25. Строение органов дыхания

Определения и обозначения

Дыхательные пути — система полых органов, по которым воздух проходит от внешней среды к лёгким и обратно. В их последовательность входят носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи с разветвлениями. Эти органы проводят воздух к участку, где происходит газообмен, и помогают подготовить его к поступлению в лёгкие. Путь важно знать, чтобы понимать, как связаны отдельные части дыхательной системы.

Трахея — трубка, стенки которой укреплены хрящевыми полукольцами. Благодаря им стенки не слипаются и просвет, то есть внутренний канал для движения воздуха, остаётся открытым. Полукольца делают трахею достаточно прочной, но сохраняют её гибкость. Поэтому воздух может проходить по ней даже при изменениях давления во время дыхания.

Бронхи — трубки, на которые разделяется нижняя часть трахеи и которые проводят воздух в лёгкие. Внутри лёгких бронхи многократно ветвятся, распределяя воздух по разным участкам. Такое разветвление позволяет воздуху достигать множества мелких отделов лёгких. Без бронхов воздух не мог бы равномерно поступать к альвеолам.

Альвеолы — мельчайшие пузырьки на концах бронхиол, то есть самых мелких ветвей бронхов. Их оплетает сеть капилляров — тонких кровеносных сосудов, тесно прилегающих к стенкам пузырьков. Через тонкие стенки альвеол кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Поэтому альвеолы являются основным местом газообмена в лёгких.

Как это устроено

Воздух входит через носовую полость, затем проходит через глотку и гортань, попадает в трахею, а из неё — в бронхи. Бронхи ветвятся в лёгких на всё более мелкие трубки, бронхиолы, которые заканчиваются альвеолами. Такая последовательность сначала проводит воздух, а затем распределяет его по множеству небольших участков. Это нужно, чтобы воздух достигал большой поверхности, где возможен обмен газами.

В носовой полости воздух соприкасается со слизистой оболочкой — влажной внутренней выстилкой. Слизь задерживает частицы пыли, а реснички, похожие на крошечные волоски, перемещают эту слизь к выходу из дыхательных путей. Кровеносные сосуды у поверхности слизистой согревают вдыхаемый воздух, а влага смачивает его. Такая подготовка защищает нижние отделы дыхательной системы от пыли, пересушивания и слишком холодного воздуха.

Гортань, трахея и крупные бронхи содержат хрящи, которые поддерживают стенки и не позволяют просвету закрываться при движении воздуха. Хрящевые полукольца трахеи не замкнуты сзади: за ней находится пищевод, и его стенка должна расширяться, когда по нему проходит пища. При глотании надгортанник опускается и закрывает вход в гортань. Так пища направляется в пищевод, а не в дыхательные пути.

В лёгких бронхи разветвляются на бронхиолы, а их мельчайшие ответвления заканчиваются альвеолами. Альвеол очень много, поэтому их суммарная поверхность велика, а стенки тонкие и прилегают к капиллярам. Эти особенности сокращают расстояние, которое должны преодолеть газы, и увеличивают площадь их обмена. В результате кислород поступает из воздуха в кровь, а углекислый газ движется в обратном направлении.

Лёгкие — парные органы, расположенные в грудной полости и покрытые оболочкой — плеврой. Один листок плевры прилегает к лёгкому, другой выстилает грудную полость; между ними находится плевральная полость с тонким слоем жидкости. При дыхательных движениях листки скользят относительно друг друга, а жидкость уменьшает трение. Благодаря этому лёгкие могут двигаться вместе с грудной клеткой без сильного трения о её стенки.

Органы дыхательной системы: строение и роль

Читайте таблицу сверху вниз, чтобы проследить путь воздуха от входа в дыхательную систему до лёгких. Сопоставление строения и роли показывает, почему каждый отдел выполняет свою задачу. Особенно важно различать трубки, которые проводят воздух, и альвеолы, где происходит газообмен.

Разбор задач

Задача 1. Расположите органы по ходу движения воздуха: бронхи, гортань, носовая полость, трахея, глотка. Чтобы не перепутать порядок, начнём с места, через которое воздух обычно входит в дыхательные пути. Затем проследим его путь к грудной полости и лёгким.

1. Воздух сначала попадает в носовую полость, где очищается и подготавливается.
2. Далее он проходит через глотку, а затем через гортань. Глотка стоит раньше гортани, потому что соединяет носовую полость с входом в гортань.
3. После гортани воздух движется по трахее. Трахея разделяется на бронхи, которые проводят воздух в лёгкие.

