Без дыхания человек не проживет и семи минут. Это самая важная функция организма, хотя мы не прилагаем особых усилий для её осуществления. Как работает механизм вдоха и выдоха? Какие органы и системы он задействует?
Дыхание человека
Для жизни нам необходим кислород. Это ключевой элемент дыхания, который обеспечивает обмен веществ и энергии в организме. Он попадает в легкие в газообразном состоянии вместе с воздухом, распространяясь по всему телу, где окисляется и выводится из организма тем же путем.
Механизм дыхания - вдох-выдох - работает непрерывно. В минуту человек делает примерно 14 таких движений, у грудных детей число возрастает до 50. Дыхание человека является одним из немногих процессов, который может управляться осознанно и неосознанно.
Небольшим усилием воли мы можем регулировать его частоту и длительность, а если понадобится, и вовсе задержать его на несколько секунд. Такое умение необходимо человеку, например, во время плавания. Слишком долго задерживать дыхания мы не способны, мозг без кислорода отмирает в течение пяти-семи минут.
Механизм вдоха и выдоха
Живые существа обладают различными способами и механизмами дыхания. Некоторые используют всю поверхность тела, другие - жабры, третьи обладают легкими. У человека существует внутреннее тканевое и внешнее легочное дыхание. Тканевое представляет потребление кислорода клетками внутренних органов.
Легочное дыхание осуществляется в два этапа: газообмен с альвеолами, а затем с кровью. Воздух из атмосферы, насыщенный кислородом, проходит через носоглотку, гортань, трахеобронхиальное дерево и попадает в легочные альвеолы.
Они отдают атмосферный воздух в кровь, которая разносит его ко всем органам по сосудам. Из крови в альвеолы попадает воздух, насыщенный углекислым газом, который выводится из организма вместе с выдохом.
Механизм вдоха и выдоха обеспечивает вентиляцию альвеол. Осуществляется он при помощи дыхательной мускулатуры, которая расширяет грудную клетку, позволяя набирать в легкие до 7 литров воздуха в минуту. Увеличение происходит путем поднятия ребер (чаще у женщин) или за счет уплощения диафрагмы (у мужчин, а также при физических нагрузках).
Верхние дыхательные пути
Значение не одинаково, у каждого из них есть свои функции. человека включает и собственно дыхательные органы. Верхние пути представлены носовой полостью, носоглоткой, ротоглоткой и частично ротовой полостью.
Внутренняя часть носовой полости покрыта слизистой оболочкой и волосками. Она выступает фильтром, основная задача которого - не допускать попадание пыли, грязи и микробов в организм. Здесь воздух согревается и увлажняется.
Двумя каналами ноздрей полость соединяется с носоглоткой. Она, в свою очередь, соединена с евстахиевой трубой, отвечающей за выравнивание давления.
В ротоглотке скрещиваются дыхательные и пищевые пути. Она ограничивается задней и боковыми стенками ротовой полости и отвечает за четкое произношение. Во время еды и говорения мягкое небо поднимается, препятствуя попаданию пищи и воздуха в носоглотку.
Нижние дыхательные пути
Глотка проводит воздух к гортани. Именно от неё начинаются нижние дыхательные пути. Гортань образована парными и непарными хрящами, соединенными между собой связками и мышцами. Сокращением мышц изменяется форма голосовой щели и натяженность связок, в результате чего формируются звуки.
Гортань соединяется с трубкой до 15 сантиметров в длину - трахеей. Её конец раздваивается, переходя в бронхи. Главной является пропускание воздуха в легкие и обратно. Она подвижна и состоит из хрящей, поэтому воздух проходит через неё при любых поворотах шеи.
Бронхи являются парным органом и входят в легкие. Левый бронх тоньше правого, правый расположен более вертикально. Они образованы хрящевыми кольцами и гладкими мышцами, внутри покрыты слизистой оболочкой.
Каждый из них имеет разветвления - в правом их одиннадцать, в левом десять. Лимфатические узлы на разветвлениях переносят лимфу с тканей легких, кровь переносится по из грудной аорты.
Легкие
Легкие иногда относят к нижним дыхательным путям. Они находятся в грудной полости с левой и правой стороны сердца, а их основание расположено на диафрагме. Снаружи легкие покрыты плеврой и плевральным мешком. Между ними находится смазочная жидкость, которая предотвращает трение.
Легкие состоят из нескольких сегментов (правое из трех, левое из двух), которые делятся на десять более мелких долей. Внутри них расположены бронхи, которые, в свою очередь, разделяются на мелкие бронхиолы, ацинусы, и заканчиваются альвеолярными мешочками.
