Дыхательные пути и альвеолы: плевра, сурфактант и газообмен
Воздух проходит через пути, но кислород попадает в кровь лишь в зоне обмена. Разберём строение гортани, бронхов и альвеол, роль плевры и вещества, снижающего поверхностное натяжение.
Федеральная программа · углублённый уровень · 9 класс
Дыхательная система
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Полость носа, носоглотка и ротоглотка
- Гортань, надгортанник, хрящи и голосовые складки
- Трахея и бронхи
- Бронхиолы и альвеолы
- Альвеолярно-капиллярная мембрана
- Плевра и плевральная жидкость
- Сурфактант и поверхностное натяжение
- Диффузия кислорода и углекислого газа
- Муляж гортани и микропрепарат лёгкого
Как это устроено
Верхние отделы дыхательных путей проводят, увлажняют и частично очищают воздух; глотка связана с обеими системами — дыхательной и пищеварительной. Гортань имеет несколько хрящевых элементов; надгортанник участвует в защите входа, а голосовые складки — в образовании звука. Внутри трахеи и бронхов слизистая с реснитчатыми клетками и слизью помогает удалять часть частиц. Упрощённая учебная схема «надгортанник закрывает всё один» недостаточна для описания сложного глотательного движения.
Трахея делится на бронхи, те — на меньшие ветви и бронхиолы. Газообменная зона включает альвеолы с тонкими стенками и густой сетью капилляров. Через альвеолярно-капиллярный барьер кислород диффундирует в кровь при соответствующем градиенте парциального давления, а углекислый газ — в обратном направлении. Не весь вдохнутый воздух сразу обменивается газами: часть остаётся в проводящих путях, а эффективность обмена зависит от вентиляции и кровотока. Лёгочная артерия приносит к альвеолам кровь с меньшей насыщенностью кислородом, чем кровь, возвращающаяся в левое предсердие.
Сурфактант снижает поверхностное натяжение на границе воздуха и жидкости в альвеолах и помогает им не спадаться после выдоха. Это не «кислородный клей» и не единственный фактор устойчивости лёгких. Плевральные листки разделены небольшим количеством жидкости, что уменьшает трение и помогает лёгким следовать движениям грудной клетки. В норме воздух не заполняет плевральное пространство как отдельный «второй дыхательный путь». На микропрепарате воздушные полости могут выглядеть как пустые места между тонкими стенками; цвет окраски не равен реальному цвету живого лёгкого.
Повреждение слизистой дымом, инфекция или воспаление могут ухудшать работу дыхательных путей и газообмен, но кашель не доказывает конкретную причину. Астма связана с воспалением и изменением просвета дыхательных путей; обструкция может иметь разные механизмы. Сохранение голоса требует избегать чрезмерного напряжения и раздражающих воздействий, но школьный урок не ставит диагноз по хрипоте. При выраженной одышке нужна помощь взрослых и медицинских специалистов, а не тренировочные задержки дыхания.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Дыхательные пути
Система полостей и трубок, по которым воздух проходит из внешней среды к газообменным отделам лёгких и обратно.
Пример: Воздух может идти через полость носа, глотку, гортань, трахею и бронхи к альвеолам.
- Носоглотка
Верхняя часть глотки позади полости носа, через которую проходит воздух и которая связана с другими отделами верхних дыхательных путей.
Пример: После полости носа воздух проходит через носоглотку прежде, чем направиться к гортани.
- Ротоглотка
Средняя часть глотки позади ротовой полости, общая область прохождения воздуха и пищи на разных этапах.
Пример: Воздух из ротовой полости также может проходить через ротоглотку к гортани.
- Гортань
Отдел дыхательных путей между глоткой и трахеей с хрящевым каркасом и голосовыми складками, участвующий в проведении воздуха и образовании голоса.
Пример: При разговоре поток воздуха проходит через гортань, где положение голосовых складок влияет на звук.
