100 RURбонус за първа поръчка
Изберете вида работа Теза Курсова работаРезюме Магистърска теза Доклад от практиката Статия Доклад Преглед ТестМонография Решаване на проблеми Бизнес план Отговори на въпроси Творческа работаЕсета Рисуване Есета Превод Презентации Писане Друго Увеличаване на уникалността на текста Докторска дисертация Лабораторна работаОнлайн помощ
Разберете цената
Актът на дишане се състои от ритмично повтарящи се вдишване и издишване.
Вдишването се извършва по следния начин. Под влияние на нервните импулси мускулите, участващи в акта на вдишване, се свиват: диафрагмата, външните междуребрени мускули и т. н. Диафрагмата намалява (сплесква) по време на свиването си, което води до увеличаване на вертикалния размер гръдна кухина... Със свиването на външния междуребрен и някои други мускули ребрата се издигат, докато предно-задните и напречни размеригръдна кухина. Така в резултат на мускулната контракция обемът се увеличава. гръден кош... Поради факта, че в плевралната кухина няма въздух и налягането в нея е отрицателно, едновременно с увеличаване на обема на гръдния кош, белите дробове също се разширяват. С разширяването на белите дробове налягането на въздуха вътре в тях намалява (става по-ниско от атмосферното) и атмосферният въздух се втурва нагоре. респираторен трактв белите дробове. Следователно, при вдишване последователно се случва следното: мускулно свиване - увеличаване на обема на гръдния кош - разширяване на белите дробове и намаляване на налягането вътре в белите дробове - поток на въздух през дихателните пътищав белите дробове.
Издишването става след вдишване. Мускулите, участващи в акта на вдишване, се отпускат (в същото време диафрагмата се издига), ребрата в резултат на свиване на вътрешните междуребрени и други мускули и поради тежестта им се понижават. Обемът на гръдния кош намалява, белите дробове се компресират, налягането в тях се повишава (става по-високо от атмосферното) и въздухът изтича през дихателните пътища.
Процентът на издишания въздух е различен. В него остават само около 16% кислород, а количеството въглероден диоксид се увеличава до 4%. Съдържанието на водна пара също се увеличава. Само азотът и инертните газове в издишания въздух остават в същото количество като във вдишвания въздух.
Обмен на газове в белите дробове. Оксигенирането на кръвта и освобождаването на въглероден диоксид от нея се извършват в белодробните везикули. През капилярите им тече венозна кръв. Той е отделен от въздуха, изпълващ белите дробове от най-тънките, газопропускливи стени на капилярите и белодробните везикули.
Концентрацията на въглероден диоксид във венозната кръв е много по-висока, отколкото във въздуха, влизащ в мехурчетата. Поради дифузията този газ преминава от кръвта във въздуха на белите дробове. Така че кръвта се раздава през цялото време въглероден двуокисвъв въздуха, като постоянно се променя в белите дробове.
Кислородът също навлиза в кръвния поток чрез дифузия. Във вдишвания въздух концентрацията му е много по-висока, отколкото във венозната кръв, движеща се през капилярите на белите дробове. Следователно кислородът прониква в него през цялото време. Но веднага влиза в химично съединение с хемоглобин, в резултат на което съдържанието на свободен кислород в кръвта намалява. Тогава нова порция кислород веднага влиза в кръвния поток, който също е свързан с хемоглобина. Този процес продължава, докато кръвта бавно тече през капилярите на белите дробове. Поглъщайки много кислород, той става артериален. Преминавайки през сърцето, такава кръв навлиза в системното кръвообращение.
Газообмен в тъканите. Движейки се по капилярите на системното кръвообращение, кръвта дава кислород на тъканните клетки и се насища с въглероден диоксид.
Свободният кислород, влизащ в клетките, се използва за окисляване органични съединения... Следователно в клетките е много по-малко, отколкото в артериалната кръв, която ги измива. Разрушава се крехката връзка на кислорода с хемоглобина. Кислородът дифундира в клетките и незабавно се използва окислителни процесивъзникващи в тях. Бавно преминавайки през капилярите, които проникват в тъканите, кръвта, поради дифузия, дава кислород на клетките. Това е превръщането на артериалната кръв във венозна (фиг. 84).
