يحدث تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة بسبب. ما هو تبادل الغازات في الدم والرئتين والأنسجة؟ ميزات تبادل الغازات. هيكل الحويصلات الهوائية الرئوية

100 صمكافأة من الدرجة الأولى

اختر نوع العمل فرضية عمل الدورةملخص أطروحة الماجستير تقرير عن ممارسة مراجعة تقرير المادة اختبارمونوغراف حل المشكلات خطة الأعمال إجابات على الأسئلة عمل ابداعيمقال رسم التراكيب عروض ترجمة كتابة أخرى زيادة تفرد نص أطروحة المرشح العمل المخبريمساعدة عبر الإنترنت

اسأل عن السعر

يتكون فعل التنفس من الشهيق والزفير المتكرر بانتظام.

يتم الاستنشاق على النحو التالي. تحت تأثير النبضات العصبية ، تنقبض العضلات المشاركة في فعل الاستنشاق: الحجاب الحاجز ، والعضلات الوربية الخارجية ، وما إلى ذلك. ينزل الحجاب الحاجز (يتسطح) أثناء تقلصه ، مما يؤدي إلى زيادة الحجم الرأسي تجويف الصدر. مع تقلص العضلة الوربية الخارجية وبعض العضلات الأخرى ، ترتفع الضلوع ، بينما ترتفع الأضلاع الأمامية والخلفية أبعاد عرضيةتجويف الصدر. وبالتالي ، نتيجة تقلص العضلات ، يزداد الحجم صدر. نظرًا لعدم وجود هواء في التجويف الجنبي والضغط فيه سلبيًا ، بالتزامن مع زيادة حجم الصدر ، تتوسع الرئتان أيضًا. مع تمدد الرئتين ، ينخفض ​​ضغط الهواء بداخلهما (يصبح أقل من الضغط الجوي) ويدفع الهواء الجوي على طول الجهاز التنفسيفي الرئتين. وبالتالي ، عند الاستنشاق ، يحدث ما يلي بالتتابع: تقلص العضلات - زيادة حجم الصدر - تمدد الرئتين وانخفاض الضغط داخل الرئتين - تدفق الهواء من خلال الممرات الهوائيةفي الرئتين.

يتبع الزفير الشهيق. تسترخي العضلات المشاركة في فعل الاستنشاق (يرتفع الحجاب الحاجز في نفس الوقت) ، والأضلاع نتيجة تقلص العضلة الوربية الداخلية والعضلات الأخرى ، وبسبب ثقلها ، تسقط. ينخفض ​​حجم الصدر ، وتتقلص الرئتان ، ويزداد الضغط فيهما (يصبح أعلى من الضغط الجوي) ، ويدفع الهواء للخارج عبر الممرات الهوائية.

يختلف تكوين النسبة المئوية لهواء الزفير. يبقى الأكسجين الموجود فيه حوالي 16٪ فقط ، وتزيد كمية ثاني أكسيد الكربون إلى 4٪. يزداد أيضًا محتوى بخار الماء. فقط النيتروجين والغازات الخاملة في هواء الزفير تبقى بنفس الكمية الموجودة في الهواء المستنشق.

تبادل الغازات في الرئتين. يحدث تشبع الدم بالأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون به في الحويصلات الرئوية. يتدفق الدم الوريدي عبر الشعيرات الدموية. يتم فصله عن الهواء الذي يملأ الرئتين عن طريق أنحف جدران من الشعيرات الدموية والحويصلات الرئوية نفاذة للغازات.

تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم الوريدي أعلى بكثير من تركيز الهواء الذي يدخل الفقاعات. بسبب الانتشار ، يخترق هذا الغاز من الدم إلى هواء الرئة. هكذا يعطي الدم دائما نشبعفي الهواء ، تتغير باستمرار في الرئتين.