- Надгортанник
Эластичный хрящевой элемент гортани, участвующий вместе с другими структурами в защите входа в дыхательные пути при глотании.
Пример: Глотание — согласованное движение нескольких структур, а не работа одной «крышечки» в изоляции.
- Голосовые складки
Парные складки гортани, положение и вибрация которых участвуют в образовании звука при выдохе.
Пример: Длительное сильное напряжение голоса может ухудшить его звучание и требует бережного отношения.
- Трахея
Воздухоносная трубка с хрящевыми элементами и слизистой оболочкой, соединяющая гортань с главными бронхами.
Пример: Трахея делится на правый и левый главные бронхи, направляющие воздух в лёгкие.
- Бронх
Ветвь воздухоносного дерева лёгких, проводящая воздух и переходящая в более мелкие ветви по мере разветвления.
Пример: Главный бронх входит в лёгкое, затем разветвляется на меньшие бронхи.
- Бронхиола
Мелкая ветвь воздухоносных путей без типичных хрящевых пластинок крупных бронхов, ведущая к респираторным отделам лёгких.
Пример: Сужение бронхиол может заметно затруднять прохождение воздуха при некоторых заболеваниях.
- Альвеола
Маленькое воздушное пространство лёгкого с тонкой стенкой, участвующее в обмене газов с окружающими кровеносными капиллярами.
Пример: Кислород проходит из альвеолярного воздуха через стенки к крови капилляра.
- Альвеолярно-капиллярный барьер
Тонкая совокупность клеточных и межклеточных слоёв между воздухом альвеолы и кровью капилляра, через которую диффундируют газы.
Пример: Утолщение или повреждение барьера может ухудшать обмен кислорода и углекислого газа.
- Сурфактант
Смесь веществ на внутренней поверхности альвеол, снижающая поверхностное натяжение и помогающая сохранять их открытыми.
Пример: Недостаток сурфактанта у некоторых недоношенных детей затрудняет расправление альвеол.
- Плевра
Серозная оболочка с листками, покрывающими лёгкие и внутреннюю поверхность грудной полости, между которыми находится узкое пространство.
Пример: В норме листки плевры скользят друг относительно друга при дыхательных движениях.
- Плевральная жидкость
Небольшое количество жидкости между листками плевры, уменьшающее трение и помогающее механической связи лёгкого с движущейся грудной стенкой.
Пример: Лёгкое следует за расширением грудной клетки при сохранной механике плеврального пространства.
- Газообмен
Перемещение кислорода и углекислого газа между альвеолярным воздухом и кровью, а также между кровью и тканями по градиентам их парциальных давлений.
Пример: В лёгких кислород обычно идёт из альвеолы в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолу.
Пример по шагам
Ученик сказал: «Газообмен идёт в трахее, а сурфактант переносит кислород в эритроцит». Найдите два неверных звена.
- Трахея в основном проводит воздух; основная зона обмена газов с кровью — альвеолы и окружающие капилляры.
- Сурфактант уменьшает поверхностное натяжение внутри альвеол и помогает их работе, но сам не переносит кислород в эритроцит.
- Перемещение кислорода через тонкий барьер происходит по физическому градиенту, затем он связывается с гемоглобином.
Вывод: Проводящая, механическая и газообменная функции принадлежат разным структурам.
Практическая работа
Модель пути воздуха и зоны обмена
- На макете гортани найдите хрящи, надгортанник и голосовые складки, указав путь воздуха без активного движения тканей.
- Соберите бумажную схему ветвления до альвеолы и нарисуйте рядом капилляр с двумя встречными стрелками газов.
- По готовому микроснимку лёгочной ткани отличите тонкие альвеолярные перегородки от крупных воздухоносных путей; подпишите ограничение окрашенного препарата.
Что можно заключить: Строение проводящих путей и тонкого обменного барьера соответствует их разным функциям.
Безопасность: Не вдыхайте дым или раздражители, не проводите опыты с задержкой дыхания и не используйте микропрепарат для личной диагностики.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.