Imidlertid er andelen av hudens deltagelse i menneskelig pust ubetydelig sammenlignet med lungene, fordi den totale overflaten av kroppen er mindre enn 2 m2 og ikke overstiger 3% av den totale overflaten av lungealveolene.
Hoved komponenter luftveisorganer er luftveiene, lungene, luftveismusklene, inkludert mellomgulvet. Atmosfærisk luft som kommer inn i menneskelungene er en blanding av gasser - nitrogen, oksygen, karbondioksid og noen andre (fig. 2).
Ris. 2. Gjennomsnittsverdier av partialtrykk av gasser (mm Hg) i tørt
innåndet luft, alveoler, i utåndet luft og i blodet under muskelhvile (midt del av figuren). Deltrykk av gasser i venøst blod som strømmer fra nyrene og musklene (nedre del av figuren)
Partialtrykket til en gass i en blanding av gasser er trykket som denne gassen ville skape i fravær av andre komponenter i blandingen. Det avhenger av prosentandelen av gass i blandingen: jo høyere den er, desto høyere er partialtrykket til denne gassen. Partialtrykket av oksygen* i alveolærluften er 105 mm Hg. Art., og i venøst blod – 40 mm Hg. Art., så oksygen diffunderer fra alveolene inn i blodet. Nesten alt oksygenet i blodet er kjemisk bundet til hemoglobin. Delvis oksygentrykk i vev er relativt lavt, så det diffunderer fra blodkapillærene inn i vevet, og gir vevsånding og energiomdannelsesprosesser.
Transporten av karbondioksid, et av sluttproduktene av metabolismen, skjer på lignende måte i motsatt retning. Karbondioksid frigjøres fra kroppen gjennom lungene. Nitrogen brukes ikke i kroppen. Partialtrykk av oksygen, karbondioksid, nitrogen i atmosfærisk luft og videre ulike nivåer oksygentransportskjemaer er vist i fig. 2.
EN– ytre sylinder, b– glassvindu for avlesninger, V– indre sylinder, G– en luftsylinder for å balansere den indre sylinderen, d– vann
Takket være diffusjon endres sammensetningen av alveolærluften kontinuerlig: oksygenkonsentrasjonen i den reduseres, og konsentrasjonen av karbondioksid øker. For å opprettholde pusteprosessen må sammensetningen av gasser i lungene kontinuerlig oppdateres. Dette skjer under ventilasjon av lungene, dvs. puste i ordets vanlige betydning. Når vi inhalerer, øker volumet av lungene og luft kommer inn i dem fra atmosfæren. Samtidig utvider alveolene seg. I hvile kommer ca 500 ml luft inn i lungene ved hvert pust. Dette luftvolumet kalles tidevannsvolum. De menneskelige lungene har en viss kapasitetsreserve som kan brukes under intens pust. Etter en rolig innånding kan en person inhalere omtrent 1500 ml luft. Dette volumet kalles inspiratorisk reservevolum. Etter en rolig utpust kan du, ved å gjøre en innsats, puste ut omtrent 1500 ml luft. Dette ekspiratorisk reservevolum. Tidalvolum og inspiratoriske og ekspiratoriske reservevolumer summerer seg til vital kapasitet(VEL). I i dette tilfellet det er lik 3500 ml (500 + 1500 + 1500). For å måle vital kapasitet gjør de det spesielt pust godt inn og deretter pust ut så mye som mulig inn i røret spesiell enhet– spirometer. Målinger tas i stående stilling i hvile (fig. 3). Verdien av vital kapasitet avhenger av kjønn, alder, kroppsstørrelse og kondisjon. Dette tallet varierer mye, i gjennomsnitt 2,5–4 liter hos kvinner og 3,5–5 liter hos menn. I noen tilfeller er folk veldig høy, for eksempel, blant basketballspillere, kan vital kapasitet nå 9 liter. Under påvirkning av trening, for eksempel når du utfører spesielle pusteøvelser, øker vitalkapasiteten (noen ganger til og med med 30%).
Ris. 4. Millers nomogram for å bestemme den riktige vitale kapasiteten til lungene
Vital kapasitet kan bestemmes ved hjelp av Millers nomogram (fig. 4). For å gjøre dette må du finne høyden din på skalaen og koble den med en rett linje til alderen din (separat for kvinner og menn). Denne rette linjen vil krysse vitalkapasitetsskalaen. En viktig indikator i forskning om fysisk ytelse er minutt volum av respirasjon, eller ventilasjon. Ventilasjon er den faktiske mengden luft som ulike forhold passerer gjennom lungene innen 1 minutt. Ved hvile er lungeventilasjonen 5–8 l/min.
En person er i stand til å kontrollere pusten sin. Du kan utsette det en stund eller intensivere det. Evnen til å øke pusten måles ved verdien maksimal lungeventilasjon(MLW). Denne verdien, i likhet med vital kapasitet, avhenger av graden av utvikling av respirasjonsmusklene. Ved fysisk arbeid øker lungeventilasjonen og når 150–180 l/min. Jo hardere arbeid, jo større lungeventilasjon.
Lungens elastisitet avhenger i stor grad av overflatespenningskreftene til fuktevæsken. indre overflate alveoler (s = 5 x 10–2 n/m). Naturen sørget selv for å gjøre pusten lettere og skapte stoffer som senker overflatespenningen. De syntetiseres av spesielle celler plassert i veggene til alveolene. Syntesen av disse overflateaktive stoffene fortsetter gjennom en persons liv.
I de sjeldne tilfellene når en nyfødt ikke har lungeceller produserer overflateaktive stoffer, kan ikke barnet ta sitt første pust på egen hånd og dør. På grunn av mangel på eller fravær av overflateaktive stoffer i alveolene, dør omtrent en halv million nyfødte over hele verden hvert år uten å ta sitt første åndedrag.
Noen lungepustende dyr kan imidlertid klare seg uten overflateaktive stoffer. Først av alt gjelder dette kaldblodige dyr - frosker, slanger, krokodiller. Fordi disse dyrene ikke trenger å bruke energi for å holde seg varme, er deres oksygenbehov ikke så høyt som hos varmblodige dyr, og derfor har de mindre lungeoverflate. Hvis kontaktoverflaten mellom 1 cm 3 luft og blodårer i en persons lunger er omtrent 300 cm 2, så er den i en frosk bare 20 cm 2.
Den relative reduksjonen i lungeareal per volumenhet hos kaldblodige dyr skyldes at diameteren på alveolene deres er omtrent 10 ganger større enn hos varmblodige dyr. Og fra Laplaces lov ( s= 4a/R) følger det at tilleggstrykket som må overvinnes under inhalering er omvendt proporsjonal med radiusen til alveolene. Den store radiusen til alveolene hos kaldblodige dyr gjør at de enkelt kan inhalere selv uten å redusere størrelsen s på grunn av overflateaktive stoffer.
Det er ingen overflateaktive stoffer i lungene til fugler. Fugler er varmblodige dyr og fører en aktiv livsstil. I hvile er fuglenes behov for oksygen høyere enn hos andre virveldyr, inkludert pattedyr, og under flukt øker det mange ganger. Luftveiene til fugler er i stand til å mette blodet med oksygen selv når de flyr i stor høyde, hvor konsentrasjonen er mye lavere enn ved havnivå. Alle pattedyr (inkludert mennesker), når de er i en slik høyde, begynner å oppleve oksygen sult, kraftig redusere deres motorisk aktivitet, og noen ganger til og med falle inn i en semi-besvimende tilstand. Hvordan kan lungene til fugler, i fravær av overflateaktive stoffer, takle denne vanskelige oppgaven?
