1 что означает понятие дыхание 2 как осуществляют дыхание простейшие организмы 3 рыбы дышат

Обновлено: 12.05.2024

1. Голосовая щель при переходе от молчания к разговору:

А) не изменяется Б) сужается В) расширяется

2. Количество слоев клеток в стенке легочного пузырька:
А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

3. Форма диафрагмы при сокращении:
А) плоская Б) куполообразная В) удлиненная Г) вогнутая

4. Дыхательный центр расположен в:
А) продолговатом мозге Б) мозжечке В) промежуточном мозге Г) коре полушарий

5. Вещество, вызывающее активность дыхательного центра:
А) кислород Б) углекислый газ В) глюкоза Г) гемоглобин

6. Участок стенки трахеи, в котором отсутствуют хрящи:
А) передняя стенка Б) боковые стенки В) задняя стенка

7. Надгортанник закрывает вход в гортань:
А) во время разговора Б) при вдохе В) при выдохе Г) при глотании

8. Сколько кислорода содержится в выдыхаемом воздухе?
А) 10% Б) 14% В) 16% Г) 21%

9. Орган, который не участвует в образовании стенки грудной полости:
А) ребра Б) грудина В) диафрагма Г) околосердечная сумка

10. Орган, который не выстилает плевра:
А) трахея Б) легкое В) грудина Г) диафрагма Д) ребра

11. Евстахиева труба открывается в:
А) носовую полость Б) носоглотку В) глотку Г) гортань

12. Давление в легких больше давления в плевральной полости:
А) при вдохе Б) при выдохе В) в любую фазу Г) при задержке дыхания на вдохе

13. Голосовые связки расположены в:
А) носоглотке Б) трахеи В) гортани Г) бронхах

14. Стенки гортани образованы:
А) хрящами Б) костями В) связками Г) гладкими мышцами

15. Сколько кислорода содержится в воздухе легочных пузырьков?
А) 10% Б) 14% В) 16% Г) 21%

16. Количество воздуха, которое поступает в легкие при спокойном вдохе:
А) 100-200 см 3 Б) 300-900 см 3 В) 1000-1100 см 3 Г) 1200-1300 см 3

17. Оболочка, которая покрывает каждое легкое снаружи:
А) фасция Б) плевра В) капсула Г) базальная мембрана

18. Во время глотания происходит:
А) вдох Б) выдох В) вдох и выдох Г) задержка дыхания

19 . Количество углекислого газа в атмосферном воздухе:
А) 0,03% Б) 1% В) 4% Г) 6%

20. Звук формируется при:

А) вдохе Б) выдохе В) задержке дыхания на вдохе Г) задержке дыхания на выдохе

21. Не принимает участие в формировании звуков речи:
А) трахея Б) носоглотка В) глотка Г) рот Д) нос

22. Стенка легочных пузырьков образована тканью:
А) соединительной Б) эпителиальной В) гладкомышечной Г) поперечно-полосатой мышечной

23. Форма диафрагмы при расслаблении:
А) плоская Б) удлиненная В) куполообразная Г) вогнутая в брюшную полость

24. Количество углекислого газа в выдыхаемом воздухе:
А) 0,03% Б) 1% В) 4% Г) 6%

25. Клетки эпителия воздухоносных путей содержат:
А) жгутики Б) ворсинки В) ложноножки Г) реснички

26 . Количество углекислого газа в воздухе легочных пузырьков:
А) 0,03% Б) 1% В) 4% Г) 6%

27. Голосовая щель при переходе от разговора к молчанию:
А) не изменяется Б) сужается В) расширяется

28. При увеличении объема грудной клетки, давление в альвеолах:
А) не изменяется Б) уменьшается В) увеличивается

29 . Количество азота в атмосферном воздухе:
А) 54% Б) 68% В) 79% Г) 87%

30. За пределами грудной клетки расположен(ы):
А) трахея Б) пищевод В) сердце Г) тимус (вилочковая железа) Д) желудок

31. Наиболее частые дыхательные движения характерны для:
А) новорожденных Б) детей 2-3 лет В) подростков Г) взрослых

32. Кислород перемещается из альвеол в плазму крови при:

