Строение органов дыхания. Раскройте взаимосвязь строения и функций органов дыхания человека Строение системы органов дыхания человека

К органам дыхания относятся: носовая полость, глотка. гортань, трахея, бронхи и легкие. Носовая полость делится костно-хрящевой перегородкой на две половины. Ее внутреннюю поверхность образуют три извилистых хода. По ним воздух, поступающий через ноздри, проходит в носоглотку. Многочисленные железы, расположенные в слизистой оболочке, выделяют слизь, которая увлажняет вдыхаемый воздух. Обширное кровоснабжение слизистой оболочки согревает воздух. На влажной поверхности слизистой оболочки задерживаются находящиеся во вдыхаемом воздухе пылинки и микробы, обезвреживаемые слизью и лейкоцитами.

Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцательным эпителием, чьи клетки имеют на внешней стороне поверхности тончайшие выросты - реснички, способные сокращаться. Сокращение ресничек совершается ритмически и направлено в сторону выхода из носовой полости. При этом слизь и прилипшие к ней пылинки и микробы выносятся наружу из носовой полости. Таким образом, воздух, проходя через носовую полость, согревается и очищается от пыли и некоторых микробов. Этого не происходит, когда воздух проникает в организм через ротовую полость. Вот почему следует дышать через нос, а не через рот. Через носоглотку воздух попадает в гортань.

Гортань имеет вид воронки, стенки которой образованы несколькими хрящами. Вход в гортань во время проглатывания пиши закрывается надгортанником, щитовидным хрящом, который легко можно прощупать снаружи. Гортань служит для проведения воздуха из глотки в трахею.

Трахея, или дыхательное горло - это трубка длиной около 10 см и диаметром 15–18 мм, стенки которой состоят из хрящевых полуколец, соединенных между собой связками. Задняя стенка перепончатая, содержит гладкие мышечные волокна, прилегает к пищеводу. Трахея делится на два главных бронха, которые входят в правое и левое легкое и в них разветвляются, образуя так называемое бронхиальное дерево

На конечных бронхиальных веточках находятся мельчайшие легочные пузырьки - альвеолы, диаметром 0,15–0,25 мм и глубиной 0,06–0,3 мм, заполненные воздухом. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием, покрытым плотной пленкой вещества, препятствующего их спадению. Альвеолы пронизаны густой сетью кровеносных сосудов - капилляров. Через их стенки происходит газообмен.

Легкие покрыты оболочкой - легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю стенку грудной полости. Узкое пространство между легочной и пристеночной плеврой образует плевральную щель, заполненную плевральной жидкостью. Ее роль - облегчать скольжение плевры при дыхательных движениях.

Для жизнедеятельности организма необходима энергия. Ее мы получаем с пищей, но для эффективного расщепления питательных веществ (окисления) с выделением энергии необходимо присутствие кислорода. Это происходит в митохондриях клеток и называется клеточным дыханием. Кислород должен дойти до каждой клетки нашего организма, поэтому транспорт его осуществляют две системы: дыхательная и сердечно-сосудистая. В процессе дыхания, окисления органических веществ образуется углекислый газ. Его удаление – тоже работа этих двух систем. Газы легко проникают сквозь клеточные мембраны. Прекращение обмена веществ означает гибель организма. Кислородом должны беспрерывно снабжаться все без исключения клетки нашего тела. Молекулы жиров, углеводов и белков, находящиеся внутри организма, вступая в соединение с кислородом, окисляются, как бы сгорают. В результате окисления происходит распад этих молекул, высвобождается заключенная в них энергия, образуется углекислый газ и вода.

Кислород начинает путь по воздухоносным путям дыхательной системы вместе с вдыхаемым воздухом, содержание кислорода в котором 21 %. Сначала он попадает в носовую полость. Там – система извилистых ходов, в которых воздух согревается, увлажняется, очищается. Согретый воздух проходит в носоглотку, а оттуда в ротовую часть и в .

Сверху вход в гортань закрыт одним из хрящей – надгортанником, препятствующим попаданию пищи в дыхательное горло. По внутреннему строению гортань напоминает песочные часы: она состоит из двух небольших полостей, сообщающихся через узкую голосовую щель, которая в спокойном состоянии имеет треугольную форму и достаточно велика. Гортань переходит в трахею – трубку длиной 11–12 см., состоящую из хрящевых полуколец, что придает ей жесткость и способствует свободному прохождению воздуха. Внизу трахея делится на два , входящие в правое и левое легкие. Слизистая оболочка внутренней стенки трахеи и бронхов покрыта ресничным эпителием. Здесь продолжается насыщение вдыхаемого воздуха водяными парами и его очищение. Бронхи, входя в легкие, продолжают ветвиться на все более мелкие веточки, которые заканчиваются самыми мелкими. Это бронхиолы, на концах которых находятся альвеолы, заполненные воздухом. Легочные пузырьки снаружи оплетены густой сетью капилляров и так тесно прилегают друг к другу, что капилляры зажаты между ними. Стенки капилляров и пузырьков настолько тонкие, что расстояние между воздухом и кровью не превышает 0,001 мм.

Газообмен происходит вследствие диффузии газов через тонкие стенки альвеол и капилляров.

Молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся проникнуть сквозь проницаемые для них оболочки туда, где их мало.

Смена вдоха и выдоха регулируется дыхательным центром, который находится в продолговатом мозге. Он чувствителен к содержанию углекислого газа в крови и не реагирует на содержание кислорода. Из дыхательного центра нервные импульсы идут к мышцам, производящим дыхательные движения .

Лекция 7

Общее строение и функции дыхательной системы

ПЛАН

1. Биологическое значение дыхания.

2. Строение органов дыхания.

3. Дыхательные движения.

4. Легочные объемы. Жизненная емкость легких.

Основные понятия : дыхание, газообмен, органы дыхания, дыхательный цикл, дыхательные движения, легочные объемы, жизненная емкость легких.

Литература

1. Бугаев К.Е., Маркусенко Н.Н. и др. Возрастная физиология. - Ростов-на-Дону: «Ворошиловградская правда», 1975.- С.107-115.

2. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология: Учеб. пособ. для студ. пед. вузов. - М.: Высш. шк., 1985. С. 293-313.

3. Киселев Ф.С. Анатомия и физиология ребенка с основами школьной гигиены. - М.: Просвещение, 1967.- С. 133-143.

4. Старушенко Л.И. Клиническая анатомия и физиология человека: Учеб. пособие М.: УСМП, 2001. С. 77-86.

5. Хрипкова А.Г. Возрастная физиология.- М.: Просвещение, 1978. - С. 209-222.

Значение дыхания

Дыхание - это совокупность процессов, в результате которых происходит использование организмом кислорода и выделение углекислого газа. Дыхания включает следующие процессы: а) обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких (легочная вентиляция); б) обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью (диффузия газов в легких) в) транспорт газов кровью г) газообмен между кровью, тканями и клетками; д) использование кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (клеточное дыхание).

Кроме газообмена, дыхание является важным фактором терморегуляции. Легкие выполняют функцию выделения, поскольку через них выводится углекислый газ, аммиак и некоторые летучие соединения.

Во время отхаркивания вместе со слизью удаляются продукты обмена: мочевина, мочевая кислота, соли минеральных веществ, частицы пыли и микроорганизмы.

Почти все сложные преобразования веществ в организме происходят с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода. Дыхание, как и кровообращение, чрезвычайно важно для обеспечения гомеостаза организма. Нарушение дыхания приводит не только к изменениям газового состава внутренней среды организма, но и к глубоким изменениям во всех реакциях обмена, во всех процессах жизнедеятельности.

Строение органов дыхания

К органам дыхания относят воздухоносные пути (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и легкие.

Дыхательная система начинается носовой полостью, которая делится хрящевой перегородкой на две половинки, каждая из которых еще делится носовыми раковинами на нижний, средний и верхний носовые ходы. В первые дни жизни у детей дыхание через нос затруднено. Носовые ходы у детей уже, чем у взрослых, и формируются к 14-15 годам.

Стенки полости носа покрыты слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, реснички которого задерживают и выводят слизь и микроорганизмы, которые оседают на слизистые оболочки. Слизистая, оболочка имеет густую сетку кровеносных сосудов и капилляров. Кровь, текущая по этим сосудам, согревает или охлаждает воздух, вдыхает человек. Слизистая оболочка носовой полости содержит рецепторы, которые (воспринимают запахи и обусловливают обоняние. Полость носа сочетается с полостями, которые находятся в костях черепа: гайморовой, лобной, клиновидной пазух. Воздух, поступающий в легкие через носовую полость, очищается, согревается и обезвреживается. Это не происходит при дыхании через ротовую полость. Носовая полость сзади через отверстия - хоаны соединяется с носоглоткой. В слизистые носовой полости есть лейкоциты, которые выходят на поверхность слизистой оболочки из кровеносных сосудов. Благодаря фагоцитарной способности, лейкоциты уничтожают микроорганизмы, попадающие в носовую полость с вдыхаемым воздухом. Пагубно действует на микроорганизмы имеющийся в составе слизи вещество - лизоцим.

Дыхательные пути у детей значительно уже, чем у взрослых. Это способствует более легкому проникновению инфекции в организм ребенка. Во время воспалительных процессов в носу слизистая оболочка набухает, в результате чего образуется или же и вовсе становится невозможным дыхание через нос, поэтому дети вынуждены дышать через рот. А это способствует охлаждению дыхательных путей до легких и проникновению в них микроорганизмов и частиц пыли.

Носоглотка - верхняя часть глотки. Глотка - мышечная трубка, в которую открывается полость носа, рта и гортани. В носоглотку открываются слуховые трубки, которые соединяют полость глотки с полостью среднего уха. Носоглотка у детей широкая и короткая, слуховая труба находится низко. Заболевания верхних дыхательных путей нередко осложняется воспалением среднего уха, потому что инфекция легко проникает в среднее ухо.

В 4-10 летних детей образуются так называемые аденоидные разращения, то есть разращение лимфатической ткани в области глотки, а также в носу. Кроме того, аденоидные разращения могут негативно влиять на общее состояние здоровья и на работоспособность детей.

Из носоглотки воздух попадает в глотку, а затем в гортань.

