25. Дыхание. Значение дыхания. Органы дыхания. Их строение и функции

Определения и обозначения

Дыхание — совокупность процессов, благодаря которым организм получает кислород и удаляет углекислый газ. Кислород нужен клеткам для получения энергии, а углекислый газ образуется при их работе. Поэтому дыхание поддерживает работу всего организма, а не только движение воздуха в грудной клетке.

Органы дыхания — органы, по которым воздух поступает в организм и в которых происходит газообмен. К ним относятся дыхательные пути и лёгкие. Дыхательные пути проводят воздух, а лёгкие дают ему возможность обменяться газами с кровью.

Газообмен — поступление кислорода в кровь и переход углекислого газа из крови в воздух. Он происходит там, где кровь близко соприкасается с воздухом в лёгких. Благодаря газообмену кровь получает кислород для доставки к клеткам и забирает углекислый газ для удаления.

Альвеолы — маленькие воздушные пузырьки в лёгких, через стенки которых происходит газообмен. Их стенки тонкие, поэтому газы могут переходить между воздухом и кровью. Множество альвеол создаёт большую поверхность для такого обмена.

Как это устроено

Клеткам постоянно нужна энергия для выполнения их работы, а кислород помогает её получать. При этом в организме образуется углекислый газ, который нельзя оставлять в избытке. Поэтому дыхание одновременно решает две задачи: приносит кислород и помогает удалить углекислый газ. Если поступление кислорода прекращается, клетки не могут долго работать нормально.

Воздух движется по дыхательным путям не прямо из внешней среды в лёгкие, а проходит несколько органов. Сначала он поступает в носовую полость, затем проходит через глотку и гортань, после этого — через трахею и бронхи. Такая последовательность позволяет провести воздух внутрь грудной клетки и распределить его по лёгким. Бронхи проводят воздух к участкам, где возможен газообмен.

Носовая полость нужна не только для прохождения воздуха. Её поверхность и слизь задерживают часть пыли и микробов, а реснички помогают перемещать задержанные частицы наружу. При прохождении через нос воздух также согревается и увлажняется. Это уменьшает раздражение дыхательных путей и помогает подготовить воздух к попаданию в лёгкие.

Внутри лёгких бронхи многократно разветвляются и заканчиваются альвеолами. Альвеол очень много, а их стенки тонкие и окружены кровеносными сосудами. Поэтому между воздухом и кровью есть короткий путь для перехода газов. Кислород поступает из альвеол в кровь, а углекислый газ переходит из крови в альвеолы и затем удаляется с выдохом.

Вдох и выдох связаны с изменением объёма грудной клетки. При вдохе грудная клетка расширяется, и воздух поступает в лёгкие; при выдохе она уменьшается, и воздух выходит. Это движение обновляет воздух в лёгких: в них поступает новая порция кислорода, а наружу удаляется воздух с углекислым газом. Газообмен при этом происходит в альвеолах, а не во всей дыхательной системе одинаково.

Органы дыхания: путь воздуха, строение и функции

Читайте таблицу слева направо: так можно проследить путь воздуха и одновременно увидеть роль каждого органа. Обратите внимание, что подготовка и проведение воздуха происходят в дыхательных путях, а газообмен — в альвеолах. Это помогает не путать функцию бронхов и лёгких.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Расположите органы дыхания в порядке прохождения воздуха от входа в организм до лёгких. Чтобы решить задачу, нужно восстановить путь воздуха, а не перечислять органы в произвольном порядке. Начинать следует с места, куда воздух попадает первым.

1. Определяем вход для воздуха — это носовая полость.
2. После носовой полости воздух проходит через глотку и гортань.
3. Далее он движется по трахее, затем по бронхам и поступает в лёгкие.

Ответ. Носовая полость → глотка → гортань → трахея → бронхи → лёгкие. Внутри лёгких бронхи разветвляются и проводят воздух к альвеолам. Именно такая последовательность показывает путь воздуха от входа в организм к месту газообмена.

Задача 2

Условие. Объясните, почему при дыхании через нос воздух лучше подготовлен к попаданию в лёгкие, чем при дыхании через рот. Для ответа нужно назвать не только орган, но и его работу. Затем следует связать эту работу с состоянием воздуха перед поступлением в дыхательные пути.

1. Вспоминаем, что внутри носовой полости есть слизистая оболочка и реснички.
2. Слизь и реснички задерживают часть пыли и микробов, поэтому воздух становится чище.
3. Проходя через нос, воздух также согревается и увлажняется, а рот не выполняет такую подготовку в той же мере.

Ответ. Через нос воздух очищается, согревается и увлажняется, поэтому он лучше подготовлен для лёгких. При дыхании через рот эти защитные и подготовительные действия выражены слабее. Значит, преимущество носового дыхания связано с устройством носовой полости.

Задача 3

Условие. Человек задержал дыхание. Объясните, почему организм не может долго обходиться без дыхания и какие газы должны поступать в кровь и удаляться из неё. В ответе нужно связать потребности клеток с газообменом. Место перехода газов тоже следует назвать.

1. Клеткам нужен кислород, чтобы получать энергию, поэтому его запас необходимо пополнять.
2. При работе организма образуется углекислый газ, который нужно удалять, а не накапливать.
3. В альвеолах кислород переходит из воздуха в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух; затем он выходит при выдохе.

Ответ. Организм не может долго обходиться без дыхания, потому что клетки нуждаются в постоянном поступлении кислорода, а углекислый газ необходимо удалять. В кровь из воздуха альвеол поступает кислород. Из крови в альвеолы переходит углекислый газ, который удаляется при выдохе.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что воздух попадает сразу в лёгкие. Так могут думать, потому что именно лёгкие связывают с дыханием, но между входом и лёгкими есть дыхательные пути. Проверьте себя: назовите путь воздуха по порядку — носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи, затем лёгкие.

Ошибка — путать лёгкие и альвеолы. Альвеолы не являются отдельными органами: это маленькие пузырьки внутри лёгких, поэтому их легко принять за сами лёгкие. Проверьте себя вопросом, что именно состоит из множества пузырьков: ответ — лёгкие, а пузырьки называются альвеолами.

Ошибка — представлять газообмен как простое перемешивание кислорода и углекислого газа в лёгких. Вероятно, так происходит из-за того, что оба газа находятся рядом с лёгкими, но они переходят между воздухом в альвеолах и кровью. Проверьте себя: кислород направляется в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух.

Ошибка — считать дыханием только вдох и выдох. Эти движения заметны, поэтому ими часто ограничивают понятие, хотя дыхание включает также газообмен и использование кислорода клетками. Проверьте себя: проследите путь кислорода от альвеол до крови и клеток, а углекислого газа — в обратном направлении к выдоху.

Связь с другими темами

Для понимания дыхания нужно знать, что кровь переносит вещества, а клеткам необходим кислород. Эта тема напрямую связана с кровообращением: кровь доставляет кислород от лёгких к органам и возвращает углекислый газ к лёгким. Знание строения дыхательной системы пригодится при изучении гигиены дыхания, профилактики заболеваний и первой помощи. Так легче понять, почему важно беречь дыхательные пути и поддерживать их работу.

Что запомнить

• Дыхание обеспечивает организм кислородом и помогает удалять углекислый газ.
• Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи к лёгким.
• В носовой полости воздух очищается, согревается и увлажняется.
• Лёгкие состоят из множества альвеол.
• Газообмен между воздухом и кровью происходит в альвеолах.
• При вдохе грудная клетка расширяется, при выдохе — уменьшается.