Trumpas dujų mainai plaučiuose ir audiniuose

Dujų mainai audiniuose ir plaučiuose yra vienas svarbiausių procesų mūsų kūne, leidžiantis reguliuoti gyvybiškai svarbų deguonies ir anglies dioksido kiekį. Kvėpuodamas žmogus gauna daug deguonies, reikalingo visiems gyvybiškai svarbiems procesams, kuris per kraujotakos sistemą bus toliau tiekiamas visiems organams ir kūno dalims.

Kita svarbi cheminė medžiaga, randama žmogaus organizme ir ją supančioje atmosferoje, yra anglies dioksidas. Šio junginio perteklius sukelia rimtų pasekmių audiniams ir visiems mūsų kūno organams. Anglies dioksido perteklių pašalina ir dujų mainai, kurie nuolat vyksta kiekvienoje kūno dalyje..

Beje! Sužinokite, kurie žmogaus kvėpavimo organai egzistuoja ir kokias funkcijas jie atlieka.

Turinys

Dujų mainai plaučiuose
Dujų mainai audiniuose
Būtinos dujų mainų sąlygos
Plaučių gyvybinis pajėgumas keistis dujomis

Dujų mainai plaučiuose

Oras, kurį žmogus įkvepia ir iškvepia atgal, labai skiriasi savo chemine sudėtimi. Aplinkos atmosferoje esančiame ore yra iki 21 proc. Deguonies ir apie 0,04 proc. Anglies dvideginio. Iškvepiant abiejų medžiagų kiekis pasikeičia, deguonis tampa apie 16 proc., Anglies dioksidas - 4-5 proc.

Alveolės vaidina didžiulį vaidmenį dujų mainų plaučiuose procese. Jie yra padengti mažų kapiliarų tinklu, į kurį perduodamas veninis kraujas iš širdies. Kraujas, patekęs į plaučius, neturi deguonies ir turi daug anglies dioksido. Tuo pačiu metu kvėpavimo metu absorbuojamas oras, kaip jau minėta, turi daug deguonies. Difuzijos ir osmoso procesų dėka deguonis patenka į alveoles. Iš jų jis patenka į kraujotakos sistemą ir susijungia su raudonųjų kraujo kūnelių randamomis hemoglobino molekulėmis.

Priešingas difuzijos proceso poveikis yra alveolių išsiskiriantis anglies dioksido kiekis iš kraujo kapiliarų į įkvepiamą orą. Be to, esant nuolatiniam dujų mainų procesui, iš kraujo išsiskiria tam tikras vandens kiekis, kuris kvėpavimo metu išsiskiria garų pavidalu..

Dujų mainai audiniuose

Deguonis organizme aktyviai vartojamas nuolatiniams oksidacijos procesams, vykstantiems audiniuose. Šie procesai yra priežastis, dėl kurios deguonies kiekis audiniuose yra daug mažesnis nei kraujyje, tekančiame iš širdies į organus. Dėl dujų mainų audinių skystis yra prisotintas reikiamo deguonies kiekio, o tada jį tiesiogiai perneša į organų audinius.

Kraujo prisotinimas anglies dioksidu vyksta atvirkštine tvarka. Dėl nenutrūkstamų audiniuose vykstančių cheminių procesų susidaręs anglies dioksidas pirmiausia perduodamas į audinių skystį, o tada prisotinamas krauju..

Būtinos dujų mainų sąlygos

Reikėtų prisiminti, kad teisingas dujų mainų ciklas organizme galimas tik tuo atveju, jei įvykdomos visos būtinos sąlygos..

1. Būtiniausia būklė yra nuolatinis oro keitimasis plaučiuose - tai yra priežastis, dėl kurios kvėpavimo procesas nenutrūksta nė sekundei. Nuolatinis kvėpavimo procesas, kurį sukelia kvėpavimo raumenys, kiekvieną sekundę užpildo plaučius švariu oru, praturtintu deguonimi. Kvėpavimo sustabdymas kelioms minutėms lemia nepakankamą būtinų cheminių junginių kiekį. Dėl šios priežasties dėl kvėpavimo trūkumo greitai miršta dėl deguonies trūkumo kraujyje..
2. Ypatingą dėmesį reikia atkreipti į įkvepiamo oro cheminę sudėtį. Šiuolaikinę atmosferą vis labiau teršia žmogaus išradimų kasdien išmetami teršalai. Deguonies lygis greta didelių įmonių yra nepakankamas visam dujų mainų procesams audiniuose ir plaučiuose tekėti. Be to, turėtumėte vengti nevėdinamų patalpų ir vietų, kur ventiliacija nėra pakankamai optimizuota, kad surastų daug žmonių. Pernelyg didelis anglies dioksido kiekis kambaryje gali sukelti galvos svaigimą ir sąmonės netekimą.

Plaučių gyvybinis pajėgumas keistis dujomis

VC sąvoka - gyvybinė plaučių talpa, apibrėžiama kaip oro kiekis, kurį žmogus gali įkvėpti vienu kvėpavimu. Šis rodiklis yra labai svarbus norint tinkamai keisti dujas organizme, nes tai yra tam tikras kvėpavimo proceso teisingumo matas..

VC matavimas atliekamas naudojant spirometrą - specialų prietaisą. Taigi, vidutinio žmogaus rodiklis yra 3,5 litro. Šis lygis yra norma, o tai reiškia pakankamą deguonies tiekimą organizmui, kuris yra būtinas tinkamam dujų mainams. Tuo pačiu metu įvairiuose žmonėse VC gali žymiai skirtis. Taigi, sportininkų VC viršija vidurkį maždaug 30–45 proc. Riebalai negali gauti reikiamo deguonies kiekio, todėl jie kasdieniame gyvenime yra lėtesni..

Daugumai žmogaus organizmo biocheminių procesų reikia deguonies. Pakankamas jo suvartojimas prisideda prie teisingo visų žmogaus kūno organų veikimo. Deguonies dėka organizme vykstantys procesai išskiria energiją ir medžiagas, reikalingas kūno darbui palaikyti. Šių procesų metu taip pat išsiskiria anglies dioksidas, kurio perteklinis kiekis organizme yra nepriimtinas. Dujų mainai leidžia atsikratyti per didelio kraujo ir audinių prisotinimo.

Plaučiai

Plaučių struktūra

Plaučiai yra suporuoti organai, esantys krūtinės ertmėje. Susideda iš skilčių: dešiniajame plaučiame yra trys skiltys, kairiajame - du. Plaučių audinys susideda iš burbuliukų - alveolių, kuriuose vyksta gyvybiškai svarbus procesas - dujų mainai tarp kraujo ir atmosferos oro.

Plaučiai yra padengti membrana - pleura, kuri praeina nuo plaučių paviršiaus iki vidinių krūtinės sienelių. Tarp dviejų pleuros sluoksnių susidaro pleuros ertmė, kurios slėgis yra neigiamas, o tai yra nepaprastai svarbu kvėpavimo aktui.

Dujų mainai plaučiuose ir audiniuose

Oras keliauja kvėpavimo takais ir galiausiai pasiekia mažiausią plaučių struktūrą - plaučių pūslelę arba alveoles. Alveolių sienelė supinta tankiu kapiliarų tinklu - indais, kurių sienelė plona, ​​per kurią difuzijos metu išsiskiria dujos: anglies dioksidas iš kraujo patenka į alveolę, o deguonis iš alveolių patenka į kraują..

Kraujas ištirpęs deguonis kraujagyslėmis pasiekia kūno vidaus organus ir audinius. Pažymiu, kad dujos, judėdamos krauju, sudaro junginius su eritrocitų hemoglobinu:

• Deguonis (O₂) - oksihemoglobinas
• Anglies dioksidas (CO₂) - karbhemoglobinas
• Anglies monoksidas (CO) - karboksihemoglobinas

Hemoglobino ir anglies monoksido derinys yra daug stabilesnis nei likęs: anglies monoksidas lengvai laimi konkuruodamas su deguonimi ir užima jo vietą. Tai paaiškina sunkias apsinuodijimo anglies monoksidu pasekmes, kurios greitai kaupiasi per gaisrą uždaroje patalpoje..

Kai kraujas išskiria anglies dioksidą ir pasisavina deguonį, jis iš veninio kraujo (kuriame trūksta deguonies) virsta arteriniu krauju. Audiniuose vyksta atvirkštinis procesas: ląstelėms reikalingas deguonis, reikalingas audinių kvėpavimui, o anglies dioksidas, šalutinis metabolizmo produktas, turi būti pašalintas iš ląstelės į kraują..