Когато органичните съединения се окисляват, в клетките се образува въглероден диоксид. Дифундира в кръвния поток. Малко количество въглероден диоксид влиза в хлабава връзка с хемоглобина. Но повечето от него се комбинира с някои соли, разтворени в кръвта. Въглеродният диоксид се отвежда от кръвта в дясната страна на сърцето, а оттам в белите дробове.
Чрез редуване на вдишване и издишване човек вентилира белите дробове, поддържайки относително постоянен газов състав в белодробните везикули (алвеолите). Човек диша атмосферен въздух с високо съдържание на кислород (20,9%) и ниско съдържаниевъглероден диоксид (0,03%) и издишва въздух, в който кислородът е 16,3%, а въглеродният диоксид е 4% (Таблица 13).
Съставът на алвеоларния въздух се различава значително от състава на атмосферния, вдишван въздух. Съдържа по-малко кислород (14,2%).
А тези, които съставляват въздуха, не участват в дишането, а съдържанието им във вдишвания, издишания и алвеоларния въздух е практически еднакво.
Таблица 13
Състав на вдишвания, издишания и алвеоларен въздух
Защо издишаният въздух съдържа повече кислород от алвеоларния въздух? Това се обяснява с факта, че когато издишвате, въздухът се смесва с алвеоларния въздух, който се намира в дихателните органи, в дихателните пътища.
Парциално налягане и напрежение на газа
V белите дробове от алвеоларнитевъздухът преминава в, а въглеродният диоксид от кръвта навлиза в белите дробове. Преходът на газовете от въздух в течност и от течност във въздух се осъществява поради разликата в парциалното налягане на тези газове във въздуха и течността.
Частичнаналягане част за повикване общо налягане, което отчита дела на този газ в газовата смес. Колкото по-висок е процентът на газа в сместа, толкова по-високо е съответно парциалното налягане. Известно е, че атмосферният въздух е смес от газове. Тази смес от газове съдържа 20,94% кислород, 0,03% въглероден диоксид и 79,03% азот. Атмосферно налягане 760 mm Hg. Изкуство. Парциалното налягане на кислорода в атмосферния въздух е 20,94% от 760 mm, т.е. 159 mm, на азота - 79,03% от 760 mm, тоест около 600 mm, въглеродния диоксид в атмосферния въздух е малък - 0,03 % от 760 mm Hg-0,2 Изкуство.
За газове, разтворени в течност, се използва терминът "стрес", съответстващ на термина "парциално налягане", използван за свободни газове. Напрежението на газа се изразява в същите единици като налягането (в mmHg). Ако парциалното налягане на газа е в заобикаляща средапо-високо от напрежението на този газ в течността, газът се разтваря в течността.
Парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух е 100-105 mm Hg. чл., а в кръвта, която тече към белите дробове, напрежението на кислорода е средно 40 mm Hg. чл., следователно, в белите дробове от алвеоларния въздух преминава в.
Движението на газовете става според законите на дифузията, според които газът се разпространява от среда с високо парциално налягане към среда с по-ниско налягане.
Газообмен в белите дробове
Преходът на кислород в белите дробове от алвеоларния въздух към и потокът на въглероден диоксид от кръвта към белите дробове се подчиняват на законите, описани по-горе.
Благодарение на работата на I.M.Sechenov стана възможно да се изследва газовият състав на кръвта и условията на газообмен в белите дробове и тъканите.
Газообменът в белите дробове се осъществява между алвеоларен въздух и кръв чрез дифузия. Алвеолите на белите дробове са сплетени с гъста мрежа от капиляри. Стените на алвеолите и стените на капилярите са многотънък, което улеснява проникването на газове от белите дробове в кръвта и обратно. Газообменът зависи от повърхността, през която се дифундират газовете и разликата в парциалното налягане (напрежение) на дифундиращите газове. Такива състояния съществуват в белите дробове. В дълбок дъхалвеолите са разтегнати и повърхността им достига 100-150 m 2. Капилярната повърхност в белите дробове също е голяма. Съществува и достатъчна разлика в парциалното налягане на газовете на алвеоларния въздух и напрежението на тези газове във венозната кръв (Таблица 14).