Гортань - расположена в средней части шеи и снаружи ее часть видно как повышение, которое называется кадыком. Скелет гортани образован несколькими хрящами, соединенными между собой суставами, связками, мышцами. Самый большой из них - щитовидный хрящ. Сверху вход в гортань покрывается надгортанником, который препятствует поступлению пищи в гортань и дыхательные пути.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием, который образует две пары складок, закрывающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки, пространство между которыми называется голосовой щелью . Во время обычного дыхания голосовые связки расслаблены и щель между ними сужается. Выдыхаемый воздух, проходя через узкую щель, заставляет колебаться голосовые связки - возникает звук. От степени натяжения голосовых связок зависит высота тона и при натянутых связях звук выше, при расслаблении - ниже. Кроме голосовых связок в звукообразования участвуют язык, губы, щеки, полость носа, резонаторы (глотка и полость рта). У мужчин голосовые связки длиннее, чем объясняется более низкий голос.

Гортань у детей короче, узкая и интенсивно растет в 1-3 года жизни и в период полового созревания.

В 12-14 лет у мальчиков начинает расти кадык на месте сопряжения пластинок щитовидного хряща. Пройдя гортань, воздух попадает в трахею.

Трахея - нижний отдел гортани длиной 10-13 см, внутри она покрыта слизистой оболочкой. Трахея состоит из 16-20 неполных хрящевых колец, соединенных между собой связками. Задняя стенка трахеи перепончатая, в ней есть гладкие мышечные волокна, и она прилегает к пищеводу, что создает благоприятные условия для прохождения пищи по нему.

На уровне 4-5 грудных позвонков трахея делится на правый и левый бронхи, которые являются главными. Они входят в ворота соответствующих легких, где делятся на долевые бронхи. Долевые бронхи в легких разветвляются на более мелкие сегментарные бронхи, которые, в свою очередь разделяются (до 18-го порядка) до дольковых бронхов (диаметр до 1 мм) и заканчиваются конечными бронхиолами (0, 3-0,5 мм в диаметре). Вся система разветвления бронхов, начиная главными и заканчивая конечными бронхиолами, называется бронхиальным деревом .

У новорожденных трахея примерно 4 см, в 14-15 лет - примерно 7 см. У детей трахея и бронхи развиваются постепенно. Они растут, в основном, параллельно с ростом туловища. Просвет трахей и бронхов у детей значительно уже, чем у взрослых, хрящи их еще не окрепли. Мышечные эластичные волокна развиты слабо. Слизистая оболочка, которая выстилает трахею и бронхи, очень нежная и богатая на кровеносные сосуды. Поэтому трахея и бронхи у детей легче повреждаются, чем у взрослых.

Бронхиолы заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых пузырьки - альвеолы , покрытые густой сеткой кровеносных капилляров, где происходит газообмен. В легких взрослого человека насчитывается 300-700 млн. Альвеол, с общей площадью поверхности 60-120м2. Такая огромная поверхность обеспечивает большую скорость газообмена в легких. Легкие расположены в грудной полости, по бокам сердца.

Основными структурно-функциональными единицами легких является альвеолы. Альвеолы - ​​микроскопические пузырьки легких, где происходит газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом. В пространстве между легкими, который называется средостением, размещенны трахея, пищевод, зобная железа, сердце, крупные сосуды, лимфатические узлы и некоторые нервы.

Правое и левое легкое неодинаковы как по размерам, так и по форме. Правое легкое состоит из трех частей, левое - из двух. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких, через которые проходят бронхи, нервы, легочные артерии, вены, лимфатические сосуды. Каждое легкое покрыта серозной оболочкой, которая называется плеврой . У плевры есть два листка. Один плотно сросся с легкими, второй прирос к грудной клетке. Между листками имеется щель, заполненная серозной жидкостью. Эта жидкость увлажняет поверхности плевры, обращенные друг к другу, и тем самым уменьшает трение между ними во время дыхательных движений. Воздуха в щели плевры нет, давление - отрицательное - ниже атмосферного на 6-9 мм рт.ст. (0,8-1,2 кПа). Давление внутри легких равно атмосферному, что обеспечивает нормальную функцию легких: они не отходят от стенок грудной клетки при вдохе и растягиваются при увеличении объема грудной клетки. Негативное внутриплевральное давление способствует увеличению дыхательной поверхности легких при вдохе, возврату крови к сердцу и, таким образом, улучшению кровообращения и лимфооттока.

Легкие у детей развиты еще недостаточно, альвеолы ​​малые, слаборазвита в них эластичная ткань. Кровенаполнение легких у детей повышенное. До 3 лет у детей усиленно растут легкие, количество альвеол до 8 лет достигает количества альвеол взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста снижаются. После 12 лет энергично растут альвеолы. Объем легких до 12 лет увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу полового созревания - в 20 раз.

Дыхательные движения

Дыхательный цикл состоит из двух фаз: вдоха и выдоха. Благодаря актам вдоха и выдоха, которые осуществляются ритмично, происходит обмен газов между атмосферным воздухом и альвеолярным, который содержится в легочных пузырьков. Активная роль в акте вдоха принадлежит дыхательным мышцам.