يدخل الأكسجين الدم أيضًا عن طريق الانتشار. في الهواء المستنشق ، يكون تركيزه أعلى بكثير من تركيزه في الدم الوريدي الذي يمر عبر الشعيرات الدموية في الرئتين. لذلك ، يخترق الأكسجين دائمًا. ولكن بعد ذلك يدخل في مركب كيميائي مع الهيموجلوبين ، ونتيجة لذلك ينخفض ​​محتوى الأكسجين الحر في الدم. ثم يخترق جزء جديد من الأكسجين الدم فورًا ، والذي يرتبط أيضًا بالهيموجلوبين. تستمر هذه العملية طالما أن الدم يتدفق ببطء عبر الشعيرات الدموية في الرئتين. بعد امتصاص الكثير من الأكسجين ، يصبح شريانيًا. بعد مرور القلب ، يدخل هذا الدم إلى الدورة الدموية الجهازية.

تبادل الغازات في الأنسجة. يتحرك الدم عبر الشعيرات الدموية للدورة الجهادية ، ويمنح الأكسجين لخلايا الأنسجة وهو مشبع بثاني أكسيد الكربون.

الأكسجين الحر الذي يدخل الخلايا يستخدم للأكسدة مركبات العضوية. لذلك ، فهو أقل بكثير في الخلايا من غسلها في الدم الشرياني. الرابطة الهشة بين الأكسجين والهيموجلوبين مكسورة. ينتشر الأكسجين في الخلايا ويستخدم على الفور من أجل عمليات الأكسدةتحدث فيها. يتدفق الدم ببطء عبر الشعيرات الدموية التي تخترق الأنسجة ، بسبب انتشاره ، يعطي الأكسجين للخلايا. هذه هي الطريقة التي يتحول بها الدم الشرياني إلى دم وريدي (الشكل 84).

ينتج عن أكسدة المركبات العضوية في الخلايا ثاني أكسيد الكربون. ينتشر في الدم. تدخل كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون في تركيبة غير مستقرة مع الهيموجلوبين. لكن معظمها يتحد مع بعض الأملاح المذابة في الدم. ينتقل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الدم إلى الجانب الأيمن من القلب ومن هناك إلى الرئتين.

عن طريق الاستنشاق والزفير بالتناوب ، يقوم الشخص بتهوية الرئتين ، والحفاظ على تركيبة غاز ثابتة نسبيًا في الحويصلات الرئوية (الحويصلات الهوائية). يتنفس الشخص هواء الغلاف الجوي الذي يحتوي على نسبة عالية من الأكسجين (20.9٪) و محتوى منخفضثاني أكسيد الكربون (0.03٪) ، وهواء الزفير ، حيث يكون الأكسجين 16.3٪ ، وثاني أكسيد الكربون 4٪ (الجدول 13).

يختلف تكوين الهواء السنخي اختلافًا كبيرًا عن تكوين الهواء الجوي المستنشق. تحتوي على أكسجين أقل (14.2٪).

والتي هي جزء من الهواء ، لا تشارك في التنفس ، ومحتواها في الهواء المستنشق والزفير والسنخي متماثل تقريبًا.

الجدول 13

تكوين الهواء المستنشق والزفير والسنخي

لماذا يوجد أكسجين في هواء الزفير أكثر من الهواء السنخي؟ ويفسر ذلك حقيقة أنه أثناء الزفير ، يتم خلط الهواء الموجود في أعضاء الجهاز التنفسي ، في الشعب الهوائية ، مع الهواء السنخي.

ضغط جزئي وضغط الغاز

في الرئة من السنخيةيدخل الهواء النقيوثاني أكسيد الكربون من الدم يدخل الرئتين. يحدث انتقال الغازات من الهواء إلى السائل ومن السائل إلى الهواء بسبب الاختلاف في الضغط الجزئي لهذه الغازات في الهواء والسائل.