Ответ: носовая полость → глотка → гортань → трахея → бронхи. Записывая путь, проверяйте, что сначала названы верхние отделы, а бронхи стоят после трахеи. Это помогает не перепутать направление движения воздуха.

Задача 2. Объясните, почему трахея не спадается при вдохе и почему её хрящи не образуют замкнутых колец. Нужно учесть, что при вдохе воздух движется по трахее, а позади неё расположен пищевод. Эти два обстоятельства объясняют разные особенности её стенки.

1. Хрящевые полукольца укрепляют стенки трахеи. Они не дают стенкам слипаться, поэтому канал остаётся открытым при вдохе.
2. Хрящи не замкнуты сзади, поскольку позади трахеи проходит пищевод. При глотании пищевод должен расширяться, чтобы по нему могла пройти пища.
3. Значит, форма полуколец одновременно поддерживает проходимость трахеи и оставляет пищеводу возможность растягиваться.

Ответ: хрящи не дают трахее спадаться, а незамкнутая задняя часть не мешает расширению пищевода. При объяснении важно связать обе особенности строения с их функциями. Просто назвать полукольца недостаточно, чтобы показать, почему они устроены именно так.

Задача 3. У альвеол повреждены тонкие стенки и уменьшилась их общая поверхность. Предскажите, как это повлияет на газообмен, и обоснуйте ответ. Для решения нужно вспомнить, где находятся капилляры и какие газы переходят между кровью и воздухом. Затем свяжем изменения строения с эффективностью этого обмена.

1. Кислород и углекислый газ проходят через стенки альвеол, рядом с которыми расположены капилляры. Повреждение стенок затрудняет обмен между воздухом и кровью.
2. Меньшая общая поверхность означает, что для газообмена остаётся меньше участков. Поэтому за то же время может перейти меньше кислорода и углекислого газа.
3. Сочетание повреждённых стенок и уменьшенной поверхности снижает эффективность газообмена в лёгких.

Ответ: газообмен ухудшится — кровь будет получать меньше кислорода, а удаление углекислого газа станет менее эффективным. Это следует из роли тонких стенок и большой поверхности альвеол. Капиллярная сеть обеспечивает контакт с кровью, но не отменяет значения целостности стенок и площади обмена.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что газообмен происходит во всех дыхательных путях. Её допускают, потому что воздух проходит через них по дороге к лёгким, но проведение воздуха не означает обмен газами с кровью. Основное место газообмена — стенки альвеол, рядом с которыми лежат капилляры. Проверка: спросите себя, в каком отделе есть тонкие стенки, приспособленные для обмена между воздухом и кровью.

Ошибка: путать глотку и гортань. Оба органа находятся на пути воздуха, поэтому их названия и функции легко смешать. Глотка служит общим участком для дыхательной и пищеварительной систем, а гортань относится к дыхательным путям. Проверка: вспомните, что пища из глотки направляется в пищевод, а вход в гортань защищает надгортанник.

Ошибка: считать, что надгортанник постоянно закрывает вход в гортань. Такое представление возникает, если запомнить только его защитную роль и не учесть, когда именно он действует. Надгортанник опускается при глотании, чтобы пища не попадала в дыхательные пути. Проверка: подумайте, мог бы воздух постоянно проходить в гортань, если бы вход был всё время закрыт.

Ошибка: называть плевральную полость пространством, заполненным воздухом. Путаница появляется из-за слова «полость», которое может наводить на мысль о пустом или воздушном пространстве. В норме между листками плевры находится тонкий слой жидкости, уменьшающий трение при дыхании. Проверка: назовите, что именно соприкасается между листками при скольжении лёгкого и грудной стенки.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в строении дыхательной системы, нужно знать, где расположены органы грудной полости. Также пригодится представление о том, что кровь переносит кислород и углекислый газ между лёгкими и тканями. Это помогает понять, зачем альвеолы тесно связаны с капиллярами. Знание строения органов дыхания понадобится при изучении вдоха и выдоха, газообмена в лёгких и тканях, а также профилактики заболеваний дыхательной системы.

Что запомнить

• Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи.
• Носовая полость очищает, согревает и увлажняет воздух.
• Хрящи поддерживают просвет гортани, трахеи и крупных бронхов.
• Бронхи ветвятся в лёгких на всё более мелкие трубки — бронхиолы.
• Альвеолы оплетены капиллярами; через их тонкие стенки происходит газообмен.
• Лёгкие покрыты плеврой, листки которой уменьшают трение при дыхательных движениях.