Во время вдоха происходит увеличение грудной клетки, благодаря опусканию диафрагмы и поднятию ребер. Диафрагма - образование, отделяющую грудную полость от брюшной, имеет вид поперечно-размещенной куполоподобной мышечно-сухожильной пластинки, края которой прикреплены к стенкам грудной клетки. Опускания диафрагмы осуществляется за счет сокращения полосатых мышечных волокон. Ребра при вдохе поднимаются вверх, передними концами отодвигают грудину вперед, с увеличением грудной полости и благодаря сокращению наружных межреберных мышц, которые прикрепляются косо от ребра до ребра.

В процессе вдоха участвуют межхрящовые мышцы трахеи, бронхов. Глубокий вдох вызывается одновременным сокращением межреберных мышц, диафрагмы, мышц груди и плечевого пояса. При этом преодолевается ряд препятствий: эластичная тяга легких, сопротивление реберных хрящей, масса грудной клетки, поднимается вверх, сопротивление брюшных внутренностей и стенок живота.

Между грудной стенкой и поверхностью легких (между париетальным и висцеральным листками плевры) лежит щель с отрицательным давлением. Плевральная щель закрыта герметично, поэтому во время расширения грудной клетки вслед за ее стенками идут и легкие, которые благодаря эластичности их ткани легко растягиваются. В растянутых легких давление воздуха падает ниже атмосферного. Грудная полость герметично закрыта и с окружающей средой сочетается только через дыхательные пути. Поэтому при наличии разности давлений между атмосферным и легочным воздухом наружный воздух заходит в легкие, то есть происходит вдох.

После окончания вдоха мышцы расслабляются и грудная клетка возвращается к исходному положению (выдох). Спокойный выдох происходит пассивно, без участия мышц. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы. Когда расслабляются мышцы диафрагмы, купол ее под давлением брюшных органов поднимается и становится выпуклым, что уменьшает грудную полость в вертикальном направлении. Уменьшение размеров грудной полости приводит к уменьшению объема легких, к увеличению давления в легких, в результате чего часть воздуха выходит из легких наружу, пока давление воздуха в легких не сравнится с атмосферным.

У человека в дыхании могут участвовать или мышцы диафрагмы или межреберные мышцы. В случае преобладания участия межреберных мышц говорят о грудном типе дыхания, если преобладают диафрагмальные мышцы, то такое дыхание называется брюшным.

У новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра набирают косого положения. Дыхание младенцев становится грудобрюшным с преимуществом диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все больше начинает преобладать грудной тип дыхания и до 7 лет он становится выражен. В 7-8 лет начинаются половые различия в типе дыхания: у мальчиков преобладает брюшной тип дыхания, у девочек - грудной.

Взрослый человек делает примерно 15-17 дыхательных движений в минуту и ​​за один вдох вдыхает около 500 мл воздуха. Соотношение частоты дыхания и сердечных сокращений равна 1: 4-1: 5. При мышечной работе дыхания увеличивается в 2-3 раза. При заболеваниях частота и глубина дыхания меняются.

При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80-90%, что обеспечивает большую диффузию газов. При неглубоком - большая часть вдыхаемого воздуха остается в мертвом пространстве - носоглотке, полости рта, трахеи, бронхах.

Дыхание новорожденного ребенка 48-63 дыхательных движений в минуту, частое, поверхностное. У детей первого года при бодрствовании - 50-60, во время сна 35-40, у детей 4-6 лет - 23-26 циклов в минуту, у детей школьного возраста 18-20 раз в минуту.

Органы дыхания человека включают:

• носовую полость;
• околоносовые пазухи;
• гортань;
• трахею;
• бронхи;
• легкие.

Рассмотрим строение органов дыхания и их функции. Это поможет лучше понимать, как развиваются заболевания дыхательной системы.

Наружный нос, который мы видим на лице у человека, состоит из тонких косточек и хрящей. Сверху они покрыты небольшим слоем мышц и кожей. Полость носа спереди ограничена ноздрями. С обратной стороны носовая полость имеет отверстия – хоаны, через них воздух попадает в носоглотку.

Полость носа делится пополам носовой перегородкой. В каждой половине есть внутренняя и наружная стенки. На боковых стенках есть три выступа – носовые раковины, разделяющие три носовых хода.

В двух верхних ходах есть отверстия, через них имеется связь с придаточными пазухами носа. В нижний ход открывается устье носослезного протока, по которому слезы могут попадать в носовую полость.

Вся носовая полость изнутри покрыта слизистой оболочкой, на поверхности которой лежит мерцательный эпителий, имеющий множество микроскопических ресничек. Их движение направлено спереди назад, в сторону хоан. Поэтому большая часть слизи из носа попадает в носоглотку, а не выходит наружу.

В зоне верхнего носового хода находится обонятельная область. Там располагаются чувствительные нервные окончания – обонятельные рецепторы, которые по своим отросткам передают полученную информацию о запахах в головной мозг.

Носовая полость хорошо кровоснабжается и имеет множество мелких сосудов, несущих артериальную кровь. Слизистая оболочка легко ранима, поэтому возможны носовые кровотечения. Особо сильное кровотечение появляется при повреждении инородным телом или при травме венозных сплетений. Такие сплетения вен могут быстро изменять свой объем, приводя к заложенности носа.