جزئيالضغط جزء الاتصال الضغط الكلي، والذي يمثل جزء هذا الغاز في خليط الغازات. كلما زادت النسبة المئوية للغاز في الخليط ، زاد ضغطه الجزئي بالمقابل. الهواء الجوي ، كما تعلم ، هو خليط من الغازات. يحتوي هذا الخليط من غازات الأكسجين على 20.94٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.03٪ ، نيتروجين - 79.03٪. ضغط الهواء الجوي 760 ملم زئبق. فن. الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء الجوي هو 20.94٪ من 760 ملم ، أي 159 ملم ، نيتروجين - 79.03٪ من 760 ملم ، أي حوالي 600 ملم ، ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي منخفض - 0.03٪ من 760 ملم -0.2 ملم زئبق. فن.

بالنسبة للغازات المذابة في السائل ، يتم استخدام مصطلح "الجهد" ، والذي يتوافق مع مصطلح "الضغط الجزئي" المستخدم للغازات الحرة. يتم التعبير عن شد الغاز في نفس وحدات الضغط (مم زئبق). إذا كان الضغط الجزئي للغاز في بيئةيذوب الغاز في السائل أعلى من جهد ذلك الغاز في السائل.

يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء السنخي 100-105 ملم زئبق. الفن ، وفي الدم المتدفق إلى الرئتين ، يكون توتر الأكسجين في المتوسط ​​40 ملم زئبق. الفن ، لذلك ، في الرئتين من الهواء السنخي يمر.

تحدث حركة الغازات وفقًا لقوانين الانتشار ، والتي بموجبها ينتشر الغاز من بيئة ذات ضغط جزئي مرتفع إلى بيئة ذات ضغط منخفض.

تبادل الغازات في الرئتين

يخضع انتقال الأكسجين في الرئتين من الهواء السنخي ودخول ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الرئتين للقوانين الموضحة أعلاه.

بفضل عمل I.M. Sechenov ، أصبح من الممكن دراسة تكوين الغاز في الدم وظروف تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة.

يحدث تبادل الغازات في الرئتين بين الهواء السنخي والدم عن طريق الانتشار. الحويصلات الهوائية في الرئتين محاطة بشبكة كثيفة من الشعيرات الدموية. جدران الحويصلات الهوائية وجدران الشعيرات الدمويةرقيقة مما يساهم في تغلغل الغازات من الرئتين إلى الدم والعكس صحيح. يعتمد تبادل الغازات على السطح الذي يتم من خلاله انتشار الغازات ، والفرق في الضغط الجزئي (الجهد) لغازات الانتشار. توجد مثل هذه الظروف في الرئتين. في نفس عميقتمتد الحويصلات الهوائية ويصل سطحها إلى 100-150 م 2. سطح الشعيرات الدموية في الرئتين كبير أيضًا. يوجد أيضًا فرق كافٍ في الضغط الجزئي لغازات الهواء السنخي وتوتر هذه الغازات في الدم الوريدي (الجدول 14).

الجدول 14

الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء المستنشق والهواء السنخي وتوترهما في الدم (ملم زئبق)

من الجدول 14 ويترتب على ذلك أن الفرق بين توتر الغازات في الدم الوريدي وضغطها الجزئي في الهواء السنخي هو 110-40 = 70 ملم زئبق للأكسجين. الفن ، وثاني أكسيد الكربون 47-40 = 7 ملم زئبق. فن.

تجريبيًا ، كان من الممكن إثبات ذلك مع اختلاف توتر الأكسجين بمقدار 1 ملم زئبق. فن. في شخص بالغ في حالة راحة ، يمكن أن يدخل 25-60 سم 3 من الأكسجين في الدقيقة إلى مجرى الدم. لذلك ، فإن فرق ضغط الأكسجين 70 مم زئبق. فن. يكفي لتزويد الجسم بالأكسجين ظروف مختلفةأنشطتها: عمل بدني، تمارين رياضية ، إلخ.

