Дыхание — ЕНТ Биология

Что такое дыхание

Дыхание обеспечивает организм кислородом и участвует в удалении углекислого газа.

Оно включает несколько взаимосвязанных процессов:

• поступление воздуха в лёгкие;
• газообмен между воздухом и кровью;
• транспорт газов;
• обмен газов между кровью и тканями;
• использование кислорода клетками.

Дыхательная система человека

К органам дыхательной системы относятся:

• носовая полость;
• глотка;
• гортань;
• трахея;
• бронхи;
• лёгкие.

Каждый отдел выполняет определённую функцию.

Носовая полость

Воздух, поступающий через носовую полость:

• очищается;
• согревается;
• увлажняется.

Это помогает защищать нижние отделы дыхательной системы.

Гортань

Гортань участвует:

• в проведении воздуха;
• в образовании звуков;
• в защите дыхательных путей.

В ней расположены голосовые связки.

Трахея

Трахея проводит воздух к бронхам.

Её стенки поддерживаются хрящевыми структурами, которые препятствуют спадению дыхательных путей.

Бронхи

Трахея разделяется на бронхи, которые входят в лёгкие и многократно ветвятся.

Внутри лёгких формируется система более мелких дыхательных путей.

Лёгкие

Лёгкие являются основным органом внешнего дыхания.

Здесь происходит обмен газов между:

• воздухом;
• кровью.

Основное место газообмена — альвеолы.

Альвеолы

Альвеолы — небольшие воздушные структуры в лёгких.

Они приспособлены к эффективному газообмену благодаря:

• большой общей площади;
• тонким стенкам;
• густой сети капилляров;
• небольшому расстоянию между воздухом и кровью.

Газообмен в лёгких

В альвеолах происходит обмен кислорода и углекислого газа.

Кислород переходит:

из альвеолярного воздуха → в кровь.

Углекислый газ движется:

из крови → в альвеолы.

Основой процесса является разница концентраций и парциальных давлений газов.

Диффузия

Диффузия — самопроизвольное движение частиц из области с большей концентрацией в область с меньшей.

Газообмен в лёгких и тканях происходит преимущественно за счёт диффузии.

Внешнее дыхание

Под внешним дыханием понимают процессы, связанные с:

• вентиляцией лёгких;
• газообменом между лёгкими и кровью.

Внутреннее дыхание

Внутреннее дыхание связано с обменом газов между:

• кровью;
• тканями;
• клетками организма.

Кислород поступает в ткани, а углекислый газ переходит в кровь.

Вдох

Во время вдоха:

• диафрагма сокращается;
• грудная клетка расширяется;
• объём грудной полости увеличивается;
• давление в лёгких снижается;
• воздух поступает внутрь.

Выдох

Во время спокойного выдоха:

• дыхательные мышцы расслабляются;
• объём грудной полости уменьшается;
• давление в лёгких повышается;
• воздух выходит наружу.

Диафрагма

Диафрагма — важная дыхательная мышца.

При её сокращении объём грудной полости увеличивается, что способствует вдоху.

Межрёберные мышцы

Межрёберные мышцы участвуют в движении рёбер и изменении объёма грудной клетки.

При интенсивном дыхании могут подключаться дополнительные мышцы.

Частота дыхания

Частота дыхательных движений может изменяться в зависимости от:

• возраста;
• физической нагрузки;
• эмоционального состояния;
• температуры;
• содержания газов в крови.

При нагрузке потребность тканей в кислороде возрастает.

Жизненная ёмкость лёгких

Жизненная ёмкость лёгких характеризует объём воздуха, который человек может максимально выдохнуть после глубокого вдоха.

Она связана с:

• возрастом;
• размерами тела;
• физической подготовкой;
• состоянием дыхательной системы.

Дыхательные объёмы

При подготовке полезно различать:

• дыхательный объём;
• резервный объём вдоха;
• резервный объём выдоха;
• остаточный объём.

Эти показатели используются для характеристики функции лёгких.

Транспорт кислорода

Основную роль в переносе кислорода выполняют эритроциты.

В их составе находится гемоглобин, способный связывать кислород.

Общая схема:

лёгкие → гемоглобин → ткани.

Оксигемоглобин

При соединении гемоглобина с кислородом образуется оксигемоглобин.

В тканях, где концентрация кислорода ниже, кислород освобождается и переходит к клеткам.

Транспорт углекислого газа

Углекислый газ переносится кровью в нескольких формах.

Значительная его часть транспортируется после химических превращений в плазме крови.

Часть может связываться с гемоглобином.

Газообмен в тканях

В тканях направление движения газов противоположно лёгочным альвеолам:

кислород: кровь → клетки;

углекислый газ: клетки → кровь.

Клеточное дыхание

Клеточное дыхание — процесс высвобождения энергии из органических веществ в клетках.

Особенно важную роль играют митохондрии.

При аэробном дыхании используется кислород.

Значение АТФ

Энергия, высвобождаемая при клеточном дыхании, используется для образования АТФ.

АТФ необходима для:

• мышечных сокращений;
• активного транспорта;
• синтеза веществ;
• деления клеток;
• других процессов жизнедеятельности.

Аэробное дыхание

При аэробном дыхании органические вещества окисляются с участием кислорода.

В общем виде процесс можно представить как:

органическое вещество + кислород → углекислый газ + вода + энергия.

Анаэробные процессы

При недостатке кислорода некоторые клетки могут получать энергию без полного аэробного окисления.

Такой путь даёт значительно меньше энергии.

Дыхание и физическая нагрузка

При физической нагрузке:

• мышцы потребляют больше кислорода;
• повышается образование углекислого газа;
• учащается дыхание;
• увеличивается частота сердечных сокращений;
• усиливается кровоснабжение работающих мышц.

