Строение дыхательной системы органы дыхания. Дыхание

К органам дыхания относятся: носовая полость, глотка. гортань, трахея, бронхи и легкие. Носовая полость делится костно-хрящевой перегородкой на две половины. Ее внутреннюю поверхность образуют три извилистых хода. По ним воздух, поступающий через ноздри, проходит в носоглотку. Многочисленные железы, расположенные в слизистой оболочке, выделяют слизь, которая увлажняет вдыхаемый воздух. Обширное кровоснабжение слизистой оболочки согревает воздух. На влажной поверхности слизистой оболочки задерживаются находящиеся во вдыхаемом воздухе пылинки и микробы, обезвреживаемые слизью и лейкоцитами.

Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцательным эпителием, чьи клетки имеют на внешней стороне поверхности тончайшие выросты - реснички, способные сокращаться. Сокращение ресничек совершается ритмически и направлено в сторону выхода из носовой полости. При этом слизь и прилипшие к ней пылинки и микробы выносятся наружу из носовой полости. Таким образом, воздух, проходя через носовую полость, согревается и очищается от пыли и некоторых микробов. Этого не происходит, когда воздух проникает в организм через ротовую полость. Вот почему следует дышать через нос, а не через рот. Через носоглотку воздух попадает в гортань.

Гортань имеет вид воронки, стенки которой образованы несколькими хрящами. Вход в гортань во время проглатывания пиши закрывается надгортанником, щитовидным хрящом, который легко можно прощупать снаружи. Гортань служит для проведения воздуха из глотки в трахею.

Трахея, или дыхательное горло - это трубка длиной около 10 см и диаметром 15–18 мм, стенки которой состоят из хрящевых полуколец, соединенных между собой связками. Задняя стенка перепончатая, содержит гладкие мышечные волокна, прилегает к пищеводу. Трахея делится на два главных бронха, которые входят в правое и левое легкое и в них разветвляются, образуя так называемое бронхиальное дерево

На конечных бронхиальных веточках находятся мельчайшие легочные пузырьки - альвеолы, диаметром 0,15–0,25 мм и глубиной 0,06–0,3 мм, заполненные воздухом. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием, покрытым плотной пленкой вещества, препятствующего их спадению. Альвеолы пронизаны густой сетью кровеносных сосудов - капилляров. Через их стенки происходит газообмен.

Легкие покрыты оболочкой - легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю стенку грудной полости. Узкое пространство между легочной и пристеночной плеврой образует плевральную щель, заполненную плевральной жидкостью. Ее роль - облегчать скольжение плевры при дыхательных движениях.

Дыхание - это процесс обмена такими газами, как кислород и углерод, происходящий между внутренней средой человека и окружающим миром. Дыхание человека представляет собой сложно регулируемый акт совместной работы нервов и мышц. Их слаженная работа обеспечивает осуществление вдоха - поступление кислорода в организм, и выдоха - выведение углекислого газа в окружающую среду.

Дыхательный аппарат имеет сложное строение и включает в себя: органы дыхательной системы человека, мышцы, отвечающие за акты вдоха и выдоха, нервы, регулирующие весь процесса обмена воздухом, а также кровеносные сосуды.

Сосуды имеют особое значение для осуществления дыхания. Кровь по венам поступает в легочную ткань, где происходит обмен газами: кислород поступает, а углекислый газ выходит. Возврат насыщенной кислородом крови осуществляется по артериям, которые транспортируют его к органам. Без процесса оксигенации тканей дыхание не имело бы никакого смысла.

Оценка функции органов дыхания производится врачами-пульмонологами. Важными показателями при этом являются:

1. Ширина просвета бронхов.
2. Объем дыхания.
3. Резервные объемы вдоха и выдоха.

Изменение хотя бы одного из этих показателей приводит к ухудшению самочувствия и являются важным сигналом к дополнительной диагностике и лечению.

Кроме того, имеются второстепенные функции, которые выполняет дыхание. Это:

1. Местная регуляция процесса дыхания, благодаря которой обеспечивается приспособление сосудов к вентиляции.
2. Синтез различных биологически активных веществ, осуществляющих сужение и расширение сосудов по мере необходимости.
3. Фильтрация, которая отвечает за рассасывание и распад инородных частиц, и даже тромбов в мелких сосудах.
4. Депонирование клеток лимфатической и кроветворной систем.

Этапы процесса дыхания

Благодаря природе, придумавшей столь уникальное строение и функции органов дыхания, возможно осуществление такого процесса, как обмен воздухом. Физиологически он имеет несколько стадий, которые, в свою очередь, регулируются центральной нервной системой, и только благодаря этому работают как часы.

Итак, ученые в результате многолетних исследований выделили следующие стадии, в совокупности организующие дыхание. Это:

1. Внешнее дыхание - доставка воздуха из внешней среды к альвеолам. В этом активное участие принимают все органы дыхательной системы человека.
2. Доставка кислорода к органам и тканям путем диффузии, в результате этого физического процесса происходит оксигенация тканей.
3. Дыхание клеток и тканей. Иными словами, окисление органических веществ в клетках с высвобождением энергии и углекислого газа. Несложно понять, что без кислорода окисление невозможно.

