Біологія. Повторне видання. 8 клас. Матяш

Тема 5

Дихання

Атмосферне повітря неможливо побачити або відчути, але без нього людина не може прожити й 5 хвилин. Яка спеціальна система органів в організмі людини забезпечує процеси дихання? Чому органи дихання називають повітряними воротами в наш організм? Як захистити органи дихання від шкідливих впливів зовнішнього середовища?

§ 19. Значення дихання для існування організму. Система органів дихання людини

Пригадайте, що відбувається у процесі дихання рослин. Як дихають наземні хребетні тварини?

Яке значення дихання? Ви вже знаєте з попередніх розділів біології, що людина, як і наземні рослини та тварини, дихає атмосферним повітрям. Його запаси в організмі людини мають постійно поповнюватися, тому що вони обмежені об’ємом легень.

Термін «дихання» позначає три різних, пов’язаних один з одним процеси:

  • легеневу вентиляцію - це механічні процеси, які забезпечують надходження повітря в легені та виведення його з легень через повітроносні шляхи;
  • обмін газів, який відбувається між повітрям у легенях і кров’ю та між кров’ю й іншими тканинами тіла;
  • тканинне дихання - використання кисню клітинами для реакцій вивільнення енергії. У результаті цих процесів утворюється вуглекислий газ, що виводиться з організму.

Цілісний процес дихання умовно поділяють на зовнішнє та внутрішнє.

Зовнішнє дихання - вентиляція легень (обмін газів між атмосферним повітрям і організмом)

Внутрішнє дихання - обмін газів між кров’ю та тканинами і використання кисню клітинами, процеси окиснення органічних речовин у клітинах, унаслідок яких виділяється енергія

Дихання — це сукупність процесів, які забезпечують надходження в організм кисню, використання його для окиснення органічних речовин (білків, жирів, вуглеводів), а також видалення з організму вуглекислого газу, що утворився під час реакцій окиснення. Так здійснюється газообмін між організмом людини і навколишнім середовищем.

Яка будова і які функції верхніх дихальних шляхів? Дихальна система людини складається з повітроносних шляхів і легень. Повітроносні шляхи - це система з’єднаних між собою порожнистих органів, якими рухається вдихуване та видихуване повітря. Повітроносні дихальні шляхи людини поділяють на верхні та нижні.

Мал. 77. 1. Будова верхніх дихальних шляхів. 2. Миготливий, або війчастий, епітелій у дихальних шляхах

Атмосферне повітря містить багато домішок (пил, шкідливі речовини, мікроорганізми тощо), які можуть зашкодити організму людини. Тому перед тим, як потрапити до легень, повітря долає один із захисних бар’єрів - верхні дихальні шляхи. Тут повітря зігрівається, зволожується, очищається, знешкоджуються деякі хвороботворні мікроорганізми. До верхніх дихальних шляхів належать носова порожнина, носоглотка та гортанна частина глотки (мал. 77, 1).

Носова порожнина сполучається з глоткою. Ця частина глотки має назву носоглотка. Стінки носової порожнини вкриті миготливим, або війчастим, епітелієм (мал. 77, 2), клітини якого виділяють слиз (пригадайте, які є різновиди епітелію). Він обволікає пил і прилиплі до нього мікроорганізми. Крім того, слиз постійно зволожує стінки носової порожнини, а отже, і повітря, яке проходить через неї. Війки миготливого епітелію рухаються різко і швидко в напрямку ніздрів і плавно та повільно - до носоглотки. Завдяки цьому пил і мікроорганізми, які осіли на слизову оболонку, разом зі слизом, як на стрічці конвеєра, видаляються з дихальних шляхів. Слиз також містить речовини, що знешкоджують хвороботворні мікроорганізми.

Стінки носової порожнини мають густу сітку капілярів. Кров, яка тече по ній, зігріває (якщо температура довкілля низька) або охолоджує (якщо підвищена) вдихуване повітря до температури тіла.

Дихати слід лише через ніс. Адже при цьому вдихуване повітря очищається від пилу, зволожується, частково знезаражується, у прохолодну погоду зігрівається, а в спекотну - охолоджується. Дихання ротом у холодну пору року часто стає причиною простудних та інших захворювань.

У слизовій оболонці верхньої частини носової порожнини (нюховій ділянці) містяться особливі нюхові рецептори (чутливі клітини), які сприймають різні запахи. Пил або речовини з різким запахом, потрапивши до носової порожнини, подразнюють ці рецептори, і виникає захисний рефлекс - чхання. Це різкий рефлекторний видих через ніздрі. Завдяки чханню з носової порожнини сильним потоком повітря видаляється надлишок слизу з речовинами-подразниками і виводяться мікроорганізми. У носову порожнину відкривається носослізний канал. Ним слізна рідина виводиться від ока до нижнього носового ходу.

Під час чхання потрібно рот і ніс прикривати серветкою, щоб не стати джерелом поширення хвороботворних вірусів і бактерій.

