Дыхательная система человека

Что такое дыхательная система

Почему после бега трудно говорить, а при волнении дыхание становится частым? Чтобы уверенно отвечать на вопросы по теме «Человек и здоровье», важно увидеть не набор отдельных органов, а единую систему. Дыхательная система доставляет клеткам кислород, выводит углекислый газ и помогает организму получать энергию. Разберём путь воздуха по шагам, выясним, как работают лёгкие и диафрагма, а в конце повторим главное так, чтобы тему было проще применять на контрольной или экзамене.

Дыхание состоит из двух связанных процессов. Внешнее дыхание происходит в органах дыхательной системы: воздух поступает в лёгкие, а между альвеолами и кровью идёт обмен газами. Затем кровь переносит кислород к клеткам. Внутреннее, или клеточное, дыхание происходит внутри клеток: кислород участвует в расщеплении питательных веществ, и при этом выделяется энергия.

Кислород необходим не только мышцам. Он нужен мозгу, сердцу и всем тканям, поэтому остановка дыхания быстро становится опасной. Однако дыхание регулируется автоматически: даже во сне дыхательные движения продолжаются благодаря работе нервной системы.

Органы и путь воздуха

Воздух проходит определённый маршрут: носовая полость → глотка → гортань → трахея → бронхи → бронхиолы → альвеолы. Носовая полость очищает воздух с помощью волосков и слизи, согревает его и частично увлажняет. Поэтому дыхание через нос обычно полезнее, чем постоянное дыхание через рот.

Гортань участвует в проведении воздуха и образовании голоса. В ней находятся голосовые связки. Трахея представляет собой трубку с хрящевыми полукольцами: они не дают ей спадаться. Внутри трахеи и бронхов есть реснички, которые вместе со слизью задерживают пыль и микроорганизмы.

Бронхи делятся на всё более мелкие ветви и заканчиваются альвеолами. Альвеолы имеют тонкие стенки и окружены густой сетью капилляров. Большая площадь их поверхности и малая толщина стенок создают условия для быстрого газообмена.

Как происходит газообмен

В альвеолах кислород проходит через их стенку в кровь, потому что его концентрация в воздухе альвеол выше, чем в венозной крови. Углекислый газ движется в обратном направлении: из крови в альвеолы, а затем удаляется при выдохе. Такое перемещение называют диффузией — движением частиц из области большей концентрации в область меньшей.

Кислород переносится кровью главным образом с помощью гемоглобина, который находится в эритроцитах. В лёгких образуется соединение гемоглобина с кислородом, а в тканях кислород отделяется и поступает в клетки. Углекислый газ переносится несколькими способами, но большая его часть находится в плазме в изменённом химическом виде.

Для эффективного обмена важны три условия: тонкие влажные стенки альвеол, хорошее кровоснабжение и постоянное обновление воздуха. Если альвеолы заполнены жидкостью или их стенки повреждены, газообмен ухудшается. Поэтому болезни органов дыхания могут влиять на весь организм, а не только на способность делать вдох.

Воздух в альвеолах: O₂ → кровь
Кровь: CO₂ → альвеолы
Вдох: поступление O₂
Выдох: удаление CO₂

Вдох, выдох и регуляция дыхания

Лёгкие сами не сокращаются. Дыхательные движения обеспечивают дыхательные мышцы: диафрагма и межрёберные мышцы. При вдохе диафрагма сокращается и опускается, грудная клетка расширяется, объём грудной полости увеличивается. Давление внутри лёгких становится ниже атмосферного, поэтому воздух входит.

При спокойном выдохе мышцы расслабляются. Диафрагма поднимается, объём грудной клетки уменьшается, давление в лёгких повышается, и воздух выходит. При глубоком или усиленном выдохе дополнительно работают мышцы живота и внутренние межрёберные мышцы.

Фаза	Диафрагма	Объём грудной клетки	Движение воздуха
Вдох	Сокращается, опускается	Увеличивается	В лёгкие
Выдох	Расслабляется, поднимается	Уменьшается	Из лёгких

Центр регуляции дыхания находится в продолговатом мозге. Он реагирует прежде всего на повышение содержания углекислого газа в крови. Поэтому после физической нагрузки дыхание учащается: клеткам нужно больше кислорода, а углекислый газ образуется быстрее.

Типичные ошибки и забота о системе

Первая ошибка — считать, что газообмен происходит в бронхах. Бронхи проводят воздух, а обмен кислорода и углекислого газа происходит в альвеолах. Вторая — говорить, что лёгкие «закачивают» воздух сами. Лёгочная ткань следует за движениями грудной клетки, которые создают дыхательные мышцы.

Третья ошибка — путать состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Во вдыхаемом воздухе больше кислорода и меньше углекислого газа, а в выдыхаемом кислорода становится меньше, углекислого газа больше. При этом азот почти не участвует в газообмене и сохраняется примерно на том же уровне.

Для профилактики болезней дыхательной системы важны проветривание, физическая активность по силам, достаточный сон и отказ от курения. Нельзя недооценивать длительный кашель, одышку или боль при дыхании: с такими симптомами обращаются к врачу, а не пытаются поставить диагноз самостоятельно.

Если хочется проверить понимание сразу после чтения, можно открыть бесплатную практику в личном кабинете и решить несколько заданий по строению и функциям органов.

Что запомнить

Дыхательная система включает воздухоносные пути и лёгкие. Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, а газообмен происходит в альвеолах. Кислород диффундирует из альвеол в кровь и переносится гемоглобином, а углекислый газ движется из крови в альвеолы.

Вдох связан с сокращением и опусканием диафрагмы, расширением грудной клетки и уменьшением давления в лёгких. Выдох в покое происходит при расслаблении дыхательных мышц. Работу системы регулирует дыхательный центр, реагирующий на изменения состава крови.

Главная логика темы такова: строение органа связано с его функцией. Тонкие стенки альвеол обеспечивают обмен, хрящи трахеи поддерживают просвет, а диафрагма изменяет объём грудной полости. Следующий шаг — зарегистрируйся и реши 5 заданий бесплатно, чтобы проверить, умеешь ли ты применять теорию, а не только пересказывать её.