Значение дыхания для человека

Зная строение и функции дыхательной системы человека, трудно переоценить значение такого процесса, как дыхание.

Кроме того, благодаря ему осуществляется обмен газами между внутренней и внешней средой человеческого организма. Дыхательная система участвует:

1. В терморегуляции, то есть охлаждает организм при повышенной температуре воздуха.
2. В функции выделения случайных чужеродных веществ, таких, как пыль, микроорганизмы и минеральные соли, или ионы.
3. В создании звуков речи, что необычайно важно для социальной сферы человека.
4. В обонянии.

Особенности строения и функции органов дыхания человека

Подумайте, в чем Вы на данный момент больше всего нуждаетесь ? Может в престижном образовании? Или в хорошей работе, деньгах и карьере? На самом деле каждый человек определит для себя свои первоочередные цели в жизни. Одни строят краткосрочные планы, другие - долгосрочные на всю жизнь. Однако точно можно сказать, что ни одна из этих целей по значимости не может сравниться с нашей потребностью ежесекундно дышать . В данной статье Вы узнаете, что же такое дыхание и какие чудеса совершают каждую секунду органы системы дыхания человека в нашем организме. Ведь миллионы людей даже не задумываются об этом процессе и воспринимают его в качестве не стоящего внимания рефлекса.

На самом деле каждой клетке нашего организма необходим кислород, который поступает к нам вместе с вдыхаемым воздухом. Движение мышц, биение сердца, мозговая деятельность деление клеток и т.д., всё это станет невозможным без кислорода . А ведь всего одного вдоха достаточно, чтобы достаточное количество кислорода поступило в наш организм для функционирования и жизни. Кислород , поступивший со вздохом, очень быстро достигает легких. В легких его погрузят на особые транспортировщики , которые распределят кислород по всем уголкам тела. И этот вдох принесет новую жизнь в 100 триллионов клеток, из которых состоит Ваше тело. А теперь давайте поближе познакомимся с совершенным механизмом, который начал работать внутри Вас, как только Вы родились. И который будет работать на протяжении всего срока, отпущенного Вам земной жизнью.

Нос

Изучение системы дыхания мы начнем с ее парадного входа - носа . Мы чаще ассоциируем нос с его свойством воспринимать запахи . Но у носа есть еще одна очень важная функция . Нос приводит вдыхаемый воздух в благоприятное состояние для легких. Нос обладает уникальным строением с точки зрения аэродинамики. Он работает как совершенный кондиционер , оснащенный особыми биоактивными фильтрами. Извилистое строение носа заставляет вдыхаемый воздух совершить внутри целый круг обращения. Благодаря этому воздух прогревается , а при помощи слизистой оболочки носа, еще и увлажняется . Волоски внутри носа исполняют функцию воздушного фильтра . Вся пыль, бактерии, пыльца растений, и еще примерно миллиард инородных субстанций при попадании в нос сталкиваются с этими волосками . Но если вредные для Вас вещества вдруг миновали этот заслон, то их останавливает вторая линия обороны - слизь .

Слизь и слизистая оболочка

Верхние дыхательные пути и трахея покрыты гелеобразной липкой жидкостью , именуемой мукусом или слизью . Слизь ответственна за постоянное увлажнение дыхательных путей. В тоже время она оберегает легкие от попадания в них инородных тел . Слизистая оболочка имеет верного помощника - реснички , расположенные в ней же. Реснички очень активны и как только на них нападает какое-либо инородное тело , они начинают толкать слизь с налипшей на ней грязью к глотке. Как только инородное тело достигает со слизью глотки , срабатывает глотательный рефлекс и народное тела заглатывается . Попадая в желудок, инородное тело уничтожается соляной кислотой желудка. Или же инородное тело, приблизившись к глотке, может вызвать кашель и тогда оно выведится из глотки во время кашля. Оказывается, при сильном кашле скорость выталкивания инородного тела достигает 960 км в час. Этот удивительный факт показывает нам, насколько серьезные меры безопасности предусмотрены в нашем организме для защиты дыхательной системы .

Обратите внимание, реснички , расположенные на слизистой оболочки трахеи, толкают слизь вверх , в сторону носа. Тогда, как реснички в слизистой оболочки носа наоборот, толкают слизь вниз , в сторону гортани. Следовательно, и в трохее и в верхних дыхательных путях инородные тела толкаются в сторону глотки . Миллиарды ресничных клеток в обеих частях дыхательной системы словно бы знают, в каком месте расположена глотка и в какую сторону им надо толкать слизь и налипшую на ней грязь . Удивительно, но ресничные клетки не имеют ни глаз, ни ушей, ни мозга. Но тогда откуда эти микроскопические глухие и слепые клетки знают, где находится глотка?

