"Биология. Человек и его здоровье", Никишов А.И., Богданов Н.А.
Дыхание обеспечивает организм кислородом и помогает удалять углекислый газ, который образуется в клетках. Воздух проходит по дыхательным путям к лёгким, а газообмен происходит в лёгочных пузырьках — альвеолах. Кислород из альвеол попадает в кровь и с её помощью доставляется к тканям. Вдох и выдох обновляют воздух в лёгких, а частота и глубина дыхательных движений меняются в зависимости от потребностей организма.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, его использование клетками и удаление углекислого газа. Это не только движение воздуха в лёгкие и обратно: дыхание включает также перенос газов кровью и их использование тканями. Благодаря этому клетки получают кислород, необходимый для их работы.
Дыхательная система — органы, которые проводят воздух, обеспечивают газообмен и участвуют в образовании голоса. К ней относятся дыхательные пути и лёгкие. Такое разделение помогает понять, какие органы направляют воздух, а в каких происходит его обмен с кровью.
Лёгочная вентиляция — обновление воздуха в лёгких при вдохе и выдохе. Во время вдоха в лёгкие поступает новая порция воздуха, а при выдохе часть воздуха удаляется. Вентиляция нужна, чтобы в альвеолах сохранялся воздух, из которого кислород может переходить в кровь.
Газообмен — переход кислорода и углекислого газа между воздухом, кровью и тканями. В лёгких кислород попадает из альвеол в кровь, а углекислый газ движется в обратном направлении. В тканях кровь отдаёт клеткам кислород и принимает образовавшийся в них углекислый газ.
Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи. В носовой полости волоски и слизь задерживают часть пыли, а густая сеть кровеносных сосудов помогает согревать воздух. Влажная поверхность слизистой увлажняет его, поэтому нижние дыхательные пути меньше пересыхают и раздражаются. Эти изменения подготавливают воздух к дальнейшему движению в лёгкие.
Дыхательные пути образуют последовательный канал, по которому воздух направляется от входа в организм к лёгким. Трахея и бронхи имеют опорные хрящевые элементы, поэтому их просвет не спадается и воздух может проходить. Бронхи разветвляются на всё более мелкие трубочки, подобно ветвям дерева. Благодаря этому воздух распределяется по разным участкам лёгких и достигает множества альвеол.
Вдох и выдох происходят потому, что меняется объём грудной полости. При вдохе грудная клетка расширяется, а дыхательные мышцы помогают увеличить её объём; давление в лёгких становится ниже, чем снаружи, и воздух входит. При спокойном выдохе объём грудной полости уменьшается, давление в лёгких повышается, и воздух выходит. Так движения грудной клетки обновляют воздух в лёгких без необходимости активно выталкивать каждую порцию.
В альвеолах воздух соприкасается с кровью, текущей по капиллярам, — мельчайшим кровеносным сосудам. Кислорода в альвеолярном воздухе больше, чем в крови, поэтому он переходит через тонкие стенки в кровь. Углекислого газа, наоборот, больше в крови, чем в воздухе альвеол, поэтому он перемещается в альвеолы и затем удаляется при выдохе. Большая площадь альвеол и густая сеть капилляров облегчают этот обмен.
Кровь связывает газообмен в лёгких с работой клеток в тканях. Она переносит кислород от лёгких к тканям, где кислород переходит в клетки, а углекислый газ из клеток попадает в кровь и направляется к лёгким. Поэтому одного поступления воздуха в лёгкие недостаточно: для доставки газов нужно кровообращение. Частоту и глубину дыхательных движений регулирует нервная система, подстраивая вентиляцию под состояние организма.
| Орган или отдел | Особенности строения | Основная функция |
|---|---|---|
| Носовая полость | Покрыта слизистой оболочкой, содержит волоски и густую сеть сосудов | Очищает, согревает и увлажняет воздух |
| Глотка и гортань | Соединяют отделы дыхательных путей; в гортани находятся голосовые связки | Проводят воздух, гортань участвует в образовании голоса |
| Трахея и бронхи | Трахея разветвляется на бронхи, которые делятся на более мелкие пути | Проводят и распределяют воздух в лёгких |
| Лёгкие и альвеолы | Альвеолы имеют тонкие стенки и окружены капиллярами | Обеспечивают газообмен между воздухом и кровью |
Читайте таблицу как путь воздуха: от носовой полости через дыхательные пути к лёгким. Сравните особенности строения с функцией каждого отдела — так легче понять, почему разные органы выполняют разные задачи. Газообмен относится прежде всего к альвеолам, а не ко всему пути движения воздуха.
