Органы дыхания

Определения и обозначения

Дыхание — процесс поступления в организм кислорода, его использования клетками и удаления углекислого газа. Иначе говоря, дыхание обеспечивает клетки газом, необходимым для их работы, и помогает избавляться от ненужного продукта. Поэтому оно включает не только вдох и выдох, но и использование кислорода организмом.

Органы дыхания — органы, через которые воздух поступает в организм, проходит к лёгким и выводится обратно. В их число входят дыхательные пути и лёгкие. Благодаря этой системе воздух доходит до места, где организм получает из него кислород.

Газообмен — обмен кислорода и углекислого газа между воздухом, кровью и клетками организма. В лёгких кислород попадает в кровь, а углекислый газ переходит из крови в воздух. Затем кровь доставляет кислород клеткам и забирает от них углекислый газ.

Дыхательные движения — чередование вдоха и выдоха, обеспечивающее обновление воздуха в лёгких. При вдохе воздух входит в лёгкие, а при выдохе выходит из них. Эти движения поддерживают постоянное поступление свежего воздуха, необходимого для газообмена.

Как это устроено

При вдохе воздух сначала попадает в носовую полость. Её поверхность покрыта слизистой оболочкой, которая задерживает часть пыли, а волоски помогают не пропускать крупные частицы. Богатая кровеносными сосудами оболочка согревает воздух, а влага на её поверхности увлажняет его. Поэтому воздух, прошедший через нос, меньше раздражает и пересушивает дыхательные пути.

После носовой полости воздух проходит через глотку и гортань, затем — в трахею и бронхи. Гортань соединяет верхние дыхательные пути с трахеей, а трахея представляет собой трубку, разделяющуюся на два бронха. Бронхи входят в лёгкие и разветвляются на всё более мелкие трубочки. Такое разветвление нужно, чтобы воздух распределялся по разным участкам лёгких, а не поступал только в одну их часть.

Лёгкие не являются одним большим пустым мешком: внутри них находятся многочисленные крошечные пузырьки — альвеолы. Каждая альвеола окружена сетью тонких кровеносных сосудов, которые называются капиллярами. Стенка альвеолы очень тонкая, поэтому газам легко проходить сквозь неё. Миллионы пузырьков образуют большую поверхность, благодаря которой за один вдох может происходить обмен газами во множестве мест.

В альвеолах кислород из воздуха переходит через тонкие стенки в кровь, а углекислый газ движется из крови в воздух альвеол. Затем кровь разносит кислород по организму, а при выдохе углекислый газ удаляется наружу. Такой обмен возможен потому, что воздух в альвеолах соприкасается с кровью в капиллярах. Трахея и бронхи проводят воздух, но основное место газообмена находится именно в альвеолах.

Вдох и выдох происходят благодаря диафрагме и межрёберным мышцам, которые меняют объём грудной клетки. При вдохе диафрагма сокращается и опускается, а межрёберные мышцы поднимают рёбра: грудная клетка расширяется, и воздух входит в лёгкие. При выдохе мышцы расслабляются, диафрагма поднимается, объём грудной клетки уменьшается, и воздух выходит. Движение воздуха связано с изменением объёма грудной клетки, а не с тем, что лёгкие сами активно втягивают его.

Органы дыхания и их функции

В таблице показано, как особенности разных частей дыхательной системы связаны с их работой. Рассматривай её слева направо: сначала определи орган, затем найди его особенность и функцию. Столбец о защите помогает увидеть, как организм задерживает пыль и препятствует попаданию посторонних предметов.

Разбор задач

Задача 1. Восстановить последовательность движения воздуха

Условие: расположить лёгкие, носовую полость, бронхи, трахею и гортань в порядке прохождения воздуха. Нужно начать с места, куда воздух попадает снаружи, и закончить органом, где находятся альвеолы. Глотки в перечне нет, поэтому добавлять её в ответ не требуется.

1. Сначала определяем вход в дыхательную систему: это носовая полость.
2. После неё воздух проходит через гортань и попадает в трахею.
3. Трахея разветвляется на бронхи, которые проводят воздух в лёгкие.