А) пиноцитозе Б) диффузии В) дыхании Г) вентиляции

33 . Число дыхательных движений в минуту:
А) 10-12 Б) 16-18 В) 2022 Г) 24-26

34 . У водолаза образуются пузырьки газа в крови (причина кессонной болезни) при:
А) медленном подъеме с глубины на поверхность Б) медленном спуске на глубину

В) быстром подъеме с глубины на поверхность Г) быстром спуске на глубину

35. Какой хрящ гортани у мужчин выступает вперед?
А) надгортанник Б) черпаловидный В) перстневидный Г) щитовидный

36. Возбудитель туберкулеза относится к:
А) бактериям Б) грибам В) вирусам Г) простейшим

37. Общая поверхность легочных пузырьков:
А) 1 м 2 Б) 10 м 2 В) 100 м 2 Г) 1000 м 2

38. Концентрация углекислого газа, при которой у человека начинается отравление:
А) 1% Б) 2-3% В) 4-5% Г) 10-12%

39 . Диафрагма впервые появилась у:
А) земноводных Б) пресмыкающихся В) млекопитающих Г) приматов Д) людей

40. Концентрация углекислого газа, при которой у человека наступает потеря сознания и смерть:

А) 1% Б) 2-3% В) 4-5% Г) 10-12%

41. Клеточное дыхание происходит в:
А) ядре Б) эндоплазматической сети В) рибосоме Г) митохондрии

42. Количество воздуха для нетренированного человека во время глубокого вдоха:
А) 800-900 см 3 Б) 1500-2000 см 3 В) 3000-4000 см 3 Г) 6000 см 3

43. Фаза, когда давление легких выше атмосферного:
А) вдох Б) выдох В) задержка на вдохе Г) задержка на выдохе

44. Давление, которое начинает изменяться при дыхании раньше:
А) в альвеолах Б) в плевральной полости В) в носовой полости Г) в бронхах

45. Процесс, который требует участие кислорода:
А) гликолиз Б) синтез белков В) гидролиз жиров Г) клеточное дыхание

46. В состав воздухоносных путей не входит орган:
А) носоглотка Б) гортань В) бронхи Г) трахея Д) легкие

47 . К нижним дыхательным путям не относится:

А) гортань Б) носоглотка В) бронхи Г) трахея

48. Возбудителя дифтерии относят к:
А) бактериям Б) вирусам В) простейшим Г) грибам

49. Какой компонент выдыхаемого воздуха находится в большем количестве?

А) углекислый газ Б) кислород В) аммиак Г) азот Д) пары воды

50. Кость, в которой расположена гайморова пазуха?
А) лобная Б) височная В) верхнечелюстная Г) носовая

Ответы: 1б, 2а, 3а, 4а, 5б, 6в, 7г, 8в, 9г, 10а, 11б, 12в, 13в, 14а, 15б, 16б, 17б, 18г, 19а, 20б, 21а, 22б, 23в, 24в, 25г, 26г, 27в, 28б, 29в, 30г, 31а, 32б, 33б, 34в, 35г, 36а, 37в, 38в, 39в, 40г, 41г, 42в, 43б, 44а, 45г, 46д, 47б, 48а, 49г, 50в

Обычно под дыханием мы имеем ввиду механизм "вдоха-выдоха". Однако дыхание – это сложный процесс получения энергии. С вдыхаемым воздухом животные получают кислород – топливо для работы организма. В ходе эволюции у животных независимо развивались органы, позволяющие максимально быстро и эффективно "заправляться" новыми порциями кислорода.

Режим обучения доступен только авторизованным пользователям

Возможности режима обучения:

просмотр истории в виде слайдов
возможность прослушивания озвучки по каждому слайду
возможность добавить свою, детскую озвучку
тесты для детей, чтобы закрепить материал
специально подобранные коллекции картинок и видео для улучшения восприятия
ссылки на дополнительные обучающие курсы

Озвучка доступна в режиме обучения

Дыхание = энергия

Чтобы ускорить получение энергии, в ходе эволюции у животных развились две системы органов: 1. Дыхательная система. Органы дыхания (лёгкие) позволяют получить максимальное количество кислорода. За один вдох в лёгкие гепарда поступают сотни триллионов молекул кислорода. 2. Кровеносная система. Сердце как насос качает кровь по сосудам. Сосуды, оплетающие все тело гепарда, за секунды доставляют кислород ко всем клеткам. Без кровеносной системы кислород от легких гепарда к его мышцам шел бы в течение месяцев! За это время мышечные клетки давно бы погибли.

