Что относится к дыхательной системе
Дыхательный аппарат человека: верхние и нижние дыхательные пути
Дыхательный аппарат человека
Дыхательный аппарат человека состоит из легких и дыхательных или воздухоносных путей. Воздухоносные пути делятся на верхние и нижние дыхательные пути.
Верхние дыхательные пути
Верхние дыхательные пути включают:
Носовая перегородка находится на срединной линии носа.
Полость носа включает преддверие и непосредственно полость носа. Между ними располагается граница, которая называется порогом носа. В полости носа также есть верхняя, средняя и нижняя носовые раковины. Костная основа первых двух раковин — части решетчатой кости. Нижняя носовая раковина является самостоятельной костью.
В носовой полости размещается общий носовой ход.
Слизистая оболочка полости носа состоит из обонятельной (верхний носовой ход) и респираторной области. Последнюю образует мерцательный эпителий: у него есть реснички и он выделяет слизь. Это необходимо для выполнения им защитной функции.
Кости черепа содержат специальные полости, которые заполнены воздухом, придаточные пазухи носа или околоносовые пазухи.
К околоносовым пазухам причисляют:
Назначение придаточных пазух — обеспечение резонанса во время разговора.
Воздух, который человек вдыхает, из носовой полости попадет сначала в носоглотку и ротоглотку, а затем — в гортань.
Нижние дыхательные пути
Нижние дыхательные пути включает гортань, трахею и главные бронхи.
Гортань
Гортань располагается в передней части шейного отдела. В верхней части она связана с подъязычной костью, а в нижней — переходит в трахею. Спереди гортань прикрывают мышцы, а сзади — глотка. С обеих сторон гортани располагаются яремная вена, сонные артерии и блуждающий нерв.
В полости гортани есть несколько отделов:
Отделяются друг от друга эти отделы при помощи преддверных и голосовых связок.
Хрящи формируют основу гортани.
Выделяют непарные и парные хрящи гортани.
Непарные хрящи гортани:
Парные хрящи гортани:
Основные функции гортани:
Трахея
Трахея или дыхательное горло — это полая трубка, обладающая цилиндрической формой.
Ее размеры — от 11 до 13 см. Начинается трахея на уровне 7-го шейного позвонка от гортани.
Между 4-м и 5-м грудными позвонками происходит разделение трахеи на 2 бронха, которое сопровождается ее бифуркацией. Трахея состоит из грудной и шейной частей. Основа трахеи — хрящевые полукольца (от 15 до 20 штук). В задней части трахеи нет хрящевой ткани: в этом месте ее составляют соединительнотканные элементы и гладкие мышцы.
При помощи трахеи средостение разграничивается на переднее и заднее. Сзади от трахеи находится пищевод. К трахее также прилегают аорта и прочие крупные сосуды. Важно отметить, что в слизистой оболочке трахеи есть множество желез.
Главные бронхи
Угол расхождения главных бронхов — 70 градусов. Правый главный бронх шире и короче, чем левый (длина правого всего 3 см), и является продолжением трахеи, а также занимает вертикальное положение. Длина левого главного бронха — 4-5 см.
Главные бронхи — составная часть ворот легких: здесь они начинают ветвиться и формируют начало бронхиального дерева. Внутреннюю стенку главных бронхов выстилает мерцательный эпителий — она состоит из хрящевых полуколец. Снаружи бронхи покрывает адвентициальная оболочка.
Легкие
Легкие — главный орган дыхания. Они расположены в грудной полости и характеризуются губчатым альвеолярным строением.
Строение дыхательной системы человека
С тех пор, как жизнь вышла из моря на сушу, дыхательная система, обеспечивающая газообмен с внешней средой, стала важной частью человеческого тела. Хотя все системы организма важны, считать, что одна более важна, а другая – менее, неправомерно. Ведь человеческий организм — тонко регулируемая и быстро реагирующая система, которая стремится обеспечить постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.
Советуем внимательно прочитать статью – в конце вас ждет интерактивный тест!
Органы дыхательной системы человека условно делятся на дыхательные пути, или проводники, по которым воздушная смесь поступает к легким, и легочную ткань, или альвеолы.