Ресничная клетка - это ведь живое существо. С момента Вашего рождения, всю Вашу жизнь она исполняет единственную, но архиважную функцию . Без устали, без сна и отдыха, каждая клетка двигает слизистую оболочку в сторону глотки. Эти удивительные клетки исполняют назначенную им функцию всю жизнь ради того, чтобы оберегать Ваши легкие от попадания в них инородных тел . Под микроскопом ресничка выглядит, как ничем не примечательный волосок . Но на самом деле, это чудо инженерного мастерства. Это микроскопическое тело обладает неповторимой сложности строением . Ресничка состоит из 9 различных белков - цепей образующих цилиндрическую форму. Белки денеин и нексин являются главными внутриклеточными моторами . Так вот, ученые и по сей день не могут объяснить, какой такой сложнейший механизм приводит в действие реснички внутри слизистой с невероятной скоростью 20 ударов в секунду . И не будем забывать еще и то, что одни только реснички ни на что не годны. Они могут работать и защищать дыхательные пути человека только при наличии слизистой оболочки . Иначе в них нет никакого смысла.

Строение слизистой оболочки также удивительно сложно . Слизистый слой довольно тонкий. Оказывается, толщина слизистого слоя, защищающего Ваше здоровье, составляет 1\600 долю миллиметра. Причем даже такая толщина состоит из двух разных слоев. Нижний слой очень скользкий, что помогает ресничкам двигать слизь в строго определенную сторону. Тогда как верхний слой, отвечающий за безопасность, наоборот очень липкий , благодаря чему он легко зацепляет и удерживает вредные инородные тела , попадающие в нос с дыханием. Эти два слоя никогда не перемешиваются друг с другом и не меняются местами.

Трахея

На пути воздуха к легким, нас встречает еще один орган - трахея . Трахея имеет форму трубки длиной от 9 до 12 сантиметров, и состоит из 18-22 не полностью замкнутых хрящевых колец . Хрящевая природа колец позволяет трохеи быть гибкой , но упругой . За счет этого она не опадает при выдохе. Ведь если бы трохея была из мягкой мышечной ткани, то она все время закупоривалась бы из-за излишней мягкости тканей. И тогда мы не смогли бы дышать и часто задыхались . Или же, если она была из кости или иного твердого материала, то это значительно осложнило бы нам жизнь, т.к. каждый вдох доставлял бы нам боль . Но хрящевое строение трахеи благоприятно для любых, даже самых резких движений. И в то же время, строение достаточно прочно для обеспечения постоянного открытого канала для дыхания . В верхней части трахеи расположен уникальный механизм, который спасает нашу жизнь всякий раз, как мы едим . Вы спросите как это?

Дело в том, что вдох в трохею и пищевод располагаются в гортани в одном месте. При таком анатомическом расположение существует опасность , что во время еды кусочек пищи попадет случайно не в пищевод, а в трохею , что приведет к гибели человека от удушья. Но такого никогда не происходит! Вы можете одновременно дышать, кушать и разговаривать, а пища при этом не попадает ошибочно в трохею . Так что же это за механизм , который оберегает нас от неправильного попадания пищи и удушья? Непосредственно при входе в трахею сотворен особый клапан , именуемый небной завесой . В тот момент, когда мы глотаем пищу, этот клапан автоматически закрывает вход в трахею. За свою жизнь Вы десятки тысяч раз принимали пищу. И во время еды сотни тысяч раз совершали глотательные движения. Но каждый раз , точно в нужный момент этот клапан закрывал вход в трахею. Вы быть может, до сего момента не знали о существовании этого клапана , а ведь он каждый раз, по сути, спасает Вам жизнь в тот миг, когда Вы посылаете в рот очередной кусочек пищи или глоток воды.

Легкие

Ткани организма в процессе жизнедеятельности каждый день вырабатывают углекислый газ . Кровь, обходя тысячу раз в день все клетки организма в цикле кровообращения , уносит с собой выработавшийся углекислый газ. Кровь , насыщенная углекислым газом, считается грязной . Для очищения крови необходимо, чтобы она вошла в контакт с воздухом . Тогда происходит удивительная химическая реакция. Молекулы кислорода в воздухе и молекулы углекислого газа в грязной крови меняются местами , т.е. кислород заменяет углекислый газ в крови. В организме взрослого человека циркулирует примерно 5 литров крови. Для того, чтобы проветрить воздухом и насытить кислородом 5 литров грязной крови, ее следует расстелить на площади в 100 квадратных метров. Эта поверхность равна примерно одному теннисному корту . Представьте себе, внутри Вашей грудной клетки находится поверхность , равная по площади теннисному корту - это Ваши легкие .

