Назва реферату: Дихання
Розділ: Біологія
Дихання
Дихання – це сукупність процесів, в результаті яких відбувається вживання організмом кисню, його використання і виведення вуглекислого газу.
Дихання включає слідуючи процеси:
1.Зовнішнє дихання (вентиляція легень) – надходження повітря в повітроносні шляхи і обмін повітря між зовнішнім середовищем та альвеолами легень.
2.Дифузія газів між альвеолами і кров’ю.
3.Перенос газів кров’ю.
4.Дифузія газів між кров’ю і тканинами в тканинних капілярах.
5.Внутрішнє (тканинне) – споживання кисню клітинами і виділення вуглекислого газу.
Значення дихання.
1.Газообмін між організмом і зовнішнім середовищем (надходження О2 до клітин організму для окисних процесів, в результаті яких утворюється енергія, а також СО2, який виводиться з організму).
2.Теплорегуляції – легені втрачають теплову енергію а) зігріваючи вдихування повітря, б) під час випаровування води з легень.
3.Видільній функції – через органи дихання з організму виводяться: СО2, Н2О, аміак, пил, мікроорганізми, сечовина, сечова кислота, іони мінеральних солей.
4.Орган нюху – носова порожнина.
5.Голосовий апарат – гортань.
Будова і функції верхніх (носова порожнина, носоглотка, ротоглотка) і нижніх (гортань, трахея, бронхи) дихальних шляхів.
Носова порожнина ділиться хрящовою перегородкою на дві половини – праву і ліву. На перегородці розташовуються три носові раковини, які утворюють носові ходи: верхній, середній і нижній. Стінки порожнини носа вкриті слизовою оболонкою з миготливим епітелієм. Війки епітелію, рухаючись різко і швидко в напрямку ніздрів і повільно й плавно в напрямку легень, затримують і виводять назовні пил та мікроорганізми, які осідають на слиз оболонки. Залози слизової оболонки виділяють слиз, який зволожує стінки порожнини і знижує життєздатність бактерій які потрапляють з повітря.
Слизова оболонка має густу сітку кровоносних судин і капілярів. Кров, що тече по цих судинах, зігріває або охолоджує повітря, яке людина вдихає.
Таким чином, повітря, яке надходить в легені через носову порожнину, очищується, зігрівається і знезаражується. Це не відбувається при диханні через ротову порожнину.
В слизовій оболонці верхньої носової раковини і верхнього відділу перегородки носа знаходяться спеціальні нюхові клітини (рецептори), які утворюють периферичну частину нюхового аналізатора (органа нюху).
Поруч з нюховою порожниною розташовані чотири повітроносні придаткові пазухи носа. Найбільші з них є гайморові (міст у верхніх щелепах) та лобна (в центрі лоба). Пазухи з’єднуються каналами з порожниною носа.
З порожнини носа повітря надходить у носоглотку. У ній містяться скупчення лімфатичних мигдаликів, які у разі запалення можуть збільшуватись і перетворюватися на аденоїди – розростання білястого кольору. Вони утруднюють носове дихання, через декілька років спотворюється вираз обличчя, порушується сон, кисневе голодування мозку.
З носоглотки повітря потрапляє в глотку, в якій перехрещуються дихальні й травні шляхи. Від глотки починаються дві трубки: дихальна – гортань, та травна – стравохід, розміщений позаду гортані.
Вхід до гортані при ковтанні їжі закривається надгортанним хрящем. Завдяки цьому повітря потрапляє лише в гортань, а їжа в стравохід.
Процеси вдиху і видиху та їх регуляція.
Легені не мають власних м’язів і тому самі не можуть скорочуватися чи розтягуватися. Свій об’єм вони змінюють пасивно, слідом за змінами об’єму грудної порожнини. Дихальні рухи – вдих і видих відбуваються внаслідок ритмічного скорочення та розслаблення дихальних м’язів – міжреберних, діафрагми і м’язів передньої черевної стінки.Дихальні рухи регулюються дихальним центром, що розміщений в довгастому мозку. В ньому розрізняють дві частини – центр вдиху та центр видиху.
Приблизно кожні 4 сек в дихальному центрі виникають збудження, які у спинному мозку проводяться до міжреберних дихальних м’язів і діафрагми. Зовнішні міжреберні м’язи скорочуються і піднімають ребра. При скороченні діафрагми, її купол, випнутий у бік грудної порожнини, стає плоскішим і опускається донизу. Завдяки цьому об’єм грудної порожнини збільшується. В плевральній щілині тиск завжди трохи нижчий від атмосферного, тому при збільшенні об’єму грудної порожнини легені наче присмоктуються до стінок грудної клітки і розтягуються. Легені заповнюються повітрям – відбувається вдих. При цьому нервові імпульси від м’язів та легень ідуть до дихального центру і включають його видихову частину.
При збудженні центру видиху одночасно гальмується центр вдиху і дихальні м’язи (міжреберні і діафрагма) розслаблюються, ребра опускаються донизу, а органи черевної порожнини випинають діафрагму куполом догори. Внаслідок цього об’єм грудної порожнини зменшується і відбувається видих. Спокійний видих відбувається пасивно, без участі м’язів.