Дыхательные пути по уровню прикрепления пищевода условно делятся на верхние и нижние. К верхним относятся:
Носовая полость — первый рубеж при поступлении воздуха в организм. На пути пылевых частиц встают многочисленные волоски, расположенные на слизистой полости носа, и очищают проходящий воздух. Носовые раковины представлены хорошо кровоснабжаемой слизистой и, проходя сквозь извитые носовые раковины, воздух не только очищается, но и согревается.
Также нос – орган, благодаря которому мы наслаждаемся ароматом свежей выпечки, или точно можем определить местонахождение общественного туалета. А все потому, что на слизистой верхней носовой раковины расположены чувствительные обонятельные рецепторы. Их количество и чувствительность генетически запрограммированы, благодаря чему парфюмеры создают запоминающиеся ароматы духов.
Проходя сквозь ротоглотку, воздух попадает в гортань. Как же получается, что пища и воздух проходят через одни и те же части тела и не смешиваются? При глотании надгортанник прикрывает дыхательные пути, и пища попадает в пищевод. При повреждении надгортанника человек может поперхнуться. Попадание еды в дыхательные пути требует немедленной помощи и может даже привести к смерти.
Гортань состоит из хрящей и связок. Хрящи гортани видны невооруженным глазом. Самый крупный из хрящей гортани — щитовидный хрящ. Его строение зависит от половых гормонов и у мужчин он сильно выдвигается вперед, формируя адамово яблоко, или кадык. Именно хрящи гортани служат ориентиром для врачей при проведении трахеотомии или коникотомии – операций, которые проводятся, когда инородное тело или опухоль перекрывают просвет дыхательных путей, и обычным способом человек не может дышать.
Через гортань и голосовые связки воздух поступает в трахею. Трахея анатомически делится на шейную и грудную части. Анатомическим ориентиром является яремная вырезка грудины.
Трахея имеет строение хрящевых полуколец. Передняя хрящевая часть обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха за счет того, что трахея не спадается. Сзади к трахее прилегает пищевод, и мягкая часть трахеи не задерживает прохождение пищи по пищеводу.
Дальше воздух по бронхам и бронхиолам, выстланным мерцательным эпителием, добирается до конечного отдела легких — альвеол. Легочная ткань, или альвеолы – конечные, или терминальные отделы трахеобронхиального дерева, похожие на слепо заканчивающиеся мешочки.
Множество альвеол формируют легкие. Легкие — парный орган. Природа позаботилась о своих нерадивых детях, и некоторые важные органы – легкие и почки – создала в двойном экземпляре. Человек может жить и с одним легким. Легкие расположены под надежной защитой каркаса из прочных ребер, грудины и позвоночника.
Методическое пособие подготовлено к изданному в соответствии с ФГОС учебнику М.Р. Сапина, Н.И. Сонина «Биология. Человек. 9 класс». Пособие содержит подробные разработки уроков, включающие цели, основное содержание урока, планируемые результаты (личностные, метапредметные, предметные), необходимое для урока оборудование, а также изложение хода урока и дополнительную информацию для учителя.
Интересно, что легкие лишены мышечной ткани и сами дышать не могут. Дыхательные движения обеспечивает работа мышц диафрагмы и межреберных мышц.
Человек совершает дыхательные движения благодаря сложному взаимодействию различных групп мышц межреберных, мышц брюшного пресса при глубоком дыхании, а самая мощная мышца, участвующая в дыхании, – диафрагма.
Наглядно представить работу дыхательных мышц поможет опыт с моделью Дондерса, описанный на странице 177 учебника «Биология 9 класс» под редакцией Пономаревой И.Н.
Легкие и грудная клетка выстланы плеврой. Плевра, которая выстилает легкие, называется легочной, или висцеральной. А та, которая покрывает ребра, – пристеночной, или париетальной. Строение дыхательной системы обеспечивает необходимый газообмен.
