Хід заняття
І. Організаційний етап
План заняття
1. Дихальна система. Органи дихання, їх будова та функції.
2. Газообмін у легенях і тканинах.
3. Поняття про нервову й гуморальну регуляцію дихання.
4. Гігієна дихання.
ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Дихальна система. Органи дихання, їх будова та функції.
Дихання — одна з основних життєвих функцій, сукупність процесів, які забезпечують надходження в організм кисню, використання його в окислювально-відновних процесах, а також видалення з організму вуглекислого газу та деяких інших сполук, що є кінцевими продуктами обміну речовин.
Найважливіший механізм газообміну у тварин і людини — дифузія. При дифузії молекули переміщаються з області їх високої концентрації в область низької концентрації за рахунок їх власної кінетичної енергії. Проте переміщатися шляхом дифузії молекули можуть лише на малі відстані (до 1мм).
Перенесення кисню з навколишнього середовища до клітин, де він вступає в хімічні реакції, включає низку стадій:
1) вентиляцію легень (доставка кисню в альвеоли);
2) дифузію кисню з альвеол у кров легеневих капілярів;
3) перенесення його кров'ю до капілярів тканин;
4) дифузію з капілярів в оточуючі тканини.
Перша та друга стадії називаються легеневим (зовнішнім) диханням, а четверта — тканинним диханням.
Обмін газів між кров'ю і повітрям здійснюється дихальною системою, котра включає повітроносні шляхи та легені.
Повітроносні шляхи починаються носовою порожниною, далі слідують гортань, трахея, бронхи.
Повітря через зовнішні отвори (ніздрі) поступає в порожнину носа, яка розділена кістково-хрящовою перегородкою на дві половини. Через внутрішні отвори порожнина носа поєднується з носоглоткою. Внутрішня поверхня порожнини носа вкрита слизовою оболонкою, верхній шар якої утворений миготливим епітелієм. Слиз разом із пиловими частинками, що осіли на ньому, видаляється рухом війок.
У верхній частині носової порожнини знаходяться закінчення нюхового аналізатора, сприймаючі різні запахи. З носоглотки та глотки (pharynx) повітря поступає у гортань (larynx), яка складається з кількох хрящів, укріплених зв'язками (щитовидний, перснеподібний, два черпакуватих і надгортанник), і під'язикової кістки. Від відростків черпакуватих хрящів і внутрішньої поверхні щитовидного хряща протягуються голосові зв'язки, між якими знаходиться голосова щілина.
Коливання голосових зв'язок, викликані рухами голосових м'язів під час видиху, створюють звук. У відтворенні членороздільної мови окрім голосових зв'язок беруть участь також язик, губи, щоки, м'яке піднебіння, надгортанник.
На рівні 6-7-го шийних хребців гортань переходить у дихальне горло — трахею. Вона складається з 16-20 хрящових неповних (приблизно 2/3 кола) кілець, які перешкоджають спаданню її стінок.
Ці півкільця ззаду з'єднані між собою сполучнотканинною перетинкою з гладенькими м'язовими волокнами, що переплітаються. Нижній кінець трахеї ділиться на два бронхи (від грец. bronchos — дихальне горло), які потім багато разів гілкуються, утворюючи в легенях бронхіальне дерево.
Найтонші гілочки називаються бронхіолами. Бронхіоли переходять в альвеолярні ходи, на стінках яких знаходяться численні тонкостінні легеневі пухирці — альвеоли, обплетені густою сіткою капілярів.
Між стінками альвеол і капілярів відбувається газообмін. Зсередини альвеоли вистелені шаром білків, фосфоліпідів і глікопротеїдів, який називається сурфактантом. Його основна функція — підтримка поверхневого натягу стінки альвеоли, її здібності до розтягування при вдихові й протидія спаданню при видиху. Сурфактант має також бактерицидні властивості.
Легені (pulmones) займають майже весь об'єм грудної порожнини і є пружними губчастими органами.
Права легеня більша за об'ємом і ділиться борознами на три частки, ліва — на дві. Кожна легеня має верхівку й основу. На внутрішній поверхні легенів знаходяться ворота легенів, через які в них проходять бронхи, нерви і судини.
Зовні легені вкриті епітеліальною оболонкою — плеврою, яка складається з двох листків: внутрішнього, покриваючого легеню, і зовнішнього, що вистилає внутрішню порожнину грудної клітини. Між цими листками знаходиться замкнута плевральна порожнина з невеликою кількістю рідини. Рідина зменшує тертя листків при дихальних рухах легенів.
Основна функція легенів полягає в забезпеченні газообміну між зовнішнім середовищем і організмом.
2. Газообмін у легенях і тканинах.
Людина дихає атмосферним повітрям, в якому міститься 20,9% кисню і 0,03% діоксиду вуглецю; повітря, що видихається, містить 16,3% кисню і 4% діоксиду вуглецю. В основі газообміну лежить різниця концентрації газів в альвеолах і капілярах. У легенях кисень з альвеол шляхом дифузії (по градієнту концентрації) переходить у кров, а діоксид вуглецю — з крові через стінки альвеол у їх просвіт.
Загальна товщина стінки альвеол і кровоносних капілярів складає близько 0,4 мкм. Швидкість дифузії діоксиду вуглецю в 25 разів більше, ніж кисню, тому, не дивлячись на невелику різницю концентрації діоксиду вуглецю в альвеолярному повітрі й легеневих капілярах, він встигає дифундувати.
