Органы дыхания

Определения и обозначения

Дыхательная система — совокупность органов, обеспечивающих поступление кислорода в организм и удаление углекислого газа. Кислород нужен клеткам для их работы, а избыток углекислого газа необходимо выводить. Поэтому дыхательная система связана и с лёгкими, и с движением воздуха.

Дыхательные пути — органы, по которым воздух проходит к лёгким и из них. Их стенки помогают очищать, согревать и увлажнять вдыхаемый воздух. Такая подготовка защищает лёгкие от слишком холодного, сухого или загрязнённого воздуха.

Альвеолы — мельчайшие пузырьки в лёгких, через тонкие стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью. Их многочисленность создаёт большую поверхность для этого процесса. Благодаря альвеолам кислород может попасть в кровь, а углекислый газ — покинуть её.

Газообмен — переход кислорода из воздуха в кровь и углекислого газа из крови в воздух. Он связывает дыхание с кровообращением: кровь разносит кислород по организму и приносит углекислый газ к лёгким. Если запомнить направления движения обоих газов, их труднее перепутать.

Как это устроено

Путь воздуха начинается в носовой полости. Её поверхность задерживает часть пыли, а проходя через нос, воздух согревается и увлажняется благодаря особенностям внутренней выстилки и кровоснабжения. Затем он проходит через глотку и гортань, а после — в трахею. Носовая подготовка уменьшает воздействие холодного и сухого воздуха на нижние дыхательные пути.

Трахея разветвляется на два главных бронха, которые входят в лёгкие. Внутри они делятся на всё более мелкие ветви, поэтому воздух распределяется по разным участкам лёгких. Само ветвление нужно, чтобы доставить воздух не только к крупным отделам, но и к многочисленным конечным участкам. Мелкие ветви заканчиваются альвеолами, рядом с которыми проходят кровеносные сосуды.

В альвеолах стенка между воздухом и кровью очень тонкая. Поэтому кислород проходит через неё из альвеол в кровь, а углекислый газ движется в обратном направлении — из крови в воздух альвеол. При выдохе этот газ покидает лёгкие вместе с выдыхаемым воздухом. Так клетки получают кислород, а углекислый газ, образовавшийся в организме, удаляется.

Воздух входит и выходит благодаря дыхательным движениям грудной клетки и диафрагмы — мышцы, расположенной под лёгкими. При вдохе грудная клетка расширяется, диафрагма опускается, и объём грудной полости увеличивается; из-за этого воздух поступает в лёгкие. При выдохе объём грудной полости уменьшается, и воздух выходит. Значит, направление движения воздуха связано с изменением объёма грудной полости.

При физической нагрузке мышцы работают активнее и расходуют больше кислорода. Одновременно в них образуется больше углекислого газа, который нужно быстрее удалить. Поэтому дыхание становится чаще и обычно глубже: за то же время через лёгкие проходит больше воздуха. Это помогает усилить поступление кислорода и удаление углекислого газа, хотя сам газообмен по-прежнему происходит в альвеолах.

Органы дыхательной системы и их функции

Читайте таблицу сверху вниз, чтобы проследить путь воздуха от носа к лёгким. Сопоставляйте строение каждого органа с его функцией: это помогает понять, почему части системы выполняют разные задачи. Помните, что основное место газообмена — альвеолы.

Разбор задач

Задача 1. Расположите органы по ходу движения воздуха: бронхи, носовая полость, трахея, гортань. Нужно начать с места, куда воздух поступает из внешней среды, и закончить органом, ведущим к лёгким. Не следует упорядочивать названия по размеру или по алфавиту: важна именно последовательность прохождения воздуха.

1. Носовая полость — входной отдел, где воздух подготавливается.
2. После неё воздух проходит через глотку, а затем гортань.
3. Далее он попадает в трахею, которая разветвляется на бронхи.

Ответ: носовая полость → гортань → трахея → бронхи. Глотка тоже находится на пути воздуха, но в условии её не требуется располагать.