Так почему же у гепарда во время бега появилась отдышка и участилось сердцебиение?

У простых животных, таких как кишечнополостные и плоские черви, органы дыхания отсутствуют. Дыхание происходит через кожу путём диффузии.

Из-за беспорядочного движения молекул, кислород постепенно проникает из области, где его много туда, где его мало. Но такое движение происходит очень медленно. Так, молекулы кислорода проникают на расстояние в 1 мм за 100 секунд, а диффузия в 1 см займёт уже 3 часа. Поэтому большинство примитивных животных – мелкие, плоские и даже прозрачные создания. Через их тонкие тела кислород быстро проникает в организм и достигает каждой клетки.

Дыхательная система

Дыхание примитивных животных

У насекомых развилась особая система разветвлённых дыхательных каналов – трахей. Снаружи тела трахеи открываются дыхальцами, которые расположены вдоль всего тела насекомого. Воздух проникает через дыхальца, попадает в трахеи и доходит до тонких трахеол. Густая сеть трахеол дотягивается до каждой клетки. Другими словами, лёгкие оплетают все тело насекомого.
Увеличенные части трахей образуют воздушные мешочки возле органов, которым требуется большое количество кислорода.

Жабры необходимы для дыхания в воде. Они состоят из множества разветвляющихся отростков, увеличивающих контакт с поглощаемым из воды кислородом. Жабрами дышат рыбы, большинство моллюсков и некоторые амфибии.

Без защитных покрытий наружные жабры легко повредить. Если такое животное достать из воды, то его жабры быстро высохнут и разрушатся.

Жабры рыб защищены жаберными крышками, которые также помогают регулировать ток воды. Вода, насыщенная кислородом, проходит в жабры через рот рыбы. Затем вода достигает жаберных дуг, которые состоят из жаберных лепестков. Жаберные лепестки покрыты сетью крошечных кровеносных капилляров. Воздух просачивается через жаберные лепестки и попадает в кровь. Противоположный ток крови и воды позволяет максимально эффективно извлекать кислород. Это особенно важно, учитывая что количество кислорода в воде в 30 раз меньше, чем в воздухе.

Когда позвоночные животные впервые вышли на сушу сотни миллионов лет назад, жабры стали бесполезными. Нежные перистые структуры жабр легко повреждаются и быстро высыхают на воздухе. Миллионы лет назад у некоторых рыб впервые появились выросты кишечного тракта, которые дополняли жаберное дыхание. В дальнейшем эти выросты превратились в мешочки-лёгкие, спрятанные в теле и защищенные от усыхания и повреждений. Постепенное увеличение объема легких у наземных позвоночных позволяло вести всё более активный образ жизни.

Наземные позвоночные дышат лёгкими

Легкие млекопитающих состоят из многочисленных микроскопических мешочков – альвеол. Эти мешочки увеличивают площадь соприкосновения лёгких с кислородом. Благодаря этому за один вдох поглощается больше кислорода. Так, у активных хищников количество альвеол достигает 300 миллионов, а у малоподвижных ленивцев – всего 6 миллионов. В дыхании всех млекопитающих участвует мышца диафрагма. Она располагается под легкими и осуществляет механизм вдоха – выдоха.

Процесс дыхания, поступление кислорода в организм при вдохе и удаление из него углекислого газа и паров воды при выдохе. Строение респираторной системы. Ритмичность и различные типы дыхательного процесса. Регуляция дыхания. Разные способы дыхания.

Для нормального протекания обменных процессов в организме человека и животных в равной мере необходим как постоянный приток кислорода, так и непрерывное удаление углекислого газа, накапливающегося в ходе обмена веществ. Такой процесс называется внешним дыханием.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа.

Таким образом, дыхание – одна из важнейших функций регулирования жизнедеятельности человеческого организма. В организме человека функцию дыхания обеспечивает дыхательная (респираторная система).