Легкие состоят из сотен ветвей бронхов . На конце каждого бронха расположены альвеолы , размеры каждой из которых не превышают булавочной головки . В здоровых легких располагается примерно 300 миллионов альвеол . Если собрать все альвеолы вместе, то они как раз покроют площадь теннисного корта. Воздух , проходящий через бронхи, направляется в альвеолы . Внутренняя поверхность альвеол покрыта сетью кровеносных капилляров . Зона, в которой капилляры соприкасаются друг с другом, состоит из очень тонкой ткани , благодаря которой здесь и происходит обмен . Молекулы кислорода из воздуха попадают в кровь , а молекулы углекислого газа из крови переходят в воздух . Так грязная кровь очищается в альвеолах. Система очистки крови с каждым глотком воздуха построена внутри этого маленького пузырька (альвеоле) размером с булавочную головку. В нашей грудной клетке 300 миллионов пузырьков (альвеол) ежесекундно исполняют для нас ту операцию , без которой наша жизнь невозможна.

Альвеолы расширяются всякий раз, как мы совершаем вдох. И сжимаются , когда мы выдыхаем. Внутренняя поверхность альвеол покрыта альвеолярной жидкостью . Молекулы воды в составе этой жидкости образуют поверхностное натяжение . Поверхностное натяжение воды - это сила, образующаяся в результате взаимного притяжения молекул воды. Так вот, поверхностное натяжение воды в альвеолярной жидкости по идее должно было притягивать к себе и стенки альвеол и крепко сжимать их изнутри. И тогда, каждый раз, делая вдох , нам потребовалось бы много сил, чтобы вновь расправить в груди сжавшиеся альвеолы. К тому же каждый вдох причинял бы нам сильную боль . Но такого не происходит! Дышать нам так легко, что мы забываем о дыхании. Но тогда, в чем же секрет?

Здесь исследователи столкнулись с еще одним поразительным фактом строения человеческого организма. В каждой из 300 миллионов альвеол размещен один агент , обязанность которого - служить человеку. Имя этого агента - клетка второго типа . Клетки второго типа вырабатывают уникальное вещество - сурфоткант . И распределяют его по всей внутренней поверхности альвеол. Сурфактант - это особое вещество, созданное для того, чтобы снизить силу поверхностного натяжения воды. Благодаря сурфактанту , находящемуся в альвеоле, на границе воздух-жидкость, альвеолы не сжимаются изнутри. Клетки второго типа существуют только в одном месте организма - в альвеолах , т.е. там, где необходимо производства сурфактанта. Ни в каком другом органе , ни в клетках сердца, ни в клетках пищевода и т.д., таких клеток нет . Число вопросов увеличивается по мере того, как мы изучаем строение альвеол . Потому что самоотверженно работают не только клетки второго типа , но и другие жизненно важные клетки. Ежесекундную службу ради нашей жизни здесь несут и макрофаги . Любые вирусы, миновавшие слизистую оболочку носа и трахеи, попадая в альвеолы, создают серьезную опасность . Макрофаги же сразу проглатывают эти инородные вирусы, тем самым защищая наше здоровье.

Гемоглобин у человека

Мы рассмотрели, как в легочных альвеолах происходит процесс очищение грязной крови и насыщение её чистым кислородом . Однако между альвеолами и остальными клетками организма, которым кислород жизненно необходим каждую секунду, лежит огромное расстояние. Кислород , пришедший в альвеолы вместе с воздухом и смешавшийся с кровью, поступает в распоряжение особых клеток - эритроцитов . Их задача - бережно нести молекулы кислорода каждой клетке организма. В структуре эритроцитов есть уникальный по структуре белок - гемоглобин . Внутри каждого эритроцита расположено примерно 250 миллионов белков гемоглобина .

Гемоглобин - это чудо химии и физики, спроектированные для того, чтобы ловить поступающий в кровь кислород. В составе гемоглобина есть 4 молекулы железа , они словно магниты захватывают и удерживают молекулы кислорода . Так кислород вместе с кровью начинает долгую дорогу по всему циклу кровообращения в организме. Когда кровь доходит до клетки организма, которая в данный момент нуждается в кислороде , происходит удивительное. Магнитная сила молекул железа слабеет и молекулы кислорода отрываются от гемоглобина и эритроцита и переходят в клетку , которая нуждается в кислороде. Углекислый газ , образовавшийся в клетках в процессе жизнедеятельности, также при помощи молекул железа захватывается гемоглобином и доставляется опять к легким через бронхи к альвеолам , где кровь опять очищается. Так завершается цикл кровообращения . Углекислый газ здесь выводится из организма, а чистый кислород наоборот забирается из воздуха, и всё повторяется.

Круговорот кислорода и углекислого газа на протяжении нашей жизни, ни на секунду не останавливаясь, работает ради того, чтобы мы дышали. Рассмотрим чуть ближе эту систему. Белковая молекула гемоглобина состоит из 564 . В средней её части расположены те самые 4 молекулы железа , которые отвечают за удержание кислорода . Малейшее изменение порядка расположения аминокислот приведет к тому, что гемоглобин не сможет захватывать и транспортировать кислород. Трехмерное строение гемоглобина и порядок расположения аминокислот в нем, словно бы, специально спроектированы для того, чтобы переносить кислород . Но важна не только форма гемоглобином , а еще четкая работа всех подсистем, работающих вместе с гемоглобином.

