Биология для 8 класса — Соловьева А., Ибраимова Б.

§27. Показатели работы легких. Гигиена дыхания

Определять жизненную емкость легких и минутный объем дыхания в состоянии покоя и при физической нагрузке

Приходилось ли вам надувать воздушные шарики? Как вы думаете, можно ли измерить, какое количество воздуха входит в легкие? Какая широко распро­страненная вредная привычка наиболее опасна для легких?

Ñколько воздуха вмещается в легкие? Этот вопрос имеет большое зна­чение для представления о физиологическом состоянии организма че­ловека. Есть несколько показателей работы легких, которые поддаются измерению. Важнейшим из них является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Это объем воздуха, который может выдохнуть человек после са­мого глубокого вдоха. В среднем у женщин жизненная емкость составля­ет 2,7 л, или 2700 см³. У мужчин этот показатель выше и составляет в среднем 3,5 л, или 3500 см³.

ЖЕЛ – важнейший показатель функционирования легких. Чем выше ЖЕЛ, тем лучше функционируют легкие. Жизненная емкость легких может изменяться. Это зависит от состояния здоровья человека и других факторов. Еще в середине ХХ в. средний показатель ЖЕЛ у мужчин составлял 5 л. Но малоподвижный образ жизни современного человека приводит к снижению ЖЕЛ. У физически развитых здоровых людей он доходит до 6–7,5 л. Рекордная ЖЕЛ, более 9 л, была зафик­сирована у профессионального баскетболиста, рост которого превышал 2 м. Но ЖЕЛ не всегда напрямую зависит от размеров тела. В большей степени она зависит от тренированности организма. Жизненную емкость легких определяют специальным прибором – спирометром (рис. 61).

Дыхательный объем – это количество воздуха, которое вдыхает и выдыхает человек во время спокойного вдоха. Ñчитается, что в среднем дыхательный объем составляет 500 см³, или 0,5 л.

Кроме ЖЕЛ и дыхательного объема выделяют еще два показателя. Это резервный и остаточный объемы легких. Резервный объем – это коли­чество воздуха, которое человек может выдохнуть после спокойного выдоха. Ведь при спокойном дыхании мы не стремимся изгнать весь имеющийся в легких воздух. Обычно резервный объем составляет 1–1,2 л. Остаточный объем – это количество воздуха, которое никогда не покидает легкие, даже после смерти. Он составляет примерно около 1 л.

Количество дыхательных движений и минутный объем. Новорожден­ный делает 60 дыхательных движений за 1 мин, а взрослый человек в спокойном состоянии – 16–18. Учитывая количество дыхательных дви­жений и дыхательный объем, можно вычислить минутный объем дыха­ния. Так, если человек с дыхательным объемом 400 см³ сделал 20 дыха­тельных движений в минуту, то его минутный объем дыхания составит 8000 см3 (20 х 400 см3).

Органы дыхания и курение. О вреде курения вы слышите чуть ли не с пеленок. Чем же оно опасно? Закурив, вы крадете у своего организма половину кислорода, который ему предназначен. А если в организм по­ступает только половина кислорода, клетки начинают голодать. Они уже не могут расти, как обычно. Кроме того, курение приводит к нарушению кровоснабжения органов, ведь никотин способствует сужению кровенос­ных сосудов.

Наибольший вред никотин оказывает на органы дыхания. Дым таба­ка вызывает воспаление дыхательных путей. Ñодержащиеся в табачном дыме сажа и деготь закупоривают просветы мелких бронхов и альвеолы легких. Изменяется состав стенок альвеол. Они теряют эластичность и перестают в достаточной мере растягиваться. В результате ЖЕЛ, как и другие показатели работы легких, снижается. Легкие перестают полно­стью обеспечивать организм кислородом, и нарушается газообмен.

Табачный дым содержит не только ядовитые вещества, проникающие в кровь и отравляющие весь организм (никотин). В нем содержатся ра­диоактивные элементы и бензопирен, которые вызывают онкологические изменения клеток. При злоупотреблении курением возникают тяжелые заболевания, такие как рак легких.

Растворившийся в крови никотин отравляет весь организм. Вещества, попадающие в кровь из табачного дыма, в частности, разрушают витамин С, который жизненно важен для здоровья и иммунитета.