В дыхательную систему входят легкие и респираторный тракт (дыхательные пути), который, в свою очередь, включает носовые ходы, гортань, трахею, бронхи, мелкие бронхи и альвеолы (смотри рисунок 1.5.3). Бронхи разветвляются, распространяясь по всему объему легких, и напоминают крону дерева. Поэтому часто трахею и бронхи со всеми ответвлениями называют бронхиальным деревом.

Кислород в составе воздуха через носовые ходы, гортань, трахею и бронхи попадает в легкие. Концы самых мелких бронхов заканчиваются множеством тонкостенных легочных пузырьков – альвеол (смотри рисунок 1.5.3).

Альвеолы – это 500 миллионов пузырьков диаметром 0,2 мм, где происходит переход кислородом в кровь, удаление углекислого газа из крови.

Здесь и происходит газообмен. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь, а углекислый газ из крови – в легочные пузырьки (рисунок 1.5.4).

Рисунок 1.5.4. Легочный пузырек. Газообмен в легких

Важнейший механизм газообмена – это диффузия, при которой молекулы перемещаются из области их высокого скопления в область низкого содержания без затраты энергии (пассивный транспорт). Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам производится путем транспорта кислорода в альвеолы, далее в кровь. Таким образом, венозная кровь обогащается кислородом и превращается в артериальную. Поэтому состав выдыхаемого воздуха отличается от состава наружного воздуха: в нем содержится меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в наружном, и много водяных паров (смотри рисунок 1.5.4). Кислород связывается с гемоглобином, который содержится в эритроцитах, насыщенная кислородом кровь поступает в сердце и выталкивается в большой круг кровообращения. По нему кровь разносит кислород по всем тканям организма. Поступление кислорода в ткани обеспечивает их оптимальное функционирование, при недостаточном же поступлении наблюдается процесс кислородного голодания (гипоксии).

Недостаточное поступление кислорода может быть обусловлено несколькими причинами как внешними (уменьшение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе), так и внутренними (состояние организма в данный момент времени). Пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, так же как и увеличение содержания углекислого газа и других вредных токсических веществ наблюдается в связи с ухудшением экологической обстановки и загрязнением атмосферного воздуха. По данным экологов только 15% горожан проживают на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха, в большинстве же районов содержание углекислого газа увеличено в несколько раз.

При очень многих физиологических состояниях организма (подъем в гору, интенсивная мышечная нагрузка), так же как и при различных патологических процессах (заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем) в организме также может наблюдаться гипоксия.

Природа выработала множество способов, с помощью которых организм приспосабливается к различным условиям существования, в том числе к гипоксии. Так компенсаторной реакцией организма, направленной на дополнительное поступление кислорода и скорейшее выведение избыточного количества углекислого газа из организма является углубление и учащение дыхания. Чем глубже дыхание, тем лучше вентилируются легкие и тем больше кислорода поступает к клеткам тканей.

К примеру, во время мышечной работы усиление вентиляции легких обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Если в покое глубина дыхания (объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за один вдох или выдох) составляет 0,5 л, то во время напряженной мышечной работы она увеличивается до 2-4 л в 1 минуту. Расширяются кровеносные сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц), увеличивается скорость тока крови по сосудам внутренних органов. Активируется работа дыхательных нейронов. Кроме того, в мышечной ткани есть особый белок (миоглобин), способный обратимо связывать кислород. 1 г миоглобина может связать примерно до 1,34 мл кислорода. Запасы кислорода в сердце составляют около 0,005 мл кислорода на 1 г ткани и этого количества в условиях полного прекращения доставки кислорода к миокарду может хватить для того, чтобы поддерживать окислительные процессы лишь в течение примерно 3-4 с.

Миоглобин играет роль кратковременного депо кислорода. В миокарде кислород, связанный с миоглобином, обеспечивает окислительные процессы в тех участках, кровоснабжение которых на короткий срок нарушается.

В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки увеличенные потребности скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяются за счет кислорода, высвобождающегося миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток, и поступление кислорода к мышцам вновь становится адекватным.