إن معدل انتشار ثاني أكسيد الكربون من الدم أكبر بـ 25 مرة من معدل انتشار الأكسجين ، وذلك بسبب اختلاف 7 ملم زئبق. فن. يتم تحرير ثاني أكسيد الكربون من الدم.

حمل الغازات في الدم

الدم يحمل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. في الدم ، كما هو الحال في أي سائل ، يمكن أن تكون الغازات في حالتين: مذابة جسديًا ومربوطة كيميائيًا. يذوب كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في بلازما الدم بكميات صغيرة جدًا. معظميتم نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في شكل مرتبط كيميائيًا.

الناقل الرئيسي للأكسجين هو الدم. كل جرام من الهيموجلوبين يربط 1.34 سم 3 من الأكسجين. لديه القدرة على الاندماج مع الأكسجين ، وتشكيل أوكسي هيموغلوبين. كلما زاد الضغط الجزئي للأكسجين ، زاد تكوين أوكسي هيموغلوبين. في الهواء السنخيالضغط الجزئي للأكسجين 100-110 ملم زئبق. فن. في ظل هذه الظروف ، يرتبط 97٪ من الهيموجلوبين في الدم بالأكسجين. في شكل أوكسي هيموغلوبين ، يتم نقل الأكسجين عن طريق الدم إلى الأنسجة. هنايكون الضغط الجزئي للأكسجين منخفضًا ويطلق أوكسي هيموغلوبين - مركب هش - الأكسجين الذي تستخدمه الأنسجة. يتأثر ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين أيضًا بتوتر ثاني أكسيد الكربون. يقلل ثاني أكسيد الكربون من قدرة الهيموغلوبين على الارتباط بالأكسجين ويعزز تفكك أوكسي هيموغلوبين. تؤدي زيادة درجة الحرارة أيضًا إلى تقليل قدرة الهيموجلوبين على الارتباط بالأكسجين. من المعروف أن درجة الحرارة في الأنسجة أعلى منها في الرئتين. تساعد كل هذه الحالات في تفكك أوكسي هيموغلوبين ، ونتيجة لذلك يطلق الدم الأكسجين المنطلق من المركب الكيميائي إلى سائل الأنسجة.

خاصية الهيموغلوبين لربط الأكسجين حيويةللجسم. في بعض الأحيان يموت الناس من نقص الأكسجين في الجسم ، ويحيط به هواء أنقى. يمكن أن يحدث هذا لشخص يجد نفسه في ظروف انخفاض الضغط(على ارتفاعات عالية) ، حيث يحتوي الغلاف الجوي المخلخل على ضغط جزئي منخفض جدًا من الأكسجين. ١٥ أبريل ١٨٧٥ بالونوصل "زينيث" ، التي كان على متنها ثلاثة ملاحين ، إلى ارتفاع 8000 م ، وعندما هبط المنطاد ، نجا شخص واحد فقط. كان سبب الوفاة انخفاض حادالضغط الجزئي للأكسجين على ارتفاعات عالية. على ارتفاعات عالية (7-8 كم) ، يقترب الدم الشرياني في تركيبته الغازية من الدم الوريدي ؛ تبدأ جميع أنسجة الجسم في المعاناة من نقص حاد في الأكسجين ، مما يؤدي إلى ذلك عواقب وخيمة. يتطلب التسلق فوق 5000 متر عادةً استخدام أجهزة أكسجين خاصة.

من خلال التدريب الخاص ، يمكن للجسم التكيف مع محتوى الأكسجين المنخفض في الهواء الجوي. تعمق الشخص المدرب

عنوان:الجهاز التنفسي

الدرس: بنية الرئتين. تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة

رئتا الإنسان عبارة عن عضو مخروطي الشكل (انظر الشكل 1). في الخارج ، يتم تغطيتها بغشاء الجنب الرئوي ، وتجويف الصدر مغطى بغشاء الجنب الجداري. بين طبقتين من غشاء الجنب يوجد سائل من الجنب ، مما يقلل من قوة الاحتكاك أثناء الشهيق والزفير.