Например, гемоглобин и кислород образуют между собой сильнейшую связь . Но как только кровь доносит эту пару до клетки, которая нуждается в кислороде, эта связь тотчас слабеет и кислород отделяется от гемоглобина. Каждая деталь в системе тончайше продумана. Если бы гемоглобин не удерживал бы так сильно кислород, то кислород не смог бы доноситься с кровью до нуждающихся в нем клеток, и клетки начали бы отмирать от недостатка кислорода. А если бы гемоглобин наоборот удерживал кислород сильнее , чем сейчас, тогда кислород не смог бы отсоединиться от гемоглобина и перейти в клетки, которые в нем нуждаются. И опять-таки, клетки начали бы отмирать , потому что не получали бы кислород. Словом, малейшее изменение существующей системы приведет к смерти организма. Например, один из самых сильных ядов - цианистый калий , попадая в кровь, цепляется к молекуле гемоглобин и не дает ей выполнять свои функции . В результате чего человек умирает за несколько минут от гипоксии (недостатка кислорода в клетках организма).

Мозг

Каждый день мы делаем сотни разных дел, но чтобы мы ни делали за всю жизнь, мы верно и беспрестанно делаем одно дело. Каждую секунду мы дышим . И для того, чтобы дышать , мы не прикладываем никаких усилий. Нам не надо собирать волю в кулак, чтобы заставить себя дышать. Просто мы родились на свет и сразу же, как только нам перерезали пуповину, начали дышать. Мозг является командным центром всей системы дыхания . Группа нервов в стволе мозга и в спином мозге управляет системой дыхания . Нервы в спинном мозге каждые 2 секунды посылают мышцам, опоясывающим грудную клетку, команду расширяться . По мере расширения в легкие пропадает воздух . Потом через 3 секунды команда от спинного мозга прекращается, и мышцы грудной клетки расслабляются . Воздух, наполнивший легкие, по мере сжатия мышц выталкивается наружу. Команда на совершение вдоха и выдоха от спинного мозга длится 5 секунд : 2 секунды на вдох и 3 секунды для выдоха. Здоровый человек в спокойном состоянии делает 12 вдохов и выдохов в минуту. Но чем быстрее мы двигаемся , тем чаще становится наше дыхание.

Дыхание и движение

Дыхание человека находится вне его воли. Чем быстрее мы двигаемся , тем больше кислорода расходуют мышцы. Уровень кислорода в крови падает , а уровень углекислого газа растет . И тогда, напрягающиеся мышечные клетки, выделяют особую молочную кислоту . Размещенные в определенных участках организма человека рецепторы уровня кислорода, углекислого газа и молочной кислоты, почувствовав это изменение, немедленно посылают в дыхательный центр мозга сигнал тревоги . Мозг, услышав сигнал, тотчас посылает команду мышцам грудной клетки - работать быстрее . Но организм принимает и другие меры. Например, сердце начинает биться чаще. Также кожа раскрывает поры, чтобы уравновешивать теплоотдачу и выводить с потом через поры излишки воды , тем самым охлаждая организм. Как только нагрузка на мышцы уменьшается, все системы возвращаются в спокойное состояние. Теперь Вы знаете, что все системы в нашем организме работают вне нашего контроля и воли с одной лишь целью - служить нам и поддерживать в нас жизнь.

Цели урока: изучение строения и функций органов дыхательной системы; развитие навыков выделения главного, обобщения и формулирования выводов; формирование сознательного отношения к учебе, умения применять в жизни знания, полученные на уроке.

Оборудование: модель гортани, таблица органов дыхания.

ХОД УРОКА

Учитель. Когда нам что-то дорого или очень важно, мы говорим: «Это нужно нам, как воздух».
Человек без пищи может прожить несколько недель, без воды – несколько дней, а без воздуха не проживет и пяти минут. Сегодня на уроке мы узнаем, для чего нам нужен воздух и как происходит дыхание.
Рассмотрим взаимосвязь строения и функций органов дыхания.
Сначала работаем в группах (класс разбивается на пять групп). Каждая группа выполняет определенное задание, затем, слушая краткие сообщения групп, все вместе заполним таблицу. (Учитель раздает задания группам . На работу в группах отводится 5–6 мин, на сообщения – до 3 мин. )

Задание группе I

Изучить статьи в учебнике* на стр. 77 «Что такое дыхание?», «Функции дыхательной системы». Ответить на следующие вопросы. Что такое дыхание? Какое значение имеет дыхание? Какие типы дыхания у животных известны?

Задание группе II

Изучить статью «Строение и функции носовой полости» на стр. 77–79 учебника. Ответить на вопрос: какое строение имеет носовая полость и какие функции выполняет? (Рассмотреть рисунки в учебнике.)