Лимфатические сосуды сообщаются с пространствами между оболочками головного мозга. В частности, этим объясняется возможность быстрого развития менингита при инфекционных заболеваниях.

Нос выполняет функцию проведения воздуха, обоняния, а также является резонатором для формирования голоса. Важная роль полости носа – защитная. Воздух проходит сквозь носовые ходы, имеющие довольно большую площадь, и там согревается и увлажняется. Пыль и микроорганизмы частично оседают на волосках, расположенных у входа в ноздрях. Остальные с помощью ресничек эпителия передаются в носоглотку, а оттуда удаляются при кашле, глотании, сморкании. Слизь носовой полости имеет и бактерицидное действие, то есть убивает часть попавших в нее микробов.

Околоносовые пазухи

Придаточные пазухи – это полости, лежащие в костях черепа и имеющие связь с носовой полостью. Они покрыты изнутри слизистой, имеют функцию голосового резонатора. Околоносовые пазухи:

• гайморова (верхнечелюстная);
• лобная;
• клиновидная (основная);
• ячейки лабиринта решетчатой кости.

Придаточные пазухи носа

Две верхнечелюстные пазухи – самые большие. Они располагаются в толще верхней челюсти под глазницами и сообщаются со средним ходом. Лобная пазуха также парная, располагается в лобной кости над межбровьем и имеет форму пирамиды, с верхушкой, обращенной вниз. Через носолобный канал она также соединяется со средним ходом. Клиновидная пазуха располагается в клиновидной кости на задней стенке носоглотки. Посередине носоглотки открываются отверстия ячеек решетчатой кости.

Гайморова пазуха наиболее тесно сообщается с полостью носа, поэтому нередко вслед за развитием ринита появляется и гайморит, когда перекрывается путь оттока воспалительной жидкости из пазухи в нос.

Гортань

Это верхний отдел дыхательных путей, участвующий также в образовании голоса. Располагается она примерно посередине шеи, между глоткой и трахеей. Гортань образована хрящами, которые соединяются суставами и связками. Кроме того, она прикреплена к подъязычной кости. Между перстневидным и щитовидным хрящами находится связка, которую рассекают при остром стенозе гортани для обеспечения доступа воздуха.

Гортань выстилает мерцательный эпителий, а на голосовых связках эпителий многослойный плоский, быстро обновляющийся и позволяющий связкам быть устойчивыми к постоянной нагрузке.

Под слизистой оболочкой нижнего отдела гортани, ниже голосовых связок, находится рыхлый слой. Он может быстро отекать, особенно у детей, вызывая ларингоспазм.

Трахея

С трахеи начинаются нижние дыхательные пути. Она продолжает гортань, а затем переходит в бронхи. Орган выглядит как полая трубка, состоящая из хрящевых полуколец, плотно связанных между собой. Длина трахеи около 11 см.

Внизу трахея образует два главных бронха. Эта зона – область бифуркации (раздвоения), она имеет много чувствительных рецепторов.

Трахею выстилает мерцательный эпителий. Его особенность – хорошая способность к всасыванию, что используется при ингаляциях лекарственных средств.

При стенозе гортани в некоторых случаях проводят трахеотомию – рассекают переднюю стенку трахеи и вводят специальную трубку, через которую поступает воздух.

Бронхи

Это система трубок, по ним воздух проходит из трахеи в легкие и обратно. Они имеют и очищающую функцию.

Бифуркация трахеи располагается примерно в межлопаточной зоне. Трахея образует два бронха, которые идут в соответствующее легкое и там разделяются на долевые бронхи, затем на сегментарные, субсегментарные, дольковые, которые делятся на терминальные (концевые) бронхиолы – самые мелкие из бронхов. Вся эта структура называется бронхиальным деревом.

Терминальные бронхиолы имеют диаметр 1 – 2 мм и переходят в дыхательные бронхиолы, от которых начинаются альвеолярные ходы. На концах альвеолярных ходов располагаются легочные пузырьки – альвеолы.

Трахея и бронхи

Изнутри бронхи выстланы мерцательным эпителием. Постоянное волнообразное движение ресничек выводит вверх бронхиальный секрет – жидкость, непрерывно образующуюся железами в стенке бронхов и смывающую все загрязнения с поверхности. Так удаляются микроорганизмы и пыль. Если происходит скопление густого бронхиального секрета, или в просвет бронхов попадает крупное инородное тело, они удаляются с помощью – защитного механизма, направленного на очищение бронхиального дерева.

В стенках бронхов имеются кольцевидные пучки небольших мышц, которые способны «перекрывать» поток воздуха при его загрязнении. Так возникает . При астме этот механизм начинает работать тогда, когда вдыхается обычное для здорового человека вещество, например, пыльца растений. В этих случаях бронхоспазм становится патологическим.

Органы дыхания: легкие

У человека два легких, расположенных в грудной полости. Их основная роль – обеспечить обмен кислородом и углекислым газом между организмом и окружающей средой.

Как устроены легкие? Они расположены по сторонам от средостения, в котором лежит сердце и сосуды. Каждое легкое покрыто плотной оболочкой – плеврой. Между ее листками в норме есть немного жидкости, которая обеспечивает скольжение легких относительно грудной стенки в процессе дыхания. Правое легкое больше левого. Через корень, расположенный с внутренней стороны органа, в него попадают главный бронх, крупные сосудистые стволы, нервы. Легкие состоят из долей: правое – из трех, левое – из двух.