أرز. واحد.

في دقيقة واحدة ، تضخ الرئتان 100 لتر من الهواء.

فرع القصبات ، وتشكيل القصيبات ، والتي توجد في نهاياتها حويصلات رئوية رقيقة الجدران - الحويصلات الهوائية (انظر الشكل 2).

أرز. 2.

تكون جدران الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية من طبقة واحدة ، مما يسهل تبادل الغازات. وهي مكونة من ظهارة. تفرز المواد الخافضة للتوتر السطحي ، والتي تمنع الحويصلات الهوائية من الالتصاق ببعضها البعض ، والمواد التي تقتل الكائنات الحية الدقيقة. يتم هضم المواد الفعالة بيولوجيا النفايات عن طريق البالعات أو تفرز في شكل بلغم.

أرز. 3.

يمر الأكسجين من هواء الحويصلات إلى الدم ، ويمر ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء السنخي (انظر الشكل 3).

هذا بسبب الضغط الجزئي ، حيث يذوب كل غاز في سائل على وجه التحديد بسبب ضغطه الجزئي.

إذا كان الضغط الجزئي للغاز في البيئة أعلى من ضغطه في السائل ، فسيذوب الغاز في السائل حتى يتم تكوين التوازن.

الضغط الجزئي للأكسجين 159 ملم. RT. فن. في الغلاف الجوي والدم الوريدي - 44 ملم. RT. فن. هذا يسمح للأكسجين من الغلاف الجوي بالمرور إلى الدم.

يدخل الدم إلى الرئتين عبر الشرايين الرئوية وينتشر عبر الشعيرات الدموية للحويصلات الهوائية في طبقة رقيقة ، مما يعزز تبادل الغازات (انظر الشكل 4). يتفاعل الأكسجين ، الذي يمر من الهواء السنخي إلى الدم ، مع الهيموجلوبين لتكوين أوكسي هيموغلوبين. في هذا الشكل ، يتم نقل الأكسجين عن طريق الدم من الرئتين إلى الأنسجة. هناك ، يكون الضغط الجزئي منخفضًا ، وينفصل أوكسي هيموغلوبين ، ويطلق الأكسجين.

أرز. 4.

تشبه آليات إطلاق ثاني أكسيد الكربون آليات تناول الأكسجين. يشكل ثاني أكسيد الكربون مركبًا غير مستقر مع الهيموجلوبين - الكربوهيموغلوبين ، الذي يتفكك في الرئتين.

أرز. خمسة.

يشكل أول أكسيد الكربون مركبًا ثابتًا مع الهيموجلوبين الذي لا ينفصل. ولم يعد بإمكان هذا الهيموغلوبين أداء وظيفته - لنقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم. نتيجة لذلك ، يمكن لأي شخص أن يموت من الاختناق حتى مع عملية عاديةرئتين. لذلك ، من الخطر أن تكون في غرفة مغلقة غير مهواة حيث تعمل السيارة أو يتم تسخين الموقد.

معلومة اضافية

كثير من الناس يتنفسون بشكل متكرر (أكثر من 16 مرة في الدقيقة) ، أثناء القيام بحركات تنفسية ضحلة. نتيجة لهذا التنفس ، لا يدخل الهواء إلا الأجزاء العلوية من الرئتين ، ويحدث ركود الهواء في الأجزاء السفلية. في مثل هذه البيئة ، يحدث تكاثر مكثف للبكتيريا والفيروسات.

للتحقق بشكل مستقل من صحة التنفس ، ستحتاج إلى ساعة توقيت. سيكون من الضروري تحديد كم حركات تنفسيةالرجل يفعل في دقيقة. في هذه الحالة ، من الضروري مراقبة عملية الاستنشاق والاستنشاق.

إذا كانت العضلات متوترة عند التنفس بطني، هذا نوع من التنفس البطني. إذا تغير حجم الصدر ، فإنه نوع الصدرعمليه التنفس. إذا تم استخدام كل من هاتين الآليتين ، ثم الشخص نوع مختلطعمليه التنفس.