I tillegg til de normale lungene har fugler et tilleggssystem som består av fem eller flere par tynnveggede luftsekker koblet til lungene. Hulrommene i disse posene forgrener seg vidt i kroppen og strekker seg inn i noen bein, noen ganger til og med inn i de små beinene i fingrenes falanger. Som et resultat opptar luftveiene, for eksempel hos ender, omtrent 20 % av kroppsvolumet (2 % lunger og 18 % luftsekker), mens det hos mennesker bare er 5 %. Veggene i luftsekkene er fattige på blodårer og deltar ikke i gassutveksling. Kollisjonsputer hjelper ikke bare med å blåse luft gjennom lungene i én retning, men reduserer også kroppens tetthet, friksjon mellom dens individuelle deler og bidrar til effektiv avkjøling av kroppen.
Fuglens lunge er bygget av parallellkoblede tynne rør, åpne på begge sider, omgitt av blodkar - luftkapillærer, som strekker seg fra parabronkiene. Under inhalasjon øker volumene av de fremre og bakre luftsekkene. Luft fra luftrøret kommer direkte inn i de bakre sekkene. De fremre sekkene kommuniserer ikke med hovedbronkusen og er fylt med luft som forlater lungene (fig. 5, EN).
Ris. 5 . Luftbevegelse i luftveiene til en fugl: EN- pust inn, b- puste ut
(K1 og K2 er ventiler som endrer luftbevegelse)
Når du puster ut, gjenopprettes kommunikasjonen mellom de fremre sekkene og hovedbronkusen, og kommunikasjonen mellom de bakre sekkene avbrytes. Som et resultat, under utånding, strømmer luft gjennom fuglens lunge i samme retning som under innånding (fig. 5, b). Under pusting endres bare volumet av luftsekkene, og volumet av lungen forblir nesten konstant. Det blir klart hvorfor det ikke er overflateaktive stoffer i fuglelungene: de er rett og slett ikke til nytte der, fordi det er ikke nødvendig å blåse opp lungene.
Noen organismer bruker luft til mer enn bare å puste. Kroppen til pufferfish, som lever i Det indiske hav og Middelhavet, er oversådd med tallrike nåler - modifiserte skjell. I en rolig tilstand sitter nålene mer eller mindre tett til kroppen. Når den er i fare, skynder pufferfisken til overflaten av vannet og tar luft inn i tarmene og blir til en oppblåst ball. I dette tilfellet stiger nålene og stikker ut i alle retninger. Fisken holder seg nær vannoverflaten, med buken snudd opp ned, og en del av kroppen stikker ut over vannet. I denne posisjonen er pufferfisken beskyttet mot rovdyr både under og over. Når faren har passert, slipper pufferfisken ut luft, og kroppen får normal størrelse.
Jordens luftskall (atmosfæren) holdes nær jorden på grunn av tyngdekreftene og utøver press på alle legemer den kommer i kontakt med. Menneskekroppen er tilpasset atmosfærisk trykk og tolererer ikke reduksjonen godt. Når de klatrer fjell (4 tusen meter, og noen ganger lavere), føler mange seg uvel og får anfall " fjellsyke": det blir vanskelig å puste, ofte fra ørene og nesen det kommer blod ut, tap av bevissthet er mulig. Siden leddflatene passer tett til hverandre (i leddkapselen som dekker leddene, reduseres trykket) på grunn av atmosfærisk trykk, høyt oppe i fjellet, hvor atmosfærisk trykk er sterkt redusert, blir leddenes virkning forstyrret, armer og ben "lytter" ikke godt, dislokasjoner oppstår lett . Klatrere og piloter, når de klatrer til store høyder, tar med seg oksygenutstyr og spesialtrener før oppstigningen.
Til programmet spesialtrening kosmonauter gjennomgår obligatorisk opplæring i et trykkkammer, som er et hermetisk forseglet stålkammer koblet til en kraftig pumpe som skaper høyt eller lavt trykk i det. I moderne medisin Trykkkammeret brukes til behandling av mange sykdommer. Rent oksygen tilføres kammeret og det skapes høyt trykk. På grunn av diffusjonen av oksygen gjennom huden og lungene, øker spenningen i vevet betydelig. Denne behandlingsmetoden er svært effektiv, for eksempel for sårinfeksjoner (gass koldbrann) forårsaket av anaerobe mikroorganismer hvor oksygen er en sterk gift.
I høydene der moderne romskip flyr, er det praktisk talt ingen luft, så kabinene på skipene er laget hermetisk forseglet, og normalt lufttrykk og sammensetning, fuktighet og temperatur skapes og opprettholdes i dem. Brudd på hytteforseglingen fører til tragiske konsekvenser.
Soyuz-11 romfartøyet med tre kosmonauter om bord (G. Dobrovolsky, V. Volkov, V. Patsayev) ble skutt opp i lav bane rundt jorden 6. juni 1971, og 30. juni, ved retur til jorden, døde mannskapet som et resultat av trykkavlastning av nedstigningsmodulen etter separasjon av avdelingene i en høyde på 150 km.
Litt informasjon om pusting
Personen puster rytmisk. Et nyfødt barn gjør åndedrettsbevegelser 60 ganger per 1 minutt, en femåring - 25 ganger per 1 minutt, ved 15-16 år reduseres respirasjonsfrekvensen til 16-18 per 1 minutt og forblir slik til alderdommen, når det blir hyppigere igjen.
Noen dyr har mye lavere pustefrekvens: kondoren gjør én pustebevegelse hvert 10. sekund, og kameleonen hvert 30. minutt. Kameleonens lunger er forbundet med spesielle sekker som den tar inn luft i og samtidig blåses kraftig opp. Den lave pustefrekvensen gjør at kameleonen ikke kan oppdage sin tilstedeværelse på lenge.
I hvile og ved normal temperatur bruker en person omtrent 250 ml oksygen per minutt, 15 liter per time, 360 liter per dag. Mengden oksygen som forbrukes i hvile er ikke konstant - den er større på dagtid enn om natten, selv om en person sover på dagtid. Dette er sannsynligvis en manifestasjon av døgnrytmer i kroppens liv. En liggende person bruker omtrent 15 liter oksygen på 1 time, stående - 20 liter, når han går rolig - 50 liter, når han går med en hastighet på 5 km/t - 150 liter.
Ved atmosfærisk trykk kan en person puste rent oksygen omtrent en dag, hvoretter det oppstår lungebetennelse ender med døden. Ved et trykk på 2–3 atm kan en person puste rent oksygen i ikke mer enn 2 timer, deretter oppstår et brudd på koordinering av bevegelser, oppmerksomhet og minne.
På 1 minutt passerer normalt 7–9 liter luft gjennom lungene, men for en trent løper - ca 200 liter.
Indre organer under intenst arbeid krever de økt tilførsel av oksygen. Under anstrengende aktivitet øker oksygenforbruket i hjertet med 2 ganger, i leveren med 4 ganger og av nyrene med 10 ganger.
Ved hver innånding utfører en person arbeid tilstrekkelig til å løfte en last som veier 1 kg til en høyde på 8 cm. Ved å bruke arbeid utført innen 1 time, ville det være mulig å løfte denne lasten til en høyde på 86 m, og over natten - til 690 m.