Мешочки представляют многочисленные альвеолы - шаровидные образования, оплетенные капиллярами. У взрослого человека их количество составляет около 700 миллионов. Они отвечают за газообмен.
От них в кровеносные сосуды поступает воздух, насыщенный кислородом. Кровь по артериям движется прямо к сердцу, а по пути разносится по всем тканям и органам. Взамен они отдают кровь, насыщенную углекислым газом, которая по венам возвращается к альвеолам, чтобы выйти через легкие, бронхи, трахею, глотку назад в атмосферу.
Осуществление дыхания
Механизм вдоха и выдоха контролируется центром между задним и продолговатым мозгом. Рецепторы, регулирующие процесс дыхания, расположены на стенках бронхов. Движение воздуха осуществляется также за счет разницы давления: при вдохе оно ниже атмосферного, а при выдохе - наоборот.
Легкие способны пропустить до 5 тысяч миллилитров воздуха при вдохе и выдохе. Но при обычном дыхании объем составляет все лишь 500 миллилитров. Максимальный вдох может составить приблизительно 2500 мл.
Человек не выдыхает абсолютно весь воздух. Часть его задерживается в альвеолах, чтобы соотношение кислорода и углекислого газа придерживалось одного уровня. Это функциональная остаточная емкость легких.
В процессе дыхания участвуют различные группы мышц, в зависимости от занятий человека. Диафрагма участвует во время спортивных тренировок или физических нагрузок, когда напрягается область живота. В спокойном состоянии большая роль отводится межреберным мышцам.
Цели урока:
- углубить и обобщить знания по дыхательной системе, изучить механизмы вдоха и выдоха, научиться охранять воздушную среду.
Задачи урока:
Обучающие: повторить материал о тканевом и легочном дыхании, рассмотреть механизм вдоха и выдоха, определить роль защитных рефлексов, разъяснить вред курения и необходимость охраны окружающей среды;
Развивающие: продолжить формирование у учащихся интеллектуальных умений, творческого мышления и речи;
Воспитательные: приобретение опыта следования правил гигиены дыхания, изучение положительной роли физического труда.
Основные термины:
Вдох – начальная фаза дыхания, в процессе которой в легкие поступает воздух.
Выдох – отдельное выталкивание из легких воздуха при дыхании.
Воздушная среда - сложный комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих факторов, оказывающих постоянное влияние на организм животного и человека.
Ход урока:
Проверка домашнего задания.
Дайте короткий ответ на вопросы:
1.Какую роль в организме человека играет кислород?
2.Что такое дыхание и для чего оно нам нужно?
3.В чем заключается основная функция дыхательной системы ?
4.Какими органами она образована?
5.В каком органе дыхательной системы происходит газообмен? Каковы особенности строения этого органа?
6.Как изменяется воздух в дыхательных путях? Почему надо дышать носом, а не ртом?
7.Какие существуют виды дыхания ?
8.Что относится к верхним дыхательным путям?
9.Что относится к нижним дыхательным путям ?
Механизмы вдоха и выдоха.
Легкие находятся в грудной полости. Движения мышц, которые изменяют объем этой полости, вызывают движение воздуха в легкие и из легких, попеременно увеличивая или уменьшая объем грудной клетки. Это обусловливается ритмическими сокращениями дыхательных мышц, вследствие чего и осуществляются вдох и выдох - поступление и удаление из легких воздуха, их вентиляция. На рисунке 1 вы можете увидеть легкие.
Рис. 1. Легкие и дыхание.
При вдохе межреберные мышцы приподнимают ребра, а диафрагма, сокращаясь, становится менее выпуклой, в результате объем грудной клетки увеличивается, легкие расширяются, давление воздуха в них становится ниже атмосферного и воздух устремляется в легкие - происходит спокойный вдох. При глубоком вдохе, кроме наружных межреберных мышц и диафрагмы, одновременно сокращаются мышцы груди и плечевого пояса. На рисунке 2 представлен механизм вдоха.
Рис. 2. Механизм вдоха
При выдохе межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, ребра опускаются, выпуклость диафрагмы увеличивается, в результате объем грудной клетки уменьшается, легкие сжимаются, давление в них становится выше атмосферного и воздух устремляется из легких - происходит спокойный выдох. Глубокий выдох обусловлен сокращением внутренних межреберных и брюшных мышц. На рисунке 3 представлен механизм выдоха.