Таблица 14
Парциалното налягане на кислорода и въглеродния диоксид във вдишвания и алвеоларен въздух и тяхното напрежение в кръвта (в mm Hg)
От масата 14 следва, че разликата между напрежението на газовете във венозната кръв и парциалното им налягане в алвеоларния въздух е 110-40 = 70 mm Hg за кислород. чл., а за въглероден диоксид 47-40 = 7 mm Hg. Изкуство.
Експериментално беше възможно да се установи, че с разлика в напрежението на кислорода от 1 mm Hg. Изкуство. при възрастен в покой, 25-60 cm 3 кислород в минута може да влезе в кръвния поток. Следователно разликата в налягането на кислорода от 70 mm Hg. Изкуство. достатъчно, за да осигури на тялото кислород, когато различни условиянеговата дейност: при физическа работа, спортни упражнения и др.
Скоростта на дифузия на въглеродния диоксид от кръвта е 25 пъти по-висока от тази на кислорода, поради разлика от 7 mm Hg. Изкуство. въглероден диоксид се освобождава от кръвта.
Пренасяне на газове чрез кръв
Кръвта пренася кислород и въглероден диоксид. В кръвта, както във всяка течност, газовете могат да бъдат в две състояния: физически разтворени и химически свързани. И кислородът, и въглеродният диоксид се разтварят в много малки количества в кръвната плазма. Повечето откислородът и въглеродният диоксид се транспортират в химически свързана форма.
Основният носител на кислород е кръвта. Всеки грам хемоглобин свързва 1,34 cm 3 кислород. има способността да се свързва с кислорода, образувайки оксихемоглобин. Колкото по-високо е парциалното налягане на кислорода, толкова повече се образува оксихемоглобин. В алвеоларния въздухпарциално налягане на кислорода 100-110 mm Hg. Изкуство. При тези условия 97% от кръвния хемоглобин се свързва с кислорода. Под формата на оксихемоглобин кислородът се пренася от кръвта до тъканите. Тукпарциалното налягане на кислорода е ниско и оксихемоглобинът, крехко съединение, освобождава кислород, който се използва от тъканите. Свързването на кислорода от хемоглобина също се влияе от напрежението на въглеродния диоксид. Въглеродният диоксид намалява способността на хемоглобина да свързва кислорода и насърчава дисоциацията на оксихемоглобина. Повишаването на температурата също намалява способността на хемоглобина да свързва кислорода. Известно е, че температурата в тъканите е по-висока, отколкото в белите дробове. Всички тези състояния спомагат за дисоциацията на оксихемоглобина, в резултат на което кръвта освобождава кислорода, освободен от химичното съединение, в тъканната течност.
Свойството на хемоглобина да свързва кислорода има жизненоважно значениеза тялото. Понякога хората умират от липса на кислород в тялото, заобиколени от най-чистия въздух. Това може да се случи на човек, който е в условия намалено налягане(на голяма надморска височина), където парциалното налягане на кислорода е много ниско в разредена атмосфера. 15 април 1875г балон"Зенит", на борда на който имаше трима балонисти, достигна височина от 8000 м. Когато балонът кацна, само един човек остана жив. Причината за смъртта беше рязък спадпарциалното налягане на кислорода на голяма надморска височина. На голяма надморска височина (7-8 km) артериалната кръв в газовия си състав се доближава до венозната кръв; всички телесни тъкани започват да изпитват остра липса на кислород, което води до тежки последици... Изкачването на височина над 5000 m обикновено изисква използването на специално кислородно оборудване.