Бронхи, попадая в легкие, делятся на все более мелкие. Концевые бронхиолы переходят в альвеолярные бронхиолы, которые разделяются и превращаются в альвеолярные ходы. Они также разветвляются. На их концах находятся альвеолярные мешочки. На стенках всех структур, начиная с дыхательных бронхиол, открываются альвеолы (дыхательные пузырьки). Из этих образований состоит альвеолярное дерево. Разветвления одной дыхательной бронхиолы в итоге образуют морфологическую единицу легких – ацинус.

Строение альвеол

Устье альвеолы имеет диаметр 0,1 – 0,2 мм. Изнутри альвеолярный пузырек покрыт тонким слоем клеток, лежащих на тонкой стенке – мембране. Снаружи к этой же стенке прилежит кровеносный капилляр. Барьер между воздухом и кровью называется аэрогематическим. Его толщина очень мала – 0,5 мкм. Важной его частью является сурфактант. Он состоит из протеинов и фосфолипидов, выстилает эпителий и сохраняет округлую форму альвеол при выдохе, препятствует попаданию микробов из воздуха в кровь и жидкости из капилляров в просвет альвеолы. У недоношенных детей сурфактант развит плохо, поэтому у них так часто возникают проблемы с дыханием сразу после рождения.

В легких есть сосуды обоих кругов кровообращения. Артерии большого круга несут богатую кислородом кровь от левого желудочка сердца и питают непосредственно бронхи и легочную ткань, как все остальные органы человека. Артерии малого круга кровообращения приносят в легкие венозную кровь из правого желудочка (это единственный пример, когда по артериям течет венозная кровь). Она течет по легочным артериям, затем попадает в легочные капилляры, где и происходит газообмен.

Суть процесса дыхания

Газообмен между кровью и внешней средой, который проходит в легких, называется внешним дыханием. Он происходит из-за разности концентрации газов в крови и воздухе.

Парциальное давление кислорода в воздухе больше, чем в венозной крови. Из-за разницы давления кислород через аэрогематический барьер проникает из альвеол в капилляры. Там он присоединяется к эритроцитам и распространяется по кровеносному руслу.

Газообмен через аэрогематический барьер

Парциальное давление углекислого газа в венозной крови больше, чем в воздухе. Из-за этого углекислый газ покидает кровь и выходит с выдыхаемым воздухом.

Газообмен – непрерывный процесс, продолжающийся, пока есть разница в содержании газов в крови и окружающей среде.

При обычном дыхании через респираторную систему за минуту проходит около 8 литров воздуха. При нагрузке и болезнях, сопровождающихся усилением обмена веществ (например, гипертиреоз), легочная вентиляция усиливается, появляется одышка. Если учащение дыхания не справляется с поддержанием нормального газообмена, в крови снижается содержание кислорода – возникает гипоксия.

Гипоксия также возникает в условиях высокогорья, где количество кислорода во внешней среде снижено. Это приводит к развитию горной болезни.

Цели урока: изучение строения и функций органов дыхательной системы; развитие навыков выделения главного, обобщения и формулирования выводов; формирование сознательного отношения к учебе, умения применять в жизни знания, полученные на уроке.

Оборудование: модель гортани, таблица органов дыхания.

ХОД УРОКА

Учитель. Когда нам что-то дорого или очень важно, мы говорим: «Это нужно нам, как воздух».
Человек без пищи может прожить несколько недель, без воды – несколько дней, а без воздуха не проживет и пяти минут. Сегодня на уроке мы узнаем, для чего нам нужен воздух и как происходит дыхание.
Рассмотрим взаимосвязь строения и функций органов дыхания.
Сначала работаем в группах (класс разбивается на пять групп). Каждая группа выполняет определенное задание, затем, слушая краткие сообщения групп, все вместе заполним таблицу. (Учитель раздает задания группам . На работу в группах отводится 5–6 мин, на сообщения – до 3 мин. )

Задание группе I

Изучить статьи в учебнике* на стр. 77 «Что такое дыхание?», «Функции дыхательной системы». Ответить на следующие вопросы. Что такое дыхание? Какое значение имеет дыхание? Какие типы дыхания у животных известны?

Задание группе II

Изучить статью «Строение и функции носовой полости» на стр. 77–79 учебника. Ответить на вопрос: какое строение имеет носовая полость и какие функции выполняет? (Рассмотреть рисунки в учебнике.)

Задание группе III

Изучить статью на стр. 80–81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Каковы строение и функции гортани? Как образуются звуки речи? Какие органы участвуют в их формировании? (Работа с таблицей и моделью гортани.)

Задание группе IV

Изучить статью на стр. 81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Какое строение имеет трахея? Каков путь воздуха из гортани в легкие?

Задание группе V

Изучить статью на стр. 81 учебника. Ответить на следующие вопросы. Какое строение имеют легкие? Какие процессы в них происходят?

Таблица. Строение и функции органов дыхания

Название органа	Строение

Учитель. Заслушаем сообщения, подготовленные группами.

