Біологія. 8 клас. Костильов

Урок 15. Регуляція дихання

Ми не замислюємося над тим, що зміна частоти дихання відбувається мимовільно, наприклад, при піднятті на гору або підйомі сходами. Звичайно, ми можемо цілком свідомо змусити себе дихати частіше або взагалі зупинити дихальні рухи. Ми звикли чути сміх, плач, кашель, чхання, гикання як звичні речі, не замислюючись над тим, що це також робота органів дихальної системи. Саме про це ми і будемо вести мову на цьому уроці.

Ключові слова: дихальний центр, голосовий апарат, мутація голосу, кашель, чхання, гикання, штучне дихання.

Нейрогуморальна регуляція дихальних рухів. Контролює дихальні рухи дихальний центр у довгастому мозку. Він аналізує інформацію про ступінь розтягненості легень, що постійно надходить від численних рецепторів у діафрагмі та міжреберних м’язах. Також центр сприймає інформацію про насиченість крові вуглекислим газом. Що більше СО2 є у крові, то частіше в дихальному центрі виникають імпульси, що надходять до м’язів, які забезпечують дихальні рухи. Людина, що потрапила у високогір’я, спочатку дихає швидко і глибоко, ніби під час тривалого бігу. Це пов’язано з тим, що на висоті в кілька кілометрів над рівнем моря вміст кисню у повітрі є зниженим, а потреби організму залишаються тими самими. Наш організм поступово адаптується до таких умов: збільшується вміст гемоглобіну у крові.

До прискорення дихання призводить збільшення вмісту вуглекислого газу в повітрі. Також людина з власної волі може уповільнювати, повністю затримувати або прискорювати інтенсивність дихальних рухів, але лише до певних меж. Прискорене дихання знижує вміст вуглекислого газу в крові, після чого дихальні рухи на кілька секунд призупиняються.

У регулюванні дихальних рухів мають значення дихальні рефлекси. Наприклад, людина раптово занурюється в холодну воду, при цьому в неї перехоплює подих, на кілька секунд дихання зупиняється. Що при цьому відбувається? Велика кількість шкірних рецепторів сприймають холод і передають інформацію в дихальний центр. Від нього до дихальних м’язів надходить гальмівний імпульс, і дихальні рухи на певний час припиняються.

Мал. 34. Схема будови голосового апарату: 1 - положення голосових зв’язок під час мовлення; 2 - положення голосових зв’язок, коли людина мовчить

Найскладнішою є регуляція тембру й висоти голосу, що контролюється свідомістю (мал. 34). Особливості голосу, який ми пізнаємо, залежать від анатомічних особливостей носової та ротової порожнин, кісток лицевого відділу черепа, голосових зв’язок, розмірів та форми ротової порожнини і грудної клітки. Якість звуків остаточно формується залежно від розмірів та форми язика і губ. Високі голоси в дітей визначаються тим, що їхні голосові зв’язки є короткими. По мірі росту голос стає нижчим, особливо у хлопчиків. На це впливає статевий гормон тестостерон, який починає вироблятися під час статевого дозрівання. Гормон впливає на ріст і розвиток щитоподібного хряща і гортані.

Сам хрящ складається з двох пластинок, які в жінок з’єднуються під кутом приблизно 120°, тоді як під час мутації голосу у хлопчиків пластинки розростаються і кут між ними зменшується приблизно до 90°. Після завершення мутації голосу в чоловіків на шиї стає помітним кадик — місце з’єднання пластинок щитоподібного хряща. Слідом за зміною форми щитоподібного хряща голосові зв’язки стають довшими, ніж у жінок, тому чоловічий голос зазвичай нижчий за жіночий. Контролює мовлення спеціальний центр мови в корі півкуль головного мозку. Саме він визначає ступінь і тривалість скорочення м’язів гортані, язика, шиї, грудей, грудної клітки та інших органів під час розмови, співу тощо.

Тепер розглянемо механізм таких явищ, як сміх, плач, позіхання та зітхання, адже в них беруть участь дихальні органи, які й породжують звуки. Коли людина позіхає чи зітхає, вона при цьому здійснює повільний вдих і повільний видих. Коли людина сміється або плаче, вона при цьому здійснює тривалий глибокий вдих і декілька коротких швидких видихів. Кашель виникає в тому випадку, коли бронхи зазнають подразнень (мал. 35). Це можуть бути пилові частинки, їдкі речовини або запальні процеси на слизовій оболонці. Людина здійснює швидкий глибокий вдих, після чого голосові зв’язки закриваються. Одразу після цього дихальні м’язи скорочуються, намагаючись виштовхнути повітря. Тиск у легенях зростає, і врешті-решт голосова щілина відкривається. Повітря при цьому швидко викидається з характерним звуком.

Мал. 35. Функціонування органів дихання під час кашлю

Чхання настає внаслідок подразнень слизової оболонки носової порожнини. Причини подразнень ті самі, що й у випадку кашлю, механізм є майже таким самим. Але коли повітря з легень під тиском виривається назовні, корінь язика напружується і спрямовує викид повітря в носову порожнину. Гикання відбувається в тому випадку, коли діафрагма починає раптово скорочуватися. Грудна клітка при цьому швидко розширюється і повітря повинне надходити в легені, але одночасно міцно закривається голосова щілина. Щоб урівноважити тиск, органи черевної порожнини різко підтягуються вгору, і при цьому чути характерний звук.

Трапляються ситуації, коли в людини раптово зупиняється дихання, а серце продовжує скорочуватися і є циркуляція крові. Це буває у випадках, коли людина тоне або захлинається, у результаті отруєнь, забоїв та з інших причин. Відновити дихання можна за допомогою штучного дихання (мал. 36). Якщо людину витягли з води або задимленого приміщення, передусім потрібно перевірити, чи є прохідними дихальні шляхи. У людини, яка тонула, з дихальних шляхів слід видалити воду. Для цього верхню частину тулуба людини слід нахилити униз. Після звільнення органів дихання від води людину кладуть на спину і починають штучне дихання «з рота в рот», «з рота в ніс» .

Голову потерпілого закидають назад, щоб язик не закрив вхід до гортані. Потім крізь тканину з силою вдувають повітря та закривають ніс і відхиляються, щоб не заважати видиху. За хвилину роблять до 12-16 таких активних вдихів. Якщо щелепи людини розкрити неможливо, застосовують спосіб «з рота в ніс». Сильні вдування повітря потерпілому роблять через ніс.

Мал. 36. Положення тіла потерпілого під час штучного дихання

Якщо серце не б’ється, штучне дихання поєднують з непрямим масажем серця. Після кожного вдування повітря в легені роблять 4-5 швидких натискувань на грудну клітку.

  • 1. Яку інформацію аналізує дихальний центр головного мозку?
  • 2. Які чинники можуть призвести до прискорення дихальних рухів?
  • 3. Чому тембр голосу в дітей є вищим, ніж у дорослих?
  • 4. Опишіть будову голосового апарату.
  • 5. Порівняйте механізми кашлю та чхання.
  • 6. Опишіть процедуру виконання штучного дихання.

• Знаючи механізм виникнення гикавки спробуйте дати рекомендації щодо позбавлення від неї.