إذا كان الشخص يأخذ ما يصل إلى 14 نفسًا في الدقيقة ، فهذا صحيح نتيجة ممتازة. إذا قام الشخص بحركة من 15 إلى 18 - فهذه نتيجة جيدة. وإذا كان هناك أكثر من 18 حركة - فهذه نتيجة سيئة.

فهرس

1. Kolesov D.V. ، Mash R.D. ، Belyaev I.N. مادة الاحياء. 8. - م: بوستارد.

2. Pasechnik V.V.، Kamensky A.A.، Shvetsov G.G. / إد. Pasechnik V.V. مادة الاحياء. 8. - م: بوستارد.

3. Dragomilov A.G.، Mash R.D. مادة الاحياء. 8. - م: فينتانا-كونت.

واجب منزلي

1. Kolesov D.V. ، Mash R.D. ، Belyaev I.N. مادة الاحياء. 8. - م: بوستارد. - ص 141 ، التخصيصات والسؤال 1 ، 3 ، 4.

2. ما هو الدور الذي يلعبه الضغط الجزئي في تبادل الغازات؟

3. ما هو هيكل الرئتين؟

4. قم بإعداد رسالة قصيرة تشرح فيها سبب عدم دخول النيتروجين وثاني أكسيد الكربون ومكونات الهواء الأخرى إلى الدم أثناء الاستنشاق.

يحتوي الدم الذي يتدفق إلى الرئتين من القلب (الوريدي) على القليل من الأكسجين والكثير من ثاني أكسيد الكربون ؛ على العكس من ذلك ، يحتوي الهواء في الحويصلات على الكثير من الأكسجين وأقل من ثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك ، يحدث الانتشار ثنائي الاتجاه من خلال جدران الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية. يمر الأكسجين إلى الدم ، وينتقل ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الحويصلات الهوائية. يدخل الأكسجين في الدم إلى خلايا الدم الحمراء ويتحد مع الهيموجلوبين. يصبح الدم المؤكسج شريانيًا ويدخل الأذين الأيسر عبر الأوردة الرئوية.

عند البشر ، يكتمل تبادل الغازات في بضع ثوانٍ ، بينما يمر الدم عبر الحويصلات الهوائية في الرئتين. هذا ممكن بسبب السطح الضخم للرئتين ، والتواصل مع بيئة خارجية. السطح العامالحويصلات الهوائية أكثر من 90 م 3.

يتم تبادل الغازات في الأنسجة في الشعيرات الدموية. من خلال جدرانها الرقيقة ، يدخل الأكسجين من الدم إلى سائل الأنسجة ثم إلى الخلايا ، ويمر ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الدم. يكون تركيز الأكسجين في الدم أكبر منه في الخلايا ، لذلك ينتشر فيها بسهولة.

تركيز ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة حيث يتم تجميعه أعلى منه في الدم. لذلك ، فإنه يمر في الدم حيث يرتبط مركبات كيميائيةيتم نقل البلازما وجزئيًا مع الهيموجلوبين ، عن طريق الدم إلى الرئتين ويتم إطلاقها في الغلاف الجوي.

لتزويد الخلايا والأنسجة والأعضاء بالأكسجين في جسم الإنسان ، هناك الجهاز التنفسي. وتتكون من الأعضاء التالية: تجويف الأنف ، والبلعوم الأنفي ، والحنجرة ، والقصبة الهوائية ، والشعب الهوائية ، والرئتين. في هذه المقالة سوف ندرس هيكلها. وأيضًا ضع في اعتبارك تبادل الغازات في الأنسجة والرئتين. دعونا نحدد الميزات التنفس الخارجي، التي تحدث بين الكائن الحي والغلاف الجوي ، وداخلية ، تتدفق مباشرة على المستوى الخلوي.

