Логотип Инфоурока

Получите 30₽ за публикацию своей разработки в библиотеке «Инфоурок»

Добавить материал

и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru

Инфоурок Биология КонспектыСтроение и общие закономерности функционирования органов дыхания.

Строение и общие закономерности функционирования органов дыхания.

Скачать материал
библиотека
материалов

Строение и общие закономерности функционирования органов дыхания. Часть 1.

hello_html_4974fec1.jpg

hello_html_251ab1d.jpg



Значение дыхания. Строение органов дыхания.

Значение дыхания, его основные этапы.

Дыхание обеспечивает непрерывное снабжение всех органов и тканей тела кислородом и удаление из организма постоянно образующегося в процессе обмена веществ углекислого газа.

Органы дыхания обладают защитной функцией. Воздухоносные пути выстилает слизистая оболочка, содержащая большое количество отдельных клеток и желез, которые выделяют слизь, увлажняющую поверхность воздухоносных путей. Эта слизь обладает и бактерицидными свойствами - в ней содержится лизоцим - вещество, которое понижает способность бактерий к размножению или убивает их.

На поверхность слизистой выходят из кровеносных сосудов лейкоциты, которые тоже выполняют защитную функцию. Осуществляя фагоцитоз, они погибают, и поэтому в слизи, выделяющейся из носа, содержится много погибших лейкоцитов. К слизи, покрывающей воздухоносные пути, прилипают частица пыли, содержащиеся в атмосферном воздухе. Задержанию инородных частиц способствуют и волоски. находящиеся у наружного края носовых отверстий.

Большинство клеток слизистой оболочки снабжены многочисленными подвижными ресничками. Они постоянно волнообразно колеблются, причем в наружном направлении быстрее, чем во внутреннем. Это обеспечивает проталкивание слизи и различных механических частиц наружу.

Воздухоносные пути носовой полости снабжены большой сетью капилляров, благодаря чему воздух согревается теплом, отдаваемым кровью. Таким образом, в легкие попадает согретый и чистый воздух, освобожденный от бактерий и инородных механических частиц.

В процессе дыхания различают несколько этапов:

  1. обмен газов между органами дыхания и внешней средой

  2. обмен газов в легких (между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров)

  3. перенос газов кровью

  4. обмен газов в тканях (между тканями и притекающей к ним артериальной кровью)

  5. клеточное дыхание (потребление клетками кислорода и выделение углекислоты).

Этап дыхания, заключающийся в обмене газов между внешней средой и органами дыхания, получил название внешнего дыхания. Помимо внешнего дыхания, различают и внутреннее дыхание - обмен газов между тканями и кровью.

Общий план строения органов дыхания.

Органы дыхания человека представлены воздухоносными путями, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, и легкими, где происходит обмен газов.

Дыхательные пути начинаются носовой полостью, которая отделена от ротовой полости спереди твердым, а сзади мягким небом. Носовая полость имеет костный и хрящевой остов и сплошной перегородкой делится на правую и левую части. Носовые раковины разделяют носовую полость наряд узких носовых щелей, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух.

Из носовой полости воздух проходит в носоглотку, откуда он переходит в носовую часть глотки, а затем в гортань.

Гортань располагается впереди гортанной части глотки на уровне IV-VI шейных позвонков и образована хрящами: щитовидным, двумя черпало видными и перстневидным. К верхнему краю щитовидного хряща прикрепляется надгортанник, который закрывает вход в гортань во время глотания и тем самым препятствует попаданию в нее пищи. От щитовидного хряща к черпаловидному (спереди назад) идут две голосовые связки. Пространство между ними называют голосовой щелью.

На уровне VI-VII шейных позвонков гортань переходит в трахею, имеющую среднюю длину 12 см. Трахея делится на два бронха, которые входят в правое и левое легкие. Трахея и бронхи состоят из хрящевых полуколец, не замкнутых с задней поверхности. Хрящевые полукольца придают упругость дыхательным путям и делают их неспадающимися и тем самым легко проходимыми для воздуха.

В правом и левом легких бронхи древовидно ветвятся на более мелкие бронхи, которые входят в легочные дольки и образую еще более мелкие дыхательные ветви - бронхиолы. Мельчайшие дыхательные бронхиолы диаметром около 0,5 мм разветвляются на альвеолярные ходы, которые заканчиваются альвеолярными мешочками. Альвеолярные ходы и мешочки на стенках имеют выпячивания в виде пузырьков, которые называют альвеолами. Диаметр альвеол равен 0,2-0,3 мм, а их количество достигает 300-400 млн., благодаря чему создается большая дыхательная поверхность легких. Она достигает 100-120 м2.

Альвеолы состоят из очень тонкого плоского эпителия, который снаружи окружен сетью мельчайших, тоже тонкостенных, кровеносных сосудов, что облегчает обмен газов.