Рис. 3. Механизм выдоха
На рисунке 4 вы можете посмотреть, какие мышцы задействованы при вдохе и при выдохе.
Рис. 4. Мышцы вдоха и выдоха
Таким образом, ритмичное увеличение или уменьшение объема грудной полости действует как механический насос, нагнетающий воздух в легкие и выталкивающий его из них. Механизм вдоха и выдоха можно проследить с помощью модели Дондерса, которая представлена на рисунке 5 и 6.
Рис. 5. Механизм вдоха и выдоха на модели Дондерса.
Рис.6. Модель Дондерса
Давайте посмотрим видео о том, почему нам так важно дыхание:
Регуляция дыхания.
Выводы.
1. Механизм вдоха: сокращение дыхательных мышц (межреберных и диафрагмы); увеличение объема грудной полости; уменьшение давления в грудной полости и в полости легких; засасывание атмосферного воздуха через воздухоносные пути
2. Механизм выдоха: опускание ребер и расслабление диафрагмы; уменьшение объема грудной полости и полости легких; увеличение давления в легких; выталкивание части воздуха наружу.
3. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Он состоит из центров вдоха и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. Спадение легочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох.
4. На работу дыхательных центров оказывают влияние и другие центры, в том числе расположенные в коре больших полушарий. Благодаря их влиянию дыхание изменяется при разговоре и пении. Возможно также сознательно изменять ритм дыхания во время физических упражнений.
Контролирующий блок.
1.Какую функцию при вдохе выполняет диафрагма?
2.Почему при вдохе объём лёгких увеличивается?
3.С чего начинается механизм выдоха?
4.Что происходит при выдохе с диафрагмой и почему?
5.Из чего состоит дыхательный центр, и что делают эти составные части?
6.Что происходит с мышцами вдоха и выдоха при задержке дыхания?
7.Что происходит при усилении процессов окисления?
Домашнее задание.
Решите задачи:
1. Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится около 20 % кислорода, опреде¬лите, сколько О2 человек пропускает чрез легкие в сутки при спокойном дыхании.
2. Зная, что выдыхаемый воздух содержит 4 % углекислого газа, определите, сколько ученик выделяет СО2 в 1 минуту, в 1 ч, сколько - все учащиеся класса в 1 ч. Индивидуальное задание: подготовить сообщения к следующему занятию. Сообщение 1. «Дыхание на Эльбрусе». Сообщение 2. «Влияние курения на дыхание».
Интересно знать, что.
Искусственное дыхание применяется при оказании первой помощи утопленникам, при поражении электрическим током, молнией, отравлении угарным газом и других несчастных случаях. Искусственное дыхание позволяет возобновить деятельность дыхательного центра и спасти человека от смерти. Для этого необходимо обеспечить проходимость дыхательных путем, очистив рот и глотку от инородных тел. На рисунке 11 показан пример искусственного дыхания во время помощи утопающему.
Рис. 11. Искусственное дыхание. Помощь утопающему
Давайте посмотрим видео, как делать искусственное дыхание:
Список литературы:
1.Урок на тему «Значение дыхания.Органы дыхательной систем» Васильева И.Н., учитель биологии, МОУ СОШ №19.
2.Никишов А.И., Рохлов В.С., Человек и его здоровье. Дидактический материал. М., 2011.
Отредактировано и выслано Борисенко И.Н.
Над уроком работали:
Васильева И.Н.
Борисенко И.Н.
Запорожец А.
Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме , где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования
В акте дыхания легкие играют пассивную роль. Они не могут расширяться и сжиматься активно, так как в них нет мускулатуры. Легкие находятся в герметически закрытой грудной полости. Каждое легкое покрыто плеврой , которая состоит из двух листков: висцерального, срастающегося с легочной тканью и затем по краям легких переходит в париетальный листок, который выстилает грудную полость. Между висцеральными и париетальными листками имеется плевральная полость, заполненная серозной жидкостью. Это уменьшает трение при дыхательных движениях. Давление в плевральной полости ниже атмосферного на 10-30 мм рт. ст.
Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной полости за счет сокращения мышц диафрагмы и наружных межреберных мышц. Эти мышцы называются инсператорами.
При поступлении импульсов из центра дыхания наружные межреберные мышцы сокращаются, клетка расширяется в продольном и поперечном направлениях. Расширению грудной полости спереди назад способствует и сокращение диафрагмы . В результате сокращения диафрагма уплощается и отходит назад. Грудная полость увеличивается в объеме, давление в ней понижается у крупных животных до 30 мм рт. ст., легкие следуют за расширением грудной клетки и воздух засасывается в них — происходит акт вдоха — инспирация. В процессе вдоха принимают участие и другие мышцы (грудные, брюшные и др.).
Между листками плевры отрицательное давление, что обеспечивает движения легких за изменением грудной полости. При проникновении воздуха в плевральную полость (пневмоторокс ) легкие спадаются (ателектаз ) и не следуют за дыхательными движениями грудной клетки.
Акт выдоха (экспирация ). В конце вдоха мышцы инспираторы расслабляются, грудная клетка в силу своей тяжести и эластичности возвращается к исходному положению, диафрагма поддается вперед и ее купол становится выпуклым в грудную полость под действием брюшных органов. Грудная полость уменьшается в объеме, из легких выжимается воздух, происходит выдох. В акте выдоха принимает участие внутренние межреберные мышцы, помогают мышцы живота, поперечные и прямые брюшные мышцы и др. Давление в межплевральной полости увеличивается, но и при выдохе оно ниже атмосферного на 5-7 мм рт. ст.
Во время выдоха альвеолы спадаются, но не слипаются, потому что внутренняя их поверхность покрыта нерастворимой в воде пленкой — сурфактантом.
Акт вдоха активный процесс, а выдоха — пассивный. Вдох короче выдоха. Продолжительность выдоха в 1,1-1,8 раза превышает время вдоха.
Механизм дыхательных движений легких может быть продемонстрирован с помощью модели Дондерса (рис. 25).
Рис. 25. Модель Дондерса.
Модель представляет собой стеклянный сосуд, затянутый внизу резиновой мембраной, имеется пробка, через которую проходят две стеклянные трубочки, на одну из которых надевают резиновую трубку с зажимом, а другую вставляют в трахею легких кролика и плотно привязывают нитками. Легкие осторожно вводят внутрь колпака. Плотно закрывают пробку. Резиновую мембрану вдавливают внутрь колпака и зажимом перекрывают резиновую трубку. Если оттянуть вниз мембрану, объем сосуда увеличивается, давление в нем уменьшается, и в легкие будет засасываться воздух, т.е. произойдет акт вдоха. Если отпустить мембрану, она возвратиться в исходное положение, объем сосуда уменьшится, давление внутри его увеличится и воздух из легких выйдет наружу. Произойдет акт выдоха.
Процесс дыхания у человека: что это и как происходит
Каждые несколько секунд мы делаем вдох , несущий организму жизненно необходимый кислород . Этот процесс происходит автоматически и без участия сознания. Как столь элементарный на первый взгляд процесс способен поддерживать жизнь?
Процессу дыхания дает начало окружающая среда. Воздух, которым мы дышим, т.е. который вдыхаем , есть не что иное, как смесь газов. В том числе : азота, углекислого газа и жизненно необходимого нам кислорода.
Попадая в организм через нос и рот, воздух проходит через гортань, трахею и бронхи. После чего попадет в, находящиеся в легких, альвеолярные мешочки. В альвеолах за счет воздушного давления происходит обмен кислорода с кровью. В данном процессе газообмена диафрагмы и межреберные мышцы играют роль насосной станции .
Активность человека
(особенно во время физической и психической нагрузки) и интенсивность дыхания взаимосвязаны. Вспомните, как Вы сдавали какой-нибудь сложный тест. Большинство при этом волнуется и интенсивность
дыхания
возрастает. При неглубоком дыхании мозг получает меньше
кислорода, и сосредоточиться становится труднее. Как организм воспринимает физические нагрузки, например, тот же футбол на траве после уроков? Возросшая интенсивность нагрузок требует притока
энергии к мышцам, для чего необходим дополнительный кислород. Человек начинает учащенно
дышать
, в результате чего в организм попадает больше кислорода из воздуха, а также включается механизм терморегуляции
путем естественного охлаждения.
Интенсивность дыхания
может также измениться и в других случаях. Вспомните ситуацию, когда Вас охватывали эмоции
или гнев. Чувство гнева
запускает в организме ряд процессов, повышающих внутреннюю температуру и дающих выход чувствам. Вам приходилось видеть, как кто-то вышел из себя? Однако дыхание
в состоянии стресса
в течение долгого периода времени чревато последствиями. Если клетки организма не получают достаточно
кислорода, то нарушается синтез
питательных веществ, в крови начинают накапливаться токсины
. Имеются данные, что гипоксическая
(бедная кислородом) обстановка повышает риск рака
. Но нне расстраиваетесь, способность
человека управлять дыханием намного больше, чем кажется. И объем вдоха
и степень усвоения
кислорода
возможно увеличить. Уже тысячи лет люди, начиная с древнеиндийских йогов
и заканчивая современными специалистами пульмонологами
, занимаются изучением процессов дыхания. Особенными методиками
для тренировки органов дыхания
владеют, как йоги, так и врачи.
По сути, процесс дыхания сводится к перекачке воздуха оттуда, где давление выше, туда, где оно ниже. Чем дыхание глубже, тем больше в организм через кровь поступает кислорода, необходимого клеткам для синтеза всех веществ. Проще всего это достигается путем глубокого вдоха. Интенсивность дыхания в основном зависит от давления, поступающего в легкие воздуха. В случае кашля, чихания или икоты давление изменяется автоматически.
Проведем простой эксперимент
. Закройте большим пальцем правой руки правую ноздрю
и попробуйте дышать только через левую. Обратите внимание, на сколько труднее
стало дышать. Мало того, что мышцы диафрагмы работают с бОльшим напряжением, так этот процесс еще и отвлекает. Уменьшение сечения воздушных потоков увеличивает
давление, под которым кислород поступает из альвеол в кровь. Замедленное дыхание
через одну ноздрю для увеличения объема поступающего кислорода и активации парасимпатической нервной системы (что отвечает за функции организма в состоянии покоя) - обычная практика йогов.
Вот еще один пример . Представьте себе, как дышит собака , высовывая язык. Попробуйте подышать так сами : сначала с высунутым языком, а потом с закрытым ртом. У Вас сразу же почувствуется напряжение брюшных мышц, которые выталкивают воздух при выдохе. Если поднести к губе ладонь, то почувствуете, с какой силой воздух выходит при выдохе. Такое дыхание затруднено в связи с необходимостью более сильного сокращения диафрагмы и межреберных мышц. На большее давление, производимое в ходе выдоха, организм незамедлительно реагирует изменением температуры. Неудивительно, что в жаркий день собаки прибегают к этому способу, чтобы охладиться .
Дыханием
управляет центр в продолговатом
мозгу
, который поддерживает этот процесс и во время сна. Участие сознания для этого, к счастью, не требуется. Однако днем факторов, влияющих на дыхание, намного больше
. В особенности на нем сказываются стрессы
и неприятности, в связи с чем, дыхание полезно контролировать. Следя за своим дыханием и управляя его интенсивностью, Вы можете регулировать, как количество вдыхаемого
воздуха, так и усвоение
кислородом. Это защищает от стрессов, повышает тонус и укрепляет иммунную систему. Так что, если еще раз услышите
: «Расслабься и сделай глубокий вдох», то уже будете в курсе, для чего это.
как происходит у человека вдох и выдох и получил лучший ответ
Ответ от Вахит Шавалиев[гуру]
Как происходит вдох и выдох
В местах присоединения ребер к позвоночнику есть мышцы, которые одним концом крепятся к ребрам, а другим концом к позвоночнику. При этом одни мышцы крепятся с внешней стороны ребра (они расположены сразу под кожей), а другие с внутренней стороны ребра. Отсюда и произошло и их название – внешние межреберные мышцы и внутренние межреберные мышцы.
При сокращении внешних межреберных мышц ребра раздвигаются (увеличивается грудная клетка), за счет чего увеличивается и объем легких. При увеличении объема легких происходит перепад давления (давление в легких уменьшается). В результате этого перепада в легкие попадает воздух (кислород), он как бы всасывается (втягивается) в легкие.
При расслаблении мышц, грудная клетка под тяжестью своего веса опускается, объем легких уменьшается (следовательно, увеличивается и давление) и происходит выдох. Так происходит, так называемых, пассивный выдох. Однако, при сокращении внутренних межреберных мышц, происходит принудительный (или активный) выдох.
Ответ от 2 ответа
[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: как происходит у человека вдох и выдох
Ответ от Наталья абрамова
[новичек]
Большое спасибо!))
Ответ от Карина Сергазина
[новичек]
ммм.... В четвёртом классе мы так и знаем две группы мышц... И спрашивали это наверное по заданию в учебнике, а не дышать забыла
Ответ от Hsghf gfdgdf
[новичек]
КЛАС
Ответ от Ўрий Золотарев
[новичек]
В Дохе и Выдохе участвуют две группы мышц. Основные дыхательные мышцы- это межреберные мышцы и диафрагма!
Ответ от Дмитрий
[эксперт]
Вообще главное, что происходит) А так - это доведенная до автоматизма функция организма, а точнее легких)