Det er kjent at respirasjonssenteret er opphisset når konsentrasjonen av karbondioksid i blodet øker. Hvis konsentrasjonen av karbondioksid i blodet reduseres, kan det hende at en person ikke puster i lengre tid enn vanlig. Dette kan oppnås ved rask pust. Dykkere bruker en lignende teknikk, og erfarne perledykkere kan holde seg under vann i 5–7 minutter.
Støv er overalt. Selv på toppen av Alpene inneholder 1 ml luft omtrent 200 støvpartikler. Det samme volumet byluft inneholder mer enn 500 tusen støvpartikler. Vinden bærer støv over svært lange avstander: For eksempel er det oppdaget støv fra Sahara i Norge, og vulkansk støv fra øyene i Indonesia er funnet i Europa. Støvpartikler holdes tilbake i luftveiene og kan føre til ulike sykdommer.
I Tokyo, hvor hver innbygger har 40 cm2 gateflate, bærer politifolk oksygenmasker. I Paris er det installert renluftskabiner for forbipasserende. Patologer gjenkjenner parisere under obduksjoner ved deres svarte lunger. I Los Angeles installeres plastpalmer på gaten fordi levende dør på grunn av høy luftforurensning.
Fortsettelse følger
* Dette refererer til partialtrykket av oksygen i luften der det er i likevekt med oksygen oppløst i blodet eller annet medium, også kalt oksygenspenning i dette mediet.
Tester
706-01. Virveldyr med et trekammerhjerte, hvis reproduksjon er nært beslektet med vann, er gruppert i klassen
A) Benfisk
B) Pattedyr
B) Reptiler
D) Amfibier
Svar
706-02. Hvilken klasse tilhører dyr, diagrammet over hjertestrukturen er vist på figuren?
A) Insekter
B) Bruskfisk
B) Amfibier
D) Fugler
Svar
706-03. Egenskapen som skiller amfibier fra fisk er
A) kaldblodighet
B) hjertets struktur
B) utvikling i vann
D) isolasjon sirkulasjonssystemet
Svar
706-04. Amfibier skiller seg fra fisk ved å ha
A) hjernen
B) lukket sirkulasjonssystem
B) sammenkoblede lunger hos voksne
D) sanseorganer
Svar
706-05. Hvilken egenskap blant de oppførte skiller de fleste dyr i klassen amfibier fra pattedyr?
B) ekstern befruktning
B) seksuell reproduksjon
D) bruk av vannmiljøet til habitat
Svar
706-06. I evolusjonsprosessen ervervet krypdyr, i motsetning til amfibier,
A) lukket sirkulasjonssystem
B) høy fruktbarhet
B) et stort egg med embryonale membraner
D) tre-kammer hjerte
Svar
706-07. Hvis et dyr i utviklingsprosessen har dannet hjertet vist på figuren, bør dyrets åndedrettsorganer være 
A) lungene
B) hud
B) lungesekker
D) gjeller
Svar
706-08. I hvilken gruppe dyr involverer ikke reproduksjon vann?
A) hodeskalleløs (lansetter)
B) beinfisk
B) amfibier
D) krypdyr
Svar
706-09. Hos hvilke dyr utvikler embryoet seg helt inne i egget?
A) beinfisk
B) halede amfibier
B) haleløse amfibier
D) krypdyr
Svar
706-10. Virveldyr med trekammerhjerte, hvis reproduksjon ikke er assosiert med vann, grupperes i klassen
A) Benfisk
B) Pattedyr
B) Reptiler
D) Amfibier
Svar
706-11. Virveldyr med ustabil kroppstemperatur, lungepust, et tre-kammer hjerte med en ufullstendig skillevegg i ventrikkelen er klassifisert som
A) beinfisk
B) amfibier
B) krypdyr
D) bruskfisk
Svar
706-12. Reptiler, i motsetning til amfibier, har en tendens til det
A) ekstern befruktning
B) indre befruktning
B) utvikling med dannelse av en larve
D) inndeling av kroppen i hode, torso og hale
Svar
706-13. Hvilket av følgende dyr er kaldblodig?
A) rask øgle
B) Amur tiger
B) stepperev
D) vanlig ulv
Svar
706-14. Hvilken klasse inkluderer dyr som har tørr hud med kåte skjell og et trekammerhjerte med ufullstendig skillevegg?
A) Reptiler
B) Pattedyr
B) Amfibier
D) Fugler
Svar
706-15. Fugler skiller seg fra reptiler ved å ha
A) indre befruktning
B) sentralnervesystemet
B) to sirkler av blodsirkulasjon
G) konstant temperatur kropp
Svar
706-15. Hvilken struktur er lik hos moderne reptiler og fugler?
A) bein fylt med luft
B) tørr hud, blottet for kjertler
B) caudal region i ryggraden
D) små tenner i kjevene
Svar
706-16. Hos hvilket dyr skjer gassutveksling mellom atmosfærisk luft og blod gjennom huden?
A) spekkhogger
B) triton
B) krokodille
D) rosa laks
Svar
706-17. Hvilken gruppe dyr har et hjerte som består av to kammer?
En fisk
B) amfibier
B) krypdyr
D) pattedyr
Svar
706-18. Utviklingen av barnet i livmoren skjer kl
A) rovfugler
B) krypdyr
B) amfibier
D) pattedyr
Svar
706-19. Representanter for hvilken klasse av chordater er preget av kutan respirasjon?
A) Amfibier
B) Reptiler
B) Fugler
D) Pattedyr
Svar
706-20. Tegnet til amfibieklassen er
A) kitinholdig dekke
B) bar hud
B) levendefødte
D) sammenkoblede lemmer
Svar
706-21. Med hvilke egenskaper skiller representanter for klassen Amfibier seg fra andre virveldyr?
A) ryggrad og frie lemmer
B) pulmonal pust og tilstedeværelse av en cloaca
B) bar slimhud og ekstern befruktning
D) lukket sirkulasjonssystem og to-kammer hjerte
Svar
706-22. Hvilken egenskap blant de listede skiller dyr i klassen Reptiler fra dyr i klassen pattedyr?
A) lukket sirkulasjonssystem
B) ustabil kroppstemperatur
C) utvikling uten transformasjon
D) bruk av bakke-luft-miljøet for habitat
Fysiologi av respirasjon 1.
1. Essensen av å puste. Mekanismen for innånding og utånding.
2. Fremveksten av undertrykk i det peripulmonale rommet. Pneumothorax, atelektase.
3. Typer pust.
4. Vitalkapasiteten til lungene og deres ventilasjon.
n 1. Essensen av å puste. Mekanismen for innånding og utånding.
n Settet med prosesser som sikrer utveksling av oksygen og karbondioksid mellom det ytre miljø og kroppens vev kalles puster , og settet med organer som gir åndedrett er luftveiene.
n Typer pust:
n Cellulær - i encellede organismer over hele overflaten av cellen.
n Kutan – hos flercellede organismer (ormer) over hele kroppens overflate.
n Trakeal - hos insekter gjennom spesielle luftrør som løper langs kroppens sideflate.
n Gjelle - i fisk gjennom gjellene.
n Lunge - hos amfibier gjennom lungene.
n Hos pattedyr, gjennom spesialiserte luftveisorganer: nasopharynx, strupehode, luftrør, bronkier, lunger, og deltar også ribbeinbur, diafragma og muskelgruppe: inspiratorer og ekspiratorer.