Ответ: носовая полость → гортань → трахея → бронхи → лёгкие. Последовательность показывает путь воздуха от внешней среды к месту газообмена. Внутри лёгких воздух затем достигает альвеол.

Задача 2. Почему полезнее дышать носом?

Условие: объяснить, почему носовое дыхание полезнее дыхания через рот. Чтобы ответить, нужно сопоставить путь воздуха через нос с тем, что происходит с воздухом в носовой полости. Речь идёт не о том, что ртом невозможно дышать, а о различии в подготовке воздуха.

1. Вспоминаем, что воздух проходит через носовую полость прежде, чем попасть в нижние дыхательные пути.
2. Учитываем роль её слизистой оболочки, волосков и кровеносных сосудов: они задерживают часть частиц, согревают и увлажняют воздух.
3. Сравниваем с дыханием через рот: воздух обходит носовую полость и не проходит такую же подготовку.

Ответ: носом дышать полезнее, потому что в носовой полости воздух очищается, согревается и увлажняется. Дыхание ртом возможно, но при нём воздух не получает такой подготовки. Поэтому в обычных условиях лучше дышать носом.

Задача 3. Как происходят вдох и выдох?

Условие: объяснить дыхательные движения, если при вдохе диафрагма сокращается и опускается. Важно проследить не только за мышцей, но и за тем, как её движение меняет объём грудной клетки. Затем нужно связать это изменение с направлением движения воздуха.

1. При вдохе диафрагма сокращается и опускается, а межрёберные мышцы помогают поднять рёбра.
2. Грудная клетка становится объёмнее, поэтому воздух входит в лёгкие.
3. При выдохе мышцы расслабляются, диафрагма поднимается, объём грудной клетки уменьшается, и воздух выходит.

Ответ: вдох происходит при увеличении объёма грудной клетки, а выдох — при его уменьшении. Диафрагма и межрёберные мышцы создают эти изменения. Благодаря им воздух обновляется в лёгких.

Типичные ошибки

• Ошибка: считать, что газообмен идёт во всей трахее или бронхах. Эти трубки прежде всего проводят воздух, поэтому их легко принять за место обмена. Проверь себя вопросом: где стенки воздуха соприкасаются с капиллярами особенно близко? Ответ — в альвеолах, где и происходит основной газообмен.

• Ошибка: путать вдох с поступлением кислорода в кровь. Во время вдоха воздух входит в лёгкие, но переход кислорода в кровь происходит позже, в альвеолах. Чтобы проверить ответ, раздели путь на два этапа: сначала движение воздуха, затем газообмен.

• Ошибка: называть лёгкие единым полым органом. Так может показаться, если представлять лёгкие как одну большую ёмкость для воздуха, но внутри них есть множество мелких альвеол. Проверь себя: можешь ли ты объяснить, где находится большая поверхность для газообмена? Она образована множеством альвеол.

• Ошибка: утверждать, что дыхание нужно только для получения кислорода. При таком ответе забывают, что из организма необходимо удалять углекислый газ. Проверь себя, назвав оба направления обмена: кислород поступает к клеткам, а углекислый газ выводится из организма.

Связь с другими темами

Для понимания дыхания нужно знать, какие органы есть в теле человека, как движется кровь и зачем клеткам кислород. С кровообращением дыхательную систему связывает перенос газов: кровь доставляет кислород от лёгких к клеткам и возвращает углекислый газ. Эти знания пригодятся при изучении здорового образа жизни и профилактики болезней дыхательных органов. Они также помогут понять, почему важно уметь действовать при затруднении дыхания и оказывать первую помощь.

Что запомнить

• Главные органы дыхания человека — дыхательные пути и лёгкие.
• Воздух проходит через носовую полость, гортань, трахею и бронхи.
• Носовая полость очищает, согревает и увлажняет воздух.
• Газообмен происходит в альвеолах лёгких.
• Кислород поступает из альвеол в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы.
• Вдох и выдох обеспечиваются работой диафрагмы и межрёберных мышц.