Дыхательная система

Определения и обозначения

Дыхание — процесс, при котором организм получает кислород и удаляет углекислый газ. Кислород необходим клеткам для работы и получения энергии из питательных веществ. Если органам не хватает кислорода, им труднее выполнять свои функции. Поэтому дыхание связано с жизнедеятельностью всего организма, а не только лёгких.

Дыхательная система — органы, которые обеспечивают поступление воздуха в организм, газообмен и удаление воздуха. Она включает дыхательные пути и лёгкие. Дыхательные пути проводят воздух, а в лёгких кислород и углекислый газ обмениваются с кровью. Так эта система помогает снабжать кислородом органы и выводить ненужный углекислый газ.

Дыхательные пути — органы, по которым воздух проходит от носовой полости к лёгким. Последовательность такая: носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи. Знание этого пути помогает понять, как вдыхаемый воздух достигает лёгких. По тем же путям воздух выходит наружу при выдохе.

Газообмен — обмен кислорода и углекислого газа между воздухом в лёгких и кровью. Кислород переходит из воздуха в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Благодаря этому кровь получает газ, нужный клеткам, и уносит от них углекислый газ. Газообмен происходит в альвеолах лёгких.

Как это устроено

Воздух входит в дыхательную систему через носовую полость. Внутри носа он проходит рядом со слизистой оболочкой, которая увлажняет и согревает его, а волоски и слизь задерживают часть пыли. Такая подготовка уменьшает попадание холодного и загрязнённого воздуха глубже в дыхательные пути. Затем воздух проходит через глотку и гортань, направляясь к трахее.

Из гортани воздух движется по трахее — трубке, ведущей к лёгким. Внизу трахея разделяется на два бронха, по одному для каждого лёгкого. Бронхи разветвляются на всё более мелкие трубочки, чтобы воздух мог распределиться внутри лёгких. Такая разветвлённая система подводит воздух к множеству участков, где возможен газообмен.

Лёгкие состоят из множества маленьких пузырьков — альвеол, к которым подходят самые мелкие ветви бронхов. Стенки альвеол тонкие, а снаружи их оплетает густая сеть капилляров. Благодаря этому между воздухом и кровью остаётся очень короткий путь. Кислород и углекислый газ могут переходить через тонкие стенки, поэтому строение альвеол подходит для газообмена.

В альвеолах кислород переходит из воздуха в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы. Кровь переносит кислород к органам и клеткам, где он используется для их работы. Углекислый газ кровь доставляет обратно к лёгким. При выдохе он покидает альвеолы, затем проходит по бронхам и остальным дыхательным путям наружу.

Вдох и выдох обеспечиваются движениями грудной клетки и диафрагмы — мышцы, расположенной под лёгкими. При вдохе грудная клетка расширяется, диафрагма движется вниз, и объём грудной полости увеличивается. Лёгкие расправляются, поэтому воздух поступает внутрь. При выдохе объём грудной полости уменьшается, и воздух выходит из лёгких.

Органы дыхательной системы и их роль

Сначала найдите в таблице орган, а затем проследите, что происходит с воздухом и какова роль этого органа. Так можно восстановить весь путь от носа до альвеол. Помните, что подготовка воздуха и газообмен происходят в разных частях системы.

Разбор задач

Задача 1. Расположите органы по пути движения воздуха: бронхи, носовая полость, трахея, гортань. Чтобы решить задачу, нужно начать с места, через которое воздух входит в организм. Далее следует двигаться по дыхательным путям к лёгким. Проверить порядок можно по направлению воздуха при вдохе.

1. Сначала воздух поступает в носовую полость.
2. Затем он проходит через гортань и попадает в трахею.
3. Из трахеи воздух направляется в бронхи, ведущие к лёгким.

Ответ: носовая полость → гортань → трахея → бронхи. Глотка тоже входит в путь воздуха, но в условии её нет, поэтому добавлять её в требуемую последовательность не нужно. Здесь важно не перепутать бронхи и трахею: трахея разделяется на бронхи.