Dažnai klausiu studentų: "Kas skatina dujas, kas, pavyzdžiui, skatina deguonį pirmiausia judėti iš alveolių į kraują, o audiniuose - iš kraujo į ląsteles?" Atminkite, kad ši varomoji jėga yra dalinio dujų slėgio skirtumas.

Dalinis dujų slėgis yra ta bendro dujų tūrio dalis, kuri patenka ant tam tikrų dujų. Aš nerekomenduoju jums įsiminti aukščiau pateiktos lentelės, tačiau tai labai gerai suprantama..

Atkreipkite dėmesį, kad dalinis deguonies slėgis alveolėje yra 100–110, o kapiliarinio veninio kraujo, apgaubiančio alveolių sienelę, deguonies slėgis yra 40. Taigi deguonis skuba iš aukštesnio slėgio srities į žemesnio slėgio sritį - iš alveolių į kraują..

Atsiradusį dujų judėjimą galima lengvai užfiksuoti matuojant dujų koncentraciją ore, kurį įkvepia ir iškvepia žmogus. Šių duomenų jums gali ir nereikėti, tačiau raginu prisiminti, kad 21% deguonies ir 0,03% anglies dioksido aplinkos ore yra svarbi informacija..

Didelę reikšmę gabenant dujas turi skystis, padengiantis alveolių sienas - paviršinio aktyvumo medžiaga. Iš pradžių deguonis ištirpsta paviršinio aktyvumo medžiagoje ir tik paskui difuzuoja per kapiliarų sienelę, patekdamas į kraują. Paviršiaus aktyvioji medžiaga taip pat neleidžia alveolių sienoms sulipti (nukristi) iškvėpimo metu..

Plaučių gyvybinis pajėgumas

Vienas iš fiziologiškai svarbių rodiklių yra gyvybinė plaučių talpa. VC - maksimalus oro kiekis, kurį žmogus gali iškvėpti po giliausio įkvėpimo.

Šis rodiklis yra labai įvairus, vidutinis suaugusio žmogaus VC yra apie 3500 cm 3. Sportininkai turi daugiau VC 1000-1500 cm 3, o plaukikai gali pasiekti 6500 cm 3. Kuo daugiau VC, tuo daugiau oro patenka į plaučius ir deguonies - į kraujotakos sistemą, o tai labai svarbu audinių ląstelėms atliekant sporotinę mankštą..

VC yra lengvai matuojamas naudojant specialų prietaisą - spirometrą (iš lot. Spirale - kvėpuoti).

Plaučių kvėpavimo mechanizmas

Tarp išorinio plaučio paviršiaus ir krūtinės sienelių yra pleuros ertmė, kuri vaidina svarbų vaidmenį įkvėpimo ir iškvėpimo procese, taip pat sumažina plaučių trintį kvėpavimo judesių metu..

Pleuros ertmėje slėgis visada yra 5-7 mm mažesnis. rt. Art. atmosferos slėgis, todėl plaučiai yra nuolat ištiesinti, per pleurą pritvirtinti prie krūtinės ertmės sienelių..

Įsivaizduokite: plaučiai pritraukiami prie krūtinės ląstos pritvirtintos pleuros. Krūtinė nuolat daro kvėpavimo judesius, plečiasi ir siaurėja, todėl plaučiai seka krūtinės kvėpavimo judesius.

Belieka išsiaiškinti, kaip atsiranda šie kvėpavimo judesiai? To priežastis yra tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas ir atsipalaidavimas, dėl kurio krūtinė atitinkamai kyla ir krinta. Dabar mes išsamiai aptarsime įkvėpimo ir iškvėpimo mechanizmą..

Įkvėpus tarpšonkauliniai raumenys susitraukia, o šonkauliai pakyla, o krūtinkaulis juda į priekį - krūtinė išsiplečia anteroposteriorine ir priekine (šonu) kryptimi. Diafragma yra kvėpavimo raumuo, įkvėpimo metu jis susitraukia ir krenta žemyn: krūtinė išsiplečia vertikalia kryptimi.

Iškvepiant viskas vyksta atvirkščiai: tarpšonkauliniai raumenys atsipalaiduoja, o šonkauliai krinta, o krūtinkaulis juda atgal - krūtinė susiaurėja priekinės ir priekinės (į šonus) kryptimis. Iškvėpimo metu diafragma atsipalaiduoja ir pakyla: krūtinė susiaurėja vertikalia kryptimi. Šiuo judesiu atliekami įkvėpimai ir iškvėpimai..

Ar galime kontroliuoti kvėpavimą? Lengva. Bet mes ne visada tai kontroliuojame net dieną, jau nekalbant apie naktį. Kvėpavimo procesą kontroliuoja kvėpavimo centras, esantis pailgojoje smegenyse. Šis centras yra automatinis - periodiškai impulsai patenka į kvėpavimo raumenis, pavyzdžiui, miegant.

Kraujo sudėtis labai veikia kvėpavimo greitį. Daugelio eksperimentų metu nustatyta, kad padidėjus CO₂ stimuliuoja kvėpavimo centrą. Tai gali paaiškinti padidėjusį kvėpavimo dažnį fizinio krūvio, pavyzdžiui, bėgimo metu, kai CO aktyviai gaminasi kojų raumenų ląstelėse.₂ ir jo patekimas į kraują, kvėpavimas atsinaujina.

Refleksišką kvėpavimo reguliavimą aiškiausiai parodo kryžminės cirkuliacijos patirtis, kai sujungtos dviejų šunų kraujotakos sistemos. Užfiksavus trachėją, pirmasis šuo nustoja kvėpuoti, o anglies dioksidas nustoja būti pašalinamas iš kraujo - padidėja jo koncentracija kraujyje, dėl ko antram šuniui dusulys (greitas kvėpavimas).

Pneumotoraksas

Paprastai slėgis pleuros ertmėje yra neigiamas, jis suteikia plaučių išsiplėtimą. Tačiau sužalojus krūtinę, gali būti pažeistas pleuros ertmės vientisumas: šiuo atveju slėgis ertmėje tampa lygus atmosferos slėgiui..

Pleuros ertmės vientisumo pažeidimas vadinamas pneumotoraksu (iš senovės graikų πνεῦμα - kvėpavimas, oras ir θώραξ - krūtinė). Kai atsiranda pneumotoraksas, plaučiai sugriūva ir nustoja dalyvauti kvėpavime.

Kalnų ir dekompresijos liga

Alpinistai ir žygeiviai (ypač pradedantieji) dažnai patiria kalnų ligas. Ši būklė atsiranda dėl to, kad lipant į aukštį krinta dalinis deguonies slėgis, o jo koncentracija kraujyje neatitinka kūno poreikių - mažesnė, nei turėtų būti.

Iš pradžių aukščio liga pasireiškia euforija (nepagrįstu džiaugsmu) ir padidėjusiu širdies ritmu. Jei kalnų viršūnių užkariavimas tęsiasi, tada apatija (abejingumo būsena), raumenų silpnumas, mėšlungis ir galvos skausmas palaipsniui prisijungia prie šių simptomų..

Ką daryti, klausiate jūs? Būtina nedelsiant nutraukti tolesnį kilimą, jei simptomai sustiprėja, pradėti mažėti. Geriausia užkirsti kelią kalnų ligai laikantis taisyklės - nepadidinkite nakvynės aukščio daugiau kaip 300–600 metrų.

Kaisono liga pasireiškia narams ir yra susijusi su dalinio dujų - azoto slėgio padidėjimu, kuris atsiranda panirus po vandeniu. Yra dėsningumas: kuo giliau naras nusileidžia, tuo daugiau kraujyje ištirpusio azoto tampa. Koks pavojus, kad azotas ištirpsta kraujyje?

Staigiai sparčiai kylant, azoto tirpumas kraujyje mažėja, o kraujas tiesiogine prasme užverda. Įsivaizduokite, induose atsiranda tikri dujų burbuliukai! Jie gali užkimšti plaučių, širdies ir kitų vidaus organų indus, dėl to sustos kraujo apytaka, o pasekmės gali būti liūdniausios - iki mirties..

Kaip išvengti dekompresijos ligos? Kvėpavimo mišinyje vietoj azoto galima naudoti helio dujas, o tai nesukelia tokių pasekmių. Taip pat būtina laikytis laipsniško kilimo su sustojimais taisyklės, kad būtų išvengta staigaus pakilimo.