Знание и понимание:

1. Дайте определение ЖЕЛ и укажите ее среднее значение у женщин и мужчин.
2. Объясните, почему курение вредит здоровью.
3. Дайте определение терминам дыхательный и резервный объемы.

Применение:

1. Сравните ЖЕЛ, дыхательный, минутный, резервный и остаточный объемы.
2. Назовите причины потери эластичности альвеол и сосудов.
3. Можно ли вычислить минутный объем, если человек сделал 19 ды­хательных движений, его ЖЕЛ составляет 3,4 л, дыхательный объем 480 см³, резервный 1 л и остаточный 1200 см³?

Анализ:

Изобразите в виде схемы различные показатели работы легких. Реши­те одну из следующих задач:

1. Рассчитайте, сколько воздуха пройдет через легкие подростка за сут­ки, если его дыхательный объем составляет 450 см³, а в среднем он совершает 18 дыхательных движений в минуту? Для решения задач вспомните состав вдыхаемого и выдыхаемого воз­духа.
2. Сколько кислорода поглотит за один урок класс из 26 учеников, если их средний минутный объем составляет 9000 см³, а урок длится 45 мин?
3. Сколько углекислого газа выделит ученик за урок (45 мин), если его дыхательный объем составляет 500 см³?

Синтез:

1. Порассуждайте: какие из количественных показателей работы легких зависят от тренированности, а какие будут влиять на состояние орга­низма?
2. Напишите эссе о различных факторах, влияющих на работу легких.
3. Осмыслите для себя роль тренированности и здорового образа жизни в развитии органов дыхания.

Оценка:

1. Выскажите свое мнение: какие меры способствуют увеличению ЖЕЛ?
2. Считаете ли вы, что курение смертельно опасно или оно просто незна­чительно вредит здоровью? Устройте в классе дебаты по резолюции: «Курение – смертельно опасно».
3. Оцените, снизится ли физиологическая активность легких, если ЖЕЛ понизится?

ЛР №8. Исследование жизненного объема легких. См. с. 247.

Раздел 7. ВЫДЕЛЕНИЕ

§28. Строение органов мочевыделительной системы

Описывать строение и функции органов мочевыделительной системы человека. Распознавать структурные компоненты почек

Какие вещества и через какие органы выделяются из организмов животных? Откуда они берутся? В результате каких процессов образуются? Какие органы относятся к выделительной системе млекопитающих? Что такое нефрон?

Роль выделительной системы. Через органы выделения удаляются избытки воды, солей и вредные вещества, содержащие азот (рис. 62). Азотсодержащие соединения образуются в результате полного разложе­ния белков. К ним относятся мочевина, аммиак, мочевая кислота. Цент­ральный орган выделения – почки.

Почки – парный орган бобовидной формы. Они расположены в пояс­ничной области по обе стороны от позвоночника и обращены к нему своей вогнутой частью.

В почках различают 2 слоя:

1. наружный темно-красный корковый и
2. внутренний светло-коричневый мозговой.

Другие органы – мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускатель­ный канал – являются полыми внутренними органами. Как и органы

пищеварительного канала, кровеносные сосуды и воздухоносные пути, они состоят из 3 слоев. Снаружи находится плотный соединительно­тканный слой, средний – слой гладких мышц и внутренний – эпителий. Задача полых выделительных органов – продвижение мочи, ее накапли­вание, временное хранение и выведение из организма.

Строение и роль почек. В почках происходит фильтрация крови. Это первый этап образования мочи. То есть почки являются главными биоло­гическими фильтрами нашего организма. Если представить себе, что обе почки перестали работать, то самоотравление организма наступит в тече­ние 30–40 мин. Вот насколько важна роль почек в организме.

Функциональной единицей почек является нефрон. Нефроны – ми­кроскопические структуры. В каждой почке их насчитывается более 1 млн. Нефрон образован клетками однослойного эпителия и состоит из двух частей. Капсула нефрона обхватывает клубочек кровеносных капил­ляров (рис. 63). Находится она в корковом слое почек. Из-за капиллярно­го клубочка корковый слой более алый.

