Відкритий урок « Дихальні рухи. Нейрогуморальна регуляція дихальних рухів»

Урок № 28

Тема. Дихальні рухи. Нейрогуморальна регуляція дихальних рухів.

Мета: познайомити учнів з дихальними рухами та нейрогуморальною регуляцією дихальних рухів.

Обладнання та матеріали: фотографії, малюнки, плакати, схеми, що дозволяють ілюструвати дихальні рухи, спірометр, фантом.

Базові поняття й терміни: дихальні рухи.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності

Перевірка домашнього завдання

1. Опишіть будову органів дихання.

2. Як будова легенів забезпечує виконання їхніх функцій?

Обговоримо разом

Які ваші дії, якщо людина не дихає?

III. Вивчення нового матеріалу

1. Дихальні рухи

Зовнішнє дихання здійснюється завдяки змінам об’єму грудної клітки й супровідним змінам об’єму легенів.

Відомі два механізми, які змінюють об’єм грудної клітки — це підняття й опускання ребер та рух купола діафрагми. Обидва механізми здійснюються дихальними м’язами. Рух діафрагми під час дихання забезпечує близько 70—80 % вентиляції легенів.

Вдих і видих ритмічно змінюють один одного, забезпечуючи проходження повітря через легені, їхню вентиляцію. Зміна вдиху й видиху регулюється дихальним центром, що розташований у довгастому мозку.

У дихальному центрі ритмічно виникають імпульси, які по нервах передаються міжреберним м’язам та діафрагмі, зумовлюючи їхнє скорочення.

Ребра піднімаються, діафрагма за рахунок скорочення її м’язів стає майже плоскою. Об’єм грудної порожнини збільшується. Легені розширюються, у них надходить повітря. Відбувається вдих.

Потім міжреберні м’язи та м’язи діафрагми розслаблюються, об’єм грудної порожнини зменшується, легені стискаються, й повітря виходить із легенів. Відбувається видих.

У стані відносного спокою доросла людина робить приблизно 16 дихальних рухів за хвилину. У приміщенні, яке погано провітрюється, частота дихальних рухів зростає у 2, а то й більше разів. Це відбувається тому, що нервові клітини дихального центру чутливі до вуглекислого газу, який міститься в крові. Щойно його кількість у крові збільшується, у дихальному центрі посилюється збудження, і нервові імпульси передаються по нервах до дихальних м’язів. Внаслідок цього частота й глибина дихальних рухів збільшується.

Таким чином, дихальні рухи регулюються не тільки нервовим, але й гуморальним шляхом.

2. Процеси вдиху і видиху та їх регуляція. Скорочення зовнішніх міжреберних м'язів під час вдиху викликає піднімання опущених донизу передніх кінців ребер. При цьому кут між ребром і хрящем, яким воно прикріплене до груднини, розпрямляється і ребра розходяться в боки й дещо випинаються вперед. В результаті збільшується поперечний переріз грудної клітки, а отже, об'єм. Поверхня розслабленої діафрагми майже вдвічі більша за площу поперечного перерізу грудної клітки, тому під час видиху вона під тиском черевних органів випнута в грудну клітку. М'язові волокна діафрагми при цьому скорочуються, її поверхня зменшується, а ку­пол діафрагми опускається і стає більш плоским.

Видих у людини відбувається пасивно: зовнішні міжреберні м'язи й діафрагма розслаблюються, грудна клітка під власною вагою опус­кається донизу, черевні органи випинають розслаблену діафрагму в грудну клітку, і внутрішній об'єм її зменшується. Так відбувається доти, доки людина перебуває у вертикальному положенні. Якщо вона лежить, то дія гравітаційного чинника на видих значно послаблюється, і до його здійснення підключаються внутрішні міжреберні м'язи, які своїм скороченням притягують ребра одне до одного в напрямку до таза — і видих стає активним. Так само активним видих у людини стає під час фізичних навантажень. Коли таке навантаження значне, до дихальних рухів підключаються допоміжні м'язи — шиї, черевного пресу, поясу верхніх кінцівок тощо. Завдяки їх скороченням як вдих, так і видих стають більш швидкими й сильними.

Схема положення грудної клітки і діафрагми:

при видиху (а) і вдиху (б); в — орієн­тація волокон міжреберних та міжхрящових м'язів: 1 — зовнішні між­реберні м'язи; 2 — внутрішні міжреберні м'язи; 3 — діафрагма; 4 — міжхрящові м'язи; г — основні додаткові м'язи видиху (І) і вдиху (ІІ)

Розрізняють грудний і черевний типи дихання. Грудне дихання відбувається завдяки роботі міжреберних м'язів та переміщенню грудної клітки. Черевне дихання зумовлене переважно скороченнями діафрагми — утвору, що відокремлює у ссавців грудну порожнину від черевної. Переважання того чи іншо­го типу дихання залежить від статі (у жінок здебільшого грудне), віку (з віком рухливість грудної клітки зменшується), професії (у людей фізичної праці переважає черевний тип дихання). Взагалі черевний тип дихання ефективніший, оскільки скорочення діа­фрагми викликають більші зміни об'єму грудної клітки, ніж скоро­чення міжреберних м'язів, і, крім того, робота діафрагми меншою мірою залежить від впливів кори великих півкуль.