© Bellevichas Jurijus Sergeevičius 2018-2020 m

Šį straipsnį parašė Jurijus Sergeevičius Belevičius ir jis yra jo intelektinė nuosavybė. Už kopijavimą, platinimą (įskaitant kopijavimą į kitas interneto svetaines ir išteklius internete) ar bet kokį kitą informacijos ir objektų naudojimą be išankstinio autorių teisių savininko sutikimo baudžia įstatymai. Norėdami gauti straipsnio medžiagą ir leidimą jas naudoti, skaitykite Belevičius Jurijus.

Dujų mainai plaučiuose ir audiniuose

Įkvėpto, iškvepiamo ir alveolinio oro sudėtis

Pakaitomis įkvėpdamas ir iškvėpdamas žmogus vėdina plaučius, palaikydamas santykinai pastovią dujų sudėtį plaučių pūslelėse (alveolėse). Asmuo kvėpuoja atmosferos oru, kuriame yra daug deguonies (20,9%) ir mažai anglies dvideginio (0,03%), ir iškvepia orą, kuriame deguonies yra 16,3%, o anglies dioksido - 4% (13 lentelė).

Alveolinio oro sudėtis labai skiriasi nuo atmosferinio, įkvepiamo oro sudėties. Jame yra mažiau deguonies (14,2%).

Azotas ir inertinės dujos, sudarančios orą, nedalyvauja kvėpuojant, o jų kiekis įkvepiamame, iškvepiamame ir alveoliniame ore yra praktiškai toks pats..

Įkvėpto, iškvepiamo ir alveolinio oro sudėtis

Kodėl iškvepiamame ore yra daugiau deguonies nei alveolių ore? Tai paaiškinama tuo, kad iškvėpus oras sumaišomas su alveoliniu oru, esančiu kvėpavimo organuose, kvėpavimo takuose..

Dalinis dujų slėgis ir įtempis

Plaučiuose deguonis iš alveolinio oro patenka į kraują, o anglies dioksidas iš kraujo patenka į plaučius. Dujų perėjimas iš oro į skystį ir iš skysčio į orą įvyksta dėl šių dujų dalinio slėgio skirtumo ore ir skystyje.

Dalinis slėgis yra viso slėgio dalis, tenkanti tam tikrų dujų daliai dujų mišinyje. Kuo didesnis mišinyje esančių dujų procentas, tuo didesnis yra ir jų dalinis slėgis. Žinoma, kad atmosferos oras yra dujų mišinys. Šiame dujų mišinyje yra 20,94% deguonies, 0,03% anglies dioksido ir 79,03% azoto. Atmosferos oro slėgis 760 mm Hg. Art. Dalinis deguonies slėgis atmosferos ore yra 20,94% 760 mm, t. Y. 159 mm, azotas - 79,03% 760 mm, t. Y. Apie 600 mm, atmosferos ore yra mažai anglies dioksido - 0,03 % 760 mm - 0,2 mm Hg. šv.

Skystyje ištirpusioms dujoms vartojamas terminas „įtempis“, atitinkantis laisvųjų dujų terminą „dalinis slėgis“. Dujų įtempis išreiškiamas tais pačiais vienetais kaip ir slėgis (mmHg). Jei dalinis dujų slėgis aplinkoje yra didesnis nei šių dujų įtampa skystyje, tada dujos ištirpsta skystyje.

Dalinis deguonies slėgis alveoliniame ore yra 100–105 mm Hg. Art., O į plaučius tekančiame kraujyje deguonies įtampa yra vidutiniškai 40 mm Hg. Art., Todėl plaučiuose deguonis iš alveolių oro patenka į kraują.

Dujų judėjimas vyksta pagal difuzijos dėsnius, pagal kuriuos dujos sklinda iš aplinkos su dideliu daliniu slėgiu į aplinką su mažesniu slėgiu.

Dujų mainai plaučiuose

Deguonies plaučiuose perėjimas iš alveolinio oro į kraują ir anglies dioksido srautas iš kraujo į plaučius laikosi aukščiau aprašytų dėsnių.

I. M. Sečenovo darbų dėka tapo įmanoma ištirti kraujo dujų sudėtį ir dujų mainų sąlygas plaučiuose ir audiniuose..

Dujų mainai plaučiuose vyksta difuzijos būdu tarp alveolių oro ir kraujo. Plaučių alveolės yra supintos tankiu kapiliarų tinklu. Alveolių ir kapiliarų sienos yra labai plonos, o tai palengvina dujų prasiskverbimą iš plaučių į kraują ir atvirkščiai. Dujų mainai priklauso nuo paviršiaus, per kurį išsiskiria dujos, ir difuzinių dujų dalinio slėgio (įtampos) skirtumo. Tokios būklės yra plaučiuose. Įkvėpus giliai, alveolės išsitempia, o jų paviršius siekia 100–150 m 2. Kapiliarinis paviršius plaučiuose taip pat yra didelis. Taip pat yra pakankamas alveolinio oro dujų dalinio slėgio ir šių dujų įtampos skirtumas veniniame kraujyje (14 lentelė).

Dalinis deguonies ir anglies dioksido slėgis įkvepiamame ir alveoliniame ore ir jų įtampa kraujyje (mm Hg)

Iš 14 lentelės darytina išvada, kad skirtumas tarp dujų įtempimo veniniame kraujyje ir jų dalinio slėgio alveolių ore yra 110–40 = 70 mm Hg deguoniui. Art., O anglies dioksidui 47–40 = 7 mm Hg. šv.

Eksperimentiškai buvo įmanoma nustatyti, kad deguonies įtempio skirtumas yra 1 mm Hg. Art. ramybės būsenoje esančiam suaugusiam žmogui į kraują gali patekti 25–60 cm 3 deguonies per minutę. Todėl deguonies slėgio skirtumas 70 mm Hg. Art. pakanka aprūpinti kūną deguonimi skirtingomis jo veiklos sąlygomis: dirbant fizinį darbą, sportuojant ir pan..

Anglies dioksido difuzijos greitis iš kraujo yra 25 kartus didesnis nei deguonies, todėl dėl 7 mm Hg skirtumo. Art. anglies dioksidas išsiskiria iš kraujo.

Dujų gabenimas krauju

Kraujas perneša deguonį ir anglies dioksidą. Kraujyje, kaip ir bet kuriame kitame skystyje, dujos gali būti dviejų būsenų: fiziškai ištirpusios ir chemiškai surištos. Tiek deguonis, tiek anglies dioksidas kraujo plazmoje ištirpsta labai mažais kiekiais. Didžioji dalis deguonies ir anglies dioksido yra transportuojama chemiškai susieta.

Pagrindinis deguonies nešėjas yra kraujo hemoglobinas. Kiekvienas gramas hemoglobino suriša 1,34 cm 3 deguonies. Hemoglobinas gali jungtis su deguonimi ir sudaryti oksihemoglobiną. Kuo didesnis deguonies dalinis slėgis, tuo daugiau susidaro oksihemoglobino. Alveolių ore dalinis deguonies slėgis yra 100–110 mm Hg. Art. Tokiomis sąlygomis 97% kraujo hemoglobino prisijungia prie deguonies. Oksihemoglobino pavidalu deguonis krauju pernešamas į audinius. Čia dalinis deguonies slėgis yra žemas, o oksihemoglobinas - trapus junginys - išskiria deguonį, kurį naudoja audiniai. Deguonies surišimui hemoglobinu įtakos turi ir anglies dvideginio įtampa. Anglies dioksidas sumažina hemoglobino gebėjimą surišti deguonį ir skatina oksihemoglobino disociaciją. Padidėjusi temperatūra taip pat sumažina hemoglobino gebėjimą surišti deguonį. Yra žinoma, kad temperatūra audiniuose yra aukštesnė nei plaučiuose. Visos šios sąlygos padeda atsirasti oksihemoglobinui, dėl kurio kraujas atsisako deguonies, išsiskiriančio iš cheminio junginio į audinių skystį..

Hemoglobino gebėjimas surišti deguonį yra gyvybiškai svarbus organizmui. Kartais žmonės miršta dėl deguonies trūkumo organizme, apsupti švariausio oro. Tai gali atsitikti žmogui, atsidūrusiam sumažinto slėgio sąlygomis (dideliame aukštyje), kai deguonies dalinis slėgis retoje atmosferoje yra labai žemas. 1875 m. Balandžio 15 d. „Zenith“ balionas, gabenęs tris balionistus, pasiekė 8000 m aukštį. Kai balionas nusileido, gyvas liko tik vienas asmuo. Žmonių mirties priežastis buvo staigaus dalinio deguonies slėgio vertės sumažėjimas dideliame aukštyje. Dideliame aukštyje (7–8 km) arterinis kraujas savo dujų sudėtyje artėja prie veninio kraujo; visuose kūno audiniuose pradeda ūmiai trūkti deguonies, o tai sukelia rimtų pasekmių. Norint pakilti į didesnį nei 5000 m aukštį, paprastai reikia naudoti specialius deguonies įtaisus.