Задача 2. Объясните, почему при дыхании через нос воздух лучше подготовлен к поступлению в лёгкие, чем при дыхании через рот. Для ответа нужно назвать не только место прохождения воздуха, но и то, что с ним там происходит. Затем свяжите эту подготовку с последующим движением воздуха к лёгким.

1. Вспомните функции носовой полости: она задерживает часть загрязнений, согревает и увлажняет воздух.
2. При дыхании через рот воздух проходит мимо этой подготовки в носовой полости.
3. Следовательно, через нос в дыхательные пути поступает более подготовленный воздух.

Ответ: дыхание через нос лучше подготавливает воздух, потому что в носовой полости он очищается, согревается и увлажняется. Это помогает защитить нижние дыхательные пути от холодного, сухого и загрязнённого воздуха.

Задача 3. После быстрого бега дыхание становится чаще и глубже. Объясните, почему это происходит и где в лёгких кислород переходит в кровь. Разделите объяснение на две части: потребность организма при нагрузке и место газообмена. Так будет ясно, что учащение дыхания и переход кислорода в кровь связаны, но обозначают разные процессы.

1. При беге мышцы активнее работают, поэтому им требуется больше кислорода.
2. В работающих мышцах образуется больше углекислого газа, который нужно удалить; усиление дыхания помогает быстрее обновлять воздух в лёгких.
3. Место перехода кислорода из воздуха в кровь — альвеолы, а не трахея или бронхи.

Ответ: дыхание учащается и углубляется, потому что мышцы при нагрузке расходуют больше кислорода и образуют больше углекислого газа. Кислород переходит в кровь через тонкие стенки альвеол.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что газообмен происходит во всех дыхательных путях. Её допускают, потому что воздух проходит через нос, трахею и бронхи, прежде чем попасть в лёгкие. Однако трахея и бронхи проводят воздух, а основное место обмена газов — альвеолы. Проверьте себя вопросом: где кислород соприкасается с кровью через тонкую стенку?

Ошибка — путать вдох и выдох или направление изменения объёма грудной полости. При вдохе объём увеличивается, и воздух входит в лёгкие; при выдохе он уменьшается, и воздух выходит. Иногда движение воздуха запоминают отдельно от работы грудной клетки, из-за чего направления смешиваются. Для проверки восстановите связку: увеличение объёма — вдох, уменьшение — выдох.

Ошибка — называть лёгкие полыми мешками. Такое представление возникает из-за упрощённого изображения лёгких, но внутри них находятся разветвлённые бронхи и множество альвеол. Именно сложная разветвлённая структура проводит воздух к местам газообмена. Чтобы проверить себя, вспомните, чем бронхи заканчиваются и где расположены альвеолы.

Ошибка — менять местами направления движения кислорода и углекислого газа. Кислород поступает из воздуха альвеол в кровь, а углекислый газ переходит из крови в альвеолы и удаляется при выдохе. Путаница возникает, если помнить только, что происходит обмен, но не указывать его направления. Проверяйте каждую стрелку отдельно: кислород — в кровь, углекислый газ — в воздух альвеол.

Связь с другими темами

Для понимания дыхания полезно знать, что кровь переносит вещества по организму, а клетки используют кислород и образуют углекислый газ. Дыхательная система обеспечивает обмен газами в лёгких, а кровь доставляет кислород к клеткам и возвращает углекислый газ. Это связывает строение органов дыхания с темами о кровообращении и работе организма.

Знание дыхательной системы пригодится при изучении дыхательных движений и изменений организма во время физической нагрузки. Оно также помогает понять, почему при активности дыхание учащается и как поддерживать здоровье. Так строение органов связывается с практикой занятий физической культурой.

Что запомнить

• Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи к лёгким.
• В носовой полости воздух очищается, согревается и увлажняется.
• Бронхи разветвляются внутри лёгких и проводят воздух к альвеолам.
• Газообмен между воздухом и кровью происходит в альвеолах.
• При вдохе объём грудной полости увеличивается, при выдохе уменьшается.
• При физической нагрузке дыхание обычно становится чаще и глубже.