Расположение легких в грудной полости.

Для понимания механизма входа и выдоха важно хорошо представить положение легких в грудной полости. Легкие располагаются в герметически закрытой грудной полости. Задняя стенка грудной полости образована грудным отделом позвоночника и отходящими от позвонков, подвижно присоединенными ребрами. С боков она образована ребрами, спереди - ребрами и грудиной. Между ребрами располагаются межреберные мышцы (наружные и внутренние). Снизу грудная полость отделяется от брюшной грудобрюшной преградой, или диафрагмой, куполообразно изогнутой в грудную полость.

У человека два легких - правое и левое. Правое легкое состоит из трех долей, левое - из двух. Суженную верхнюю часть легких называют верхушкой. Различают ворота легкого - углубление на их внутренней поверхности, через которое проходят бронхи, кровеносные сосуды (легочная артерия и две легочные вены), лимфатические сосуды и нервы. Совокупность этих образований носит название корня легкого.

Легкие покрыты оболочкой - плеврой, которая состоит из двух листиков: внутреннего (висцерального) и наружного (париетального). Внутренний листок плевры покрывает легкие и является их наружной оболочкой, которая по корню легко переходит в наружный листок плевры, выстилающий стенки грудной полости (является ее внутренней оболочкой). Таким образом, между внутренним и наружным листками плевры образуется герметически замкнутое мельчайшее капиллярное пространство, которое называют плевральной полостью. В ней находится небольшое количество (1-2 мл) плевральной жидкости, которая смачивает листки плевры и облегчает их скольжение относительно друга друга.

Одной из основных причин смены воздуха в легких является изменение объема грудной и плевральной полостей. Легкие пассивно следуют за изменением их объема.

Возрастные особенности внешнего дыхания.

Дыхание плода.

Дыхательные движения у плода возникают задолго до рождения. Стимулом для их возникновения является уменьшение содержания кислорода в крови плода.

Дыхательные движения плода заключаются в небольшом расширении грудной клетки, которое сменяется более длительным спадением, а затем еще более длительной паузой. При вдохе легкие не расправляются, а только возникает небольшое отрицательное давление в плевральной щели, которое отсутствует в момент спадения грудной клетки.

По данным лаборатории И.А.Аршавского и др., значение дыхательных движений плода заключается в том, что они способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу. А это приводит к улучшению кровоснабжения плода и снабжения тканей кислородом. Кроме того, дыхательные движения плода рассматриваются как форма тренировки функции легких.

Таким образом, акт дыхания, созревающий до рождения, участвует в поддержании газового состава крови и обеспечивает улучшение кровоснабжения.

Дыхание новорожденного.

Возникновение первого вдоха новорожденного обусловлено рядом причин. После перевязки пупочного канатика у новорожденного прекращается плацентарный обмен газов между кровью плода и матери. Это приводит к увеличению содержания в крови углекислого газа, раздражающего клетки дыхательного центра и вызывающего возникновение ритмического дыхания.

Причиной возникновения первого вдоха новорожденного является изменение условий его существования. Действие различных факторов внешней среды на все рецепторы поверхности тела становится тем раздражителем, который рефлекторно способствует возникновению вдоха. Особенно мощным фактором является раздражение кожных рецепторов.

Первый вдох новорожденного особенно труден. При его осуществлении преодолевается упругость легочной ткани, которая увеличена за счет сил поверхностного натяжения стенок спавшихся альвеол и бронхов. Уменьшению сил поверхностного натяжения способствует образовавшийся в альвеолах сурфактант. Считают, что для растяжения легких необходимо определенное соответствие силы сокращения дыхательных мышц и растяжимости легочной ткани. Если мышцы слабы, растяжения легких не произойдет и дыхательные движения не возникнут.

После возникновения первых 1-3 дыхательных движений легкие полностью расправляются и равномерно наполняются воздухом. Во время первого вдоха давление воздуха в легких становится равным атмосферному и легкие растягиваются до такой степени, что листки висцеральной и париетальной плевры соприкасаются между собой.

Грудная клетка растет быстрее, чем легкие, поэтому возникает отрицательное давление и создаются условия для постоянного растяжения легких. Создание отрицательного давления в плевральной полости и поддержание его на постоянном уровне зависит и от свойств плевральной ткани. Она обладает высокой всасывательной способностью. Поэтому газ, введенный в плевральную полость и уменьшивший в ней отрицательное давление, быстро всасывается, и отрицательное давление в ней снова восстанавливается.

Механизм акта дыхания у новорожденного.

Механизм акта дыхания ребенка связан со строением и развитием его грудной клетки.

