§ 26. Значение дыхания. Органы дыхательной системы, дыхательные пути, голосообразование. Заболевания дыхательных путей

Определения и обозначения

Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, его использование клетками и удаление углекислого газа. Это не только вдох и выдох: кислород должен дойти до клеток и участвовать в получении энергии. Без удаления углекислого газа нарушается нормальная работа организма.

Дыхательная система — органы, которые проводят воздух и обеспечивают газообмен между воздухом, кровью и тканями. Она включает дыхательные пути и лёгкие. Благодаря совместной работе этих органов кислород из вдыхаемого воздуха может попасть к клеткам.

Дыхательные пути — органы, по которым воздух проходит от внешней среды к лёгким и обратно; они очищают, согревают и увлажняют его. К ним относятся носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи. Их подготовительная работа защищает нижние отделы дыхательной системы от пыли и слишком холодного или сухого воздуха.

Голосообразование — образование звуков при прохождении выдыхаемого воздуха через гортань и колебании голосовых связок. Поток воздуха заставляет связки вибрировать, а полость рта и другие органы помогают оформлять звуки речи. Поэтому дыхание необходимо не только для газообмена, но и для звучания голоса.

Как это устроено

Клеткам постоянно нужна энергия для роста, движения и выполнения других функций. Получать её им помогает использование кислорода при расщеплении питательных веществ; при этом возникает углекислый газ. Если газ не удалять, он будет накапливаться, поэтому дыхание объединяет доставку кислорода и выведение углекислого газа.

Вдыхаемый воздух сначала проходит через носовую полость, затем через глотку и гортань, а далее — по трахее и бронхам. Такая последовательность позволяет провести воздух от внешней среды к лёгким. В носовой полости он очищается, согревается и увлажняется, а остальные отделы дыхательных путей проводят его дальше. Строение стенок этих органов помогает сохранять просвет, по которому движется воздух.

Внутри лёгких бронхи многократно ветвятся на всё более мелкие пути, заканчивающиеся альвеолами. Альвеолы многочисленны, а их стенки тонки и соприкасаются с кровеносными сосудами, поэтому газам легко переходить между воздухом и кровью. Кислорода в альвеолярном воздухе больше, чем в крови, притекающей к лёгким, и он движется в кровь. Углекислого газа больше в этой крови, поэтому он переходит в альвеолы и удаляется при выдохе.

Вдох начинается, когда грудная клетка расширяется, а диафрагма — мышца, отделяющая грудную полость от брюшной, — сокращается и опускается. Объём грудной полости увеличивается, и воздух поступает в лёгкие, чтобы выровнять давление. При выдохе диафрагма расслабляется и поднимается, грудная клетка становится меньше. Воздух выходит наружу, унося углекислый газ, перешедший в альвеолы из крови.

Для образования голоса выдыхаемый воздух направляется через гортань, где находятся голосовые связки. Воздушный поток заставляет их колебаться, и возникают звуки. Если связки натянуты сильнее, звук обычно выше; на звучание также влияет сила и характер воздушного потока. Лёгкие обеспечивают движение воздуха, но сами звуки образуются не в них, а в гортани.

Органы дыхательной системы и их функции

Читайте таблицу сверху вниз, чтобы проследить путь воздуха от носа к лёгким. Сравнивайте расположение органов и их функции: дыхательные пути проводят воздух, а в альвеолах происходит основной газообмен. Такое различие помогает не путать проведение воздуха с его обменом с кровью.

Разбор задач

Задача 1. Назовите органы, через которые проходит воздух от носа до лёгких, расположив их по порядку. Нужно восстановить путь, не пропуская отделы между носовой полостью и лёгкими. Начинать следует там, откуда воздух входит в организм, а закончить органом, в котором находятся альвеолы.

1. Определяем начало пути: воздух входит через носовую полость.
2. После носовой полости он проходит через глотку и гортань.
3. Затем воздух движется по трахее, которая разделяется на бронхи.
4. Бронхи проводят его в лёгкие, где их мелкие разветвления заканчиваются альвеолами.

Ответ: носовая полость → глотка → гортань → трахея → бронхи → лёгкие и альвеолы. Направление стрелок показывает последовательность движения воздуха. Альвеолы указаны в конце пути, потому что именно там происходит газообмен.