Specialiai treniruojantis kūnas gali prisitaikyti prie sumažėjusio deguonies kiekio aplinkos ore. Treniruoto žmogaus kvėpavimas gilėja, padidėja eritrocitų kiekis kraujyje dėl padidėjusio jų susidarymo kraujodaros organuose ir kraujo tiekimo iš depo. Be to, padidėja širdies susitraukimai, dėl kurių minutę padidėja kraujo tūris. Treniruotėms plačiai naudojamos slėgio kameros. Anglies dioksidas kraujyje yra cheminių junginių - natrio ir kalio bikarbonatų pavidalu. Anglies dioksido surišimas ir jo išsiskyrimas kraujuje priklauso nuo jo įtampos audiniuose ir kraujyje..

Be to, kraujo hemoglobinas dalyvauja perduodant anglies dioksidą. Audinių kapiliaruose hemoglobinas patenka į cheminį derinį su anglies dioksidu. Plaučiuose šis junginys suyra išsiskirdamas anglies dioksidui. Apie 25–30% anglies dioksido, išsiskiriančio į plaučius, perneša hemoglobinas.

Straipsnis tema Dujų mainai plaučiuose ir audiniuose

Dujų mainai plaučiuose ir audiniuose

Dujų mainai plaučiuose. Žmogaus įkvepiamas ir iškvepiamas oras yra labai skirtingos sudėties. Atmosferos ore deguonies kiekis siekia 21%, anglies dioksidas - 0,03-0,04%. Iškvepiamame ore deguonies kiekis sumažėja iki 16%, tačiau anglies dvideginio tampa daugiau - 4-4,5%. Kas atsitinka su plaučių oru?

Prisiminsite, kad plaučių alveolės sudaro didžiulį paviršių. Visas alveoles gaubia kraujo kapiliarai, į kuriuos mažu kraujo apytakos ratu patenka širdies veninis kraujas. Alveolių ir kapiliarų sienos yra labai plonos. Kraujas, patekęs į plaučius, neturi deguonies ir yra prisotintas anglies dioksido. Plaučių alveolėse esantis oras, priešingai, turi daug deguonies, o anglies dvideginio jame yra daug mažiau. Todėl pagal osmoso ir difuzijos dėsnius deguonis iš plaučių alveolių patenka į kraują, kur jis susijungia su eritrocitų hemoglobinu. Kraujas tampa raudonas. Anglies dioksidas iš kraujo, kur jo yra per daug, patenka į plaučių alveoles. Iš veninio kraujo į plaučių alveoles taip pat išsiskiria vanduo, kuris iškvepiant pašalinamas iš plaučių garų pavidalu..

Dujų mainai audiniuose. Mūsų kūno organuose nuolat vyksta oksidaciniai procesai, kuriems vartojamas deguonis. Todėl deguonies koncentracija arteriniame kraujyje, patenkančiame į audinius sisteminės cirkuliacijos indais, yra didesnė nei audinių skystyje. Dėl to deguonis laisvai praeina iš kraujo į audinių skystį ir į audinius. Anglies dioksidas, kuris susidaro vykstant daugybei cheminių virsmų, priešingai, pereina iš audinių į audinių skystį, o iš jo - į kraują. Taigi kraujas yra prisotintas anglies dioksido..

Kvėpavimo judesiai. Dujų mainai organizme įmanomi tik tuo atveju, jei oras plaučiuose nuolat keičiasi. Todėl kvėpavimas vyksta nuolat. Pirmą kartą įkvėpęs gimimo metu, žmogus kvėpuoja visą gyvenimą. Kvėpavimo ciklas susideda iš įkvėpimo ir iškvėpimo, kurie ritmiškai eina vienas po kito. Plaučiuose nėra raumenų, kurie galėtų pakaitomis juos sutraukti ir išplėsti. Plaučiai pasyviai tęsiasi, sekdami krūtinės ertmės sienelių judesius. Kvėpavimo judesiai atliekami naudojant kvėpavimo raumenis. Iškvėpiant ir įkvėpus yra dvi raumenų grupės. Pagrindiniai kvėpavimo raumenys yra tarpšonkauliniai raumenys ir diafragma..

Sutraukus išorinius tarpšonkaulinius raumenis, šonkauliai pakyla, o diafragma, susitraukdama, tampa plokščia. Todėl padidėja krūtinės ertmės tūris. Plaučiai, sekdami krūtinės ertmės sieneles, išsiplečia, slėgis juose sumažėja ir tampa žemesnis nei atmosferinis. Todėl oras per kvėpavimo takus veržiasi į plaučius - įvyksta įkvėpimas.

Iškvėpus vidiniai tarpšonkauliniai raumenys nuleidžia šonkaulius, diafragma atsipalaiduoja ir tampa išgaubta. Šonkauliai, veikiami savo svorio ir susitraukiant vidiniams tarpšonkauliniams raumenims, taip pat pilvo raumenims, pritvirtintiems prie šonkaulių, nusileidžia. Krūtinės ertmė grįžta į pradinę būseną, sumažėja plaučių tūris, padidėja slėgis juose, jis tampa šiek tiek didesnis nei atmosferinis. Todėl oro perteklius palieka plaučius - įvyksta iškvėpimas.

Taip atliekamas ramus įkvėpimas ir iškvėpimas. Kaklo, krūtinės ertmės sienelių ir pilvo raumenys dalyvauja giliai įkvėpdami.

Kvėpavimo judesiai atliekami tam tikru dažniu: paaugliams - 12-18 per minutę, suaugusiems - 16-20.

Gyvybinė plaučių talpa. Svarbus kvėpavimo sistemos vystymosi rodiklis yra gyvybiškai svarbus plaučių pajėgumas. Tai yra didžiausias oro tūris, kurį žmogus gali iškvėpti giliai įkvėpęs. Jis matuojamas naudojant specialų prietaisą - spirometrą. Suaugusio žmogaus vidutinė gyvybinė talpa yra 3500 ml.

Sportininkams šis rodiklis paprastai yra 1000-1500 ml daugiau, o plaukikams jis gali siekti 6200 ml. Esant dideliam gyvybiniam pajėgumui, plaučiai yra geriau vėdinami, kūnas gauna daugiau deguonies.

Nutukusiems žmonėms gyvybinė plaučių talpa yra 10–11% mažesnė, todėl sumažėja jų mainai plaučiuose.

Kvėpavimo reguliavimas. Kvėpavimo centras kontroliuoja kvėpavimo sistemos veiklą. Jis yra pailgoje smegenų srityje. Iš čia sklindantys impulsai koordinuoja raumenų susitraukimus įkvėpus ir iškvepiant. Iš šio centro nervų skaidulomis per nugaros smegenis ateina impulsai, kurie tam tikra tvarka sukelia raumenų, atsakingų už įkvėpimą ir iškvėpimą, susitraukimus..

Pats centro sužadinimas priklauso nuo sužadinimo, kylančio iš įvairių receptorių, ir nuo cheminės kraujo sudėties. Taigi, šokinėjant į šaltą vandenį ar apipylus šaltu vandeniu, kyla gilus kvėpavimas ir sulaikomas kvėpavimas. Aštraus kvapo medžiagos taip pat gali sulaikyti kvėpavimą. Taip yra todėl, kad kvapas dirgina nosies ertmės sienose esančius uoslės receptorius. Sujaudinimas perduodamas į kvėpavimo centrą, jo veikla slopinama. Visi šie procesai atliekami refleksiškai.

Silpnas nosies ertmės gleivinės dirginimas sukelia čiaudulį, o gerklas, trachėja, bronchai - kosulį. Tai yra organizmo gynybinė reakcija. Čiaudint, kosint, iš organizmo pašalinamos kvėpavimo takuose įstrigusios pašalinės dalelės.

Kvėpavimo centre yra ląstelės, jautrios mažiausiam anglies dvideginio kiekio tarpląstelinėje medžiagoje pokyčiui. Anglies dioksido perteklius stimuliuoja kvėpavimo centrą, o tai savo ruožtu sukelia greitą kvėpavimą. Anglies dioksido perteklius greitai pašalinamas, o kai jo koncentracija vėl tampa normali, kvėpavimo dažnis sumažėja.