Ученик. Каждой клетке нашего организма необходима энергия. Ее источник – непрерывный распад и окисление органических соединений в организме – метаболизм. В результате окисления органических соединений образуются СО 2 и вода, которые удаляются из организма. Снабжение клеток О 2 и удаление из них СО 2 осуществляется кровью. Обмен газами между кровью и воздухом происходит в органах дыхания. Человек дышит, поглощая из внешней среды О 2 и выделяя в нее СО 2 . Функции дыхательной системы:

– дыхательные пути проводят воздух из внешней среды к легким и обратно;
– легкие осуществляют газообмен между атмосферным воздухом и кровью, которая является частью внутренней среды организма.

Учитель. А какие типы дыхания, кроме легочного, встречаются у позвоночных животных? (Прикрепляет к доске таблицу «Эволюция дыхательной системы хордовых» .)

Ученик. Рыбы живут в воде, их орган дыхания – жабры. Земноводные занимают две среды обитания, поэтому в воде они дышат кожей, на суше – легкими, имеющими простое строение. Пресмыкающиеся – наземные животные, кожное дыхание у них отсутствует, имеют легкие более сложного строения, чем у земноводных. У птиц – сложно устроенные легкие, помимо которых имеются еще и воздушные мешки, обеспечивающие усиление газообмена при полете. Млекопитающие дышат легкими сложного строения, у них появляется диафрагма.

Учитель. Мы познакомились с функциями дыхательной системы, вспомнили, какие органы дыхания бывают у позвоночных животных. Основная часть дыхательной системы человека – легкие. Как же попадает воздух в легкие?

Ученик. Воздухоносные пути дыхательной системы начинаются с носовой полости. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на две части: правую и левую. Внутренняя поверхность полости выстлана слизистой оболочкой, снабженной ресничками и пронизанной кровеносными сосудами. Она покрыта слизью, которая задерживает (и частично обезвреживает) микробы и пыль. Таким образом, в носовой полости воздух очищается, обезвреживается, согревается и увлажняется. Вот почему необходимо дышать носом.

Учитель. У нас у всех разные формы носа. Поглядите друг на друга: курносый, «римский», прямой и т.д. Как вы думаете, зависит внутреннее строение носа от внешнего? (Носы любой формы имеют одинаковое внутреннее строение и выполняют одни и те же функции .)

Знаете ли вы, что:

– к моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, имеет узкие носовые отверстия; объем носовой полости с возрастом увеличивается в 2,5 раза;
– ротовое дыхание вызывает деформацию грудной клетки, ухудшение слуха, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти;
– в течение жизни носовая полость задерживает до 5 кг пыли.

Из носоглотки воздух поступает в следующий орган – гортань.

Ученик. Гортань (показывает модель гортани, таблицу ) имеет вид воронки. Она образована несколькими хрящами. Щитовидный хрящ защищает гортань спереди. Хрящевой надгортанник при проглатывании пищи закрывает вход в гортань. Если пытаться говорить во время проглатывания пищи, то пища может попасть в воздухоносные пути и вызвать удушение. Вот почему говорят: когда я ем, я глух и нем.

Учитель. Задание классу. Попробуйте нащупать щитовидный хрящ и сделать глотательное движение. При глотании хрящ перемещается вверх, затем возвращается на прежнее место. При этом движении надгортанник закрывает вход в гортань, слюна или пища идет в пищевод. Что еще есть в гортани?

Ученик. Голосовые связки. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся (показывает на рисунке ), когда человек говорит громко, голосовые связки сомкнуты. Когда человек говорит шепотом, голосовые связки приоткрыты.

Функции гортани:

– проводит воздух от носоглотки до трахеи и обратно;
– регулирует глубину дыхания;
– обеспечивает образование голоса.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– длина гортани у взрослого человека 5–6 см, а у новорожденного – 1,5 см;
– членораздельная речь обусловлена не только колебаниями голосовых связок, но и положением языка, губ, нижней челюсти;
– острое воспаление слизистой оболочки гортани ведет к изменению связок, и они не могут полностью смыкаться – голос исчезает; это заболевание называется ларингит;
– мужские певческие голоса подразделяют на тенор (длина связок 15–17 мм, диапазон 122–488 Гц), баритон (длина связок 18–21 мм, диапазон 110–440 Гц), бас (длина связок 22–25 мм, диапазон 75–300 Гц).

Ученик. Из гортани воздух по трахее и бронхам поступает в легкие. Трахея образована многочисленными хрящевыми полукольцами, расположенными друг над другом и соединенными мышечной и соединительной тканью. Открытые концы полуколец прилегают к пищеводу. В грудной клетке трахея разделяется на два бронха, которые продолжают далее ветвиться, образуя в конце тоненькие трубочки диаметром около 1 мм, которые называются бронхиолами.

Учитель. Длина трахеи человека около 10 см, диаметр – около 2,5 см. Трахеями у насекомых называют любые воздухоносные пути – трубочки, пронизывающие тело.