Зміни тиску в плевральній порожнині. Легенева плевра складається з двох листків: внутрішнього, який зростається з тканиною легень, і зовнішньою, що зростається із стінками грудної порожнини. Між листками плеври є щілина, яка називається плевральною по­рожниною. У людини, як і в інших ссавців, вдих відбувається під тиском, нижчим за атмосферний, завдяки цьому в легені засмокту­ється повітря. Тиск нижчий за атмосферний не в усій грудній клітці, а лише в плевральній щілині. Справа в тому, що об'єм легень дещо менший за об'єм порожнини грудної клітки, то­му легені завжди трохи розтягнуті. Еластичні волокна в легеневій тканині намагаються зменшити об'єм легень і відтягують їх разом із прирослим до них вісцеральним листком плеври від грудинного (парієтального) листка. Це і створює в герметичній плевральній щілині тиск, нижчий за атмосферний, який під час видиху дорів­нює 3—4 мм рт. ст., тобто на 3—4 мм нижчий за атмосферний. Тиск повітря в альвеолах перед вдихом і на його початку дорівнює атмосферному, а зовні легень, у плевральній щілині, під час вдиху, коли грудна клітка збільшується в об'ємі, тиск падає до 6—8 мм рт. ст. Цієї різниці тисків достатньо для подолання опору еластичної тяги легень, і вони розтягуються, немовби присмоктуючись до внутріш­ньої поверхні грудної клітки. Об'єм легень при цьому зростає, а тиск у них стає нижчим від атмосферного — і повітря заходить у легені. Під час видиху об'єм грудної клітки зменшується, що призво­дить до зменшення різниці тисків і до спадання легень під впливом їх еластичної тяги.

Зміни внутрішньолегеневого і внутрішньоплеврального тиску упродовж циклу вдих — видих. Показано також зміни швидкості потоку повітря та об'єму легень

Дихальні рухи відбуваються автоматично. Ритм дихання задаєть­ся дихальним центром, який розміщений в кількох відділах нер­вової системи, в тому числі в довгастому мозку. Але, на відміну від автоматії серця, цей центр потребує інформації про стан легень. При пошкодженні нервів, що йдуть від легень до мозку, дихальні рухи припиняються. Частота імпульсів змінюється у відповідь на зміну концентрації вуглекислого газу: при збільшенні концентрації СО₂ — зростає, при зменшенні — знижується. Дихальні рухи дея­кою мірою можуть контролюватися свідомістю.

3. Життєва ємність легенів

При спокійному вдиху в легені дорослої людини надходить близько 500 см³ повітря. Така ж кількість повітря видаляється з органів дихання під час спокійного видиху. Найбільша кількість повітря, яку людина може видихнути після найглибшого вдиху, становить близько 3500 см³. Цей об’єм називають життєвою ємністю легенів.

У різних людей життєва ємність легенів неоднакова. Її визначають під час медичних оглядів за допомогою спеціального приладу — спірометра.

У тренованих людей життєва ємність легенів більша, ніж у нетренованих.

Хвилинний об'єм дихання становить 6—10 л/хв, а під час роботи може досягти 50 і навіть 100 л/хв.

Розрізняють кілька дихальних об'ємів, які можна визначити за допомогою спірометра. Здебільшого визначають життєву ємність легень (ЖЄЛ). Це максимальна кількість повітря, яку може вдихнути або видихнути людина. Для визначення ЖЄЛ людина, зробивши максимальний вдих, повинна все повітря видихнути в спірометр. У середньому ЖЄЛ дорівнює 4—5 л, а в людей з професійно розвиненою грудною кліткою (співаків, плавців) — 6—8 л. Життєва ємність легень складається з дихального повітря — кількості повітря, яку людина вдихає або видихає при спокійному диханні (500 мл з коливанням від 300 до 800 мл); резервного об'єму вдиху, або додаткового повітря, — об'єму повітря, який можна вдихнути після нормального вдиху (1,5—2,5 л), та резервного об'єму видиху — повітря, яке можна видихнути після нормального видиху (1—1,5 л). Крім того, розрізняють залишковий об'єм повітря — це повітря, яке залишається в легенях після максимального видиху (1—1,5 л).

Загальна ємність легень включає залишкове повітря й життєву ємність легень.

Спірометр водно-повітряний (схема, а) та сухий портативний (б), в — дихальні об'єми: 1 — внутрішній циліндр; 2 — зовнішній циліндр; 3 — поплавок; 4 — мундштук; 5 — оглядове вікно; 6 — шкала; 7 — пробка.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань та вмінь учнів

Робота з підручником

Питання для повторення та обговорення

1. Що відбувається при вдиху й видиху?
2. Що таке життєва ємність легень?
3. Яким приладом визначають ЖЄЛ?
4. Як відбувається акт вдиху та видиху?

V. Самостійна робота учнів

Визначення власного показника ЖЄЛ. Вміння надавати першу домедичну допомогу людину, у якої відсутню дихання.

VI. Підбиття підсумків уроку

VII. Домашнє завдання

Прочитати 15 параграф підручника, відповісти на питання наприкінці параграфа.