Kaip matote, kvėpavimo reguliavimas vyksta refleksiškai, tačiau kontroliuojamas smegenų žievės. Tai lengva įrodyti; nes kiekvienas iš mūsų savo noru galime pakeisti kvėpavimo dažnį.

Trumpa rūkymo istorija

Viena iš labiausiai paplitusių žmonių ydų - tabako rūkymas - turi 500 metų istoriją. Tabako lapus ir sėklas iš Amerikos į Europą atvežė Kristupo Kolumbo ekspedicijos jūreiviai. Iš pradžių tabakas buvo paskelbtas viską gydančia žole. Taip vienoje ispanų knygoje buvo aprašytos jo stebuklingos savybės: „Tabakas sukelia miegą, malšina nuovargį, malšina skausmą, gydo galvos skausmą. "

Todėl nieko nuostabaus tame, kad jau XVI a. tabakas tvirtai užvaldė aristokratų salonus. Rūkymas ypač išpopuliarėjo XVII ir XVIII a. Vyrai, moterys ir jaunimas pradėjo rūkyti, uostyti ir kramtyti tabaką.

Iš pradžių tabakas vis dėlto buvo rekomenduojamas kaip vaistas. Kovą su tabako rūkymu pradėjo Ispanijos karalienė Isabella. Jos pavyzdžiu pasekė Prancūzijos karalius Liudvikas XIV, o Rusijos caras Michailas Fedorovičius Romanovas įsakė nupjauti nosį visiems, kurie rūko. Tačiau niekas negalėjo sustabdyti šio „rūkančio nuodo“ plitimo. Tabako rūkymas tapo nauju pajamų šaltiniu daugeliui prekybininkų. Maždaug XVIII amžiaus viduryje. Brazilijoje pradėjo gaminti cigaretes, o XIX a. pradžioje. - gaminti cigaretes.

Taigi per palyginti trumpą laiką buvo sukurtos visos sąlygos greitai išplisti tabako rūkymą. Ši yda palaipsniui išplito į visus gyventojų sluoksnius. Šiuo metu rūkymas yra labiausiai paplitusi narkomanijos rūšis visame pasaulyje..

Tabako dūmų sudėtis ir poveikis organizmui

Rūkymas yra labai pavojingas plaučių audiniui. Juk derva, susidariusi deginant tabaką ir popierių, negali būti pašalinta iš plaučių ir daugelį metų nusėda ant kvėpavimo takų sienelių, tiesiogine to žodžio prasme užmušdama jų gleivinės ląsteles. Rūkančiojo plaučiai praranda natūralią rausvą spalvą ir tampa juodi. Tokie plaučiai yra labiau linkę į įvairias ligas, įskaitant vėžį. Šiuo metu mokslas turi tūkstančius įrodymų, patvirtinančių faktą, kad tabake yra žmogaus organizmui žalingų medžiagų. Jų yra apie 400! Tabako dūmuose esančias kenksmingas medžiagas galima suskirstyti į keturias grupes: nuodingi alkaloidai, dirgikliai, nuodingos dujos, kancerogeninės medžiagos.

Viena garsiausių medžiagų yra nikotinas, savo pavadinimą gavęs iš Prancūzijos pasiuntinio Lisabonoje J. Nico, kuris XVI amžiaus antroje pusėje. padovanojo Marijai Medici šią „viską gydančią“ žolę migrenai gydyti. Nikotino yra įvairių augalų lapuose: tabako, indiškų kanapių, lenkiškų asiūklių, šiek tiek samanų ir kt. Žmogui užmušti pakanka vieno lašo gryno nikotino (0,05 g). Motinos kraujo nikotinas lengvai prasiskverbia per placentą į vaisiaus kraujotakos sistemą.

Be nikotino, tabako lapuose yra dar 11 alkaloidų, iš kurių svarbiausi yra nornikotinas, nikotirinas, nikotinas, nikotinas. Visi jie yra panašūs į nikotiną savo struktūra ir savybėmis, todėl turi panašius pavadinimus.

Liūdna rūkančiųjų vėžio statistika yra gana iškalbinga. Įvairūs aromatiniai angliavandeniliai, esantys tabako dūmuose (pavyzdžiui, benzopirenas), kai kurie fenoliai dūmuose, taip pat nitrozaminas, hidrazinas, vinilchloridas ir kt., Turi kancerogeninį poveikį. Tarp neorganinių medžiagų tai pirmiausia arseno ir kadmio junginiai, radioaktyvusis polonis, alavas ir bismutas-210.

Iš tabako dūmų buvo išskirta keliolika medžiagų, dirginančių gleivinę. Svarbiausias iš jų yra nesočiasis aldehido propenalas. Jis turi didelį cheminį ir biologinį aktyvumą, todėl rūkaliams sukelia kosulį.

Tabako dūmų dujų dalyje yra daug neorganinių junginių, turinčių didelį cheminį ir biologinį aktyvumą, tokių kaip anglies monoksidas, vandenilio sulfidas, vandenilio cianidas ir kt..

• Moterų ir vyrų kvėpavimo modeliai šiek tiek skiriasi. Vyrams pilvo tipo kvėpavimas, t.y., jie kvėpuoja daugiausia dėl diafragmos susitraukimų. Moterys kvėpuoja krūtine: kvėpuoja dėl tarpšonkaulinių raumenų susitraukimų. Matyt, taip yra dėl to, kad nėštumo metu sunku kvėpuoti, judinant gimdą su diafragma kartu su vaisiu..
• Net po intensyviausio iškvėpimo alveolėse lieka apie 1000 cm 3 oro, kuris yra būtinas, kad plaučių pūslelės nesuliptų.
• Žiovulys yra ilgas įkvėpimas, o po to ilgas laipsniškas iškvėpimas. Žiovavimo priežastis yra ta, kad kūnas, ruošdamasis miegui, tinkamai vėdina plaučius, prisotindamas kraują deguonimi.
• Aplink mus esančiame ore gyvena dešimtys bakterijų ir kitų mikroorganizmų rūšių, ir ne visi jie yra nekenksmingi žmonėms. Ligos sukėlėjų ypač daug tose vietose, kur susirenka daugybė žmonių: miesto aikštėse, parduotuvėse, transporte. Pastaraisiais metais pasaulyje pastebimai padaugėjo tuberkuliozės atvejų. Atrodytų, kad antibiotikai beveik sunaikino šią baisią ligą, kuri užsikrėtė XIX a. tiek daug gyvybių. Tačiau šiuo metu visame pasaulyje tuberkulioze yra užsikrėtę apie du milijardai žmonių. Taip yra dėl to, kad tuberkuliozės bacila sukūrė atsparumą daugeliui vaistų - antibiotikams, be to, milžiniškų miestų lūšnynuose gyventojų tankumas viršijo visas pagrįstas ribas, o tai labai supaprastina bakterijų ir virusų perdavimą iš žmogaus į žmogų oro lašeliniu būdu.

• Kai gripu ar kitu negalavimu sergantis pacientas čiaudėja, mikroskopiniai seilių ir gleivių lašeliai, kuriuose yra bakterijų ir virusų, nuskrieja iki 10 m, ir kurį laiką šie lašeliai gali „pakibti“ ore, užkrėsti kitus.

Patikrinkite savo žinias

1. Papasakokite, kokie procesai vyksta plaučių alveolėse.
2. Koks yra dujų mainų audiniuose mechanizmas?
3. Kaip kvėpavimo judesiai?

Pagalvok

1. Kuo skiriasi plaučių dujų mainai nuo audinių?
2. Kas yra pelningiau nardytojui - prieš nardant keletą kartų įkvėpti ir iškvėpti arba pritraukti kuo daugiau oro į plaučius?

Dujų mainai vyksta plaučių alveolėse: kraujas prisotintas deguonies ir išskiria anglies dioksidą. Atvirkštinis procesas vyksta audiniuose. Plaučių ventiliacija vyksta dėl įkvėpimo ir iškvėpimo, kurie atliekami susitraukiant ir atpalaiduojant diafragmą ir tarpšonkaulinius raumenis. Nervų sistema kontroliuoja kvėpavimo sistemos veiklą. Anglies dioksido koncentracijos pokyčiai kraujyje turi įtakos kvėpavimo judesių dažnumui.