Задача 2. Объясните, почему вдыхаемый через нос воздух лучше подготовлен к поступлению в лёгкие, чем воздух, вдыхаемый через рот. Сравните, что происходит с воздухом в носовой полости и каким путём он проходит при вдохе через рот. Ответ должен объяснять не только различие, но и его причину.

1. В носовой полости воздух соприкасается со слизистой оболочкой, поэтому согревается и увлажняется.
2. Волоски и слизь задерживают часть пыли и других частиц.
3. При вдохе через рот воздух не проходит через носовую полость и не получает такой подготовки.

Ответ: при вдохе через нос воздух очищается, согревается и увлажняется, прежде чем попадёт глубже в дыхательные пути. Через рот эти этапы выражены слабее, поэтому носовое дыхание лучше подготавливает воздух к поступлению в лёгкие. Причину нужно связывать именно с устройством носовой полости.

Задача 3. Опишите путь кислорода от вдоха до попадания в кровь и путь углекислого газа при выдохе. В этой задаче нужно проследить два направления движения: сначала путь воздуха к альвеолам, затем переход газов между альвеолами и кровью. Не следует считать, что кислород сразу попадает из носа в кровь.

1. При вдохе кислород проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи к альвеолам.
2. В альвеолах кислород переходит через тонкую стенку в капилляры и оказывается в крови.
3. Углекислый газ переходит из крови в альвеолы, а при выдохе проходит по дыхательным путям наружу.

Ответ: кислород доходит с воздухом до альвеол и оттуда переходит в кровь. Углекислый газ движется в обратном направлении: из крови в альвеолы, затем через дыхательные пути наружу. Место перехода газов между воздухом и кровью — альвеолы.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что газообмен происходит во всех дыхательных путях. Так можно решить, если смешать проведение воздуха с обменом газов. Но дыхательные пути прежде всего доставляют воздух, а основное место газообмена — альвеолы. Проверьте себя: вспомните, где находятся тонкие стенки и капилляры, тесно прилегающие друг к другу.

Ошибка: перепутать направление движения кислорода и углекислого газа между альвеолами и кровью. Путаница возникает, когда оба газа называют просто «выдыхаемыми». На деле кислород переходит из альвеол в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы. Для проверки проследите путь каждого газа отдельно, не смешивая движение воздуха с газообменом.

Ошибка: называть лёгкие полыми мешками. Такое представление может появиться потому, что лёгкие увеличиваются при вдохе и содержат воздух. Но внутри них разветвляются бронхи и расположено множество альвеол, где происходит газообмен. Проверьте себя: назовите, что находится внутри лёгких и как воздух распределяется по их частям.

Ошибка: считать, что воздух входит в лёгкие сам по себе. Движение воздуха связано с изменением объёма грудной полости, которое обеспечивают грудная клетка и диафрагма. При вдохе объём увеличивается, а при выдохе уменьшается. Чтобы проверить понимание, назовите, что происходит с объёмом грудной полости в обе фазы дыхания.

Связь с другими темами

Для понимания дыхания нужно знать, что кровь переносит кислород и углекислый газ, а клетки используют кислород. Поэтому дыхательную систему изучают вместе с кровообращением: кровь связывает лёгкие с органами и переносит газы между ними. Эти знания помогают понять, почему органы дыхания нужно беречь и как связаны гигиена, профилактика заболеваний и первая помощь при нарушении дыхания.

Что запомнить

• Дыхательная система обеспечивает поступление кислорода и удаление углекислого газа.
• Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи к лёгким.
• Носовая полость очищает, согревает и увлажняет воздух.
• Бронхи разветвляются в лёгких и заканчиваются альвеолами.
• Газообмен между воздухом и кровью происходит в альвеолах.
• При вдохе грудная полость увеличивается, при выдохе — уменьшается.