Задание группе III

Изучить статью на стр. 80–81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Каковы строение и функции гортани? Как образуются звуки речи? Какие органы участвуют в их формировании? (Работа с таблицей и моделью гортани.)

Задание группе IV

Изучить статью на стр. 81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Какое строение имеет трахея? Каков путь воздуха из гортани в легкие?

Задание группе V

Изучить статью на стр. 81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Какое строение имеют легкие? Какие процессы в них происходят?

Таблица. Строение и функции органов дыхания

Название органа	Строение

Учитель. Заслушаем сообщения, подготовленные группами.

Ученик. Каждой клетке нашего организма необходима энергия. Ее источник – непрерывный распад и окисление органических соединений в организме – метаболизм. В результате окисления органических соединений образуются СО 2 и вода, которые удаляются из организма. Снабжение клеток О 2 и удаление из них СО 2 осуществляется кровью. Обмен газами между кровью и воздухом происходит в органах дыхания. Человек дышит, поглощая из внешней среды О 2 и выделяя в нее СО 2 . Функции дыхательной системы:

– дыхательные пути проводят воздух из внешней среды к легким и обратно;
– легкие осуществляют газообмен между атмосферным воздухом и кровью, которая является частью внутренней среды организма.

Учитель. А какие типы дыхания, кроме легочного, встречаются у позвоночных животных? (Прикрепляет к доске таблицу «Эволюция дыхательной системы хордовых» .)

Ученик. Рыбы живут в воде, их орган дыхания – жабры. Земноводные занимают две среды обитания, поэтому в воде они дышат кожей, на суше – легкими, имеющими простое строение. Пресмыкающиеся – наземные животные, кожное дыхание у них отсутствует, имеют легкие более сложного строения, чем у земноводных. У птиц – сложно устроенные легкие, помимо которых имеются еще и воздушные мешки, обеспечивающие усиление газообмена при полете. Млекопитающие дышат легкими сложного строения, у них появляется диафрагма.

Учитель. Мы познакомились с функциями дыхательной системы, вспомнили, какие органы дыхания бывают у позвоночных животных. Основная часть дыхательной системы человека – легкие. Как же попадает воздух в легкие?

Ученик. Воздухоносные пути дыхательной системы начинаются с носовой полости. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на две части: правую и левую. Внутренняя поверхность полости выстлана слизистой оболочкой, снабженной ресничками и пронизанной кровеносными сосудами. Она покрыта слизью, которая задерживает (и частично обезвреживает) микробы и пыль. Таким образом, в носовой полости воздух очищается, обезвреживается, согревается и увлажняется. Вот почему необходимо дышать носом.

Учитель. У нас у всех разные формы носа. Поглядите друг на друга: курносый, «римский», прямой и т.д. Как вы думаете, зависит внутреннее строение носа от внешнего? (Носы любой формы имеют одинаковое внутреннее строение и выполняют одни и те же функции .)

Знаете ли вы, что:

– к моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, имеет узкие носовые отверстия; объем носовой полости с возрастом увеличивается в 2,5 раза;
– ротовое дыхание вызывает деформацию грудной клетки, ухудшение слуха, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти;
– в течение жизни носовая полость задерживает до 5 кг пыли.

Из носоглотки воздух поступает в следующий орган – гортань.

Ученик. Гортань (показывает модель гортани, таблицу ) имеет вид воронки. Она образована несколькими хрящами. Щитовидный хрящ защищает гортань спереди. Хрящевой надгортанник при проглатывании пищи закрывает вход в гортань. Если пытаться говорить во время проглатывания пищи, то пища может попасть в воздухоносные пути и вызвать удушение. Вот почему говорят: когда я ем, я глух и нем.

Учитель. Задание классу. Попробуйте нащупать щитовидный хрящ и сделать глотательное движение. При глотании хрящ перемещается вверх, затем возвращается на прежнее место. При этом движении надгортанник закрывает вход в гортань, слюна или пища идет в пищевод. Что еще есть в гортани?

Ученик. Голосовые связки. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся (показывает на рисунке ), когда человек говорит громко, голосовые связки сомкнуты. Когда человек говорит шепотом, голосовые связки приоткрыты.

Функции гортани:

– проводит воздух от носоглотки до трахеи и обратно;
– регулирует глубину дыхания;
– обеспечивает образование голоса.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– длина гортани у взрослого человека 5–6 см, а у новорожденного – 1,5 см;
– членораздельная речь обусловлена не только колебаниями голосовых связок, но и положением языка, губ, нижней челюсти;
– острое воспаление слизистой оболочки гортани ведет к изменению связок, и они не могут полностью смыкаться – голос исчезает; это заболевание называется ларингит;
– мужские певческие голоса подразделяют на тенор (длина связок 15–17 мм, диапазон 122–488 Гц), баритон (длина связок 18–21 мм, диапазон 110–440 Гц), бас (длина связок 22–25 мм, диапазон 75–300 Гц).