n Lunger (0,6-1,4 % av kroppsvekten) - parrede organer, har fliker (høyre - 3, venstre - 2), delt inn i lobuler (hver med 12-20 acini), bronkier forgrener seg til bronkioler, ender i alveoler .
n Morfologisk og funksjonell enhet i lungen - acini (lat. acinus - druebær)- forgrening av respirasjonsbronkiolen til alveolære kanaler som ender i 400-600 alveolære sekker.
n Alveolene er fylt med luft og kollapser ikke på grunn av tilstedeværelsen av overflateaktive stoffer på veggene deres - overflateaktive midler (fosfolipoproteiner eller lipopolysakkarider).
n Pustestadier:
n a) lungeventilasjon - gassutveksling mellom lungene og det ytre miljøet;
n b) utveksling av gasser i lungene mellom alveolær luft og kapillærer i lungesirkulasjonen;
n c) transport av O2 og CO2 med blod;
n d) utveksling av gasser mellom blodet i kapillærene i den systemiske sirkulasjonen og vevsvæsken;
n e) intracellulær respirasjon er en flertrinns enzymatisk prosess for oksidasjon av substrater i celler.
n Den fysiske hovedprosessen som sikrer bevegelse av O2 fra eksternt miljø til celler og CO2 i motsatt retning - dette er diffusjon , dvs. bevegelsen av en gass som et oppløst stoff langs konsentrasjonsgradienter.
n Innånding - inspirasjon .
n Bevegelsen av luft inn og ut av lungene og inn i miljøet er forårsaket av endringer i trykk inne i lungene. Når lungene utvider seg, blir trykket i dem under atmosfærisk (med 5-8 mm Hg) og luft suges inn i lungene. Lungene i seg selv har ikke muskelvev. Endringen i lungevolum avhenger av endringen i brystvolum, dvs. lungene følger passivt forandringer i brystet. Ved inhalering utvider brystet seg i vertikal, sagittal og frontal retning. Når inspirasjonsmusklene (inspiratorene) - de ytre interkostale musklene og mellomgulvet - trekker seg sammen, hever ribbeina seg oppover, og brystet utvides. Membranen får en kjegleform. Alt dette bidrar til å redusere trykket i lungene og suge inn luft. Tykkelsen på alveolene er liten, så gasser diffunderer lett gjennom veggen til alveolene.
n Utånding - utløp .
n Når du puster ut, slapper inspirasjonsmusklene av og brystet, på grunn av sin tyngde og elastisitet i kystbruskene, går tilbake til sin opprinnelige posisjon. Membranen slapper av og blir kuppelformet. Således, i hvile, skjer utånding passivt, på grunn av slutten av innånding.
n Ved tvungen pust blir utåndingen aktiv - den forsterkes ved sammentrekning av ekspirasjonsmuskler (ekspiratorer) - indre interkostale muskler, magemuskler - ytre og indre skrå, tverrgående og rett abdominal, dorsal serratus-ekshalator. Trykket i bukhulen øker, noe som presser mellomgulvet inn i brysthulen, ribbeina går ned og beveger seg nærmere hverandre, noe som reduserer volumet av brystet.
n Når lungene kollapser, presses luften ut, trykket i dem blir høyere enn atmosfærisk (med 3-4 mm Hg).
n 2. Fremveksten av undertrykk i det peripulmonale rommet. Pneumothorax, atelektase
n Lungene i brystet er atskilt av pleurale lag: viscerale - ved siden av lungene, parietal - fôr brystet fra innsiden. Mellom bladene er pleurahulen. Den er fylt med pleuravæske. Trykket i pleurahulen er alltid 4-10 mm Hg lavere enn atmosfærisk trykk. Kunst. (i lungene 760 mm Hg). Dette skyldes: 1) mer hurtig vekst bryst i sammenligning med lunger i postnatal ontogenese; 2) elastisk trekkraft(elastisk spenning) i lungene, dvs. en kraft som motvirker deres strekking med luft. Pleurahulen er forseglet fra miljø.
n Når luft kommer inn i pleurahulen (f.eks. under skade), utlignes trykket i pleurahulen med atmosfærisk trykk - pneumotoraks mens lungen kollapser - atelektase og pusten kan stoppe.
n Negativt trykk i pleurahulen dannes ved fødselen. Under den første inhalasjonen utvider brystet seg, lungene utvider seg, fordi de er hermetisk adskilt - negativt trykk dannes i pleurahulen. Hos fosteret er lungene i en kollapset tilstand, brystet er flatt ut, hodet på ribbeina er utenfor glenoid fossa. Ved fødselen akkumuleres fosteret i blodet karbondioksid, stimulerer det respirasjonssenteret. Herfra kommer impulser til inspirasjonsmuskulaturen, som trekker seg sammen, hodene på ribbeina går inn i leddfossae. Brystet øker i volum, lungene utvider seg.
n Sammenhengen mellom brystvolum og lungevolum under pust illustreres vanligvis ved hjelp av fysisk Donders modeller:
n 1. Glassdeksel,
n 2. På toppen er det en plugg med et hull,
n 3. Bunn – elastisk film med ring,
n 4. Inne i hetten er lungene til en kanin.
n Når volumet inne i hetten øker på grunn av strekking av den elastiske filmen, reduseres trykket i hulrommet på hetten, luft kommer inn i lungene gjennom hullet i pluggen, de utvider seg og omvendt.
n 3. Typer pust.
n 1. Thoracic eller costal – endringen i brystvolum skjer hovedsakelig på grunn av interkostale muskler (ekspiratorer og inspiratorer). Karakteristisk for hunder og kvinner.
n 2. Abdominal eller diafragma – endringer i brystvolum skjer hovedsakelig på grunn av mellomgulvet og musklene mage. Karakteristisk for menn.
n 3. Blandet eller thoracoabdominal – endringer i brystvolum oppstår likt med sammentrekning av interkostalmuskulaturen, mellomgulvet og magemusklene. Karakteristisk for husdyr.
n Typer av pust har diagnostisk verdi: hvis magen eller brysthulen endring.
n 4. Vitalkapasiteten til lungene og deres ventilasjon.
n Vitalkapasiteten til lungene (VC) består av 3 volumer luft som kommer inn og ut av lungene under pusting:
n 1. Luftveiene - volum av luft under stille inn- og utpust. For små dyr (hunder, små dyr) - 0,3-0,5 l, for store dyr (storfe, hester) - 5-6 l.
n 2. Ekstra eller reserve inspirasjonsvolum– volumet av luft som kommer inn i lungene under maksimal inspirasjon etter en rolig innånding. 0,5-1 og 5-15 l.
n 3. Ekspiratorisk reservevolum– luftvolumet ved maksimal utpust etter en rolig utpust. 0,5-1 og 5-15 l.
n Vitalkapasitet bestemmes ved å måle volumet av maksimal ekspirasjon etter forrige maksimale inspirasjon ved hjelp av spirometri. Hos dyr bestemmes det ved å inhalere en gassblanding med høyt innhold karbondioksid.
n Restvolum - volumet av luft som forblir i lungene selv etter maksimal utånding.
n Luft av "skadelig" eller "død" plass – volumet av luft som ikke deltar i gassutvekslingen og er plassert i den øvre delen av pusteapparatet – nesehulen, svelg, luftrør (20-30%).