Все эти факторы, включая усиление вентиляции легких, компенсируют кислородный “долг”, который наблюдается при физической работе. Естественно, увеличению доставки кислорода к работающим мышцам и удалению углекислого газа способствует согласованное увеличение кровообращения в других системах организма.

Саморегуляция дыхания. Организм осуществляет тонкое регулирование содержания кислорода и углекислого газа в крови, которое остается относительно постоянным, несмотря на колебания количества поступающего кислорода и потребности в нем. Во всех случаях регуляция интенсивности дыхания направлена на конечный приспособительный результат – оптимизацию газового состава внутренней среды организма.

Частота и глубина дыхания регулируются нервной системой – ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В дыхательном центре, расположенном в головном мозге, имеются центр вдоха и центр выдоха.

Дыхательный центр представляет совокупность нейронов, расположенных в продолговатом мозге центральной нервной системы.

При нормальном дыхании центр вдоха посылает ритмические сигналы к мышцам груди и диафрагме, стимулируя их сокращение. Ритмические сигналы образуются в результате спонтанного образования электрических импульсов нейронами дыхательного центра.

Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух входит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются рецепторы растяжения, расположенные в стенках легких; они посылают сигналы в мозг – в центр выдоха. Этот центр подавляет активность центра вдоха, и поток импульсных сигналов к дыхательным мышцам прекращается. Мышцы расслабляются, объем грудной полости уменьшается, и воздух из легких вытесняется наружу (смотри рисунок 1.5.5).

Рисунок 1.5.5. Регуляция дыхания

Процесс дыхания, как уже отмечалось, состоит из легочного (внешнего) дыхания, а также транспорта газа кровью и тканевого (внутреннего) дыхания. Если клетки организма начинают интенсивно использовать кислород и выделять много углекислого газа, то в крови повышается концентрация угольной кислоты. Кроме того, увеличивается содержание молочной кислоты в крови за счет усиленного образования ее в мышцах. Данные кислоты стимулируют дыхательный центр, и частота и глубина дыхания увеличиваются. Это еще один уровень регуляции. В стенках крупных сосудов, отходящих от сердца, имеются специальные рецепторы, реагирующие на понижение уровня кислорода в крови. Эти рецепторы также стимулируют дыхательный центр, повышая интенсивность дыхания. Данный принцип автоматической регуляции дыхания лежит в основе бессознательного управления дыханием, что позволяет сохранить правильную работу всех органов и систем независимо от условий, в которых находится организм человека.

Ритмичность дыхательного процесса, различные типы дыхания. В норме дыхание представлено равномерными дыхательными циклами “вдох – выдох” до 12-16 дыхательных движений в минуту. В среднем такой акт дыхания совершается за 4-6 с. Акт вдоха проходит несколько быстрее, чем акт выдоха (соотношение длительности вдоха и выдоха в норме составляет 1:1,1 или 1:1,4). Такой тип дыхания называется эйпноэ (дословно – хорошее дыхание). При разговоре, приеме пищи ритм дыхания временно меняется: периодически могут наступать задержки дыхания на вдохе или на выходе (апноэ). Во время сна также возможно изменение ритма дыхания: в период медленного сна дыхание становится поверхностным и редким, а в период быстрого – углубляется и учащается. При физической нагрузке за счет повышенной потребности в кислороде возрастает частота и глубина дыхания, и, в зависимости от интенсивности работы, частота дыхательных движений может достигать 40 в минуту.

При смехе, вздохе, кашле, разговоре, пении происходят определенные изменения ритма дыхания по сравнению с так называемым нормальным автоматическим дыханием. Из этого следует, что способ и ритм дыхания можно целенаправленно регулировать с помощью сознательного изменения ритма дыхания.

Человек рождается уже с умением использовать лучший способ дыхания. Если проследить как дышит ребенок, становится заметным, что его передняя брюшная стенка постоянно поднимается и опускается, а грудная клетка остается практически неподвижной. Он “дышит” животом – это так называемый диафрагмальный тип дыхания.

Диафрагма – это мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.Сокращения данной мышцы способствуют осуществлению дыхательных движений: вдоха и выдоха.