Задача 2. Объясните, почему при вдохе кислород попадает в кровь, а при выдохе из организма удаляется углекислый газ. Здесь важно связать различие состава крови и воздуха в альвеолах с переходом газов через их тонкие стенки. Нужно также объяснить, как газ, оказавшийся в альвеолах, покидает организм.

1. Вдыхаемый воздух доходит до альвеол, где находится рядом с кровью в капиллярах.
2. В крови, притекающей к лёгким, кислорода меньше, чем в альвеолярном воздухе, поэтому кислород переходит в кровь.
3. В этой же крови углекислого газа больше, чем в альвеолах, поэтому он переходит из крови в альвеолярный воздух.
4. Во время выдоха воздух с углекислым газом выходит из лёгких по дыхательным путям.

Ответ: газы переходят через тонкие стенки альвеол туда, где их содержание ниже: кислород — в кровь, углекислый газ — в воздух. Затем выдох удаляет углекислый газ из организма. Кислород при этом не образуется в лёгких, а поступает в кровь из воздуха.

Задача 3. Ученик дышит преимущественно ртом на морозе. Объясните, почему такой способ дыхания менее полезен, чем дыхание через нос, и какие органы не выполняют свою подготовительную роль. Для ответа нужно проследить, что происходит с воздухом при обычном вдохе через нос. Затем сравнить этот путь с движением воздуха при вдохе через рот.

1. При вдохе через нос воздух проходит через носовую полость.
2. Там он очищается, согревается и увлажняется до того, как попадёт в нижние дыхательные пути.
3. При вдохе через рот значительная часть воздуха минует носовую полость, поэтому он хуже подготовлен.
4. В холодную погоду холодный и сухой воздух напрямую достигает глотки, гортани, трахеи и бронхов.

Ответ: дыхание ртом менее полезно, потому что носовая полость не успевает полноценно очистить, согреть и увлажнить воздух. Её подготовительная роль при таком вдохе частично обходится. Остальные дыхательные пути проводят воздух, но не заменяют полностью подготовку, которую выполняет носовая полость.

Типичные ошибки

Ошибка: считать дыханием только вдох и выдох. Так думают, потому что движения грудной клетки заметны, а газообмен внутри организма — нет. Однако дыхание включает также поступление кислорода к клеткам и удаление углекислого газа. Проверь себя: можешь ли ты назвать процессы, происходящие после того, как воздух попал в лёгкие?

Ошибка: путать дыхательные пути с лёгкими. Это легко сделать, потому что оба понятия относятся к дыхательной системе. Но дыхательные пути проводят воздух, а основной газообмен происходит в альвеолах лёгких. Проверь себя вопросом: где воздух движется по трубкам, а где кислород переходит в кровь?

Ошибка: утверждать, что кислород образуется в лёгких. Вероятно, так считают потому, что именно через лёгкие организм получает кислород. На самом деле он уже содержится во вдыхаемом воздухе и переходит из альвеол в кровь. Чтобы проверить себя, проследи путь кислорода: воздух — альвеола — кровь, а не образование внутри лёгкого.

Ошибка: считать, что голос возникает в лёгких. Лёгкие действительно создают поток воздуха, поэтому их роль легко принять за образование звука. Но звук возникает, когда выдыхаемый воздух вызывает колебания голосовых связок в гортани. Проверь себя: раздели работу органов — лёгкие обеспечивают поток, а гортань участвует в образовании голоса.

Связь с другими темами

Для понимания дыхания нужны знания о строении клетки и тканей: кислород используется клетками для получения энергии. С кровообращением тема связана переносом газов: кровь доставляет кислород от лёгких к тканям и возвращает углекислый газ. Эти знания пригодятся при изучении профилактики инфекций, особенностей газообмена и влияния курения на организм.

Что запомнить

• Дыхание обеспечивает организм кислородом и помогает удалять углекислый газ.
• Воздух проходит через дыхательные пути к лёгким.
• Носовая полость очищает, согревает и увлажняет воздух.
• Основной газообмен происходит в альвеолах лёгких.
• При вдохе объём грудной клетки увеличивается, при выдохе — уменьшается.
• Голос возникает при колебании голосовых связок в гортани.