ما الذي نتنفسه؟

سيجيب معظم الناس دون تردد: للحصول على الأكسجين. لكنهم لا يعرفون لماذا نحتاجها. يجيب الكثير ببساطة: الأكسجين ضروري للتنفس. اتضح بعض الحلقة المفرغة. ستساعدنا الكيمياء الحيوية ، التي تدرس التمثيل الغذائي الخلوي ، في كسره.

توصلت العقول المشرقة للبشرية ، بدراسة هذا العلم ، إلى استنتاج مفاده أن الأكسجين الذي يدخل الأنسجة والأعضاء يؤكسد الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. في هذه الحالة ، تتشكل مركبات فقيرة الطاقة: الماء والأمونيا. لكن الشيء الرئيسي هو أنه نتيجة لهذه التفاعلات ، يتم تصنيع ATP - مادة طاقة عالمية تستخدمها الخلية لنشاط حياتها. يمكن القول أن تبادل الغازات في الأنسجة والرئتين سيزود الجسم وهياكله بالأكسجين الضروري للأكسدة.

آلية تبادل الغازات

إنه يعني وجود مادتين على الأقل يوفر دورانهما في الجسم عمليات التمثيل الغذائي. بالإضافة إلى الأكسجين أعلاه ، يحدث تبادل الغازات في الرئتين والدم والأنسجة مع مركب آخر - ثاني أكسيد الكربون. تتشكل في تفاعلات التبديد. لكونها مادة سامة لعملية التمثيل الغذائي ، يجب إزالتها من سيتوبلازم الخلايا. دعونا نفكر في هذه العملية بمزيد من التفصيل.

ينتشر ثاني أكسيد الكربون عبر غشاء الخلية في السائل الخلالي. منه يدخل الشعيرات الدموية - الأوردة. علاوة على ذلك ، تندمج هذه الأوعية لتشكل الوريد الأجوف السفلي والمتفوق. يجمعون الدم المشبع بـ CO 2. ويرسلونه إلى الأذين الأيمن. مع تصغير جدرانه ، يدخل جزء من الدم الوريدي إلى البطين الأيمن. من هنا تبدأ الدورة الدموية الرئوية (الصغيرة). وتتمثل مهمتها في تشبع الدم بالأكسجين. وريدي في الرئتين يصبح شريانيًا. وثاني أكسيد الكربون ، بدوره ، يخرج من الدم ويتم إزالته من خلاله. لفهم كيفية حدوث ذلك ، يجب عليك أولاً دراسة بنية الرئتين. يتم تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة في هياكل خاصة - الحويصلات الهوائية وشعيراتها الدموية.

هيكل الرئتين

هذه هي أعضاء مقترنة تقع في تجويف الصدر. تحتوي الرئة اليسرى على فصين. الحق واحد أكبر. يتكون من ثلاثة أجزاء. من خلال بوابات الرئتين ، يدخل فيها قصبتان ، وتشكلان ما يسمى بالشجرة المتفرعة. يتحرك الهواء على طول فروعه أثناء الشهيق والزفير. في القصيبات التنفسية الصغيرة توجد حويصلات - الحويصلات الهوائية. يتم جمعها في أسيني. هؤلاء ، بدورهم ، يشكلون حمة الرئة. من المهم أن تكون كل حويصلة تنفسية مضفرة بكثافة بشبكة شعيرية من دوائر الدورة الدموية الصغيرة والكبيرة. الفروع الحاملة الشرايين الرئويةتوريد الدم الوريديمن البطين الأيمن ، ينتقل ثاني أكسيد الكربون إلى تجويف الحويصلات الهوائية. والأوردة الرئوية الصادرة تأخذ الأكسجين من الهواء السنخي.