Biologija licėjuje

Biologijos mokytojų svetainė MBOU licėjus Nr. 2 Voronežas, RF

Vietos biologijos mokytojai licėjus № 2 Voronežo miestas, Rusijos Federacija

Dujų mainai audiniuose yra dujų mainai tarp tekančio arterinio kraujo, tarpląstelinio skysčio, ląstelių ir ištekančio veninio kraujo. Šio mainų mechanizmas yra toks pat kaip ir plaučiuose. Tai yra difuzija, susijusi su dujų, esančių kraujyje, tarpląsteliniame skystyje ir kūno ląstelėse, dalinio slėgio skirtumu. Audiniuose kraujas išskiria deguonį ir yra prisotintas anglies dioksido.

Arterinis kraujas sisteminės kraujotakos indais nukreipiamas į kūno organus. Deguonies kiekis arteriniame kraujyje yra didesnis nei audinių ląstelėse. Todėl deguonis dėl difuzijos laisvai praeina per plonas kapiliarų sieneles į ląsteles. Deguonis naudojamas biologinei oksidacijai, o išsiskyrusi energija patenka į gyvybiškai svarbius ląstelės procesus. Tokiu atveju susidaro anglies dioksidas, kuris iš audinių ląstelių teka į kraują. Arterinis kraujas virsta veniniu. Jis grįžta į plaučius ir vėl tampa arterinis..

Yra žinoma, kad dujos blogai tirpsta šiltame vandenyje, o dar blogiau - šiltame ir sūriame vandenyje. Kaip galima paaiškinti, kad deguonis prasiskverbia į kraują, nepaisant to, kad kraujas yra šiltas ir sūrus skystis? Atsakymas į šį klausimą slypi eritrocitų hemoglobino savybėse, kurios perneša deguonį iš kvėpavimo sistemos į audinius, o iš jų - anglies dioksidą į kvėpavimo organus. Jo molekulė chemiškai sąveikauja su deguonimi: ji surenka 8 deguonies atomus ir patenka į audinius.

Gyvybinė plaučių talpa

Gyvybiškai svarbus plaučių pajėgumas yra didžiausias oro kiekis, kurį galima iškvėpti maksimaliai įkvėpus. Ši talpa lygi potvynio, įkvėpimo ir iškvėpimo atsargų tūrio sumai. Šis rodiklis svyruoja nuo 3500 iki 4700 ml. Įvairiems plaučių tūriams ir talpoms nustatyti naudojami specialūs įtaisai: spirometrai, spirografai ir kt..

Jei paprašysite žmogaus giliausiai įkvėpti ir tada iškvėpti visą orą, tuomet pasibaigęs oro tūris sudarys gyvybinę plaučių talpą (VC). Akivaizdu, kad net po šio iškvėpimo plaučiuose išliks tam tikras oro kiekis - liekamasis oras - maždaug 1000–1200 cm 3.

Gyvybinis plaučių pajėgumas priklauso nuo amžiaus, lyties, ūgio ir galiausiai nuo žmogaus tinkamumo laipsnio. Norėdami apskaičiuoti, koks turėtų būti gyvybiškai svarbus oras, galite naudoti šias formules:

VC (l) vyrai = 2,5 x aukštis (m); VC (l) moterys = 1,9 x aukštis (m).

VC yra gyvybiškai svarbi plaučių talpa (litrais), augimas turi būti išreikštas metrais, o 2,5 ir 1,9 yra eksperimentiniai rasti koeficientai. Jei faktinė gyvybinė plaučių talpa yra lygi ar didesnė už apskaičiuotas vertes, rezultatus reikia laikyti gerais, jei mažiau - blogais. Gyvybinė plaučių talpa matuojama specialiu prietaisu - spirometru.

Kuo naudingi žmonės, turintys didelę plaučių talpą? Atliekant sunkų fizinį darbą, pavyzdžiui, bėgant, plaučių ventiliacija pasiekiama dėl didelio kvėpavimo gylio. Asmuo, kurio gyvybinė plaučių talpa yra maža ir net kvėpavimo raumenys yra silpni, turi kvėpuoti dažnai ir negiliai. Tai lemia tai, kad šviežias oras lieka kvėpavimo takuose ir tik nedidelė jo dalis pasiekia plaučius. Todėl audiniai gauna nereikšmingą deguonies kiekį, ir žmogus negali toliau dirbti..

Sveikatos gerinimo gimnastikos sistema būtinai apima kvėpavimo pratimus. Daugelis jų yra skirtos vėdinti plaučių viršūnes, kurios dažniausiai būna blogai vėdinamos daugumai žmonių. Jei pakeliate rankas į viršų, atsilenkiate ir įkvepiate, raumenys traukia viršutinę krūtinės dalį ir plaučių viršūnės vėdinamos. Gerai išvystyti pilvo raumenys padeda visiškai kvėpuoti. Tai reiškia, kad lavindami kvėpavimo raumenis, galime padidinti krūtinės ertmės tūrį, taigi ir gyvybinį pajėgumą..

Dujų mainai audiniuose ir plaučiuose. Kvėpavimo sistemos struktūra

Kvėpavimas yra viena iš svarbiausių kūno funkcijų. Jo metu audiniuose ir plaučiuose vyksta dujų mainai, kuriuose palaikoma redokso pusiausvyra. Kvėpavimas yra sudėtingas procesas, aprūpinantis audinius deguonimi, naudojant ląstelėms medžiagų apykaitos metu ir pašalinant neigiamas dujas.

Kvėpavimo etapai

Norint suprasti, kaip vyksta dujų mainai audiniuose ir plaučiuose, būtina žinoti kvėpavimo stadijas. Yra trys iš jų:

1. Išorinis kvėpavimas, kurio metu vyksta dujų mainai tarp kūno ląstelių ir išorinės atmosferos. Išorinė versija yra padalinta į dujų mainus tarp išorinio ir vidinio oro, taip pat į dujų mainus tarp plaučių kraujo ir alveolių oro..
2. Dujų gabenimas. Dujos organizme yra laisvos būsenos, o likusias surištoje būsenoje perneša hemoglobinas. Dujos audiniuose ir plaučiuose keičiasi būtent per hemoglobiną, kuriame yra iki dvidešimt procentų anglies dioksido.
3. Audinių kvėpavimas (vidinis). Šis tipas gali būti suskirstytas į dujų mainus tarp kraujo ir audinių, į deguonies pasisavinimą ląstelėse ir įvairių atliekų (metano, anglies dioksido ir kt.) Išsiskyrimą..

Kvėpavimo procesai apima ne tik plaučius ir kvėpavimo takus, bet ir krūtinės raumenis, taip pat smegenis ir nugaros smegenis..

Dujų mainų procesas

Prisotinus plaučių oru ir iškvepiant, jis pasikeičia cheminiu lygiu.

Iškvepiamame ore esant nulio laipsnių temperatūrai ir esant 765 mm Hg slėgiui. Art. Yra apie šešiolika procentų deguonies, keturi procentai anglies dioksido, o likusi dalis yra azotas. Esant 37 ° C temperatūrai, alveolėse esantis oras yra prisotintas garų, šio proceso metu slėgis keičiasi, nukrenta iki penkiasdešimt milimetrų gyvsidabrio. Šiuo atveju dujų slėgis alveoliniame ore yra šiek tiek didesnis nei septyni šimtai mm Hg. Art. Šiame ore yra penkiolika procentų deguonies, šeši procentai anglies dioksido, o likusi dalis yra azotas ir kitos priemaišos..

Dujų mainų plaučiuose ir audiniuose fiziologijai didelę reikšmę turi dalinio slėgio skirtumas tarp anglies dioksido ir deguonies. Deguonies dalinis slėgis yra apie 105 mm Hg. Art., O veniniame kraujyje jo yra tris kartus mažiau. Dėl šio skirtumo deguonis perduodamas iš alveolinio oro į veninį kraują. Taigi jis yra prisotintas ir virsta arteriniu.

CO dalinis slėgis₂ veniniame kraujyje mažiau nei penkiasdešimt milimetrų gyvsidabrio, o alveoliniame ore - keturiasdešimt. Dėl šio nedidelio skirtumo anglies dioksidas praeina iš veninio kraujo į alveolinį kraują ir išsiskiria iš organizmo, kai iškvepiate..

Dujų mainai audiniuose ir plaučiuose atliekami naudojant kraujagyslių kapiliarinį tinklą. Ląstelės prisotinamos deguonimi per jų sienas, taip pat pašalinamas anglies dioksidas. Šis procesas stebimas tik esant skirtingam slėgiui: deguonis ląstelėse ir audiniuose pasiekia nulį, o anglies dioksido slėgis yra apie šešiasdešimt mm Hg. Art. Tai leidžia praeiti CO₂ nuo ląstelių iki indų, kraują paverčiant veniniu.