Ученик. Бронхиолы разделяются на еще более тонкие трубочки – альвеолярные протоки, которые заканчиваются маленькими тонкостенными (толщина стенок – одна клетка) мешочками – альвеолами, собранными в гроздья наподобие винограда. В альвеолах, оплетенных густой сетью таких тонкостенных капилляров, происходит газообмен между кровью и воздухом. Кровь поступает в капилляры по артериям, ответвляющимся от легочной артерии, идущей от сердца, а из капилляров кровь попадает в вены, сливающиеся в легочную вену, идущую к сердцу.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– в каждом легком насчитывается от 300 до 400 млн альвеол;
– у новорожденного диаметр альвеол 0,07 мм, у взрослого – 0,2 мм;
– суммарная площадь поверхности альвеол составляет около 93 м2, т.е. почти в 50 раз больше площади кожи человека;
– в воздухе, поступающем в легкие, содержится 21% кислорода и 0,04% диоксида углерода, а в выдыхаемом воздухе – около 14% кислорода и 4,4% углекислого газа.

Ученик. Легкие – парный орган, расположенный в грудной клетке. Легкие занимают большую часть грудной клетки – от ключичной кости до диафрагмы – куполообразной мышечной перегородки, отделяющей грудную полость от брюшной. Легкие покрыты тонкой оболочкой – плеврой, наружный слой которой выстилает изнутри грудную клетку. В легких собственных мышц нет. Вдох и выдох происходят за счет сокращения и расслабления мышц грудной клетки и диафрагмы.

Учитель. Знаете ли вы, что:

– по сравнению с объемом легких новорожденного к 12 годам объем легких увеличивается в 10 раз, к концу полового созревания – в 20 раз;
– частота дыхания у взрослого человека составляет в норме 14–20 вдохов в 1 мин, но при значительной физической нагрузке может доходить до 80 вдохов в 1 мин;
– объем вдыхаемого воздуха у взрослого человека составляет около 0,4–0,5 л, а жизненная емкость легких, т.е. максимальный объем легких, примерно в 7–8 раз больше – обычно 3–4 л (у женщин меньше, чем у мужчин), хотя у спортсменов может превышать и 6 л;
– икота – следствие непроизвольных спазматических сокращений диафрагмы, которые обычно прекращаются сами по себе через несколько минут; если этого не происходит, для прекращения икоты надо задержать дыхание или подышать некоторое время в бумажный пакет; при некоторых заболеваниях икота может продолжаться несколько дней, недель и даже лет.

Для закрепления материала давайте обсудим следующие вопросы.

1. Почему после плотной еды тяжело дышать? (Переполненный желудок давит на диафрагму и легкие, затрудняя дыхание. )

2. Почему нужно дышать через нос?

3. Почему говорят: «Когда я ем я глух и нем»?

4. Как влияет курение на голосообразование, на органы дыхания?
(Дым обычной сигареты содержит до 4 тыс. различных соединений, 43 из которых вызывают рак. По сравнению с некурящими риск умереть от рака легких у курящих мужчин выше в 23 раза, а у женщин – в 11 раз. Курение увеличивает в 5 раз риск смерти от эмфиземы легких (заболевания, вызванного снижением проходимости бронхиол вследствие их спазма или воспаления ). Вещества, содержащиеся в дыме, раздражают слизистую гортани, трахеи, бронхов и т.д., приводят к воспалительным процессам в голосовых связках. Последнее приводит к изменению голоса – он становится глуше, грубее. )

5. Людям каких профессий необходимы специальные навыки дыхания?
(Певцам недаром говорят: «Искусство пения есть искусство дыхания». Дикторам на радио и телевидении. Представителей этих профессий учат специальным приемам дыхания, позволяющим управлять воздушной струей при выдохе во время речи или пения. )

6. Как дышат водолазы?
(Водолазы и те, кто трудится в кессонах – особых камерах, которые применяются при постройке мостов и других гидротехнических сооружений, – вынуждены работать при повышенном давлении воздуха. На глубине 50 м под водой водолаз испытывает давление в 5 раз выше атмосферного, а ведь ему иногда приходится опускаться под воду на 100 м и более. При дыхании сжатым воздухом, а не специальной газовой смесью быстрый подъем водолаза на поверхность с такой глубины может оказаться смертельным. Дело в том, что при повышенном давлении кровь, а за ней и ткани насыщаются газами, особенно азотом, которого в воздухе 80%. Кровь при этом становится густой. Если давление воздуха быстро снижается, азот начинает выходить из крови и тканей – кровь «кипит», выделяя пузырьки азота, которые могут закупорить какую-нибудь важную артерию, перекрыв поступление крови в сердце, мозг. Выделяясь из межтканевой жидкости, такие пузырьки могут повреждать различные органы, например суставы. Поэтому водолазов медленно поднимают на поверхность, чтобы газ выделялся только из легочных капилляров. )

7. Какие вы знаете заболевания дыхательных путей?
(Бронхит, гайморит, ларингит, трахеит. )

8. В нашем городе велика частота заболеваний дыхательной системы. В чем причины?
(Низкая температура воздуха зимой, загрязнение воздуха угольной пылью. )

9. Какие виды спорта развивают дыхание?
(Плавание, бег, лыжи, гимнастика и другие виды спорта, связанные с интенсивным дыханием. )

Домашнее задание: изучить § 24.

* Батуев А.С., Кузьмина И.Д. и др. Биология. Человек. Учебник для 9-го кл. общеобразовательных учреждений.