При вдохе мышцы растягивают легочную ткань, как умелый музыкант меха у баяна, и воздушная смесь атмосферного воздуха, состоящая из 21% кислорода, 79% азота и 0.03% углекислого газа поступает по дыхательным путям к конечному отделу, где оплетенные тонкой сетью капилляров альвеолы готовы принять кислород и отдать отработанный углекислый газ из человеческого тела. Состав выдыхаемого воздуха отличается значительно бо´льшим содержанием углекислого газа – 4%.
Чтобы представить масштаб газообмена, только подумайте, что площадь всех альвеол человеческого организма примерно равна волейбольной площадке.
Чтобы альвеолы не слипались, их поверхность выстлана сурфактантом — специальной смазкой, содержащей липидные комплексы.
Терминальные отделы легких густо оплетены капиллярами и стенка кровеносных сосудов тесно соприкасается со стенкой альвеол, что позволяет содержащемуся в альвеолах кислороду по разнице концентраций, без участия переносчиков, путем пассивной диффузии поступать в кровь.
Если вспомнить основы химии, а конкретно – тему растворимость газов в жидкостях, особо дотошные могут сказать: «Ерунда какая, ведь растворимость газов с повышением температуры уменьшается, а тут вы рассказываете, что кислород отлично растворяется в теплой, почти горячей — примерно 38-39 ° С, соленой жидкости».
И они правы, но забывают, что эритроцит содержит гемоглобин-захватчик, одна молекула которого может присоединить 8 атомов кислорода и транспортировать их к тканям!
В капиллярах кислород связывается с белком-переносчиком на эритроцитах и по легочным венам к сердцу возвращается насыщенная кислородом артериальная кровь.
Кислород участвует в процессах окисления, а клетка в результате получает необходимую для жизнедеятельности энергию.
Дыхание и газообмен – самые важные функции дыхательной системы, но далеко не единственные. Дыхательная система обеспечивает поддержание теплового баланса за счет испарения воды при дыхании. Внимательный наблюдатель замечал, что в жаркую погоду человек начинает чаще дышать. У людей, правда, этот механизм работает не так эффективно, как у некоторых животных, например у собак.
Гормональную функцию через синтез важных нейромедиаторов (серотонина, дофамина, адреналина) обеспечивают лёгочные нейроэндокринные клетки (PNE-pulmonary neuroendocrine cells). Также в легких синтезируются арахидоновая кислота и пептиды.
В стволе мозга расположен дыхательный центр, который состоит из нескольких разрозненных групп нейронов. Выделяют три основных группы нейронов:
Для полноценного обеспечения организма кислородом нервная система регулирует скорость вентиляции легких через изменение ритма и глубины дыхания. Благодаря отлаженной регуляции даже активные физические нагрузки практически не влияют на концентрацию кислорода и углекислого газа в артериальной крови.
В регуляции дыхания участвуют:
Урок Бесплатно Дыхательная система
Введение
В каждой клетке нашего организма постоянно бурлят химические реакции, в ходе которых вырабатывается энергия, необходимая для жизнедеятельности клеток и их органоидов, для работы внутренних органов.
Энергия может образовываться в ходе химического взаимодействия кислорода с белками, жирами и углеводами. Этот процесс называют окислением веществ.
При окислении веществ выделяется энергия и конечным продуктом окисления является вода и углекислый газ. Кстати, при горении образуются такие же вещества и выделяется энергия в виде тепла, поэтому процесс окисления и горения сравнивают.
Доставкой кислорода в наш организм занимаются органы дыхания, о которых вы узнаете в этом уроке.
Состав дыхательной системы и ее функции
Дыхательная система— это совокупность органов и тканей, которые выполняют воздухоносную (полость рта, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и газообменную (легкие, кровь), функции.
В состав дыхательной системы входят:
Межрёберные мышцы и диафрагма помогают осуществлять легочные сокращения, участвуют в процессах вдоха и выдоха, так как сами легкие не способны к сокращению.
Функции дыхательной системы:
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Дыхательные пути
Функции дыхательных путей:
В стенках дыхательных путей находится хрящевая основа, а внутренняя поверхность покрыта слизистой оболочкой, которая имеет большое количество желез, выделяющих слизь.