Със специално обучение тялото може да се адаптира към намаленото съдържание на кислород в околния въздух. Обучен човек се задълбочава
тема:Дихателната система
Урок: Белодробна структура. Газообмен в белите дробове и тъканите
Човешките бели дробове са сдвоен конусовиден орган (виж фиг. 1). Отвън те са покрити с белодробна плевра, гръдната кухина е покрита с париетална плевра. Плевралната течност се намира между 2-те листа на плеврата, което намалява силата на триене при вдишване и издишване.
Ориз. един.
За 1 минута белите дробове изпомпват 100 литра въздух.
Бронхите се разклоняват, образувайки бронхиоли, в краищата на които има тънкостенни белодробни везикули - алвеоли (виж фиг. 2).
Ориз. 2.
Стените на алвеолите и капилярите са еднослойни, което улеснява газообмена. Те се образуват от епитела. Те отделят повърхностно активно вещество, което предотвратява слепването на алвеолите, и вещества, които убиват микроорганизмите. Отработените биологично активни вещества се усвояват от фагоцити или се екскретират под формата на храчки.
Ориз. 3.
Кислородът от въздуха на алвеолите преминава в кръвта, а въглеродният диоксид от кръвта преминава в алвеоларния въздух (виж фиг. 3).
Това се дължи на парциалното налягане, тъй като всеки газ се разтваря в течността именно поради парциалното си налягане.
Ако парциалното налягане на газа в околната среда е по-високо от неговото налягане в течността, тогава газът ще се разтвори в течността, докато се образува равновесие.
Парциалното налягане на кислорода е 159 mm. rt. Изкуство. в атмосферата, а във венозната кръв - 44 мм. rt. Изкуство. Това позволява на кислорода от атмосферата да премине в кръвта.
Кръвта навлиза в белите дробове през белодробните артерии и се разпространява през капилярите на алвеолите на тънък слой, което насърчава газообмена (виж фиг. 4). Кислородът, преминаващ от алвеоларния въздух в кръвта, взаимодейства с хемоглобина, за да образува оксихемоглобин. В тази форма кислородът се пренася от кръвта от белите дробове до тъканите. Там парциалното налягане е ниско и оксихемоглобинът се дисоциира, освобождавайки кислород.
Ориз. 4.
Механизмите за отделяне на въглероден диоксид са подобни на механизмите за доставка на кислород. Въглеродният диоксид образува нестабилно съединение с хемоглобина - карбохемоглобин, чиято дисоциация настъпва в белите дробове.
Ориз. 5.
Въглеродният окис образува стабилно съединение с хемоглобина, което не се дисоциира. И такъв хемоглобин вече не може да изпълнява своята функция - да пренася кислород в тялото. В резултат на това човек може да умре от задушаване дори с нормална работабели дробове. Ето защо е опасно да се намирате в затворено, непроветрено помещение, в което работи автомобил или се отоплява печка.
Допълнителна информация
Много хора дишат често (повече от 16 пъти в минута), докато правят плитки дихателни движения. В резултат на такова дишане въздухът навлиза само в горните части на белите дробове, а в долните части настъпва застой на въздуха. В такава среда има интензивно размножаване на бактерии и вируси.
Ще ви е необходим хронометър, за да проверите независимо правилното дишане. Ще е необходимо да се определи колко дихателни движениячовек прави за минута. В този случай е необходимо да се следи процеса на вдишване и вдишване.
Ако мускулите ви се напрегнат, когато дишате коремна, това е коремен тип дишане. Ако обемът на гръдния кош се промени, това е така тип гръдния кошдишане. Ако се използват и двата механизма, тогава човек има смесен типдишане.
Ако човек прави до 14 дихателни движения в минута, това е отличен резултат... Ако човек направи 15 - 18 движения, това е добър резултат. И ако повече от 18 движения - това е лош резултат.
Библиография
1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология. 8. - М .: Дропла.
2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Shvetsov G.G. / Изд. В. В. Пасечник Биология. 8. - М .: Дропла.
3. Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология. 8. - М .: Вентана-Граф.
Домашна работа
1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология. 8. - М .: Дропла. - С. 141, задачи и въпрос 1, 3, 4.
2. Каква роля играе парциалното налягане при газообмена?