Вторая часть нефрона – извитой каналец. Именно в него переходит капсула. Каналец пронизывает и мозговой, и корковый слои и оканчива­ется в почечных пирамидках.

Почечные пирамидки – это скопления тончайших, но видимых без микроскопа нитей – канальцев – во внутреннем слое почек. Они действи-

тельно имеют вид пирамидок, обращенных своим основанием к наружно­му – корковому – слою. А своей верхушкой почечные пирамидки пере­ходят в чашечки почечной лоханки. Из лоханки выходит мочеточник.

Образование мочи в нефроне происходит в 2 этапа: фильтрация и реабсорб­ция (возвращение, обратное всасывание). Кровь поступает в капиллярный клубочек по широкой артерии, а уходит из него – по узкой. В результате в капиллярах возникает большое давление, и жидкая часть крови – плаз­ма – просачивается (фильтруется) между клетками однослойного эпите­лия внутрь почечной капсулы. Это первичная моча. Ее образуется около 150 л в сутки. По своему составу она похожа на плазму крови. Только в ней нет крупных белковых молекул вроде фибриногена, глобулинов, альбуминов.

Второй этап образования мочи – реабсорбция. Вода и полезные ве­щества (глюкоза, витамины, гормоны), поступившие в капсулу, должны быть возвращены обратно в кровь, иначе организм будет обезвожен. Это происходит в почечных канальцах, которые оплетает густая сеть веноз­ных капилляров. Клетки канальцев, тратя энергию АТФ, проталкивают жидкость сквозь стенки капилляров обратно в кровь. При этом они за­держивают в канальцах вредные вещества: мочевину, мочевую кислоту и некоторые соли. Так в канальцах образуется вторичная, или конечная, моча (1,5 л в сутки). Очищенная жидкость возвращается в кровь, а обра­зовавшаяся моча поступает из канальцев в пирамидки, затем – в лоханку и мочеточник.

Выведение мочи. Накопление мочи происходит в мочевом пузыре. Он вмещает около 500 мл. Внутри мочевого пузыря слизистый (эпите­лиальный) слой образует складки. В них находятся рецепторы, способ­ные реагировать на давление (расправление складок). По мере наполне­ния мочевого пузыря складки расправляются, и сигнал от рецепторов попадает в центр мочеиспускательного рефлекса. Этот центр находится в крестцовом отделе спинного мозга. Примерно с 2-летнего возраста он попадает под контроль коры больших полушарий (КБП). Тогда моче­испускание начинает осуществляться уже осознанно. При сокращении гладких мышц мочевого пузыря моча поступает в мочеиспускательный канал, и происходит ее выведение наружу (в среднем 200–300 мл). Моче­испускательный канал отличается по строению у мужчин и женщин. У мужчин он является одновременно органом и половой, и выделительной систем и поэтому длиннее. У женщин он короче и относится только к вы­делительной системе.

Знание и понимание:

1. Дайте определения понятиям нефрон, первичная и вторичная моча.
2. Что такое мозговой и корковый слои?

Применение:

1. Определите связь между частями нефрона (рис. 63) и его функциями.
2. Из чего состоит выделительная система человека?
3. Рассмотрите рис. 62. Определите, какие структуры почки там обозна­чены и каковы их функции.

Анализ:

1. Проанализируйте этапы образования мочи.
2. Изобразите в виде схемы процессы, происходящие в капсуле нефрона и в извитом канальце.
3. Заполните таблицу.

Орган	Особенности строения	Функции
Почки
Мочеточники
Мочевой пузырь
Мочеиспускательный канал

Синтез:

1. Перечислите, в чем заключается различие между корковым и мозго­вым слоями почек. Учитывайте как строение, так и процессы, в них происходящие.
2. Проанализируйте строение и роль чашечек, лоханки, мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала. Можно ли найти в них сходство с воздухоносными путями? Ответ аргументируйте.

Оценка:

1. Напишите реферат об эволюции выделительной системы животных, начиная от простейших.
2. Выстройте в верной последовательности процессы и структуры, на­чиная от попадания вредных веществ (мочевины) в кровь почечной артерии.
3. Объясните значение выделения для организма человека.