Слизистая оболочка образована клетками мерцательного эпителия с множеством ресничек.
Реснички эпителиальных клеток, двигаясь, выводят наружу вместе со слизью инородные тела из дыхательных путей.
Вот реснички клеток носового эпителия:
Верхние дыхательные пути
Носовая полость поделена хрящевой перегородкой на две половины.
В самом начале носовых ходов (ноздри) располагаются мелкие волоски, которые очищают вдыхаемый воздух от крупных пылевых частиц.
В слизистой оболочке носовой полости находится большое число кровеносных сосудов, а верхний слой этой оболочки образован клетками мерцательного (ресничного) эпителия.
Также в слизистой содержится большое количество слизистых желез (150 желез/см 2 слизистой оболочки).
Благодаря выходу на поверхность слизистой оболочки фагоцитов из кровеносных капилляров происходит уничтожение микробов.
Глотка— воронкообразный канал длиной 11- 12 см.
Глотка является соединительным звеном между полостью носа и ртом, а также пищеводом и гортанью.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
При инфекционных заболеваниях слизистые пазух носа воспаляются.
Примером таких воспалений является гайморит.
Гайморит (максиллит)- воспаление гайморовой придаточной пазухи носа. Возникает как осложнение при остром насморке, гриппе, кори, скарлатине и других инфекционных заболеваниях.
Некоторые формы гайморита требуют хирургического лечения, при котором производят вскрытие гайморовой пазухи
Нижние дыхательные пути
Гортань расположена в передней части шеи на уровне IV- VII шейных позвонков.
Изнутри гортань выстлана слизистой оболочкой из ресничного эпителия.
Гортань образуют крупные хрящи:
Хрящи гортани соединены между собой суставами и связками, а промежутки между хрящами затянуты соединительнотканными перепонками.
Надгортанник прикрывает вход в гортань в момент глотания пищи. В состоянии покоя он приоткрыт, а хрящ немного приподнят, что обеспечивает приток воздуха.
Передним концом надгортанник соединён с щитовидным хрящом.
В гортани находятся голосовые связки и голосовые мышцы, которые образуют голосовой аппарат человека.
Голосовые связки и мышцы гортани находятся под контролем центральной нервной системы.
Мышцы гортани суживают и расширяют голосовую щель.
При образовании звука голосовая щель закрыта.
При вибрации голосовых связок, образуются звуки разной высоты и силы.
Звукообразование зависит от состояния полости носа, глотка, возраста, пола.
У детей размеры гортани меньше, чем у взрослых; голосовые связки короче, тембр голоса выше.
Размеры гортани могут изменяться в период полового созревания, что ведет к изменению голоса.
Трахея и бронхи
Трахея- непарный орган в форме трубки длиной 9—10 см, через который воздух поступает в легкие и наоборот.
Трахея образована 16-20 неполными хрящевыми кольцами, соединенными между собой кольцевыми связками.
Так как позади трахеи идет пищевод, пищевой комок, продвигаясь, расширяет его, а для того чтобы он расширялся беспрепятственно и не нарушал дыхания, трахея и состоит из полуколец, т.е. незамкнутых колец.
Ресничный эпителий трахеи:
Приблизительно на уровне 5 грудного позвонка трахея разветвляется на два главных (первичных) бронха, которые отходят в правое и левое легкое.
Это место деления носит название бифуркации (разветвления).
Главные бронхи многократно ветвятся на более мелкие трубочки, образуя бронхиальное дерево.
Правый главный бронх имеет более вертикальное направление; он короче и шире левого.
В связи с этим инородные тела из трахеи чаще попадают в правый бронх.
Длина правого бронха около 3 см, а левого 4- 5 см.
Главные бронхи состоят из неполных хрящевых колец, они придают форму бронхам, благодаря чему воздух по ним проходит легко.
Внутри бронхи выстланы слизистой оболочкой с реснитчатым многослойным эпителием, содержащей слизистые железы и одиночные лимфоидные узелки.
Трахея и бронхи в дыхательном газообмене не участвуют, а являются только воздухопроводящими путями.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Легкие
Легкие- главный орган дыхательной системы, который насыщает кислородом кровь и выводит углекислый газ.