3. Каква е структурата на белите дробове?
4. Подгответе кратко съобщение, обясняващо защо азот, въглероден диоксид и други съставки на въздуха не влизат в кръвта по време на вдишване.
Кръвта, която тече към белите дробове от сърцето (венозна), съдържа малко кислород и много въглероден диоксид; въздухът в алвеолите, от друга страна, съдържа много кислород и по-малко въглероден диоксид. В резултат на това настъпва двустранна дифузия през стените на алвеолите и капилярите -. кислородът отива в кръвта, а въглеродният диоксид отива от кръвта към алвеолите. В кръвта кислородът влиза в червените кръвни клетки и се свързва с хемоглобина. Кръвта, наситена с кислород, става артериална и навлиза в лявото предсърдие през белодробните вени.
При хората обменът на газове завършва за няколко секунди, докато кръвта преминава през алвеолите на белите дробове. Това е възможно поради огромната повърхност на белите дробове, с които общуват външна среда. Обща повърхносталвеолите са над 90 m 3.
Обменът на газове в тъканите се извършва в капиляри. Чрез тънките им стени кислородът влиза от кръвта в тъканната течност и след това в клетките, а въглеродният диоксид от тъканите преминава в кръвта. Концентрацията на кислород в кръвта е по-висока, отколкото в клетките, така че той лесно дифундира в тях.
Концентрацията на въглероден диоксид в тъканите, където се събира, е по-висока, отколкото в кръвта. Следователно, той преминава в кръвта, където се свързва химични съединенияплазмата и отчасти с хемоглобина, се транспортира с кръвта до белите дробове и се освобождава в атмосферата.
За осигуряване на клетки, тъкани и органи с кислород в човешкото тяло, има дихателната система... Състои се от следните органи: носна кухина, назофаринкс, ларинкс, трахея, бронхи и бели дробове. В тази статия ще проучим тяхната структура. И също така помислете за обмен на газ в тъканите и белите дробове. Нека дефинираме характеристиките външно дишане, протичащи между организма и атмосферата, и вътрешни, протичащи директно на клетъчно ниво.
за какво дишаме?
Повечето хора ще отговорят без колебание: за да получат кислород. Но те не знаят защо ни трябва. Много хора просто отговарят: кислородът е необходим за дишане. Оказва се някои порочен кръг... Биохимията, която изучава клетъчния метаболизъм, ще ни помогне да го разбием.
Светлите умове на човечеството, изучавайки тази наука, отдавна са стигнали до заключението, че кислородът, влизащ в тъканите и органите, окислява въглехидратите, мазнините и протеините. В този случай се образуват енергийно бедни съединения: вода, амоняк. Но основното е, че в резултат на тези реакции се синтезира АТФ - универсално енергийно вещество, използвано от клетката за нейната жизнена дейност. Можем да кажем, че газообменът в тъканите и белите дробове ще снабди тялото и неговите структури с кислорода, необходим за окисляването.
Механизъм за обмен на газ
То предполага наличието на поне две вещества, чиято циркулация в организма осигурява метаболитни процеси... В допълнение към гореспоменатия кислород, газообменът в белите дробове, кръвта и тъканите се осъществява с друго съединение - въглероден диоксид. Образува се в реакции на дисимилация. Тъй като е токсично вещество на метаболизма, то трябва да бъде отстранено от цитоплазмата на клетките. Нека да разгледаме по-отблизо този процес.
Въглеродният диоксид чрез дифузия прониква през клетъчната мембрана в интерстициалната течност. От него той навлиза в кръвоносните капиляри – венули. Освен това тези съдове се сливат, образувайки долната и горната куха вена. Те събират кръв, наситена с CO 2 и я насочват към дясното предсърдие. Със свиването на стените му част от венозната кръв навлиза в дясната камера. От тук започва белодробният (малкият) кръг на кръвообращението. Неговата задача е да насити кръвта с кислород. Венозната в белите дробове става артериална. А CO 2 от своя страна напуска кръвта и се отстранява навън чрез.За да разберете как се случва това, първо трябва да проучите структурата на белите дробове. Газообменът в белите дробове и тъканите се осъществява в специални структури - алвеоли и техните капиляри.