Кисень і діоксид вуглецю в невеликій кількості розчиняється в плазмі крові. В основному вони переносяться в хімічно зв'язаному вигляді. Головний переносник кисню — гемоглобін крові, кожний грам якого зв'язує 1,34 см3 кисню, утворюючи оксигемоглобін.
Діоксид вуглецю переноситься кров'ю в основному у вигляді хімічних сполук — бікарбонатів натрію та калію, а також у зв'язаному з гемоглобіном стані (карбгемоглобін).
Насичена киснем кров надходить до органів і тканин. Газообмін у тканинах відбувається за тим же принципом, що і в легенях: із капілярів кисень надходить у тканинну рідину (завдяки різниці концентрацій), потім у клітини й вступає в реакції окислення (внутрішнє дихання). За тими ж законами діоксид вуглецю з клітин через тканинну рідину проникає в капіляри, потім у вени.
Дихальні рухи. Газообмін в легенях відбувається в результаті ритмічних дихальних рухів — вдиху і видиху, що безперервно йдуть один за одним.
У дорослої людини 16-18 дихальних рухів у хвилину. Легені не містять м'язової тканини, і дихальні рухи виконуються за допомогою міжреберних, грудних м'язів і діафрагми.
При вдиху відбувається збільшення об'єму грудної порожнини за рахунок підняття ребер і опускання діафрагми. Ребра при цьому приймають більш горизонтальне положення завдяки скороченню зовнішніх міжреберних м'язів. Передніми кінцями ребра відсовують грудину вперед, що супроводиться збільшенням об'єму грудної порожнини.
Опускання діафрагми відбувається за рахунок скорочення м'язових волокон та її сплощення, що додатково збільшує об'єм грудної порожнини. Унаслідок того, що в плевральній порожнині тиск негативний, одночасно зі збільшенням об'єму грудної клітини розширяються і легені. Тиск у них стає нижче атмосферного, і повітря повітроносними шляхами спрямовується всередину. Відбувається вдих.
При видиху об'єм грудної клітини та легенів зменшується внаслідок розслаблення зовнішніх міжреберних м'язів, опускання ребер і підйому купола діафрагми. Тиск в альвеолах зростає, і повітря виходить дихальними шляхами з легень.
У стані спокою видих здійснюється пасивно, без допомоги м'язів тулуба. У прискореному, глибокому видиху також беруть участь внутрішні міжреберні, грудні м'язи та м'язи живота.
Поняття життєвої ємкості легенів. При звичайному диханні людина вдихає і видихає близько 500мл повітря, що складає дихальний об'єм. Після спокійного вдиху людина може ще вдихнути приблизно 1000-3000мл повітря (резервний об'єм вдиху).
Після спокійного видиху людина може видихнути ще близько 1000мл (резервний об'єм видиху).
Максимальна кількість повітря, яку можна видихнути після найглибшого вдиху, називається життєвою ємкістю легенів (дихальний об'єм + резервний об'єм вдиху + резервний об'єм видиху).
Цей показник коливається від 3500 до 4800мл у чоловіків і від 3000 до 3500мл у жінок. У фізично тренованих осіб він може складати 6000-7000мл. Життєву ємність легенів визначають за допомогою приладу спірометра. Після максимального видиху в легенях залишається ще 1000-1500мл залишкового повітря, тому легені повністю не спадають і знаходяться в розпрямленому вигляді. Повітря дихальних шляхів заповнює так званий мертвий простір. Його об'єм дорівнює приблизно 140 мл.
3. Поняття про нервову й гуморальну регуляцію дихання.
Нервова регуляція дихання здійснюється дихальним центром, який розташований в довгастому мозку. Він координує ритмічну діяльність дихальних м'язів (скорочення і розслаблення), викликаючи по черзі вдих і видих.
При ураженнях дихального центру відбувається розлад дихальних рухів. Автоматія дихального центру зумовлена імпульсами від нервових закінчень легенів, судин, м'язів. Можна управляти дихальними рухами, оскільки імпульси з кори переднього мозку можуть прискорювати або уповільнювати дихання.
Під час вдиху за рахунок розтягування легень у рецепторах стінок альвеол виникає збудження, яке передається в дихальний центр. У дихальному центрі гальмується центр вдиху і відбувається збудження центру видиху. Результатом цього є розслаблення дихальних м'язів, опускання ребер, зменшення об'єму грудної клітини: відбувається видих.
Спадання легенів під час видиху супроводиться збудженням інших легеневих рецепторів, імпульси від яких порушують центр вдиху дихального центру, відбувається вдих. Отже, вдих рефлекторно викликає видих, а видих стимулює вдих.
Гуморальна регуляція пов'язана з підвищенням концентрації СО, в крові. Збільшення вмісту діоксиду вуглецю безпосередньо підвищує збудливість дихального центру.
4. Гігієна дихання.
Для нормального функціонування дихальної системи має значення організація умов праці, побуту, відпочинку. Повітря в житлових і робочих приміщеннях має бути чистим, без різких перепадів температури. При роботах, пов'язаних з підвищеним забрудненням повітря, необхідно користуватися марлевими пов'язками або респіраторами.
Негативну дію на дихальну систему має куріння. Нікотин викликає подразнення голосових зв'язок, хронічні запальні процеси в легенях і бронхах, а також спазми бронхів, що утрудняє дихання та газообмін. Тютюновий дим містить канцерогенні речовини, які сприяють переродженню клітин дихальних шляхів і легенів і виникненню раку. У людей, що палять, набагато частіше, ніж у некурящих, розвивається туберкульоз легенів.