Лёгкие расположены в грудной полости и покрыты плеврой.
Плевра— тонкая, гладкая и влажная, соединительнотканная мембрана (оболочка), одевающая каждое из лёгких.
Вокруг каждого лёгкого образуется герметически замкнутая плевральная полость, которая заполнена небольшим количеством серозной жидкости, играющей роль смазки, облегчающей дыхательные движения лёгких.
Внизу легкие прилегают к диафрагме.
Диафрагма- непарная мышца, разделяющая грудную и брюшную полости, служащая для расширения лёгких.
Из-за расположения диафрагмы правое легкое короче и шире левого, а левое легкое длиннее и более узкое, потому что в левой половине грудной клетки находится сердце, которое своей верхушкой повернуто влево.
Каждое легкое делится на доли: правое состоит из трех долей, левое состоит из двух долей.
Средостение— пространство между правым и левым плевральными мешками, там располагаются сердце, трахея, пищевод, вилочковая железа, нервы диафрагмы и грудной лимфатический проток.
В легких находится бронхиальное дерево.
Самые тонкие бронхиальные ветви называют бронхиолами.
Количество бронхиол в легких насчитывается до 25 миллионов.
От них отходят тончайшие ходы, стенки которых образуют многочисленные лёгочные пузырьки- альвеолы.
Альвеолы образованы эластическими волокнами, благодаря которым лёгочная ткань легко растягивается во время вдоха и снова спадается во время выдоха.
Количество альвеол в обоих лёгких достигает 350 млн, если представить, что все лёгочные альвеолы образовали один большой пузырь, то диаметр этого пузыря будет равен 6 м.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Легкие малыша во внутриутробном периоде по строению практически ничем не отличаются от легких взрослых, но они не выполняют никакой функции и заполненные околоплодной жидкостью и лёгочные пузырьки находятся в спавшемся состоянии.
После рождения с первым вдохом альвеолы наполняются воздухом и остаются расправленными на всю жизнь, сохраняя в себе некоторое количество воздуха даже при самом глубоком выдохе.
Кроме того, стимулирует активизацию дыхательного центра кислородное голодание на протяжении нескольких минут перед рождением
Физиология дыхания
Большинство живых организмов способно к дыханию, этот процесс является одним из наиболее важных и для человека.
Дыхание- физиологический процесс обмена газов в лёгких и тканях.
У человека различают дыхание:
Газообмен в лёгких и тканях других органов.
При вдохе лёгкие заполняются воздухом, который в основном содержит кислород, углекислый газ, азот и пары воды.
В альвеолах кислород переходит из альвеолярного воздуха в кровь, где кислород связывается с гемоглобином эритроцитов, и кровь, ставшая теперь артериальной, устремляется по сосудам к сердцу.
Углекислый газ из крови поступает в альвеолярный воздух и выдыхается в окружающую среду.
В тканях других органов наблюдается обратная картина.
В межклеточной жидкости и в клетках кислорода значительно меньше, поэтому гемоглобин крови отдаёт кислород, который поступает к клеткам.
В клетках за счет кислорода происходит окисление веществ, что приводит к освобождению энергии и образованию основного конечного продукта распада органических соединений- углекислого газа, который забирается гемоглобином и опять переносится в альвеолы легких и удаляется из организма.
Газообмен в альвеолах:
Механизм вдоха и выдоха.
Дыхательные движения обеспечивают вдохии выдохи, то есть периодические увеличения и уменьшения объёма лёгких.
Вдох является активным актом, так как осуществляется при помощи дыхательных мышц, а выдох пассивным.
Сами лёгкие не способны самостоятельно растягиваться и сокращаться.
Лёгкие лишь следуют за грудной клеткой, которая расширяется благодаря диафрагме и межрёберным мышцам.
При глубоком вдохе используются мышцы шеи, груди и пресса.
При глубоком выдохе происходит дополнительное сокращение межрёберных и брюшных мышц, и объём выдыхаемого воздуха возрастает.
Типы дыхания.