Регуляция дыхания

Работа дыхательной системы регулируется нервной системой.

Важную роль играют нервные центры, которые получают информацию о состоянии внутренней среды.

Углекислый газ и регуляция дыхания

Изменение концентрации углекислого газа влияет на деятельность дыхательных центров.

При его повышении обычно усиливается вентиляция лёгких.

Защитные механизмы дыхательных путей

Дыхательная система имеет несколько механизмов защиты:

• слизь;
• реснички эпителия;
• кашель;
• чихание;
• фильтрация воздуха в носовой полости.

Они помогают удалять пыль и другие частицы.

Влияние курения на дыхательную систему

Вредные вещества табачного дыма могут:

• повреждать эпителий дыхательных путей;
• снижать эффективность газообмена;
• ухудшать состояние лёгких;
• повышать риск заболеваний дыхательной системы.

Заболевания органов дыхания

При подготовке полезно знать общие сведения о нарушениях:

• бронхит;
• пневмония;
• астма;
• заболевания лёгких.

Важно различать учебные знания о функциях органов и медицинскую диагностику.

Дыхание у животных

У разных животных газообмен осуществляется с помощью различных структур:

• поверхности тела;
• жабр;
• трахей;
• лёгких.

Строение органов дыхания связано со средой обитания и уровнем организации.

Жаберное дыхание

Жабры обеспечивают газообмен в водной среде.

Они имеют большую площадь и хорошо снабжаются кровью или другой циркулирующей жидкостью.

Трахейная система

У некоторых беспозвоночных воздух поступает по системе трахей непосредственно к тканям.

Дыхание у растений

Растения также осуществляют клеточное дыхание.

При этом они:

• поглощают кислород;
• используют органические вещества;
• высвобождают энергию;
• выделяют углекислый газ.

Дыхание растений происходит постоянно, а фотосинтез — только при соответствующих условиях освещения.

Газообмен у растений

Газообмен происходит через:

• устьица;
• чечевички;
• другие поверхности.

Устьица играют важную роль и в транспирации.

Фотосинтез и дыхание

Важно не путать эти процессы.

Фотосинтез:

• запасает энергию;
• образует органические вещества;
• использует углекислый газ;
• выделяет кислород.

Клеточное дыхание:

• высвобождает энергию;
• использует органические вещества;
• обычно потребляет кислород;
• образует углекислый газ и воду.

Типичные задания ЕНТ по теме «Дыхание»

В тестах могут встречаться вопросы на:

• органы дыхательной системы;
• строение альвеол;
• газообмен;
• диффузию;
• механизм вдоха и выдоха;
• роль диафрагмы;
• гемоглобин;
• транспорт газов;
• клеточное дыхание;
• митохондрии;
• регуляцию дыхания;
• дыхание растений и животных.

Как работать со схемой дыхательной системы

Если в задании дана схема:

1. определите верхние дыхательные пути;
2. найдите трахею;
3. определите бронхи;
4. найдите лёгкие;
5. определите альвеолы;
6. проследите путь воздуха.

Удобная последовательность:

нос → глотка → гортань → трахея → бронхи → лёгкие → альвеолы.

Как анализировать газообмен

Запомните направление:

в лёгких:
кислород → кровь, углекислый газ → альвеолы;

в тканях:
кислород → клетки, углекислый газ → кровь.

Типичные ошибки

При подготовке часто встречаются:

• путаница внешнего и внутреннего дыхания;
• смешение вентиляции и газообмена;
• неправильное направление диффузии газов;
• путаница вдоха и выдоха;
• неверное понимание роли диафрагмы;
• смешение лёгочного и клеточного дыхания;
• путаница между фотосинтезом и дыханием растений;
• неправильное определение функции гемоглобина.

Как подготовиться к теме

Удобный порядок повторения:

1. органы дыхательной системы;
2. строение лёгких;
3. альвеолы;
4. газообмен;
5. вдох и выдох;
6. дыхательные объёмы;
7. транспорт кислорода и углекислого газа;
8. газообмен в тканях;
9. клеточное дыхание;
10. регуляция дыхания;
11. дыхание животных;
12. дыхание растений;
13. тренировочные задания.

Как анализировать ошибки

После тестирования распределите ошибки:

органы дыхания → повторить путь воздуха;

альвеолы → связать строение с функцией;

газообмен → повторить направление диффузии;

механика дыхания → сравнить вдох и выдох;

транспорт газов → повторить роль гемоглобина;

клеточное дыхание → вспомнить роль митохондрий и АТФ.

Часто задаваемые вопросы

Где происходит основной газообмен в лёгких?

В альвеолах.

Какая структура переносит основную часть кислорода?

Гемоглобин эритроцитов.

Что происходит с диафрагмой при вдохе?

Она сокращается, способствуя увеличению объёма грудной полости.

Почему кислород переходит из альвеол в кровь?

Из-за разницы парциального давления и диффузии.

Где происходит клеточное дыхание?

Основные этапы аэробного получения энергии связаны с митохондриями.

Чем клеточное дыхание отличается от вентиляции лёгких?

Вентиляция — это движение воздуха, а клеточное дыхание — биохимическое получение энергии в клетке.

Подготовьтесь к ЕНТ по теме «Дыхание»

Повторите строение дыхательной системы, газообмен в альвеолах и тканях, механизм вдоха и выдоха, транспорт газов и клеточное дыхание, а затем закрепите знания тестовыми заданиями.

Дыхание • лёгкие • альвеолы • газообмен • гемоглобин • клеточное дыхание • биология • ЕНТ.