У новорожденного грудная клетка имеет пирамидальную форму, к 3 годам она становится конусообразной, а к 12 годам - почти такой же, как и у взрослого. Верхние ребра, рукоятка грудины, ключицы и весь плечевой пояс у новорожденного расположены высоко. Все ребра лежат почти горизонтально, дыхательная мускулатура слаба. В связи с таким строением грудная клетка принимает незначительное участие в акте дыхания. Оно осуществляется в основном за счет опускания диафрагмы.

У новорожденных диафрагма эластична, ее сухожильная часть занимает малую площадь, а мышечная - большую. По мере развития мышечная часть диафрагмы увеличивается еще больше. Она начинает атрофироваться с 60-летнего возраста, и взамен ее увеличивается сухожильная часть.

Поскольку у грудных детей в основном диафрагмальное дыхание, то во время вдоха должно преодолеваться сопротивление внутренних органов, находящихся в брюшной полости. Кроме того, при дыхании приходится преодолевать упругость легочной ткани, которая у новорожденных еще велика и уменьшается с возрастом. Приходится преодолевать также бронхиальное сопротивление, которое у детей значительно больше, чем у взрослых. А поэтому работа, затрачиваемая на дыхание, у детей значительно больше по сравнению со взрослыми.

Изменения внешнего дыхания с возрастом.

Изменение типа дыхания.

Диафрагмальное дыхание сохраняется вплоть до второй половины первого года жизни. По мере роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. При этом у грудных детей наступает смешанное дыхание (грудобрюшное), причем более сильная подвижность грудной клетки наблюдаются в ее нижних отделах. В связи с развитием плечевого пояса (3-7 лет) начинает преобладать грудное дыхание. К 7-летнему возрасту дыхание становится преимущественно грудным.

С 8-10 лет возникают половые различия в типе дыхания: у мальчиков устанавливается преимущественно диафрагмальный тип дыхания, а у девочек - грудной.

Изменение ритма и частоты дыхания с возрастом.

У новорожденных и грудных детей дыхание аритмичное. Аритмичность выражается в том, что глубокое дыхание сменяется поверхностным, паузы между вдохами и выдохами неравномерны. Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5-0,6 сек (у взрослых - 0,98-2,82 сек), в выдох - 0,7-1 сек (у взрослых - от 1,62 до 5,75 сек). Некоторые исследователи считают, что у новорожденных в первые дни жизни вдох на 25% продолжительнее выдоха. Большинство поддерживает мнение о том, что у же с момента рождения устанавливается такое же, как и у взрослых, соотношение между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.

Частота дыхательных движений у детей уменьшается с возрастом. У плода она колеблется в пределах 46-64 в минуту. Постепенное уменьшение происходит к 14-15-летнему возрасту, когда частота дыханий приближается к ее величине у взрослого.

В связи с легкой возбудимостью дыхательного центра частота дыхания колеблется не только в пределах одной возрастной группы, но и у одного испытуемого в течение дня.

Дыхание новорожденных и грудных детей в бодрствующем состоянии очень неравномерно, оно более спокойно во время сна.

До 8 лет частота дыханий у мальчиков больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыханий у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется в течение всей жизни.

Частота дыхания у детей значительно больше, чем у взрослых, изменяется под влиянием различных воздействий. Она увеличивается при психических возбуждениях, небольших физических упражнениях, незначительном повышении температуры тела и среды.

Изменение с возрастом величины дыхательного и минутного объемов легких, их жизненной емкости.

Жизненная емкость легких, дыхательный и минутный объемы у детей с возрастом постепенно увеличиваются в связи с ростом и развитием грудной клетки и легких.

У новорожденного ребенка легкие мало эластичны и относительно велики. Во время вдоха или объем увеличивается незначительно, всего на 10-15 мм. Обеспечение организма ребенка кислородом происходит за счет увеличения частоты дыхания. Дыхательный объем легких увеличивается с возрастом вместе с уменьшением частоты дыхания.

Изменение величины дыхательного объема легких с возрастом.

Относительный объем дыхания (отношение дыхательного объема к массе тела) у детей больше, чем у взрослых; у новорожденных он превышает величину взрослых в 2 раза. Так, у взрослых людей отношение дыхательного объема воздуха к массе тела равно 6, а у новорожденных оно около 12. Это связано с высоким обменом веществ у детей и, следовательно, с большой потребностью растущего организма в кислороде. О величине минутного объема приводится очень пестрые данные, зависящие от метода измерения. С возрастом величина минутного объема легких увеличивается. Но относительный минутный объем легких (отношение минутного объема дыхания к массе тела) с возрастом уменьшается. У новорожденных и детей первого года жизни он в два раза больше, чем у взрослых. Это связано с тем, что у детей при одинаковом относительном дыхательном объеме частота дыханий в несколько раз больше, чем у взрослых. В связи с этим легочная вентиляция на 1 кг массы тела у детей больше. Величина легочной вентиляции на 1 кг массы тела у новорожденных равна 400 мл, в 5-6-летнем возрасте она составляет 210, в 7-летнем - 160, в 8-10-летнем - 150, 11-13-летнем - 130-145, 14-летних - 125, а у 15-17-летних - 110. Благодаря этому обеспечивается большая потребность растущего организма в О2.

Величина жизненной емкости легких увеличивается с возрастом в связи с ростом грудной клетки и легких. У ребенка 5-6 лет она равна 700-800 мл, в 14-16 лет = 2500-2600 мл. С 18 до 25 лет жизненная емкость легких является максимальной, а после 35-40 лет уменьшается. Величина жизненной емкости легких колеблется в зависимости от возраста, роста, типа дыхания, пола (у девочек на 100-200 мл меньше, чем у мальчиков).

Жизненная емкость легких является более или менее постоянной величиной с колебаниями, не превышающими 100 мл. Она в значительной мере зависит от физического развития и тренировки детей. Наибольшая величина отмечена у лыжников, гребцов, пловцов, бегунов (до 6000 мл). Увеличение жизненной емкости легких происходит за счет роста альвеол.

Дыхательная поверхность легких и количество крови, протекающей через легкие в единицу времени, у детей относительно больше, чем у взрослых. В связи с большим развитием капилляров легких ребенка поверхность соприкосновения крови с альвеолярным воздухом у детей также относительно больше, чем у взрослых. Все это способствует лучшему газообмену в легких растущего организма, что необходимо для обеспечения интенсивного обмена веществ.

У детей своеобразно изменяется дыхание при физической работе. Во время физической нагрузки увеличивается частота дыхательных движений и почти не меняется дыхательный объем легких. Такое дыхание не экономно и не может обеспечить длительное выполнение работы.

Легочная вентиляция у детей при выполнении физической работы увеличивается в 2-7 раз, а при больших нагрузках (беге на средние дистанции) почти в 20 раз.

Максимальное потребление кислорода у взрослого человека в покое составляет 150-300 мл в минуту. У детей оно значительно меньше и увеличивается при работе. При выполнении физической работы у тренированных детей 10-13 лет максимальное потребление кислорода равно 49 мл на 1 кг массы тела в минуту, у нетренированных - 47,3 мл. Повышение потребления кислорода при работе у детей от 9 до 18 лет происходит одинаково и через 3 мин становится максимальным: в первую минуту оно достигает 45% максимальной величины, во вторую возрастает до 75%, а в третью достигает максимума.

Зависимость величины максимального потребления кислорода от тренировки у детей проявляется меньше, чем у взрослых. У подростков быстрее достигается максимум в потреблении кислорода, но так как они не могут (подобно взрослым) длительно удерживать потребление кислорода на максимальном уровне, то быстрее прекращают работу.

По окончании работы в восстановительном периоде погашение "кислородного долга" у детей происходит быстрее. Восстановление осуществляется уже во время работы. У девушек и юношей 14-18 лет потребление кислорода и выделение углекислого газа во время восстановительного периода несколько больше, чем у взрослых. Восстановление у младших школьников 8-12 лет при беге на 50 м протекает быстрее, чем у старших школьников, а при беге на 100 м быстрее у старших - 12-16-летних.

С возрастом уменьшается способность восстановления во время работы, а кислородный долг увеличивается. Величина кислородного долга на 1 кг массы у детей старшего возраста больше, чем у детей младшего возраста.

Абсолютная величина потребления кислорода у мальчиков 8-9 лет в 2 раза меньше, чем у мальчиков 16-18 лет. У девочек при выполнении максимальной работы потребление кислорода меньше, чем у мальчиков, особенно в 8-9 лет и в 16-18. Все это следует учитывать при занятиях физическим трудом и спортом с детьми различного возраста.



  • Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
    Пожаловаться на материал
Скачать материал
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Краткое описание документа:

Значение дыхания. Строение органов дыхания.

Значение дыхания, его основные этапы.

Дыхание обеспечивает непрерывное снабжение всех органов и тканей тела кислородом и удаление из организма постоянно образующегося в процессе обмена веществ углекислого газа.

Органы дыхания обладают защитной функцией. Воздухоносные пути выстилает слизистая оболочка, содержащая большое количество отдельных клеток и желез, которые выделяют слизь, увлажняющую поверхность воздухоносных путей. Эта слизь обладает и бактерицидными свойствами - в ней содержится лизоцим - вещество, которое понижает способность бактерий к размножению или убивает их.

Общая информация
Учебник: «Биология. Человек», Сонин Н.И., Сапин М.Р.
Тема: Дыхание

Номер материала: ДБ-1411272

Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Биология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»
Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.