Грудное дыхание осуществляется преимущественно за счёт наружных межрёберных мышц, характерно для женщин, это связывают с тем, что в период беременности полость живота занята плодом, в это период диафрагма не может опускаться достаточно глубоко.
Брюшное дыхание осуществляется за счёт диафрагмы, характерно для мужчин, хотя во сне у мужчин преобладает грудной тип дыхания.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Дыхание происходит с определенной частотой.
У взрослого здорового человека частота дыхания составляет примерно в покое составляет около 16−18 раз в минуту.
Частота дыхания может увеличиваться при эмоциональных возбуждениях, при нагрузках, при болезни.
Частота дыхания новорожденных может колебаться от 30- 60 раз в минуту
Интересно, что в весенний период частота дыхания в среднем немного выше, чем осенью
Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ)— это максимальное количество воздуха, которое может быть набрано в легкие после максимального полного выдоха.
У взрослого здорового человека ЖЕЛ может быть в пределах от 3500 до 7000 мл.
Жизненная емкость лёгких измеряется прибором спирометром.
ЖЕЛ состоит из нескольких объемов:
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Регуляция дыхания
Регуляция дыхания обеспечивает согласованную работу мышц, отвечающих за ритмическое чередование вдохов и выдохов. Она производится нервными и гуморальными механизмами.
Нервная регуляция осуществляется ведущим дыхательным центром, расположенным в области продолговатого мозга. Это было установлено русским физиологом Николаем Александровичем Миславским в 1885 году.
Дыхательный центр возбуждается примерно 15 раз в минуту, что соответствует средней частоте дыхательных движений у человека в спокойном состоянии.
Дыхательные центры обнаружены в области гипоталамуса, в коре головного мозга, поэтому мы можем сами контролировать наше дыхание.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Фридайвинг- подводное плавание с задержкой дыхания.
При погружении под воду у людей наблюдается брадикардия- пониженный сердечный ритм, что способствует уменьшению поступления кислорода и питательных веществ в органы. При этом срабатывает парасимпатическая нервная система, которая пытается сохранить функции важнейших органов.
Например, рекорд по задержке дыхания под водой принадлежит хорватскому спортсмену Горану Колаку, который находился без кислорода под водой 22 минуты 30 секунд
Вегетативная нервная система иннервирует стенки бронхов.
Их гладкая мускулатура снабжена центробежными волокнами, блуждающими и симпатическими нервами.
Блуждающие нервы вызывают сокращение бронхиальной мускулатуры и сужение бронхов, а симпатические нервы расслабляют бронхиальную мускулатуру и расширяют бронхи.
Гуморальная регуляция: вдох осуществляется рефлекторно в ответ на повышение концентрацию углекислого газа в крови.
В стенках многих сосудов расположены рецепторы, возбуждающиеся при повышении содержания углекислого газа в крови.
От них импульсы следуют в дыхательный центр, вызывая учащение дыхания.
Защитные рефлексы дыхательной системы.
При вдыхании паров веществ, раздражающих рецепторы слизистой оболочки дыхательных путей (хлор, аммиак), происходит мгновенный рефлекторный спазм мышц гортани, бронхов и задержка дыхания.
К защитным рефлексам следует отнести также короткие резкие выдохи: кашель и чихание.
Кашель— усиленный резкий выдох, вызванный сокращениями мышц дыхательных путей из-за раздражения рецепторов, расположенных в носовой полости, глотке, гортани, трахее, бронхах, плевре.
Чихание возникает при раздражении слизистых оболочек носовой полости, при этом происходит резкий выдох через нос.
При чихании и кашле из дыхательных путей удаляются инородные частицы, слизь и т. п.
Зевота— долгий вдох и постепенный выдох.
Зевание помогает охладить мозг и снять усталость, психическую нагрузку, обновить воздух в лёгких.
Зевота очень заразительна. Если вы увидите зевающего человека, то скорее всего сами начнете зевать. Это так называемая зеркально-нейронная реакция.
Причём взаимодействие не ограничивается особями одного вида (например, собака, наблюдающая за хозяином, часто зевает вслед за ним, и наоборот).
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации