Главным признаком живых организмов является обмен веществ. Обмен веществ у организмов, живущих в кислородной среде (аэробов), протекает с достаточно высокой скоростью благодаря поступлению в кровь кислорода.

Человек – аэробный организм, постоянно нуждающийся в кислороде. Углеводы, жиры и белки, расщепляясь в присутствии кислорода, высвобождают заключенную в них энергию. Эта энергия расходуется на синтез новых веществ, сокращения мышц, проведение нервных импульсов и другие необходимые для жизни процессы. Прекращение обмена веществ ведет к гибели организма.

При расщеплении веществ в клетках в присутствии кислорода образуются углекислый газ и вода. Углекислый газ выделяется из организма при помощи дыхательной системы. Дыхательная система обеспечивает перенос кислорода в кровь и углекислого газа из крови с дальнейшим выведением его из организма. Обмен газов в легких называется внешним или легочным дыханием, использование кислорода в клетках – внутренним или клеточным дыханием.

К органам дыхания относятся воздухоносные дыхательные пути – последовательно соединенные между собой полости и трубки, по которым воздух поступает в главный орган системы дыхания – легкие. Сначала воздух проходит через носовые полости. Воздух в них попадает из парных отверстий – ноздрей.

Носовых полостей две, и они имеют сложную форму. Стенки полостей выстланы слизистой оболочкой, содержащей клетки реснитчатого или мерцательного эпителия. Слизь увлажняет поступающий извне воздух, задерживает пылинки и частично обеззараживает воздух благодаря веществам, убивающим микробов.

Мерцательный эпителий волнообразными движениями гонит слизь в сторону ноздрей, очищая вдыхаемый воздух. Под слизистой оболочкой располагается густая сеть кровеносных капилляров, которые согревают воздух. Кроме этого под слизистой находятся рецепторы обонятельного анализатора, воспринимающие различные запахи. Когда люди при интенсивных физических нагрузках начинают дышать ртом, то из-за поступления большого количества холодного воздуха организм теряет много тепла, а микробы беспрепятственно поступают в бронхи и легкие. Это приводит к простудным заболеваниям.

Из носовой полости через хоаны (внутренние носовые отверстия) воздух попадает в носоглотку, а затем в ротовую часть глотки – ротоглотку, в которых сходятся дыхательные и пищеварительные пути.

Далее воздух продвигается в гортань – сложный орган, образованный несколькими хрящами. Самый крупный – щитовидный хрящ защищает гортань спереди. Вверху надгортанный хрящ защищает органы дыхания от падания в них пищи в момент проглатывания. Изнутри в средней части гортани располагаются голосовые связки. В щель между ними проходит воздух во время вдоха. Голосовые связки участвуют в воспроизведении звуков. Во время разговора или пения они натягиваются, сближаясь между собой. Выдыхаемый воздух с силой прорывается между ними, вызывая вибрацию, порождающую возникновение звука. Окончательный звук формируется благодаря изменению положения нижней челюсти, языка, мягкого неба, губ.

В нижней части гортань переходит в трахею. Это трубка, состоящая их хрящевых полуколец, что с одной стороны придает ей прочность, а с другой стороны, способствует свободному прохождению воздуха. Мерцательный эпителий внутренней поверхности трахеи, так же как и бронхов, способствует очищению вдыхаемого воздуха.

Вся внутренняя поверхность воздухоносных путей в своих внутренних стенках содержит чувствительные рецепторы. При попадании инородных тел в них, скопления пыли или воспалительных заболеваниях усиленно образуется слизь и рефлекторно удаляется во время кашля или чихания.

Трахея в нижней части раздваивается на два бронха – правый и левый. Бронхи ветвятся, образуя бронхиальное дерево. Стенки крупных бронхов имеют опору из хрящевых колец, поэтому они не способны смыкаться.

Самые мелкие бронхи – бронхиолы – хрящевых колец не имеют, однако имеют мышечные волокна, благодаря которым они не спадаются. На концах бронхиол располагаются микроскопические, заполненные воздухом, легочные пузырьки – альвеолы.

Альвеола вместе с бронхиолой образует структурную и функциональную единицу легких – ацинус. Стенки альвеол состоят из одного слоя растяжимого эпителия, поэтому они способны растягиваться.

Внутрь альвеол выделяется специальное жидкое вещество – сурфактант. Оно не дает альвеолам смыкаться. Стенки альвеол оплетены густой сетью капилляров. Суммарная толщина стенок альвеол и капилляров ничтожна – 0,4 мкм. Благодаря такой толщине кислород свободно проникает из просвета альвеол в кровь, а из крови – углекислый газ в просвет капилляра. У взрослого человека общее количество альвеол в обоих легких составляет 600-700 миллионов, а их суммарная площадь поверхности изменяется от 40 м2 при выдохе до 120 м2при вдохе.

Бронхи совместно с альвеолами образуют правое и левое легкое, которые помещаются в грудной полости.

Правое легкое образовано тремя долями, левое – двумя. Форма легких – конусовидная. Снаружи легкие покрыты плотной соединительнотканной оболочкой – плеврой. Грудная полость изнутри выстлана такой же оболочкой. Микроскопическая щель между ними – плевральная полость - заполнена жидкостью и имеет давление ниже атмосферного. Благодаря отрицательному давлению эластичные легкие находятся в расправленном состоянии и следуют за движениями грудной клетки. Основная функция легких – обеспечение газообмена между внешней средой и организмом.

1. Органы дыхания участвуют в важнейшем процессе организма – обмене веществ.

2. К органам дыхания относятся дыхательные пути и легкие. К верхним дыхательным путям относятся: носовая и ротовая полости, носоглотка, ротоглотка; к нижним дыхательным путям – гортань, трахея и бронхи.

3. Носовые полости очищают вдыхаемый воздух, увлажняют его, согревают до температуры тела и обеззараживают.

4. Гортань, кроме проводниковой функции, участвует в образовании звуков.

5. Ацинус – структурная и функциональная единица легких, первичная долька легкого.

6. Расправлению легких способствует отрицательное давление в плевральной полости и сурфактант альвеол.

7. Обмен газами происходит между стенками альвеол и стенками капилляров.