З носової порожнини повітря потрапляє в носоглотку, де є мигдалики. Вони слугують ще одним захисним бар’єром дихальних шляхів. З носоглотки повітря потрапляє в глотку, у якій перетинаються дихальні й травні шляхи. Від глотки починаються дві трубки: дихальна (гортань) та травна (стравохід), яка розміщена позаду гортані.

Яка будова і які функції нижніх дихальних шляхів? До нижніх дихальних шляхів належать гортань, трахея та бронхи. Гортань має лійкоподібну форму. Її стінки утворені кількома хрящами, які з’єднані між собою м’язами та зв’язками (мал. 78). Найбільший хрящ гортані - щитоподібний. Він складається з двох пластинок, які спереду з’єднуються між собою під кутом. У чоловіків, на відміну від жінок, цей кут досить гострий, тому в них на шиї добре помітне підвищення - кадик, або, як його ще називають, адамове яблуко. У верхній частині гортані розташований надгортанний хрящ. Це пластинка листкоподібної форми, яка під час ковтання їжі закриває вхід до гортані, запобігаючи потраплянню сторонніх часток до повітроносних шляхів. Завдяки цьому повітря потрапляє лише в гортань, а їжа - лише у стравохід.

Порожнина гортані вистелена слизовою оболонкою і містить рецептори. У разі випадкового подразнення їх шматочками їжі, різними твердими або рідкими речовинами та газовими сумішами, а також унаслідок запальних процесів виникає захисний дихальний рефлекс - кашель. Це різкий рефлекторний видих через рот. Завдяки кашлю порожнина гортані очищається від сторонніх часток, що дає змогу захистити інші органи дихання.

Мал. 78. Будова гортані

Під час споживання їжі не слід розмовляти, сміятися та робити різкі рухи. Це може призвести до потрапляння їжі до гортані, що спричинить сильний кашель. В окремих випадках потрапляння їжі до дихальних шляхів може спричинити задуху. Під час кашлю рот потрібно прикривати серветкою, щоб не стати джерелом поширення збудників інфекцій.

Гортань - це особлива частина повітроносних шляхів. Крім проведення повітря, вона бере участь у голосоутворенні. У просвіті гортані (в її середній частині) розташований голосовий апарат, основу якого складають голосові зв’язки та голосові м’язи (мал. 79).

Мал. 79. Будова та розміщення голосових зв’язок

Голосові зв’язки утворені паралельно розташованими еластичними волокнами, між якими є голосова щілина. Залежно від ступеня натягу голосових зв’язок ширина щілини змінюється. Коли через голосову щілину проходить видихуване повітря, натягнуті голосові зв’язки починають коливатися, створюючи звук (голос). Що сильніше натягнуті голосові зв’язки, то вищим є утворюваний звук. Гучність звуку при цьому визначається силою, з якою видихається повітря з легень. Коли людина мовчить, голосові зв’язки розходяться, голосова щілина набуває вигляду рівнобедреного трикутника. Голосові зв’язки можуть робити від 80 до 10 000 коливань за секунду.

Цікаво знати

Висота голосу людини залежить від довжини голосових зв’язок. У жінок голосові зв’язки коротші, ніж у чоловіків, тому жіночий голос завжди вищий. Відтінки голосу залежать від резонаторів, роль яких виконують порожнини рота, носа, носоглотки, глотки.

У формуванні різних звуків, а особливо звуків мови, беруть участь язик, піднебіння, губи, зуби, щоки, нижня щелепа.

Голос людини здатний змінюватися з віком, що пов’язано з перебудовою голосового апарату. Критичним для розвитку голосового апарату є період статевого дозрівання. У цей період голос «ламається». Голосовий апарат стає дуже вразливим до будь-яких негативних впливів.

Перенапруження голосових зв’язок, а також запальні процеси в горлі змінюють голос, який може стати хрипким і глухим. Дуже шкідливо на голосові зв’язки впливає тютюнокуріння та вживання алкоголю. Якщо виникли проблеми з голосом або ж він зник, потрібно негайно звернутись до лікаря-отоларинголога, або ЛОР-лікаря.

З гортані повітря потрапляє в наступний відділ повітроносних шляхів - трахею.

Трахея - дихальна трубка, що побудована з хрящових півкілець, з’єднаних між собою зв’язками. Задня стінка трахеї (де немає хрящових півкілець) прилягає до стравоходу. Вона утворена непосмугованими (гладенькими) м’язами. Така будова трахеї не заважає проходити їжі по стравоходу та повітрю до легень. При цьому задня стінка прогинається всередину трахеї, а їжа не застрягає у стравоході. Внутрішня поверхня трахеї вистелена залозистим і миготливим епітелієм. Їхня роль і значення такі самі, як і епітелію носової порожнини та гортані. Залозистий епітелій виділяє слиз, який зволожує стінки трахеї, знешкоджує хвороботворні мікроорганізми, а миготливий епітелій проштовхує слиз.