Ученик. Из гортани воздух по трахее и бронхам поступает в легкие. Трахея образована многочисленными хрящевыми полукольцами, расположенными друг над другом и соединенными мышечной и соединительной тканью. Открытые концы полуколец прилегают к пищеводу. В грудной клетке трахея разделяется на два бронха, которые продолжают далее ветвиться, образуя в конце тоненькие трубочки диаметром около 1 мм, которые называются бронхиолами.

Учитель. Длина трахеи человека около 10 см, диаметр – около 2,5 см. Трахеями у насекомых называют любые воздухоносные пути – трубочки, пронизывающие тело.

Ученик. Бронхиолы разделяются на еще более тонкие трубочки – альвеолярные протоки, которые заканчиваются маленькими тонкостенными (толщина стенок – одна клетка) мешочками – альвеолами, собранными в гроздья наподобие винограда. В альвеолах, оплетенных густой сетью таких тонкостенных капилляров, происходит газообмен между кровью и воздухом. Кровь поступает в капилляры по артериям, ответвляющимся от легочной артерии, идущей от сердца, а из капилляров кровь попадает в вены, сливающиеся в легочную вену, идущую к сердцу.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– в каждом легком насчитывается от 300 до 400 млн альвеол;
– у новорожденного диаметр альвеол 0,07 мм, у взрослого – 0,2 мм;
– суммарная площадь поверхности альвеол составляет около 93 м2, т.е. почти в 50 раз больше площади кожи человека;
– в воздухе, поступающем в легкие, содержится 21% кислорода и 0,04% диоксида углерода, а в выдыхаемом воздухе – около 14% кислорода и 4,4% углекислого газа.

Ученик. Легкие – парный орган, расположенный в грудной клетке. Легкие занимают большую часть грудной клетки – от ключичной кости до диафрагмы – куполообразной мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной. Легкие покрыты тонкой оболочкой – плеврой, наружный слой которой выстилает изнутри грудную клетку. В легких собственных мышц нет. Вдох и выдох происходят за счет сокращения и расслабления мышц грудной клетки и диафрагмы.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– по сравнению с объемом легких новорожденного к 12 годам объем легких увеличивается в 10 раз, к концу полового созревания – в 20 раз;
– частота дыхания у взрослого человека составляет в норме 14–20 вдохов в 1 мин, но при значительной физической нагрузке может доходить до 80 вдохов в 1 мин;
– объем вдыхаемого воздуха у взрослого человека составляет около 0,4–0,5 л, а жизненная емкость легких, т.е. максимальный объем легких, примерно в 7–8 раз больше – обычно 3–4 л (у женщин меньше, чем у мужчин), хотя у спортсменов может превышать и 6 л;
– икота – следствие непроизвольных спазматических сокращений диафрагмы, которые обычно прекращаются сами по себе через несколько минут; если этого не происходит, для прекращения икоты надо задержать дыхание или подышать некоторое время в бумажный пакет; при некоторых заболеваниях икота может продолжаться несколько дней, недель и даже лет.

Для закрепления материала давайте обсудим следующие вопросы.

1. Почему после плотной еды тяжело дышать? (Переполненный желудок давит на диафрагму и легкие, затрудняя дыхание. )

2. Почему нужно дышать через нос?

3. Почему говорят: «Когда я ем я глух и нем»?

4. Как влияет курение на голосообразование, на органы дыхания?
(Дым обычной сигареты содержит до 4 тыс. различных соединений, 43 из которых вызывают рак. По сравнению с некурящими риск умереть от рака легких у курящих мужчин выше в 23 раза, а у женщин – в 11 раз. Курение увеличивает в 5 раз риск смерти от эмфиземы легких (заболевания, вызванного снижением проходимости бронхиол вследствие их спазма или воспаления ). Вещества, содержащиеся в дыме, раздражают слизистую гортани, трахеи, бронхов и т.д., приводят к воспалительным процессам в голосовых связках. Последнее приводит к изменению голоса – он становится глуше, грубее. )

5. Людям каких профессий необходимы специальные навыки дыхания?
(Певцам недаром говорят: «Искусство пения есть искусство дыхания». Дикторам на радио и телевидении. Представителей этих профессий учат специальным приемам дыхания, позволяющим управлять воздушной струей при выдохе во время речи или пения. )

6. Как дышат водолазы?
(Водолазы и те, кто трудится в кессонах – особых камерах, которые применяются при постройке мостов и других гидротехнических сооружений, – вынуждены работать при повышенном давлении воздуха. На глубине 50 м под водой водолаз испытывает давление в 5 раз выше атмосферного, а ведь ему иногда приходится опускаться под воду на 100 м и более. При дыхании сжатым воздухом, а не специальной газовой смесью быстрый подъем водолаза на поверхность с такой глубины может оказаться смертельным. Дело в том, что при повышенном давлении кровь, а за ней и ткани насыщаются газами, особенно азотом, которого в воздухе 80%. Кровь при этом становится густой. Если давление воздуха быстро снижается, азот начинает выходить из крови и тканей – кровь «кипит», выделяя пузырьки азота, которые могут закупорить какую-нибудь важную артерию, перекрыв поступление крови в сердце, мозг. Выделяясь из межтканевой жидкости, такие пузырьки могут повреждать различные органы, например суставы. Поэтому водолазов медленно поднимают на поверхность, чтобы газ выделялся только из легочных капилляров. )

