"Биология. Человек (для обучающихся с интеллектуальными нарушениями)*", Соломина Е.Н., Шевырева Т.В.
Дыхательная система доставляет в организм кислород и помогает удалять углекислый газ. Воздух проходит по дыхательным путям и попадает в лёгкие, где в маленьких пузырьках — альвеолах — происходит газообмен с кровью. Носовая полость очищает, согревает и увлажняет воздух. Вдох и выдох обеспечивают диафрагма и межрёберные мышцы: они меняют объём грудной клетки, поэтому воздух движется в лёгкие и обратно.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Дыхательная система — органы, которые обеспечивают поступление воздуха в организм, газообмен и удаление углекислого газа. Она связывает дыхание с работой всего организма: кислород нужен клеткам для получения энергии. Благодаря этой системе углекислый газ, образующийся в организме, удаляется наружу.
Дыхательные пути — носовая полость, гортань, трахея и бронхи, по которым воздух проходит к лёгким и обратно. На пути к лёгким воздух постепенно движется по всё более мелким ветвям. Дыхательные пути нужны не только для проведения воздуха, но и для его подготовки.
Альвеола — небольшой пузырёк в лёгких, окружённый капиллярами, то есть мельчайшими кровеносными сосудами. Через её тонкие стенки происходит газообмен. Альвеолы нужны, чтобы кислород мог попасть в кровь, а углекислый газ — покинуть её.
Газообмен — переход кислорода из воздуха в кровь, а углекислого газа из крови в воздух. Так кровь получает кислород для доставки к органам и тканям. Одновременно она отдаёт углекислый газ, который затем выходит из организма при выдохе.
Воздух входит через носовую полость, затем проходит через глотку и гортань в трахею. Из трахеи он попадает в бронхи, а после их разветвления движется по бронхиолам к альвеолам. Такой путь постепенно распределяет воздух по лёгким, чтобы он достиг множества участков, где возможен газообмен. При выдохе воздух проходит этот путь в обратном направлении.
В носовой полости воздух соприкасается со слизистой оболочкой, которая выделяет слизь. Слизь задерживает пыль и часть микроорганизмов, а реснички — крошечные подвижные волоски на клетках — помогают перемещать загрязнения наружу или к глотке. Богатая кровеносными сосудами оболочка согревает воздух, а влажная поверхность увлажняет его. Поэтому дыхание носом лучше подготавливает воздух к прохождению в лёгкие.
Внутри лёгких бронхи разветвляются на всё более тонкие бронхиолы. На концах бронхиол находятся многочисленные альвеолы, похожие на маленькие пузырьки. Каждую альвеолу оплетает сеть капилляров, поэтому кровь подходит близко к воздуху внутри пузырька. Разветвление создаёт множество таких мест контакта и распределяет воздух по лёгким.
Газообмен идёт в альвеолах, потому что их стенки очень тонкие и отделяют воздух от крови на небольшом расстоянии. Большое количество альвеол создаёт обширную поверхность для перехода газов. Кислород перемещается из воздуха альвеол в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы. Кровь постоянно уносит поступивший кислород и приносит новую порцию углекислого газа, поэтому обмен продолжается.
Вдох и выдох возникают из-за изменения объёма грудной клетки. При вдохе диафрагма — мышца, отделяющая грудную полость от брюшной, — сокращается и опускается, а межрёберные мышцы поднимают рёбра. Грудная клетка расширяется, давление в лёгких становится ниже, чем снаружи, и воздух входит. При выдохе мышцы расслабляются, грудная клетка уменьшается, давление в лёгких повышается, и воздух выходит.
В таблице показано, как строение каждого органа связано с его работой. Проследите путь воздуха сверху вниз: от носовой полости к альвеолам. Последняя строка описывает мышцы, которые обеспечивают движение воздуха, но сами воздух не проводят.
| Орган или часть системы | Особенности строения | Основная функция |
|---|---|---|
| Носовая полость | Покрыта слизистой оболочкой с ресничками и снабжена кровеносными сосудами. | Очищает, согревает и увлажняет воздух. |
| Гортань | Полый орган, соединённый с глоткой и трахеей. | Проводит воздух к трахее. |
| Трахея | Трубка с хрящевыми полукольцами, которая делится на два бронха. | Проводит воздух к бронхам. |
| Бронхи и бронхиолы | Разветвлённые трубки разного диаметра внутри лёгких. | Распределяют воздух и проводят его к альвеолам. |
| Лёгкие и альвеолы | Лёгкие содержат разветвлённые бронхи и множество альвеол с капиллярами. | В альвеолах происходит газообмен между воздухом и кровью. |
| Диафрагма и межрёберные мышцы | Дыхательные мышцы, меняющие положение диафрагмы и рёбер. | Изменяют объём грудной клетки при вдохе и выдохе. |
Задача 1. Расположите органы в порядке прохождения воздуха: бронхи, носовая полость, трахея, альвеолы, гортань. В списке есть начало пути и его конец, а также органы между ними. Чтобы не перепутать последовательность, двигайтесь от входа воздуха в организм к месту газообмена.