В повседневной жизни человек не задумывается о дыхании и вспоминает о нем, когда по каким-то причинам становится трудно дышать. Например, в течение жизни напряжение мышц спины, верхнего плечевого пояса, неправильная осанка приводят к тому, что человек начинает “дышать” преимущественно только верхними отделами грудной клетки, при этом объем легких задействуется всего лишь на 20%. Попробуйте положить руку на живот и сделать вдох. Заметили, что рука на животе практически не изменила своего положения, а грудная клетка поднялась. При таком типе дыхания человек задействует преимущественно мышцы грудной клетки (грудной тип дыхания) или области ключиц (ключичное дыхание). Однако как при грудном, так и при ключичном дыхании организм снабжается кислородом в недостаточной степени.

Недостаток поступления кислорода может возникнуть также при изменении ритмичности дыхательных движений, то есть изменении процессов смены вдоха и выдоха.

В состоянии покоя кислород относительно интенсивно поглощается миокардом, серым веществом головного мозга (в частности, корой головного мозга), клетками печени и корковым веществом почек; клетки скелетной мускулатуры, селезенка и белое вещество головного мозга потребляют в состоянии покоя меньший объем кислорода, то при физической нагрузке потребление кислорода миокардом увеличивается в 3-4 раза, а работающими скелетными мышцами – более чем в 20-50 раз по сравнению с покоем.

Интенсивное дыхание, состоящее в увеличении скорости дыхания или его глубины (процесс называется гипервентиляцией), приводит к увеличению поступления кислорода через воздухоносные пути. Однако частая гипервентиляция способна обеднить ткани организма кислородом. Частое и глубокое дыхание приводит к уменьшению количества углекислоты в крови (гипокапнии) и защелачиванию крови – респираторному алкалозу.

Подобный эффект прослеживается, если нетренированный человек осуществляет частые и глубокие дыхательные движения в течение короткого времени. Наблюдаются изменения со стороны как центральной нервной системы (возможно появление головокружения, зевоты, мелькания “мушек” перед глазами и даже потери сознания), так и сердечно-сосудистой системы (появляется одышка, боль в сердце и другие признаки). В основе данных клинических проявлений гипервентиляционного синдрома лежат гипокапнические нарушения, приводящие к уменьшению кровоснабжения головного мозга. В норме у спортсменов в покое после гипервентиляции наступает состояние сна.

Следует отметить, что эффекты, возникающие при гипервентиляции, остаются в то же время физиологичными для организма – ведь на любое физическое и психоэмоциональное напряжение организм человека в первую очередь реагирует изменением характера дыхания.

При глубоком, медленном дыхании (брадипноэ) наблюдается гиповентиляционный эффект. Гиповентиляция – поверхностное и замедленное дыхание, в результате которого в крови отмечается понижение содержание кислорода и резкое увеличение содержания углекислого газа (гиперкапния).

Количество кислорода, которое клетки используют для окислительных процессов, зависит от насыщенности крови кислородом и степени проникновения кислорода из капилляров в ткани.Снижение поступления кислорода приводит к кислородному голоданию и к замедлению окислительных процессов в тканях.

В 1931 году доктор Отто Варбург получил Нобелевскую премию в области медицины, открыв одну из возможных причин возникновения рака. Он установил, что возможной причиной этого заболевания является недостаточный доступ кислорода к клетке.

Используя простые рекомендации, а также различные физические упражнения, можно повысить доступ кислорода к тканям.

Правильное дыхание, при котором воздух, проходящий через воздухоносные пути, в достаточной степени согревается, увлажняется и очищается – это спокойное, ровное, ритмичное, достаточной глубины.
Во время ходьбы или выполнения физических упражнений следует не только сохранять ритмичность дыхания, но и правильно сочетать ее с ритмом движения (вдох на 2-3 шага, выдох на 3-4 шага).
Важно помнить, что потеря ритмичности дыхания приводит к нарушению газообмена в легких, утомлению и развитию других клинических признаков недостатка кислорода.
При нарушении акта дыхания уменьшается приток крови к тканям и понижается насыщение ее кислородом.

Необходимо помнить, что физические упражнения способствуют укреплению дыхательной мускулатуры и усиливают вентиляцию легких. Таким образом, от правильного дыхания в значительной мере зависит здоровье человека.