n Betydningen av "skadelig" plass:
n 1) luften varmes opp (rikelig tilførsel av blodkar), noe som forhindrer hypotermi i lungene;
n 2) luften renses og fuktes (alveolære makrofager, mange slimkjertler);
n 3) når flimmerhårene i det cilierte epitelet er irritert, oppstår nysing - refleksfjerning skadelige stoffer;
n 4) reseptorer luktanalysator("olfaktorisk labyrint");
n 5) regulering av volumet av innåndet luft.
n Prosessen med å oppdatere gasssammensetningen til alveolær luft under innånding og utånding – ventilasjon .
n Ventilasjonsintensiteten bestemmes av inspirasjonsdybden og frekvensen pustebevegelser.
n Inhalasjonsdybde bestemt av amplituden til brystbevegelser, samt ved å måle lungevolumer.
n Respirasjonsfrekvens telles etter antall brystutflukter over en viss tidsperiode (4-5 ganger mindre enn puls).
n Hest (per minutt) – 8-16; Storfe – 12-25; MRS – 12-16; gris - 10-18; hund – 14-24; kanin - 15-30; pels - 18-40.
n Minuttpustevolum er produktet av tidevannsvolumet av luft og respirasjonsfrekvensen per minutt.
n Eks: hest: 5 l x 8 = 40 l
n Metoder for å studere pust:
n 1. Pneumografi– registrering av luftveisbevegelser ved hjelp av pneumograf.
n 2. Spirometri– måling tidevannsvolumer ved hjelp av spirometre.
Forelesning 25.
Fysiologi av respirasjon 2.
1. Gassutveksling mellom alveolene og blod. Tilstanden til blodgasser.
2. Transport av gasser og faktorer som bestemmer den. Vevsånding.
3. Lungefunksjoner som ikke er relatert til gassutveksling.
4. Regulering av pust, respirasjonssenter og dets egenskaper.
5. Egenskaper ved å puste hos fugler.
Gassutveksling mellom alveolene og blodet. Tilstanden til blodgasser.
I alveolene i lungene utveksles O2 og CO2 mellom luften og blodet i kapillærene i lungesirkulasjonen.
Utåndingsluft inneholder mer O2 og mindre CO2 enn alveolær luft, pga luften i det skadelige rommet er blandet med det (7:1).
Mengden gassdiffusjon mellom alveolene og blodet bestemmes av rent fysiske lover som opererer i gass-væske-systemet atskilt av en semipermeabel membran.
Hovedfaktoren som bestemmer diffusjonen av gasser fra luftalveolene til blodet og fra blodet inn i alveolene er forskjellen i partialtrykk, eller partiell trykkgradient. Diffusjon skjer fra et område med høyere partialtrykk til et område med lavere trykk.
Gasssammensetning av luft
Delvis Trykk(lat. delvis – delvis) - dette er trykket til en gass i en blanding av gasser som den vil utøve ved samme temperatur, som okkuperer hele volumet
P = RA x a/100,
hvor P er partialtrykket til gassen, PA er atmosfærisk trykk, og er volumet av gass inkludert i blandingen i %, 100 –%.
P O2-innånding = 760 x 21 / 100 = 159,5 mm Hg. Kunst.
P CO2-innånding. = 760 x 0,03 / 100 = 0,23 mm Hg. Kunst.
P N2 inhalerer. = 760 x 79 / 100 = 600,7 mm Hg. Kunst.
Likhet P O2 eller P CO2 forekommer aldri i interagerende medier. Det er en konstant strømning i lungene frisk luft på grunn av pustebevegelser i brystet, mens i vevene opprettholdes forskjellen i gassspenning av oksidasjonsprosesser.
Forskjellen mellom partialtrykket av O2 i alveolarluften og veneblodet i lungene er: 100 - 40 = 60 mmHg, som forårsaker diffusjon av O2 til blodet. Når O2-spenningsforskjellen er 1 mmHg. Kunst. I en ku går 100-200 ml O2 inn i blodet per minutt. Et dyrs gjennomsnittlige behov for O2 i hvile er 2000 ml per 1 min. Trykkforskjeller på 60 ml Hg. Kunst. mer enn nok til å mette blodet med O2 både i hvile og under trening.
60 mmHg x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2 per min
FOREDRAG nr. 15. Respirasjonens fysiologi.
1.
2. Ekstern pust(lungeventilasjon).
3.
4. Transport av gasser (O2, CO2) med blod.
5. Utveksling av gasser mellom blod og vevsvæske. Vevsånding.
6. Regulering av pusten.
1. Essensen av å puste. Luftveiene.
Pust fysiologisk funksjon, som sikrer gassutveksling mellom kroppen og det ytre miljøet, og settet med organer som er involvert i gassutveksling - luftveiene.
Evolusjon av luftveiene.
1.I encellede organismer respirasjon skjer gjennom overflaten (membranen) av cellen.
2.Hos lavere flercellede dyr gassutveksling skjer gjennom hele overflaten av de ytre og indre (tarm) cellene i kroppen.
3.Hos insekter kroppen er dekket med en kutikula, og derfor dukker det opp spesielle åndedrettsrør (luftrør) som trenger gjennom hele kroppen.
4.I fiskÅndedrettsorganene er gjeller - mange blader med kapillærer.
5.Hos amfibier luftsekker (lunger) oppstår, hvor luften fornyes ved hjelp av åndedrettsbevegelser. Imidlertid skjer hovedutvekslingen av gasser gjennom overflaten av huden og utgjør 2/3 av det totale volumet.
6.Hos krypdyr, fugler og pattedyr lungene er allerede godt utviklet, og huden blir et beskyttende dekke og gassutveksling gjennom den overstiger ikke 1%. Hos hester på høykant fysisk aktivitet pusten gjennom huden øker til 8 %.
Luftveiene.
Åndedrettsapparatet til pattedyr er et sett med organer som utfører luftledende og gassutvekslingsfunksjoner.
Øvre luftveier: nesehulen, munn, nasopharynx, strupehode.
Nedre luftveier: luftrør, bronkier, bronkioler.
Gassutvekslingsfunksjon utført av respiratorisk porøst vev - lungeparenkym. Strukturen til dette vevet inkluderer lungevesikler - alveoler.
veggen av luftveiene har bruskskjelett og deres lumen avtar aldri. Slimhinne pusterør foret ciliert epitel med flimmerhår. Luftrør før inngangen til lungene dikotomt er delt inn i to hovedbronkier (venstre og høyre), som videre deler seg og dannes bronkialt tre. Delingen avsluttes med endelig (terminale) bronkioler (diameter opptil 0,5-0,7 mm).
Lungene ligger i brysthulen og har form av en avkortet kjegle. Basen av lungen vender bakover og er ved siden av mellomgulvet. Utsiden av lungene er dekket med en serøs membran - visceral pleura. Parietal pleura (bein) forer brysthulen og smelter tett sammen med kystveggen. Mellom disse lagene av pleura er det et spaltelignende rom (5-10 mikron) - pleurahulen fylt med serøs væske. Mellomrommet mellom høyre og venstre lunge kalt mediastinum. Det er her hjertet, luftrøret, blodårene og nervene befinner seg. Lungene er delt inn i lapper, segmenter og lobuler. Alvorlighetsgraden av denne inndelingen varierer mellom forskjellige dyr.
Den morfologiske og funksjonelle enheten til lungen er acinus (lat. acinus - druebær). Acinus inkluderer respiratoriske (respiratoriske) bronkioler og alveolære kanaler, som slutter alveolære sekker. En acini inneholder 400-600 alveoler; 12-20 acini danner lungelappen.
Alveoler – disse er bobler, hvis indre overflate er foret med et enkelt lag flatt epitel. Blant epitelceller er det : alveolocytter av 1. orden, som sammen med endotelet til lungekapillærene dannes luft-blod barriere Og alveocytter av 2. orden utføre en sekretorisk funksjon, utskiller biologisk virkestoff overflateaktivt middel Surfaktan (fosfolipoproteiner - overflateaktivt middel) fletter den indre overflaten av alveolene, øker overflatespenningen og hindrer alveolene i å kollapse.
Funksjoner av luftveiene.
Airways(opptil 30 % av inhalert luft holdes tilbake i dem) deltar ikke i gassutveksling og kalles "skadelig" plass. Imidlertid spiller de øvre og nedre luftveiene en stor rolle i kroppens liv.
Her varmes, fuktes og renses innåndingsluften. Dette er mulig takket være den velutviklede slimhinnen i luftveiene, som er rikelig vaskularisert, inneholder begerceller, slimkjertler og et stort nummer av cilia av ciliated epitel. I tillegg er det reseptorer for luktanalysatoren, reseptorer for de beskyttende refleksene ved hoste, nysing, snøfting og irriterende (irriterende) reseptorer. De er lokalisert i bronkiolene og reagerer på støvpartikler, slim og kaustiske damper. Når irriterende reseptorer irriteres, oppstår en brennende følelse, sårhet, hoste oppstår og pusten går raskere.
Gassutveksling mellom kroppen og det ytre miljøet sikres av et sett med strengt koordinerte prosesser inkludert i luftveisstrukturen til høyere dyr.
2. Ekstern åndedrett (lungeventilasjon) en konstant prosess med å oppdatere gasssammensetningen til alveolærluften, som utføres når inn- og utpust.
Lungevev har ikke aktive muskelelementer, og derfor skjer dens økning eller reduksjon i volum passivt i takt med bevegelsene i brystet (innånding, utpust). Dette er på grunn av negativt intrapleuralt trykk(under atmosfærisk: ved innånding med 15-30 mm Hg. Kunst., når du puster ut med 4-6 mm Hg. Kunst.) i et hermetisk forseglet brysthule.
Mekanismen for ekstern respirasjon.
Innåndingshandlingen (lat. inspirasjon - inspirasjon) utføres ved å øke volumet på brystet. Inspirasjonsmusklene (puster) deltar i dette: eksterne interkostale muskler og diafragma. Under tvungen pust aktiveres følgende muskler: levator ribben, scalene supracostalis, serratus dorsalis. Volumet av brystet øker i tre retninger - vertikal, sagittal (antero-posterior) og frontal.
Utåndingshandlingen (lat. utløp - utløp) i en tilstand av fysiologisk hvile er overveiende passiv i naturen. Så snart inhalasjonsmusklene slapper av, går brystet tilbake til sin opprinnelige posisjon på grunn av sin tyngde og elastisiteten til kystbruskene. Membranen slapper av og kuppelen blir konveks igjen.
Under tvungen pust lettes utåndingshandlingen av ekspirasjonsmusklene: indre interkostale, ytre og indre skrå, tverrgående og rektusmuskler bukveggen, dorsal tagget ekspirator.
Typer pust.
Avhengig av transformasjonen av visse muskler involvert i åndedrettsbevegelser, er det tre typer pust:
1 - thorax (kostal) type pust utføres ved sammentrekning av de eksterne interkostale muskler og muskler i brystbeltet;
2 - abdominal (diafragmatisk) type pust- sammentrekninger av mellomgulvet og magemusklene dominerer;
3 – blandet (costo-abdominal) type pust vanligst hos husdyr.
På ulike sykdommer pustemønsteret kan endre seg. Ved sykdommer i thoraxorganene dominerer den diafragmatiske pustetypen, og ved sykdommer i bukorganene dominerer den kystnære typen pust.
Respirasjonsfrekvens.
Respirasjonsfrekvens refererer til antall respirasjonssykluser (innånding-utånding) per minutt.
Hest 8 - 12 Hund 10 - 30
Kryss horn. storfe 10 - 30 kaniner 50 - 60
Sauer 8 - 20 Kyllinger 20 - 40
Gris 8 - 18 Ender 50 - 75
Person 10 - 18 Mus 200
Vær oppmerksom på at tabellen viser gjennomsnittsverdier. Hyppigheten av åndedrettsbevegelser avhenger av type dyr, rase, produktivitet, funksjonell tilstand, tid på døgnet, alder, omgivelsestemperatur osv.
Lungevolumer.
Det er et skille mellom total og vital lungekapasitet. Den vitale kapasiteten til lungene (VC) består av tre volumer: respirasjons- og reservevolumer ved innånding og utånding.
1.Tidevannsvolum- dette er volumet av luft som rolig, uanstrengt kan pustes inn og ut.
2.Inspiratorisk reservevolum – Dette er luften som i tillegg kan inhaleres etter en rolig innånding.
3.Ekspiratorisk reservevolum- dette er volumet av luft som kan pustes ut så mye som mulig etter en rolig utpust.
Etter en full, maksimalt dyp utpust, er det noe luft igjen i lungene – restvolum. Summen av vital væske og gjenværende luftvolum er total lungekapasitet.
Summen av restvolumet av luft og det ekspiratoriske reservevolumet kalles alveolær luft (funksjonell restkapasitet).
Lungevolum (i liter).
Hestemann
1. Respiratorisk V 5-6 0,5
2. Reserve V-inhalasjon 12 1.5
3. Reserve V-ekspirasjon 12 1.5
4. Residual V 10 1
Ventilasjon– Dette er fornyelsen av gasssammensetningen i alveolærluften under inn- og utpust. Ved vurdering av intensiteten av lungeventilasjon, bruk minutt volum av respirasjon(mengden luft som passerer gjennom lungene i løpet av 1 minutt), som avhenger av dybden og frekvensen av åndedrettsbevegelser.
Hestens tidevannsvolum i hvile 5-6 liter , respirasjonsfrekvens 12 respirasjonsbevegelser per 1 minutt.
Derfor: 5 l.*12=60 liter minutt volum av pust. for lett arbeid er det lik 150-200 liter, under hardt arbeid 400-500 liter.
Under pusten er ikke alle deler av lungene ventilert og ulik intensitet. Derfor regner de alveolær ventilasjonskoeffisient er forholdet mellom inhalert luft og alveolarvolum. Det bør tas i betraktning at når en hest inhalerer 5 liter, forblir 30% av luften i luftveiene "skadelig rom".
Dermed når 3,5 liter inhalert luft alveolene (70 % av 5 liter tidevannsvolum). Derfor er den alveolære ventilasjonskoeffisienten 3,5 l.:22 l. eller 1:6. Det vil si at for hvert stille åndedrag ventileres 1/6 av alveolene.
3. Diffusjon av gasser (utveksling av gasser mellom alveolær luft og blod i kapillærene i lungesirkulasjonen).
Gassutveksling i lungene skjer som følge av diffusjon karbondioksid (CO 2) fra blodet inn i alveolene i lungen, og oksygen (O 2) fra alveolene inn i det venøse blodet i kapillærene i lungesirkulasjonen. Det er beregnet at ca. 5 % av oksygenet i innåndingsluften forblir i kroppen, og ca. 4 % av karbondioksid frigjøres fra kroppen. Nitrogen deltar ikke i gassutvekslingen.