Мал. 80. Бронхіальне дерево

Мал. 81. Будова альвеол

У верхній частині грудної порожнини трахея розгалужується на два бронхи - правий і лівий.

Бронхи - частина повітроносних шляхів, які, відгалужуючись від трахеї, заходять до легень. До складу їхніх стінок входять хрящові півкільця, які запобігають закриттю їхнього просвіту. Внутрішня поверхня бронхів подібно до стінок усіх відділів повітроносних шляхів укрита одношаровим миготливим (війчастим) епітелієм. Заходячи в легені, бронхи багаторазово галузяться на дрібніші бронхи, які врешті переходять у найдрібніші кінцеві трубочки - бронхіоли. Усю систему розгалуження бронхів називають бронхіальним деревом (мал. 80).

Бронхіоли переходять в альвеолярні ходи, що закінчуються легеневими пухирцями - альвеолами (мал. 81). Їхні тонкі стінки вкриті густою сіткою кровоносних капілярів. Стінки альвеол утворені одношаровим епітелієм, а їхня порожнина заповнена повітрям.

Яка будова і які функції легень? Легені - парні органи. Права легеня більша за ліву, тому що ліва легеня має заглиблення - так звану серцеву виїмку. Права легеня складається з трьох часток, а ліва - з двох (мал. 82). Кожна легеня має конусоподібну форму: звужену верхівку та розширену основу, що прилягає до діафрагми. На внутрішній (оберненій до серця) поверхні обох легень є ворота легень, через які нерви, бронхи та легенева артерія входять у легеню, а легенева вена - виходить.

Ззовні кожна легеня вкрита тоненькою щільною сполучнотканинною оболонкою - легеневою плеврою. Вона складається з двох листків - внутрішнього (легеневого) і зовнішнього {пристінкового). Внутрішній листок плеври вкриває саму легеню з усіх боків і зрощений з її поверхнею, а зовнішній листок зрощений зі стінками грудної порожнини.

Мал. 82. Легені

Між внутрішнім та зовнішнім листками плеври є щілина - плевральна порожнина. Вона містить 1-2 мл рідини, що зменшує тертя листків один об одного під час дихальних рухів. У порожнині плеври в нормі ніколи немає повітря, а тиск дещо нижчий за атмосферний. Це надзвичайно важливо для нормальної роботи легень, бо сприяє дихальним рухам.

Як ви пригадуєте, дрібні розгалуження бронхів продовжуються у вузенькі трубки, на стінках яких розміщені численні легеневі альвеоли. Альвеоли зібрані у групи, тому мають вигляд грон винограду. У легенях дорослої людини міститься 500-700 мли альвеол. Завдяки цьому загальна площа дихальної поверхні легень становить понад 100 м2, що в 50 разів перевищує площу поверхні тіла людини. Тому кров швидко вбирає крізь їхні стінки кисень і віддає вуглекислий газ.

Крім газообміну, легені разом з клітинами крові беруть участь у здійсненні захисних реакцій організму, оскільки в тканині легень міститься велика кількість особливих клітин, здатних знешкоджувати хвороботворні мікроорганізми. Легені забезпечують і видільну функцію, бо через них видаляються назовні водяна пара та деякі газоподібні продукти обміну (наприклад, вуглекислий газ).

Ключові терміни і поняття: внутрішнє та зовнішнє дихання, повітроносні шляхи, носова порожнина, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, легені, альвеоли.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповідь на запитання

1. Що таке верхні та нижні дихальні шляхи? 2. Яка будова носової порожнини? Які функції вона виконує? 3. Чому треба дихати через ніс? 4. Що таке носоглотка? 5. Яка будова та які функції гортані? 6. Як побудований голосовий апарат людини? Яке його призначення? Чому не можна перенапружувати голосові зв’язки? 7. Яка будова та які функції трахеї? 8. Що собою становлять бронхи та альвеоли? 9. Які функції альвеол?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Зазначте, що собою становить плевральна порожнина: а) порожнина легень; б) порожнина, розміщена між внутрішнім листком плеври і поверхнею легень; в) порожнина, розміщена між внутрішнім і зовнішнім листками плеври; г) порожнина, розміщена між зовнішнім листком плеври і стінкою грудної порожнини.

2. Позначте орган, у якому перетинаються дихальні й травні шляхи: а) носова порожнина; б) глотка; в) гортань; г) бронхи.

3. Укажіть орган, у якому розміщені голосові зв’язки: а) трахея; б) глотка; в) гортань; г) бронхи.

Установіть правильну послідовність проходження повітря по повітроносних шляхах: а) глотка; б) носова порожнина; в) трахея; г) гортань; д) бронхи.

Обговоріть у групах. І група. Які особливості будови верхніх дихальних шляхів забезпечують видільну і захисну функції? II група. Які особливості будови нижніх дихальних шляхів забезпечують захисну й голосоутворювальну функції? III група. Які особливості будови легень?

Поміркуйте. Чому в будові трахеї та бронхів переважає хрящова тканина?