Водное дыхание - это процесс, при котором водный организм обменивается дыхательными газами с водой , получая кислород из растворенного в воде кислорода и выделяя в воду углекислый газ и некоторые другие продукты метаболизма.

СОДЕРЖАНИЕ

Одноклеточные и простые мелкие организмы

У очень мелких животных, растений и бактерий простой диффузии газообразных метаболитов достаточно для дыхательной функции, и не обнаружено никаких специальных приспособлений, способствующих дыханию. Пассивная диффузия или активный транспорт также являются достаточными механизмами для многих крупных водных животных, таких как многие черви , медузы , губки , мшанки и подобные организмы. В таких случаях не обнаруживаются специфические органы дыхания или органеллы.

Высшие растения

Хотя высшие растения обычно используют углекислый газ и выделяют кислород во время фотосинтеза, они также дышат, и, особенно в темноте, многие растения выделяют углекислый газ и нуждаются в кислороде для поддержания нормальных функций. У полностью погруженных в воду высших растений специальные структуры, такие как устьица на поверхности листьев, контролируют газообмен. У многих видов эти структуры можно контролировать, чтобы они были открытыми или закрытыми в зависимости от условий окружающей среды. В условиях высокой интенсивности света и относительно высоких концентраций карбонат-ионов кислород может вырабатываться в достаточных количествах для образования пузырьков газа на поверхности листьев и может вызывать перенасыщение кислородом в окружающем водоеме.

Животные

Все животные, которые практикуют истинное водное дыхание, пойкилотермны . Все водные гомеотермные животные и птицы, включая китообразных и пингвинов , дышат воздухом, несмотря на полностью водный образ жизни.

Иглокожие

Иглокожие имеют специализированную водную сосудистую систему, которая обеспечивает ряд функций, включая обеспечение гидравлической энергии для трубчатых ножек, но также служит для переноса насыщенной кислородом морской воды в тело и повторного вывода ее наружу. У многих родов вода поступает через мадрепорит , решетчатую структуру на верхней поверхности, но также может поступать через реснички в ножках трубки или через специальные решетчатые органеллы.

Большинство рыб обмениваются газами, используя жабры по обе стороны от глотки (горла), образуя спланхнокраниум ; Splanchnocranium является частью скелета, где хрящ черепа сходится с хрящом глотки и связанными с ним частями. Жабры - это ткани, которые состоят из нитевидных структур, называемых нитями . Эти нити выполняют множество функций и участвуют в переносе ионов и воды, а также в обмене кислорода, углекислого газа, кислоты и аммиака. Каждая нить накала содержит капиллярную сеть, которая обеспечивает большую площадь поверхности для обмена газов и ионов. Рыбы обмениваются газами, вытягивая богатую кислородом воду через рот и перекачивая ее через жабры. У таких видов, как колючая морская собачка и другие акулы и скаты, в верхней части головы существует дыхальце, которое перекачивает воду в жабры, когда животное не находится в движении. У некоторых рыб капиллярная кровь течет в направлении, противоположном воде, вызывая противоточный обмен . Мышцы по бокам глотки выталкивают обедненную кислородом воду через жаберные отверстия. У костистых рыб перекачиванию воды с низким содержанием кислорода помогает кость, окружающая жабры, которая называется Operculum (рыба) .

Моллюски

Моллюски обычно обладают жабрами, которые обеспечивают обмен дыхательных газов из водной среды в кровеносную систему. У этих животных есть сердце, которое перекачивает кровь, содержащую гемоцианин в качестве молекулы, улавливающей кислород. Дыхательная система брюхоногих может включать в себя либо жабру или легкое.

Членистоногие

Водные членистоногие обычно обладают той или иной формой жабр, в которых происходит газообмен путем диффузии через экзоскелет . Другие могут дышать атмосферным воздухом, оставаясь в воде, через дыхательные трубки или захваченные пузырьки воздуха, хотя некоторые водные насекомые могут оставаться в воде на неопределенное время и дышать с помощью пластрона . У ряда насекомых есть фаза водной молоди и фаза взрослой особи на суше. В этом случае при окончательном шелушении теряются приспособления к жизни в воде . Ряд заказов насекомых , такие как поденки , ручейники и Каменные мухи есть водная стадия ювенальной в то время как некоторые заказы , такие как чешуекрылые есть лишь несколько примеров , такие как Китай отмечает моль . Очень немногие паукообразные приняли водный образ жизни, в том числе паук-водолазный колокол . Во всех случаях кислород поступает из воздуха, захваченного волосками вокруг тела животного.