Bevegelsen av gasser bestemmes rent fysiske lover (osmose og diffusjon), opererer i et gass-væske-system atskilt av en semipermeabel membran. Disse lovene er basert på partialtrykkforskjellen eller partialtrykkgradienten til gasser.
Delvis trykk (lat. partialis - delvis) er trykket til én gass inkludert i gassblandingen.
Diffusjon av gasser skjer fra et område mer høytrykk til et lavere område.
Partialtrykk av oksygen i alveolær luft 102 mmrt. Art., karbondioksid 40 mm Hg. Kunst. Spenning i det venøse blodet i kapillærene i lungene O2 =40 mm Hg. Art., CO2=46 mm Hg. Kunst.
Dermed er partialtrykkforskjellen:
oksygen (O2) 102 – 40 = 62 mm Hg. Kunst.;
karbondioksid (CO2) 46 – 40 = 6 mm Hg. Kunst.
Oksygen kommer raskt inn gjennom lungehinnene og kombineres fullstendig med hemoglobin og blodet blir arterielt. Karbondioksid, til tross for liten forskjell i partialtrykk, har høyere diffusjonshastighet (25 ganger) fra venøst blod inn i alveolene i lungen.
4. Transport av gasser (O 2, CO 2) med blod.
Oksygen, som går fra alveolene til blodet, er i to former - ca 3 % oppløst i plasma og om 97 % av røde blodceller kombinert med hemoglobin (oksyhemoglobin). Metningen av blod med oksygen kalles oksygenering.
Det er 4 jernatomer i ett hemoglobinmolekyl, derfor kan 1 hemoglobinmolekyl forbinde 4 oksygenmolekyler.
NNb+ 4О 2 ↔ ННb(O 2) 4
Oksyhemoglobin (HHb (O 2) 4) - stiller ut egenskapen svak, lett dissosierende syre.
Mengden oksygen som finnes i 100 mm blod når hemoglobin er fullstendig omdannet til oksyhemoglobin kalles oksygenkapasiteten til blodet. Det er fastslått at 1 g hemoglobin i gjennomsnitt kan binde seg 1,34 mmoksygen.Å vite konsentrasjonen av hemoglobin i blodet, og den er gjennomsnittlig 15 g. / 100 ml, Du kan beregne oksygenkapasiteten til blodet.
15 * 1,34 = 20,4 vol.% (volumprosent).
Transport av karbondioksid i blodet.
Transporten av karbondioksid i blodet er vanskelig prosess, der de deltar røde blodlegemer (hemoglobin, karbonsyreanhydraseenzym) og blodbuffersystemer.
Karbondioksid finnes i blodet i tre former: 5% - i fysisk oppløst form; 10% - i form av karbohemoglobin; 85% - i form av kaliumbikarbonater i erytrocytter og natriumbikarbonater i plasma.
CO 2 som kommer inn i blodplasmaet fra vevet diffunderer umiddelbart inn i røde blodceller, hvor det oppstår en hydreringsreaksjon med dannelse av karbonsyre (H 2 CO 3) og dissosiasjon. Begge reaksjonene katalyseres av enzymet karbonsyreanhydrase, som finnes i røde blodlegemer.
H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
karbonsyreanhydrase
↓
H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -
Når konsentrasjonen av bikarbonationer øker (NSO 3 -) i røde blodlegemer diffunderer en del av dem inn i blodplasmaet og kombineres med buffersystemer og danner natriumbikarbonat (NaHC03). Den andre delen av HCO 3 forblir i røde blodlegemer og kombineres med hemoglobin (karbohemoglobin) og med kaliumkationer - kaliumbikarbonat (KHCO 3).
I kapillærene i alveolene kombineres hemoglobin med oksygen (oksyhemoglobin) - dette er en sterkere syre som fortrenger karbonsyre fra alle forbindelser. Under påvirkning av karbonsyreanhydrase oppstår dehydrering.
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
Dermed diffunderer karbondioksid oppløst og frigjort under dissosiasjonen av karbohemoglobin inn i alveolærluften.
5. Utveksling av gasser mellom blod og vevsvæske. Vevsånding.
Utvekslingen av gasser mellom blod og vev skjer på samme måte på grunn av forskjellen i partialtrykket til gasser (i henhold til lovene om osmose og diffusjon). Det arterielle blodet som kommer inn her er mettet med oksygen, spenningen er 100 mmrt. Kunst. I vevsvæske er oksygenspenningen 20 - 40 mm Hg. Kunst., og i cellene synker nivået til 0.
Henholdsvis: O 2 100 – 40 = 60 mm Hg. Kunst.
60 – 0 = 60 mm Hg. Kunst.
Derfor plukker oksyhemoglobin av oksygen, som raskt passerer inn i vevsvæsken og deretter inn i vevscellene.
Vevsånding er en prosess biologisk oksidasjon i celler og vev. Oksygen som kommer inn i vevet påvirkes av oksidasjon av fett, karbohydrater og proteiner. Energien som frigjøres i dette tilfellet akkumuleres i formen makroerge bindinger - ATP. I tillegg til oksidativ fosforylering brukes også oksygen under mikrosomal oksidasjon - i mikrosomer av endoplasmatisk retikulum av celler. I dette tilfellet blir sluttproduktene av oksidative reaksjoner vann og karbondioksid.
Karbondioksid, som løses opp i vevsvæske, skaper spenninger der 60-70 mm Hg. Kunst., som er høyere enn i blod (40 mmHg).
CO 2 70 - 40 = 30 mm Hg. Kunst.
Således forårsaker den høye oksygenspenningsgradienten og forskjellen i partialtrykket av karbondioksid i vevsvæsken og blodet dens diffusjon fra vevsvæsken inn i blodet.
6. Regulering av pusten.
Respirasjonssenter – dette er et sett med nevroner lokalisert i alle deler av sentralnervesystemet og involvert i reguleringen av pusten.
Hoveddelen av "kjernen" til Mislavsky-respirasjonssenteret lokalisert i medulla oblongata, i området av den retikulære formasjonen nederst på den fjerde cerebral ventrikkel. Blant nevronene i dette senteret er det streng spesialisering (fordeling av funksjoner). Noen nevroner regulerer innåndingshandlingen, andre utåndingshandlingen.
Bulbar luftveier tra har en unik funksjon - Automatisk, som vedvarer selv med dens fullstendige deafferentering (etter opphør av påvirkning fra forskjellige reseptorer og nerver).
I området pons plassert "pneumotaksisk senter". Det har ikke automatikk, men det påvirker aktiviteten til nevronene i Mislavsky-respirasjonssenteret, og stimulerer vekselvis aktiviteten til nevronene for innånding og utånding.
Nerveimpulser går fra respirasjonssenteret til motoriske nevroner kjerner i den thoracoventrale nerven (3-4 nakkevirvlene– senter av diafragmamusklene) og til motorneuronene lokalisert i sidehorn thorax ryggmarg (innerverer de ytre og indre interkostale musklene).
I lungene (mellom de glatte musklene i luftveiene og rundt kapillærene i lungesirkulasjonen) er det tre grupper av reseptorer: utspiling og kollaps, irriterende, sidekapillær. Informasjon fra disse reseptorene om tilstanden til lungene (strekk, kollaps), deres fylling med luft, inngang irriterende stoffer inn i luftveiene (gass, støv), endringer i blodtrykket i lungekarene, og kommer inn i respirasjonssenteret via afferente nerver. Dette påvirker frekvensen og dybden av åndedrettsbevegelser, manifestasjonen av beskyttende reflekser av hoste og nysing.