Структура на белите дробове
Това са сдвоени органи, разположени в гръдната кухина. Левият бял дроб има два лоба. Дясната е по-голяма. Състои се от три части. През портата на белите дробове в тях влизат два бронха, които, разклонявайки се, образуват т. нар. дърво. Въздухът се движи по клоните му по време на вдишване и издишване. На малките, респираторни бронхиоли са везикули - алвеоли. Събрани са в ацини. Те от своя страна образуват белодробния паренхим. Важно е всяка дихателна везикула да е плътно сплетена с капилярна мрежа на белодробната и системната циркулация. Донасяне на клони белодробни артерииснабдяване венозна кръвот дясната камера въглеродният диоксид се транспортира в лумена на алвеолите. А изходящите белодробни венули поемат кислород от алвеоларния въздух.
Навлиза през белодробните вени в лявото предсърдие, а от него в аортата. Неговите клони под формата на артерии осигуряват на клетките на тялото кислорода, необходим за вътрешното дишане. Именно в алвеолите венозната кръв става артериална. По този начин газообменът в тъканите и белите дробове се осъществява директно чрез кръвообращението по протежение на малкия и големи кръговекръвообръщение. Това се случва поради непрекъснатите контракции на мускулните стени на сърдечните камери.
Външно дишане
Нарича се още белодробна вентилация. Това е обмен на въздух между околната среда и алвеолите. Физиологично правилното вдишване през носа осигурява на тялото част въздух от този състав: около 21% O 2, 0,03% CO 2 и 79% азот. По него навлиза в алвеолите. Те имат собствена порция въздух. Съставът му е както следва: 14,2% O 2, 5,2% CO 2, 80% N 2. Вдишването, подобно на издишването, се регулира по два начина: нервен и хуморален (концентрация на въглероден диоксид). Поради стимулиране на дихателния център продълговатия мозък, нервните импулси се предават към дихателните интеркостални мускули и диафрагмата. Обемът на гръдния кош се увеличава. Белите дробове, пасивно движещи се след контракциите на гръдната кухина, се разширяват. Въздушното налягане в тях става по-ниско от атмосферното. Следователно, част от въздуха от горните дихателни пътища навлиза в алвеолите.
Издишването се извършва след вдишване. Придружава се от отпускане на междуребрените мускули и повдигане на форникса на диафрагмата. Това води до намаляване на обема на белите дробове. Въздушното налягане в тях става по-високо от атмосферното. И въздухът с излишък от въглероден диоксид се издига в бронхиолите. По-нататък, по горните дихателни пътища, следва в носната кухина... Съставът на издишания въздух е, както следва: 16,3% O 2, 4% CO 2, 79 N 2. На този етап се осъществява външен газообмен. Белодробният газообмен, осъществяван от алвеолите, осигурява на клетките кислород, необходим за вътрешното дишане.
Клетъчно дишане
Той е част от системата на катаболните реакции на метаболизма и енергията. Тези процеси се изучават както от биохимията, така и от анатомията, а газообменът в белите дробове и тъканите е взаимосвързан и е невъзможен един без друг. Така той доставя кислород на интерстициалната течност и премахва въглеродния диоксид от нея. А вътрешният, осъществяван директно в клетката от нейните органели – митохондриите, които осигуряват окислително фосфолиране и синтез на АТФ молекули, използва кислород за тези процеси.
Цикъл на Кребс
Цикъл трети карбоксилни киселиние водеща в Обединява и хармонизира реакциите на аноксични стадии и процеси с участието на трансмембранни протеини. Той също така действа като доставчик на клетъчни строителни материали (аминокиселини, прости захари, висши карбоксилни киселини), образувани в неговите междинни реакции и използвани от клетката за растеж и делене. Както можете да видите, в тази статия беше изследван газообменът в тъканите и белите дробове и неговият биологична роляв живота на човешкото тяло.
Зареждане ...