Ответ: носовая полость, гортань, трахея, бронхи, альвеолы. Глотка и бронхиолы тоже участвуют в пути воздуха, но в условии их нет. Порядок определяется направлением от входа к участку газообмена.
Задача 2. Объясните, что происходит при вдохе и выдохе с диафрагмой, объёмом грудной клетки и давлением воздуха. Нужно связать работу дыхательных мышц с движением воздуха. Сначала определите, увеличивается или уменьшается грудная клетка, затем объясните, куда направляется воздух.
Ответ: вдох сопровождается увеличением объёма грудной клетки и поступлением воздуха в лёгкие. Выдох происходит при уменьшении объёма и выходе воздуха. Проверка простая: расширение грудной клетки соответствует вдоху, а уменьшение — выдоху.
Задача 3. После бега дыхание становится более частым и глубоким. Объясните причину этого изменения и роль газообмена в лёгких. При физической нагрузке мышцы работают интенсивнее, чем в покое. Значит, нужно понять, какие вещества они активнее используют и какие вещества организм должен удалять.
Ответ: дыхание учащается и углубляется, чтобы снабжать организм дополнительным кислородом и удалять больше углекислого газа. В альвеолах кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Кровь доставляет кислород к работающим мышцам и уносит от них углекислый газ.
Ошибка — считать, что газообмен происходит в трахее или бронхах. Воздух проходит по этим трубкам, но их главная задача — проводить его, а не передавать кислород в кровь. Путаница возникает из-за того, что воздух движется по ним к лёгким. Проверьте себя: место газообмена должно быть окружено капиллярами, а это альвеолы.
Ошибка — путать вдох и выдох и считать, что при вдохе диафрагма поднимается. Это происходит потому, что движение грудной клетки бывает трудно представить по одному слову. При вдохе диафрагма сокращается и опускается, а грудная клетка увеличивается. Чтобы проверить ответ, проследите, должен ли воздух входить в расширившуюся грудную клетку.
Ошибка — представлять лёгкие просто полыми мешками. Такое представление не учитывает бронхи, которые многократно разветвляются, и множество альвеол на концах бронхиол. Эту ошибку допускают, если запомнить только внешнюю форму лёгких. Проверьте себя: назовите, по каким ветвям воздух доходит до мест газообмена.
Ошибка — считать, что воздух лучше преимущественно вдыхать ртом. При дыхании ртом воздух слабее очищается, согревается и увлажняется, потому что не проходит подготовку в носовой полости. Путаница связана с тем, что ртом иногда легче дышать при нагрузке или заложенном носе. Проверьте себя: вспомните, какие функции выполняют слизь, реснички и кровеносные сосуды носа.
Для изучения дыхания нужно знать, что кровь переносит вещества по организму, а кислород и углекислый газ — разные газы с разными ролями. Это связывает дыхательную систему с темой кровообращения: кровь получает кислород в лёгких и доставляет его тканям. При изучении обмена веществ станет понятнее, зачем клеткам кислород и откуда берётся углекислый газ.
Знания о дыхательных органах пригодятся при изучении первой помощи и профилактики заболеваний. В повседневной жизни они помогают понимать, почему важны проветривание, чистый воздух и осторожность при курении. Физическая нагрузка тоже связана с дыханием: организму приходится активнее получать кислород и удалять углекислый газ.
Зачем человеку дышать носом, а не ртом?
В носовой полости воздух очищается от части пыли и микроорганизмов, согревается и увлажняется. При дыхании ртом эта подготовка происходит хуже, поэтому в дыхательные пути может попадать холодный и сухой воздух.
Где именно происходит газообмен?
Основное место газообмена — альвеолы лёгких. Кислород проходит через их тонкие стенки в капилляры, а углекислый газ из крови перемещается в воздух альвеол.
Почему после физической нагрузки дыхание учащается?
Работающим мышцам требуется больше кислорода, а углекислого газа образуется больше. Дыхание становится чаще и глубже, чтобы усилить поступление кислорода и удаление углекислого газа.
Чем отличаются трахея, бронхи и бронхиолы?
Трахея — трубка, по которой воздух направляется к лёгким. Она делится на бронхи, а те разветвляются на более тонкие бронхиолы, ведущие к альвеолам.
Как диафрагма участвует во вдохе и выдохе?
При вдохе диафрагма сокращается и опускается, поэтому грудная клетка увеличивается в объёме и воздух входит в лёгкие. При выдохе диафрагма расслабляется и поднимается, объём грудной клетки уменьшается, и воздух выходит.
Дыхательная система