Dujų transportas

Išorinio kvėpavimo metu plaučiuose veninis kraujas virsta arteriniu krauju, derinant deguonį su hemoglobinu. Dėl šios reakcijos susidaro oksihemoglobinas. Pasiekęs kūno ląsteles, šis elementas suyra. Kartu su bikarbonatais, kurie susidaro kraujyje, anglies dioksidas patenka į kraują. Dėl to susidaro druskos, tačiau šio proceso metu jo reakcija lieka nepakitusi.

Patekę į plaučius, hidrokarbonatai suyra, o oksihemoglobinas suteikia šarminį radikalą. Bikarbonatai paverčiami anglies dioksidu ir vandens garais. Visos šios skilimo medžiagos išsiskiria iš organizmo iškvėpimo metu. Dujų mainų plaučiuose ir audiniuose mechanizmas susidaro paverčiant anglies dioksidą ir deguonį į druskas. Šioje būsenoje šios medžiagos yra perduodamos krauju..

Plaučių vaidmuo

Pagrindinė plaučių funkcija yra užtikrinti dujų ir oro mainus. Šis procesas įmanomas dėl didžiulio organo ploto: suaugusiam žmogui jis yra 90 m 2 ir beveik tas pats ICC indų plotas, kuriame veninis kraujas yra prisotintas deguonies ir išsiskiria anglies dioksidas..

Iškvepiant iš organizmo išsiskiria daugiau nei du šimtai skirtingų medžiagų. Tai ne tik anglies dioksidas, bet ir acetonas, metanas, eteriai ir alkoholiai, vandens garai ir kt..

Be kondicionavimo, plaučių funkcija yra apsaugoti kūną nuo infekcijos. Įkvėpus, visos patogeninės medžiagos nusėda ant kvėpavimo sistemos sienelių, įskaitant alveoles. Juose yra makrofagų, kurie sulaiko mikrobus ir juos sunaikina.

Makrofagai gamina chemotaksines medžiagas, kurios pritraukia granulocitus: jie išeina iš kapiliarų ir tiesiogiai dalyvauja fagocitozėje. Absorbavus mikroorganizmus, makrofagai gali pereiti į limfinę sistemą, kur gali atsirasti uždegimas. Patologiniai veiksniai sukelia leukocitų antikūnų gamybą.

Metabolizmo funkcija

Plaučių funkcijos ypatybės yra metabolinė savybė. Vykstant medžiagų apykaitos procesams, susidaro ir sintetinami fosfolipidai ir baltymai. Heparinas taip pat sintetinamas plaučiuose. Kvėpavimo organas dalyvauja biologiškai aktyvių medžiagų susidaryme ir sunaikinime.

Bendras kvėpavimo būdas

Kvėpavimo sistemos struktūros ypatumas leidžia oro masėms lengvai praeiti per kvėpavimo takus ir patekti į plaučius, kur vyksta medžiagų apykaitos procesai..

Oras per nosies kanalą patenka į kvėpavimo sistemą, tada per burnos ryklę patenka į trachėją, iš kurios masė pasiekia bronchus. Praėjęs pro bronchų medį, oras patenka į plaučius, kur vyksta mainai tarp skirtingų oro rūšių. Šio proceso metu deguonis absorbuojamas kraujo ląstelėse, veninį kraują paverčiant arteriniu krauju ir pristatant jį į širdį, o iš ten jis nešamas visame kūne..

Kvėpavimo sistemos anatomija

Kvėpavimo sistemos struktūra suteikia kvėpavimo takus ir tikrąją kvėpavimo dalį. Pastarąjį vaizduoja plaučiai, kur vyksta dujų mainai tarp oro masių ir kraujo..

Oras patenka į kvėpavimo takus per kvėpavimo takus, kuriuos žymi nosies ertmė, gerklė, trachėja ir bronchai..

Oro dalis

Kvėpavimo sistema prasideda nuo nosies ertmės. Jis yra padalintas į dvi dalis kremzline pertvara. Priekyje nosies kanalai bendrauja su atmosfera, o už nugaros - su nosiarykle.

Iš nosies oras patenka į burną, o paskui į gerklų ryklės dalį. Čia vyksta kvėpavimo ir virškinimo sistemos kryžminimas. Su nosies kanalų patologija kvėpavimas gali būti atliekamas per burną. Tokiu atveju oras pateks ir į ryklę, o paskui į gerklas. Jis yra šeštojo kaklo slankstelio lygyje, formuodamas iškilumą. Ši kvėpavimo sistemos dalis gali judėti pokalbio metu..

Per viršutinę angą gerklė bendrauja su ryklė, o iš apačios organas pereina į trachėją. Tai gerklų tęsinys ir susideda iš dvidešimt nepilnų kremzlinių žiedų. Penktojo krūtinės slankstelio segmento lygyje trachėja dalijasi į bronchų porą. Jie eina į plaučius. Bronchai yra padalinti į dalis, suformuojant apverstą medį, kuris tarytum išdygo šakomis plaučių viduje.

Kvėpavimo sistemą nutraukia plaučiai. Jie yra krūtinės ertmėje iš abiejų širdies pusių. Plaučiai yra suskirstyti į skiltis, kurių kiekviena yra padalinta į segmentus. Jie yra panašūs į netaisyklingus kūgius..

Plaučių segmentai yra suskirstyti į daugelį dalių - bronchioles, ant kurių sienelių yra alveolės. Visas šis kompleksas vadinamas alveoliniu. Būtent jame vyksta dujų mainai.

Dujų mainai plaučiuose ir audiniuose.

Dujų mainai plaučiuose vyksta dėl dujų difuzijos per plonas alveolių ir kapiliarų epitelio sienas. Deguonies kiekis alveoliniame ore yra daug didesnis nei kapiliarų veniniame kraujyje, o anglies dvideginio kiekis yra mažesnis. Dėl to dalinis deguonies slėgis alveolių ore yra 100–110 mm Hg. Art., O plaučių kapiliaruose - 40 mm Hg. Art. Anglies dioksido dalinis slėgis, priešingai, yra didesnis veniniame kraujyje (46 mm Hg) nei alveoliniame ore (40 mm Hg). Dėl dalinio dujų slėgio skirtumo alveolinio oro deguonis pasklis į lėtai tekantį alveolių kapiliarų kraują, o anglies dioksidas - priešinga kryptimi. Į kraują patekusios deguonies molekulės sąveikauja su eritrocitų hemoglobinu ir susidariusio oksihemoglobino pavidalu perduodamos į audinius.

Dujų mainai audiniuose atliekami pagal panašų principą. Dėl oksidacinių procesų audinių ir organų ląstelėse deguonies koncentracija yra mažesnė, o anglies dvideginio koncentracija yra didesnė nei arteriniame kraujyje. Todėl deguonis iš arterinio kraujo sklinda į audinių skystį, o iš jo - į ląsteles. Anglies dioksido judėjimas vyksta priešinga kryptimi. Dėl to kraujas iš arterinio, turtingo deguonies, virsta veniniu, praturtintu anglies dioksidu.

Taigi varomoji dujų mainų jėga yra turinio ir dėl to dalinis dujų slėgis audinių ląstelėse ir kapiliaruose..

Nervinis ir humoralinis kvėpavimo reguliavimas.

Kvėpavimą reguliuoja pailgojoje smegenyse esantis kvėpavimo centras. Ją vaizduoja įkvėpimo centras ir iškvėpimo centras.. Šiuose centruose pakaitomis kylantys nerviniai impulsai nusileidimo takais pasiekia motorinius freninius ir tarpšonkaulinius nervus, kurie valdo atitinkamų kvėpavimo raumenų judesius. Nervų centrai gauna informaciją apie kvėpavimo sistemos būklę iš daugelio mechaninių ir chemoreceptorių, esančių plaučiuose, kvėpavimo takuose ir kvėpavimo raumenyse..

Kvėpavimo pokytis vyksta refleksiškai. Jis keičiasi skausmingai dirginant, dirginant pilvo organus, kraujagyslių receptorius, odą, kvėpavimo takų receptorius. Pavyzdžiui, įkvėpus amoniako garų, dirginami nosiaryklės gleivinės receptoriai, o tai sukelia refleksinį kvėpavimo sulaikymą. Tai svarbus prietaisas, neleidžiantis nuodingoms ir dirginančioms medžiagoms patekti į plaučius..

