явление, как аллергический аспергиллез. Он вызывается спорами плесневых грибов аспергилл, поражающих людей со слабым иммунитетом. Именно от аспергиллеза в свое время часто погибали расхитители гробниц египетских фараонов. Это и породило легенды о «проклятии фараонов», которое карало грабителей.

Заболевания органов дыхательной системы могут вызывать как болезнетворные организмы, так и вредные вещества. Распространенными заболеваниями органов дыхания являются грипп, дифтерия, бронхит, туберкулез, астма, пневмония и др. Курение наносит значительный вред органам дыхания.

Проверьте свои знания

1.    Назовите причины возникновения и основные признаки гриппа.

2.    Назовите причины возникновения и основные признаки бронхиальной астмы.

3.    Какой возбудитель вызывает развитие дифтерии?

4.    Какие симптомы наблюдаются при трахеите?

5.    Какой микроорганизм является возбудителем туберкулеза?

6.    Что может быть причиной возникновения бронхита?

7.    К чему приводит заболевание туберкулезом?

8*. Каким образом частая уборка в комнате влияет на риск возникновения заболеваний дыхательной системы?

9*. Какие факторы являются причиной возникновения заболеваний органов дыхания?

10*. Почему так часто возникают эпидемии воздушно-капельных инфекций?

Обобщение по теме «Дыхание»

В заданиях 1-10 выберите один правильный ответ.

1    Система органов, принимающая участие в газообмене,— это:

а)    пищеварительная    в)    кровеносная

б)    дыхательная    г)    лимфатическая

2    Местом    образования голоса является:

а)    гортань    в) трахея

б)    бронхи    г) глотка

3    Сункцией бронхов является:

а)    проведение воздуха    в)    образование звуков

б)    анализ запахов    г)    обеззараживание    воздуха

4    Сдыхаемый воздух из носовой полости попадает в:

а)    легкие    в) гортань

б)    глотку    г) трахею

5    С азообмен между воздухом и кровью происходит в:

а)    носовой    полости    в) гортани

б)    глотке    г) легких

6    С полости альвеол находится:

а)    кровь    в) воздух

б)    моча    г) слюна

7    Процесс, связанный с внутренним дыханием,— это:

а)    транспорт газов кровью в) вентиляция легких

б)    диффузия газов в легких г) окислительные процессы в клетке

8    Сдох и выдох осуществляют:

а)    диафрагма и гортань

б)    диафрагма и сердце

в)    межреберные мышцы и мочевой пузырь

г)    межреберные мышцы и диафрагма

9    ) Содержание кислорода в выдыхаемом воздухе составляет: а) 20,9 % б) 16,3 % в) 14,2 % г) 5,2 %

10    Отдел мозга, в котором находится дыхательный центр,— это:

а)    промежуточный    в)    средний

б)    передний    г)    продолговатый

11    Укажите названия органов, изображенных на рисунках.

12    Рассмотрите изображение органа на рисунке. Объясните, какие особенности строения этого органа позволяют ему эффективно выполнять свои функции.

13    Установите соответствие между заболеванием дыхательной системы и причинами его возникновения.

1)    грипп    а) поражение слизистой оболочки трахеи при

2)    трахеит    развитии инфекционных    заболеваний

3)    бронхит    б)    попадание в организм человека дифтерий-

4)    дифтерия    ных палочек

в)    нарушение проходимости    бронхов вследствие

спазма мышц мелких бронхов при развитии аллергических процессов в бронхах

г)    воспаление бронхов вследствие развития инфекционных заболеваний

д)    попадание в дыхательную систему вирусов гриппа

14    Рассмотрите изображение органа, обозначенного стрелкой. Объясните, какие заболевания могут его поражать и как их можно предотвратить.

 

Это материал учебника Биология 8 класс Задорожный

 

Категорія: Біологія

Автор: admin от 4-10-2016, 20:04, Переглядів: 1454