При глибокому вдиху відбувається одночасне скорочення міжреберних м’язів, діафрагми, а також деяких м’язів грудної клітки і плечового поясу, що піднімають ребра вище, ніж при спокійному вдихові. Глибокий видих зумовлюється, крім розслаблення зовнішніх міжреберних м’язів і діафрагми, скороченням внутрішніх міжреберних м’язів, а також м’язів черевної стінки, що призводить до сильнішого випинання діафрагми вбік грудної порожнини. Об’єм зменшується у вертикальному напрямі.
Залежно від того, які м’язи переважають в акті видиху (діафрагма чи міжреберні), розрізняють черевний і грудний типи дихання.
Ефективнішим вважають черевний тип, бо він забезпечує глибшу вентиляцію легень. Тип дихання залежить від статі (у чоловіків переважає черевний), професії, віку.
Звичайно ритм дихальних рухів підтримується імпульсами, які надходять в нервову систему (довгастий мозок) із рецепторів легень і дихальних м’язів. Під час вдиху збуджуються нервові імпульси, які гальмують видих. При активному видиху виникають імпульси, які гальмують вдих.
Отже, видих є рефлексом на подразнення викликане вдихом і навпаки.
На частоту і глибину дихальних рухів впливають різні подразники зовнішнього середовища, що діють на рецептори шкіри, слуху, зору, нюху, смаку. Процес збудження потрапляє в різні ділянки головного мозку, а звідти збудження досягає дихального центру. Від дихального центру через відцентрові нерви збудження йде до дихальних м’язів. Внаслідок цього відбуваються прискорення і посилення, або сповільнення й послаблення дихальних рухів: настає рефлекторна зміна дихання.
Психічні подразники (страх, радість) також впливають на дихальний центр.
Існують і захисні рефлекси (кашель, чхання). Це своєрідно змінені різкі видихи, за допомогою яких видаляються сторонні частинки, що потрапили в дихальні шляхи.
Газообмін в легенях та тканинах.
Чергуючи вдих і видих, людина вентилює легені, підтримуючи в альвеолах відносно постійний газовий склад. До складу атмосферного повітря входить 21% О2, 79% N, 0,03% СО2, невелика кількість водяної пари та інертних газів. Таке повітря – вдихуване. Повітря, яке видихається – видихувальне (О2 – 16%, СО2 – 4%, N -79%, збільшується вміст водяної пари). Повітря, яке знаходиться в альвеолах – альвеолярне (О2 – 14%, СО2 – 5%, N – 80%). Склад альвеолярного повітря відрізняється від вдихуваного і видихуваного . Це пояснюється тим, що під час вдиху в альвеоли надходить повітря повітроносних шляхів (видихуване), а при видиху, навпаки, до видихуваного (альвеолярного) домішується атмосферне з повітроносних шляхів (мертвий простір).
В легенях кисень з альвеолярного повітря переходить в кров, а СО2 з крові поступає в легені шляхом дифузії через стінки альвеол і кровоносних капілярів.
Напрям і швидкість дифузії визначається парціальним тиском, або його напруженістю.
Кров з венозної перетворюється на артеріальну, яка по легеневих венах надходить до лівого передсердя, потім до лівого шлуночка, а звідси – до великого кола кровообігу, яким переноситься до тканин. З капілярів великого кола кровообігу кисень потрапляє до тканин. В артеріальній крові кисню більше, ніж у клітинах, він дифундує в тканинну рідину, яка омиває клітини в тканинах. Вона є проміжним середовищем між кров’ю і клітинами. З тканинної рідини О2 проникає в клітини і відразу вступає до реакції окислення. Тому в клітинах вільного О2 практично немає. В результаті окислення в клітинах збільшується вміст СО2, який через тканинну рідину надходить у венозний кінець капіляра. Артеріальна кров перетворюється на венозну, яка по венах великого кола кровообігу надходить до правого передсердя, а потім – до правого шлуночка серця, а звідти – до легень.
Основні показники активності дихання.
Хвилинний об’єм дихання.
У стані спокою людина здійснює за хвилину 12-16 дихальних циклів, під час сну 10-12, а при фізичному навантаженні, тяжкій хворобі – 30-35. У маленьких дітей та осіб похилого віку частота дихання у спокої 20-25 хв.
Глибина дихання визначається об’ємом повітря, яке вдихається і видихається. У спокійному стані до легень під час вдиху надходить 500 мл повітря – це дихальний об’єм (ДО) і стільки ж виходить під час видиху. З 500 мл, що вдихає людина, тільки 350 мл потрапляє до альвеол. Близько 150 затримується в так званому мертвому просторі: в порожнинах носа, носової і ротової частини глотки, гортані, трахеї і бронхів (тут немає газообміну).
Після спокійного вдиху під час максимального зусилля можна ще вдихнути 1,5 л повітря – це додаткове повітря (резервний об’єм вдиху), а при найглибшому видиху можна ще видихнути 1,5 л – це додатковий видих (резервний об’єм видиху)
ДО + РО вдиху + РО видиху = ЖЄЛ (життєва ємність легень).
ЖЄЛ – це найбільша кількість повітря, яке людина може видихнути після максимально глибокого вдиху.
ЖЄЛ залежить: від віку, статі, росту, маси тіла, фізичного розвитку людини. Показники ЖЄЛ коливаються: від 3500-4800 мл – у чоловіків, у жінок – від 3000-3500. У фізично тренованих людей вона досягає 6000-7000 мл (гребля, плавання, гімнастики).