Водные рептилии

Все водные рептилии вдыхают воздух в легкие. Анатомическое строение из легких является менее сложными рептилиями , чем у млекопитающих , с рептилией не хватает очень обширной структуры дыхательных путей дерева нашли в легких млекопитающих. Газообмен у рептилий по-прежнему происходит в альвеолах ; однако у рептилий нет диафрагмы . Таким образом, дыхание происходит за счет изменения объема полости тела, которое контролируется сокращением межреберных мышц у всех рептилий, кроме черепах . У черепах сокращение определенных пар боковых мышц определяет вдох или выдох .

См. Также рептилии для более подробного описания дыхательной системы этих животных.

Амфибии

И легкие, и кожа служат органами дыхания у земноводных . Кожа этих животных сильно васкуляризована и влажная, а влажность поддерживается за счет секреции слизи из специализированных клеток. Хотя легкие имеют первостепенное значение для контроля дыхания, уникальные свойства кожи способствуют быстрому газообмену, когда земноводные погружаются в воду, богатую кислородом.

Водные птицы

Все птицы, включая ныряющих и океанических пелагических птиц, дышат обычными легкими, вдыхают газы из воздуха и выдыхают газы в воздух.

Жабры

Многие водные животные имеют развитые жабры для дыхания , которые специально адаптированы к их функции. У рыбы, например, есть:

Большая площадь поверхности, позволяющая как можно большему количеству кислорода поступать в жабры, поскольку большая часть газа контактирует с мембраной.
Хорошее кровоснабжение для поддержания необходимого градиента концентрации
Тонкая мембрана, обеспечивающая короткий путь диффузии
каждая жаберная дуга имеет два ряда (полужаберных) жаберных нитей
каждая жаберная нить имеет много ламелей

У osteichthyes жабры содержат по 4 жаберные дуги с каждой стороны головы, по две с каждой стороны для хондрихтисов или по 7 жаберных корзин с каждой стороны головы рыбы у миног . У рыб длинная костяная оболочка жабр ( жаберная крышка ) может использоваться для выталкивания воды. Некоторые рыбы перекачивают воду с помощью жаберной крышки. Без жаберной крышки требуются другие методы, например, таранная вентиляция . Некоторые виды акул используют эту систему. Когда они плавают, вода течет в рот и через жабры. Поскольку эти акулы полагаются на эту технику, они должны продолжать плавать, чтобы дышать.

Костные рыбы используют противоток, чтобы максимально увеличить потребление кислорода, который может диффундировать через жабры. Противоток возникает, когда дезоксигенированная кровь движется через жабры в одном направлении, а насыщенная кислородом вода движется через жабры в противоположном направлении. Этот механизм поддерживает градиент концентрации, тем самым повышая эффективность процесса дыхания и предотвращая достижение равновесия уровня кислорода . У хрящевой рыбы нет системы противотока, поскольку у нее нет костей, которые необходимы для раскрытия жабр, как у костистой рыбы.

Контроль дыхания

У рыб нейроны, расположенные в стволе мозга рыб, ответственны за генезис дыхательного ритма . Положение этих нейронов немного отличается от центров респираторного генеза у млекопитающих , но они находятся в том же отсеке головного мозга, что вызвало дебаты о гомологии в дыхательных центрах между водными и наземными видами. Как в водном, так и в земном дыхании точные механизмы, с помощью которых нейроны могут генерировать этот непроизвольный ритм, до сих пор полностью не изучены (см. Непроизвольный контроль дыхания ).

Многие теперь согласны с тем, что оба механизма, вероятно, присутствуют и дополняют друг друга или работают вместе с механизмом, который может обнаруживать изменения в насыщении крови кислородом и / или углекислым газом.

Читайте также: