Біологія · Організм людини
Дихання людини: органи, механізм вдиху й видиху, об’єми повітря, газообмін
Дихання включає зовнішнє дихання (вентиляцію легень і газообмін у них), перенесення газів кров’ю та тканинне дихання. У тестах найчастіше перевіряють послідовність органів, механізм вдиху й видиху, відмінності складу вдихуваного й видихуваного повітря та напрямок газообміну.
Авторський матеріал Тями · оновлено
Органи дихання й дихальний механізм
Повітря проходить по носовій порожнині (очищується, зігрівається, зволожується), носоглотці, гортані (голосові зв’язки, надгортанник), трахеї (хрящові півкільця не дають їй спадатися), бронхах і бронхіолах до альвеол — тонкостінних міхурців, оплетених капілярами. Легені вкриті плеврою, між її листками — плевральна порожнина, де тиск нижчий за атмосферний.
Під час вдиху скорочуються діафрагма (вона опускається) й зовнішні міжреброві м’язи, об’єм грудної клітки зростає, тиск у легенях стає нижчим за атмосферний і повітря входить. Спокійний видих відбувається пасивно: м’язи розслаблюються, об’єм грудної клітки зменшується, тиск зростає, повітря виходить. Дихальний центр розташований у довгастому мозку; він реагує на підвищення концентрації CO₂ в крові, що прискорює дихання.
Об’єми повітря й склад
ЖЄЛ = дихальний об’єм + резервний об’єм вдиху + резервний об’єм видиху вентиляція легень = дихальний об’єм · частота дихання
| Показник | Вдихуване повітря | Видихуване повітря |
|---|---|---|
| кисень | близько 21 % | близько 16 % |
| вуглекислий газ | близько 0,04 % | близько 4 % |
| азот | близько 78 % | близько 78 % |
Дихальний об’єм у спокої — близько 500 мл, життєва ємність легень дорослого — 3,5–5 л. Після найглибшого видиху в легенях лишається залишкове повітря, яке неможливо видихнути.
Газообмін
Газообмін відбувається шляхом дифузії — з області вищої до області нижчої концентрації (парціального тиску). В альвеолах кисень переходить у кров, де сполучається з гемоглобіном еритроцитів (оксигемоглобін), а вуглекислий газ виходить із крові в альвеоли. У тканинах кисень переходить із крові в клітини, а CO₂ — із клітин у кров. Тому кров легеневих капілярів стає артеріальною, а тканинних — венозною.
Розібрані приклади
Спробуй розв’язати сам, а потім відкрий розв’язання. Це авторські приклади, а не завдання з тренувань.
Приклад 1
Дихальний об’єм 500 мл, резервний об’єм вдиху 1500 мл, резервний об’єм видиху 1500 мл. Знайдіть життєву ємність легень. Яка вентиляція легень за частоти дихання 16 вдихів за хвилину?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- ЖЄЛ = 500 + 1500 + 1500 = 3500 мл.
- Вентиляція = 500 мл · 16 = 8000 мл/хв = 8 л/хв.
Відповідь: ЖЄЛ 3500 мл; вентиляція 8 л/хв.
Приклад 2
Що відбувається з діафрагмою, міжребровими м’язами, об’ємом грудної клітки й тиском у легенях під час вдиху та спокійного видиху?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- Вдих: діафрагма опускається, міжреброві м’язи скорочуються, об’єм грудної клітки збільшується, тиск у легенях падає.
- Видих: м’язи розслаблюються, діафрагма піднімається, об’єм зменшується, тиск зростає.
Відповідь: вдих — скорочення м’язів і зростання об’єму; видих — розслаблення й зменшення об’єму.
Типові помилки
- Вважати, що вдихуване повітря містить лише кисень, а видихуване — лише вуглекислий газ.
- Вважати, що діафрагма під час вдиху розслабляється: вона скорочується й опускається.
- Ототожнювати дихання з газообміном у легенях: дихання включає також тканинне дихання.
- Плутати дихальний об’єм із життєвою ємністю легень.
- Вважати кров у легеневих капілярах венозною після газообміну: вона стає артеріальною.