7. Какие вы знаете заболевания дыхательных путей?
(Бронхит, гайморит, ларингит, трахеит. )

8. В нашем городе велика частота заболеваний дыхательной системы. В чем причины?
(Низкая температура воздуха зимой, загрязнение воздуха угольной пылью. )

9. Какие виды спорта развивают дыхание?
(Плавание, бег, лыжи, гимнастика и другие виды спорта, связанные с интенсивным дыханием. )

Домашнее задание: изучить § 24.

* Батуев А.С., Кузьмина И.Д. и др. Биология. Человек. Учебник для 9-го кл. общеобразовательных учреждений.

Дыхание – это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой и окислительные процессы в клетках, в результате которых выделяется энергия.

Органы дыхания

Воздухоносные пути Лёгкие

носовая полость

носоглотка

Органы дыхания выполняют следующие функции : воздухопроводную, дыхательную, газообменную, звукообразовательную, определение запаха, гуморальную, участвуют в липидном и водно-солевом обмене, иммунную.

Носовая полость образована костями, хрящами и выстлана слизистой оболочкой. Продольная перегородка делит её на правую и левую половины. В носовой полости воздух согревается (кровеносные сосуды), увлажняется (слеза), очищается (слизь, ворсинки), обеззараживается (лейкоциты, слизь). У детей носовые ходы узкие, а слизистая оболочка при малейшем воспалении набухает. Поэтому дыхание детей, особенно в первые дни жизни, затруднено. Есть и другая этому причина – придаточные полости и пазухи у детей недоразвиты. Например, гайморова полость полного развития достигает только в период смены зубов, лобная – до 15 лет. Слезно-носовый канал широкий, что ведёт к проникновению инфекции и возникновению конъюнктивитов. При дыхании носом происходит раздражение нервных окончаний слизистой оболочки, рефлекторным путем усиливается сам акт дыхания, его глубина. Поэтому при дыхании через нос в легкие поступает больше воздуха, чем при дыхании через рот.

Из носовой полости через хоаны воздух попадает в носоглотку – воронкообразную полость, которая сообщается с полостью носа и через отверстие евстахиевой трубы соединяется с полостью среднего уха. Носоглотка выполняет функцию проведения воздуха.

Гортань – это не только отдел воздухоносных путей, но и орган голосообразования. Она выполняет и защитную функцию – препятствует попаданию пищи и жидкости в дыхательные пути.

Надгортанник расположен над входом в гортань и прикрывает её в момент глотания. Наиболее узкий отдел гортани – голосовая щель, которая ограничивается голосовыми связками. Длина голосовых связок у новорожденных одинакова. К моменту полового созревания у девочек составляет 1,5 см, у мальчиков – 1,6 см.

Трахея является продолжением гортани. Это трубка длиной 10-15 см у взрослых и 6-7 см у детей. Скелет её состоит из 16-20 хрящевых полуколец, препятствующих спаданию её стенок. На всём протяжении трахея выстлана мерцательным эпителием и содержит много железок, выделяющих слизь. В нижнем конце трахея делится на 2 главных бронха.

Стенки бронхов поддерживаются хрящевыми кольцами и выстланы мерцательным эпителием. В лёгких бронхи ветвятся, образуя бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки называются бронхиолами, которые заканчиваются выпуклыми мешочками, стенки которых образованы большим количеством альвеол. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров малого круга кровообращения. В них происходит обмен газов между кровью и альвеолярным воздухом.

Лёгкие – это парный орган, занимающий почти всю поверхность грудной клетки. Лёгкие состоят из бронхиального дерева. Каждое лёгкое имеет форму усеченного конуса, расширенной частью прилегающего к диафрагме. Верхушки лёгких выходят за ключицы в область шеи на 2-3 см. Высота лёгких зависит от пола и возраста и составляет приблизительно 21-30 см у взрослых, а у детей соответствует их росту. Масса лёгких также имеет возрастные различия. У новорожденных примерно 50 г, младших школьников – 400 г, у взрослых – 2 кг. Правое лёгкое несколько больше левого и состоит из трёх долей, в левом – 2 и имеется сердечная вырезка – место прилегания сердца.

Снаружи лёгкие покрыты оболочкой – плеврой – имеющей 2 листка – лёгочный и пристеночный. Между ними находится замкнутая полость – плевральная, с небольшим количеством плевральной жидкости, которая облегчает скольжение одного листка по другому при дыхании. В полости плевры воздух отсутствует. Давление в ней отрицательное – ниже атмосферного.