Veldig viktig i reguleringen av pusten har humorale faktorer. Vaskulære kar reagerer på endringer i blodgasssammensetningen refleksiogene soner i sinus carotis, aorta og medulla oblongata.
En økning i konsentrasjonen av karbondioksid i blodet fører til stimulering av respirasjonssenteret. Som et resultat blir pusten raskere - dyspné (pustebesvær). Reduserte nivåer av karbondioksid i blodet bremser pusterytmen - apné.
Hva er gassutveksling? Nesten ingen levende skapninger kan klare seg uten den. Gassutveksling i lungene og vevet, så vel som blodet, bidrar til å gi næring til cellene næringsstoffer. Takket være ham får vi energi og vitalitet.
Hva er gassutveksling?
Levende organismer trenger luft for å eksistere. Det er en blanding av mange gasser, hvor hovedandeler er oksygen og nitrogen. Begge disse gassene er essensielle komponenterå skaffe normalt liv organismer.
Under evolusjonen forskjellige typer har utviklet egne enheter for å få tak i dem, noen har utviklet lunger, andre har gjeller og andre bruker bare hud. Ved hjelp av disse organene skjer gassutveksling.
Hva er gassutveksling? Dette er en interaksjonsprosess mellom det ytre miljøet og levende celler, hvor oksygen og karbondioksid utveksles. Under pusten kommer oksygen inn i kroppen sammen med luft. Metter alle celler og vev, den deltar i oksidativ reaksjon, blir til karbondioksid, som skilles ut fra kroppen sammen med andre metabolske produkter.
Gassutveksling i lungene
Hver dag inhalerer vi mer enn 12 kilo luft. Lungene hjelper oss med dette. De er det mest voluminøse organet, i stand til å holde opptil 3 liter luft i ett fullt dypt pust. Gassutveksling i lungene skjer ved hjelp av alveoler - mange bobler som er sammenvevd med blodårer.
Luft kommer inn i dem gjennom de øvre luftveiene, passerer gjennom luftrøret og bronkiene. Kapillærer knyttet til alveolene tar inn luft og fordeler den gjennom sirkulasjonssystemet. Samtidig frigjør de karbondioksid til alveolene, som forlater kroppen sammen med utåndingen.
Prosessen med utveksling mellom alveoler og blodårer kalles bilateral diffusjon. Det skjer på bare noen få sekunder og utføres på grunn av trykkforskjellen. Oksygenmettet atmosfærisk luft har mer oksygen, så den skynder seg til kapillærene. Karbondioksid har mindre trykk, som er grunnen til at det presses inn i alveolene.
Sirkulasjon
Uten sirkulasjonssystemet ville gassutveksling i lunger og vev vært umulig. Kroppen vår er gjennomsyret av mange blodårer forskjellige lengder og diametre. De er representert av arterier, vener, kapillærer, venuler, etc. Blodet sirkulerer kontinuerlig i karene, noe som letter utvekslingen av gasser og stoffer.
Gassutveksling i blodet skjer gjennom to sirkulasjonskretser. Når du puster, begynner luften å bevege seg i en stor sirkel. Det føres i blodet ved å feste seg til et spesielt protein kalt hemoglobin, som finnes i røde blodlegemer.
Fra alveolene kommer luft inn i kapillærene og deretter inn i arteriene, rett til hjertet. I kroppen vår spiller den rollen som en kraftig pumpe som pumper oksygenrikt blod til vev og celler. De på sin side frigjør blod fylt med karbondioksid, og sender det gjennom venoler og årer tilbake til hjertet.
Passerer gjennom høyre atrium, oksygenert blod fullfører stor sirkel. Det begynner i høyre ventrikkel Blod pumpes gjennom det inn i det beveger seg gjennom arteriene, arteriolene og kapillærene, hvor det utveksler luft med alveolene for å starte syklusen igjen.
Utveksling i vev
Så vi vet hva gassutveksling mellom lungene og blodet er. Begge systemene transporterer og utveksler gasser. Men nøkkelrollen tilhører stoffer. De viktigste prosessene som endrer kjemisk oppbygning luft.
Metter celler med oksygen, som utløser en rekke redoksreaksjoner i dem. I biologi kalles de Krebs-syklusen. For gjennomføringen er det nødvendig med enzymer, som også følger med blodet.
I prosessen dannes sitronsyre, eddiksyre og andre syrer, produkter for oksidasjon av fett, aminosyrer og glukose. Dette er en av de viktigste stadiene, som følger med gassutveksling i vev. I løpet av løpet frigjøres energien som er nødvendig for funksjonen til alle organer og systemer i kroppen.
Oksygen brukes aktivt for å utføre reaksjonen. Det oksiderer gradvis, og blir til karbondioksid - CO 2, som frigjøres fra celler og vev til blodet, deretter til lungene og atmosfæren.
Gassutveksling hos dyr
Strukturen til kroppen og organsystemene til mange dyr varierer betydelig. Pattedyr ligner mest på mennesker. Små dyr, som planaria, har ikke komplekse systemer for metabolisme. De bruker de ytre dekkene for å puste.
Amfibier bruker huden, munnen og lungene for å puste. Hos de fleste dyr som lever i vann, utføres gassutveksling ved hjelp av gjeller. De er tynne plater koblet til kapillærer og transporterer oksygen fra vann inn i dem.
Leddyr, som tusenbein, skoglus, edderkopper og insekter, har ikke lunger. De har luftrør over hele overflaten av kroppen, som leder luft direkte til cellene. Dette systemet lar dem bevege seg raskt uten å oppleve kortpustethet og tretthet, fordi prosessen med energidannelse skjer raskere.
Utveksling av gasser i anlegg
I motsetning til dyr inkluderer gassutveksling i planters vev forbruk av både oksygen og karbondioksid. De bruker oksygen under respirasjonen. Planter har ikke spesielle organer for dette, så luft kommer inn i dem gjennom alle deler av kroppen.
Som regel har bladene det største arealet, og hovedmengden luft faller på dem. Oksygen kommer inn i dem gjennom små åpninger mellom celler, kalt stomata, behandles og skilles ut i form av karbondioksid, som hos dyr.
Et særtrekk ved planter er deres evne til å fotosyntese. Dermed kan de omdanne uorganiske komponenter til organiske ved hjelp av lys og enzymer. Under fotosyntesen absorberes karbondioksid og oksygen produseres, så planter er virkelige "fabrikker" for luftanrikning.
Egendommer
Gassutveksling er en av de essensielle funksjoner enhver levende organisme. Det utføres gjennom pust og blodsirkulasjon, og fremmer frigjøring av energi og metabolisme. Det særegne ved gassutveksling er at det ikke alltid foregår på samme måte.
Først av alt er det umulig uten å puste; å stoppe det i 4 minutter kan føre til forstyrrelser i hjernecellenes funksjon. Som et resultat av dette dør kroppen. Det er mange sykdommer der gassutvekslingen er svekket. Vev får ikke nok oksygen, noe som bremser utviklingen og funksjonen.
Ujevn gassutveksling observeres også i friske mennesker. Den øker betydelig med økt muskelarbeid. På bare seks minutter når han maksimal kraft og holder seg til den. Men når belastningen øker, kan mengden oksygen begynne å øke, noe som også vil ha en ubehagelig effekt på kroppens velvære.
Laster inn...