Условие. Проследите путь вдыхаемого воздуха от носовой полости до места, где происходит газообмен. Нужно указать последовательность органов и отделить дыхательные пути от места обмена газов. Это важно, потому что воздух проходит через несколько органов, но газообмен идёт не в каждом из них.
Ответ. Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи, затем попадает в альвеолы. Носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи проводят воздух. Место газообмена — альвеолы лёгких.
Условие. Объясните, почему кислород переходит из альвеол в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы. Для решения нужно сравнить содержание газов в воздухе альвеол и в крови капилляров. Стенка между ними тонкая, поэтому газы могут переходить через неё.
Ответ. Газы переходят туда, где их содержание меньше: кислород — из альвеол в кровь, углекислый газ — из крови в альвеолы. Различие содержания газов по обе стороны стенки задаёт направление обмена. Тонкие стенки альвеол и капилляров облегчают этот переход.
Условие. После физической нагрузки дыхание становится чаще и глубже. Объясните причину и значение этой реакции. В ответе нужно связать работу мышц с потребностью клеток в кислороде и удалением углекислого газа. Одного наблюдения «дыхание ускорилось» недостаточно — нужно проследить, зачем организму это изменение.
Ответ. Дыхание учащается и углубляется, потому что работающим мышцам нужно больше кислорода и необходимо быстрее удалять углекислый газ. Усиленная вентиляция помогает обновлять воздух в лёгких. Это поддерживает газообмен, необходимый организму во время нагрузки.
Ошибка — считать, что газообмен происходит во всех дыхательных путях. Такое представление возникает из-за того, что воздух проходит через них на пути к лёгким. Но пути главным образом проводят воздух, а обмен газов с кровью идёт в альвеолах. Проверьте себя: если говорится о переходе кислорода в кровь, назовите альвеолы.
Ошибка — путать изменения при вдохе и выдохе. Иногда запоминают только, что воздух движется туда и обратно, и не связывают это с объёмом грудной полости. При вдохе объём увеличивается, при спокойном выдохе уменьшается. Проверка простая: вдох соответствует расширению грудной клетки, выдох — её уменьшению.
Ошибка — думать, что кислород из лёгких сразу поступает во все клетки. Можно пропустить промежуточное звено, потому что лёгкие и клетки участвуют в одном процессе. Между ними кислород переносит кровь, движущаяся по сосудам. Чтобы проверить ответ, спросите себя, какой транспорт доставляет газ от лёгких к тканям.
Ошибка — считать лёгочную вентиляцию всем дыханием. Эти понятия похожи, потому что оба связаны с дыхательными движениями, но обозначают процессы разного масштаба. Вентиляция описывает только движение воздуха в лёгкие и из них, а дыхание включает также газообмен и использование кислорода клетками. Если в ответе упомянуты только вдох и выдох, речь идёт о вентиляции.
Для понимания дыхания нужно знать, что кровь переносит вещества, а клетки используют кислород и выделяют углекислый газ. Тема напрямую связана с кровообращением: сердце и сосуды обеспечивают перенос газов между лёгкими и тканями. Эти знания помогают объяснять обмен веществ, реакцию организма на физическую нагрузку и значение профилактики заболеваний органов дыхания. Так работа лёгких рассматривается не отдельно, а как часть общей работы организма.
Зачем воздух проходит через носовую полость?
В носовой полости воздух очищается от части пыли, согревается и увлажняется. Это помогает защитить нижние дыхательные пути и подготовить воздух к газообмену.
Где в лёгких происходит газообмен?
Газообмен происходит в альвеолах — мельчайших лёгочных пузырьках. Их тонкие стенки соприкасаются с густой сетью капилляров, поэтому газы легко переходят между воздухом и кровью.
Как кислород из лёгких попадает к клеткам?
Сначала кислород переходит из воздуха альвеол в кровь. Затем кровоток переносит его к тканям, откуда он поступает в клетки.
Чем вдох отличается от выдоха?
При вдохе объём грудной полости увеличивается, давление в лёгких снижается, и воздух входит в них. При спокойном выдохе объём уменьшается, поэтому воздух выходит.
Почему после физической нагрузки дыхание учащается?
Работающие мышцы расходуют больше кислорода и выделяют больше углекислого газа. Более частое и глубокое дыхание помогает быстрее доставлять кислород и удалять углекислый газ.
Дыхание