Kvėpavimo reguliavime ypač svarbūs impulsai, gaunami iš kvėpavimo raumenų receptorių ir iš pačių plaučių receptorių. Nuo jų daugiausia priklauso įkvėpimo ir iškvėpimo gylis. Tai atsitinka taip: įkvėpus, ištempus plaučius, dirginami receptoriai jų sienose. Impulsai iš plaučių receptorių išilgai centripetalinių skaidulų pasiekia kvėpavimo centrą, slopina įkvėpimo centrą ir sužadina iškvėpimo centrą. Dėl to kvėpavimo raumenys atsipalaiduoja, krūtinė nukrinta, diafragma įgauna kupolo formą, sumažėja krūtinės apimtis ir iškvepiama. Todėl sakoma, kad įkvėpus refleksiniu būdu iškvepiama. Iškvėpimas savo ruožtu refleksiškai stimuliuoja įkvėpimą..

Smegenų žievė dalyvauja reguliuojant kvėpavimą, suteikiant geriausią kvėpavimo pritaikymą organizmo poreikiams, susijusiems su išorinės aplinkos sąlygų ir gyvybinės organizmo veiklos pokyčiais..

Čia yra smegenų žievės įtakos kvėpavimui pavyzdžiai. Žmogus gali kurį laiką sulaikyti kvėpavimą, savo nuožiūra keisti kvėpavimo judesių ritmą ir gylį. Smegenų žievės įtaka paaiškina sportininkų kvėpavimo pokyčius prieš startą - reikšmingą kvėpavimo pagilėjimą ir greitį prieš varžybų pradžią. Galimas sąlygotų kvėpavimo refleksų vystymasis. Jei į įkvepiamą orą pridedate apie 5–7% anglies dioksido, kuris tokioje koncentracijoje pagreitina kvėpavimą, ir įkvėpus lydite metronomo ar varpo garsą, tai po kelių derinių tiesiog varpas ar metronomo paspaudimas sukels kvėpavimą..

Apsauginiai kvėpavimo takų refleksai - čiaudulys ir kosulys - padeda pašalinti į kvėpavimo takus patekusias pašalines daleles, gleivių perteklių ir kt..

Humorinis kvėpavimo reguliavimas yra tas, kad padidėjus anglies dioksido kiekiui kraujyje, įkvepiamojo centro jaudrumas padidėja dėl nervinių impulsų gavimo iš chemoreceptorių, esančių didelėse arterinėse kraujagyslėse, smegenų kamiene..

Dabar nustatyta, kad anglies dioksidas daro tiesioginį stimuliuojantį poveikį kvėpavimo centrui. Anglies dioksido kaupimasis kraujyje dirgina receptorius kraujagyslėse, pernešančias kraują į galvą (miego arterijas) ir refleksiškai stimuliuoja kvėpavimo centrą. Panašiai veikia ir kiti į kraują patenkantys rūgštiniai produktai, pavyzdžiui, pieno rūgštis, kurios kiekis kraujyje padidėja dirbant raumenis. Rūgštys padidina vandenilio jonų koncentraciją kraujyje, o tai sukelia kvėpavimo centro sužadinimą.

Kvėpavimo higiena.

Kvėpavimo organai yra patogenų, dulkių ir kitų medžiagų prasiskverbimo į žmogaus kūną vartai. Nemaža dalis smulkių dalelių ir bakterijų nusėda ant viršutinių kvėpavimo takų gleivinės ir pašalinamos iš kūno naudojant ciliarinį epitelį. Kai kurie mikroorganizmai vis dar patenka į kvėpavimo takus ir plaučius ir gali sukelti įvairias ligas (krūtinės angina, gripas, tuberkuliozė ir kt.). Norint išvengti kvėpavimo takų ligų, būtina reguliariai vėdinti gyvenamąsias patalpas, palaikyti jas švarias, ilgai pasivaikščioti gryname ore, vengti lankytis sausakimšose vietose, ypač kvėpavimo takų ligų epidemijų metu..

Toksiškos tabako dūmų medžiagos nuodija organizmą ir sukelia įvairias ligas (bronchitą, tuberkuliozę, astmą, plaučių vėžį ir kt.).

Tuberkuliozė yra infekcija, žinoma nuo seniausių laikų ir vadinama „vartojimu“, nes ligoniai prieš mūsų akis nudžiūvo. Ši liga yra lėtinė tam tikro tipo bakterijų (Mycobacterium tuberculosis) infekcija, dažniausiai pažeidžianti plaučius. Tuberkuliozės infekciją nėra taip lengva išplisti kaip kitas kvėpavimo takų infekcijas, nes reikia pakartotinio ir ilgalaikio dalelių poveikio, išsiskiriančių pacientui kosint ar čiaudint, kad į plaučius patektų pakankamai bakterijų. Svarbus rizikos veiksnys yra perpildytose patalpose, kur blogos sanitarijos sąlygos ir dažnai bendraujama su tuberkulioze sergančiais žmonėmis..

Mycobacterium tuberculosis yra labai atsparūs išorinėje aplinkoje. Tamsioje skreplių vietoje jie gali išlikti gyvybingi daugelį mėnesių. Veikiami tiesioginių saulės spindulių, mikobakterijos miršta po kelių valandų. Jie jautrūs aukštai temperatūrai, aktyvuotiems chloramino tirpalams, balikliams. Kaip gydyti šį negalavimą liaudies gynimo priemonėmis, žiūrėkite čia.

Infekcija turi dvi stadijas. Bakterijos pirmiausia patenka į plaučius, kur didžiąją jų dalį sunaikina imuninė sistema. Nenužudytos bakterijos yra imuninės sistemos sulaikytos kietose kapsulėse, vadinamose gumbeliais, kurias sudaro daugybė skirtingų ląstelių. Tuberkuliozės bakterijos, būdamos tuberkuliozėse, negali sukelti žalos ar simptomų, ir daugelis žmonių niekada nesuserga šia liga. Tik nedidelė dalis (maždaug 10 proc.) Užsikrėtusių žmonių pereina į antrąją, aktyvią stadiją.

Aktyvi ligos stadija prasideda tada, kai bakterijos palieka gumbus ir užkrėtė kitas plaučių dalis. Bakterijos taip pat gali patekti į kraują ir limfinę sistemą ir išplisti visame kūne. Kai kuriems žmonėms aktyvioji stadija pasireiškia praėjus kelioms savaitėms po pradinės infekcijos, tačiau dažniausiai antroji stadija prasideda tik po kelerių metų ar dešimtmečių. Tokie veiksniai kaip senėjimas, nusilpusi imuninė sistema ir netinkama mityba padidina bakterijų plitimo už tuberkuliozės riziką. Dažniausiai sergant aktyvia tuberkulioze bakterijos sunaikina plaučių audinį ir labai apsunkina kvėpavimą, tačiau ši liga gali paveikti ir kitas kūno dalis, įskaitant smegenis, limfmazgius, inkstus ir virškinamąjį traktą. Negydoma tuberkuliozė gali būti mirtina.

Liga kartais vadinama baltuoju maru, nes jos aukos yra peleninės. Tuberkuliozė yra pagrindinė mirties priežastis visame pasaulyje, nepaisant veiksmingo gydymo

Infekcijos šaltinis yra sergantis žmogus, sergantys augintiniai ir paukščiai. Pavojingiausi yra atviros formos pacientai plaučių tuberkuliozė, išskiriantys patogenus su skrepliais, gleivių lašais kosint, kalbant ir pan. Pacientai, turintys tuberkuliozinius žarnyno, urogenitalinių ir kitų vidaus organų pažeidimus, yra mažiau pavojingi epidemiologiniu požiūriu.

Tarp naminių gyvūnų kaip infekcijos šaltinis svarbiausi galvijai, kurie patogenus išskiria su pienu, ir kiaulės..

Infekcijos perdavimo būdai yra skirtingi. Dažniau infekcija atsiranda per skreplių ir seilių lašus, kuriuos išskiria pacientas kosėdamas, kalbėdamas, čiaudėdamas, taip pat oro dulkės.

Svarbų vaidmenį atlieka kontaktinis-buitinis infekcijos plitimo būdas tiek tiesiogiai iš paciento (skrepliu nudažytos rankos), tiek per įvairius skrepliais užterštus namų apyvokos daiktus. Maistas gali užkrėsti žmogų tuberkulioze; be to, infekcija gali būti perduodama iš tuberkulioze sergančių gyvūnų per jų pieną, pieno produktus ir mėsą.

Absoliutus polinkis į tuberkuliozę. Infekcinio proceso eiga priklauso nuo kūno būklės ir jo atsparumo, mitybos, gyvenimo sąlygų, darbo sąlygų ir kt..