يدخل من خلال الأوردة الرئوية إلى الأذين الأيسر ، ومنه إلى الشريان الأورطي. تغذي فروعه على شكل شرايين خلايا الجسم بالأكسجين اللازم للتنفس الداخلي. في الحويصلات الهوائية يصبح الدم من الوريد شريانيًا. وهكذا ، يتم تبادل الغازات في الأنسجة والرئتين مباشرة عن طريق الدورة الدموية من خلال الأوعية الصغيرة و دوائر كبيرةالدوران. يحدث هذا بسبب الانقباضات المستمرة للجدران العضلية لغرف القلب.

التنفس الخارجي

وتسمى أيضًا بالتهوية. يمثل تبادل الهواء بين البيئة الخارجية والحويصلات الهوائية. التنفس الصحيح من الناحية الفسيولوجية من خلال الأنف يزود الجسم بجزء من الهواء من هذه التركيبة: حوالي 21٪ O 2 ، 0.03٪ CO 2 و 79٪ نيتروجين. يدخل الحويصلات الهوائية. لديهم جزء خاص بهم من الهواء. يتكون تكوينه على النحو التالي: 14.2٪ O 2 ، 5.2٪ CO 2 ، 80٪ N 2. يتم تنظيم الاستنشاق ، مثل الزفير ، بطريقتين: عصبية وخلطية (تركيز ثاني أكسيد الكربون). عن طريق تحفيز مركز الجهاز التنفسي النخاع المستطيل، النبضات العصبية تنتقل إلى عضلات الجهاز التنفسي الوربية والحجاب الحاجز. يزداد حجم الصدر. تتوسع الرئتان ، اللتان تتحركان بشكل سلبي بعد تقلصات تجويف الصدر. يصبح ضغط الهواء فيها أقل من الضغط الجوي. لذلك ، يدخل جزء من الهواء من الجهاز التنفسي العلوي الحويصلات الهوائية.

يتبع الزفير الشهيق. يترافق مع استرخاء العضلات الوربية وارتفاع قوس الحجاب الحاجز. هذا يؤدي إلى انخفاض في حجم الرئة. يصبح ضغط الهواء فيها أعلى من الضغط الجوي. والهواء الذي يحتوي على فائض من ثاني أكسيد الكربون يرتفع إلى القصيبات. علاوة على ذلك ، على طول الجهاز التنفسي العلوي ، يتبعه تجويف أنفي. يتكون تكوين هواء الزفير على النحو التالي: 16.3٪ O 2 ، 4٪ CO 2 ، 79 N 2. في هذه المرحلة ، يحدث تبادل الغازات الخارجية. تبادل الغازات الرئوية ، الذي يتم بواسطة الحويصلات الهوائية ، يزود الخلايا بالأكسجين الضروري للتنفس الداخلي.

التنفس الخلوي

المدرجة في نظام التفاعلات التقويضية لعملية التمثيل الغذائي والطاقة. تتم دراسة هذه العمليات عن طريق الكيمياء الحيوية وعلم التشريح ، كما أن تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة مترابط ومستحيل بدون بعضهما البعض. لذلك ، فإنه يمد الأكسجين إلى السائل الخلالي ويزيل ثاني أكسيد الكربون منه. والداخلي ، الذي يتم تنفيذه مباشرة في الخلية بواسطة عضياتها - الميتوكوندريا ، التي توفر الفسفرة المؤكسدة وتخليق جزيئات ATP ، تستخدم الأكسجين لهذه العمليات.

دورة كريبس

الدورة الثالثة الأحماض الكربوكسيليةهو الرائد في أنه يجمع وينسق تفاعلات المرحلة الخالية من الأكسجين والعمليات التي تنطوي على بروتينات الغشاء. كما أنها تعمل كمورد لمواد البناء الخلوية (الأحماض الأمينية ، سكريات بسيطة، أحماض كربوكسيلية عالية) ، تتشكل في تفاعلاتها الوسيطة وتستخدمها الخلية للنمو والانقسام. كما ترون ، في هذه المقالة تمت دراسة تبادل الغازات في الأنسجة والرئتين دور بيولوجيفي حياة جسم الإنسان.